Способ очистки алюминия методом фракционной кристаллизации

 

Изобретение относится к области металлургии , к способам очистки алюминия методом фракционной кристаллизации. Цель изобретения - улучшение очистки путем отделения межузловой жидкости. Расплав алюминия, подвергаемый очистке, помещают в обогреваемую емкость и охлаждают с помощью погружаемого теплообменника. При этом температуру расплава поддерживают близкой к температуре плавления. Образовавшиеся кристаллы алюминия уплотняют прессованием. Отделившийся при этом маточный расплав удаляют сливом при наклоне емкости. После слива маточного расплава образовавшийся блок уплотненных кристаллов опрокидывают и удерживают в таком положении в течение от 5 мин до 1 ч. При этом блок может быть подвергнут нагреву для компенсации тепловых потерь и/или дополнительному уплотнению. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (м)5 С 22 В 21/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 4028797/02

: (22) 05.01.87 (46) 07.05.92. Бюл, М 17 (71) Алюминиюм Пешинэ (FR) (72) Андре Раймон-Серэй (FR) (53) 669.715.018(088,8) (56) Патент Франции М 1594154, кл. С 22 В, опублик. 1970, (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ АЛЮМИНИЯ МЕТОДОМ ФРАКЦИОННОЙ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ (57) Изобретение относится к области металлургии, к способам очистки алюминия методом фракционной кристаллизации.

Цель изобретения — улучшение очистки путем отделения межузловой жидкости. РасИзобретение относится к металлургии, а именно к способам очистки алюминия методом фракционной кристаллизации.

Целью изобретения является улучшение очистки путем отделения межузловой жидкости. .Способ очистки алюминия предусматривает охлаждение расплава алюминия, подвергаемого очистке, погружным теплообменником в обогреваемой емкости. При этом температуру расплава поддерживают близкой к температуре плавления с помощью регулирования расхода хладагента и мощности нагревателя.

Образовавшиеся кристаллы чистого алюминия уплотняют прессованием и удаляют маточный расплав сливом при наклоне емкости... Ж„„1732817 А3 плав алюминия, подвергаемый очистке, помещают в обогреваемую емкость и охлаждают с помощью погружаемого теплообменника. При этом температуру расплава поддерживают близкой к температуре плавления. Образовавшиеся кристал.л ы ал юмин ия уплотняют прессованием.

Отделившийся при атом маточный расплав удаляют сливом при наклоне емкости. После слива маточного расплава образовавшийся блок уплотненных кристаллов опрокидывают и удерживают в таком положении в течение от 5 мин до 1 ч. При:этом блок может быть подвергнут нагреву для компенсации тепловых потерь и/или дополнительному уплотнению. 3 з.п. ф-лы, 1 табл.

Полученный при этом блок уплотненных кристаллов опрокидывают и удерживают в этом положении в течение от 5 мин до 1 ч.

Установлено, что в этом положении (и И это необходимо подчеркнуть) в отсутствие всякого подогрева жидкость просачивалась QQ очень медлейно и длительное время через а очищаемую массу. Зта операция может 4 длиться приблизительно от 5 мин до 1 ч.

Сцеживаемая жидкость намного менее чистая, чем очищаемая масса. Изучение после охлаждения очищенной массы показало, что 4, она имела тонкую пористость, свидетельствующую о том, что жидкость которая просачивается, является действительно межкристаллической и что тонкая пористость в большей своей части является пористостью, сообщающейся и открытой, что позволяет межкристаллической жидкости

1732817

50 выйти из квазикомпактной очищенной массы.

Как это показывают приведенные ниже примеры, весьма удивительно получение простым сцеживанием без подогрева значительного отвода межкристаллической жидкости. Сцеживание методом наклона имеет преимуществом отвод межкристаллической жидкости, начиная с самой неочищенной части и без прохода ее через области, где металл наиболее чист. Этот результат не был бы получен, если бы такое сцеживание выполнялось без наклона, через дно металлоприемника..

С другой стороны, отмечается также, что содержание межкристаллической жидкости в очищаемой массе увеличивается снизу вверх так, что наклон металлоприемника является благоприятным для качественного отвода межкристаллической жидкости.

Но операция сцеживания очень медленна и поскольку отсутствует подвод тепла фракция межкристаллической жидкости может затвердеть. Поэтому можно во время операции сцеживания подвести к массе кристаллов теплоту в количестве, достаточном для компенсации тепловых потерь. Это не имеет целью повторно расплавить очищаемую массу, что уменьшило бы эффективность, а лишь помешать межкристаллической жидкости затвердеть и таким образом снизить эффективность операции сцеживания.

Такой подвод тепла может быть реализован любыми известными средствами и прерывистым или непрерывным образом.

Можно также использовать поршень, предназначенный для уплотнения, с целью воздействия на очищаемую массу давлением, 4То упрощает выталкивание межкристаллической жидкости и это воздействие может быть также обеспечено непрерывно или прерывистым образом.

Подвод. тепла и воздействие поршнем, выполненные одновременно, служат для еще большего повышения эффективности способа.

Пример. В алюминиевой ванне проанализированы четыре фракции по 1 т каждая, имеющие близкий состав, которые раздельно подвергнуты операции очистки методом фракционной кристаллизации в соответствии со следующими операционными вариантами.

Вариант 1: по ранее существующейтехнологии с длительностью кристаллизации 8 ч.

Вариант 2: по ранее существующей технологии с длительностью кристаллизации

16 ч и увеличенным давлением поршня;

Вариант 3: в соответствии с технологией, примененной в испытании 1, и использованием сцеживания в течение 45 мин, в соответствии с изобретением, без подвода тепла

Вариант 4: в соответствии с технологией варианта 3 и подводом тепла для компенсации тепловых потерь и непрерывным воздействием давлением на очищаемую фракцию в течение всего периода сцеживания.

Эти результаты показаны в таблице, где приняты следующие обозначения:

Fe(0) — 31(0) — первоначальные содержания в ванне, железа и кремния, м,д., Fe(1) и $!(1) — конечное среднее содержание железа и кремния в очищенной массе металла; QFe и я — отношение первоначальных содержаний к конечным содержаниям железа и кремния; р- массовое отношение . масса очищенного металла/масса первоначального металла, .

Отмечается, что для железа при простом сцеживании без подвода тепла (вариант 3) концентрация достигает в 6 раз более низкого. уровня, чем был достигнут при существующей ранее технологии (вариант 1).

Для кремния очистка менее эффективна, но тем не менее концентрация уменьшилась вдвое.

С компенсацией тепловых потерь и воздействием давления (вариант 4) результаты еще лучше, поскольку опять по отношению к ранее существующему уровню техники (вариант 1), концентрация по железу уменьшилась в 13 раз, а по кремнию более, чем в три раза.

Массовое отношение р снижается сравнительно мало, поскольку оно переходит от

64% для существующего уровня технологии к 59% при простом сцеживании и около

54 в варианте 4.

Видно(из варианта 2), что удвоение времени. затвердевания не дает существенного улучшения.

В четырех испытаниях операция заканчивалась охлаждением сосуда и распиловкой для устранения верхней части. очищенной массы больших кристаллов, загрязненной остатками жидкости, которая удерживается на поверхности к концу oneрации уплотнения, а распиловка очищенной части всегда выполнялась на одной и той же высоте слитка.

В вариантах 3 и 4 меньшее массовое отношение обусловлено устранением меж1732817

Составитель А..Лютиков

Редактор Г. Гербер Техред М.Моргентал Корректор Т. Палий

Заказ 1592 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 кристаллической. жидкости, которая оставляет пористость в очищенной массе.

Таким образом, предлагаемое изобретение представляет собой явный прогресс по отношению к известному уровню техни- 5 ки.

Формула изобретения

1. Способ очистки алюминия методом фракционной .кристаллизации, включаю- 10 щий охлаждение расплава, находящегося в обогреваемой снаружи емкости, с помощью погружаемого теплообменника при поддержании температуры расплава, близкой к температуре плавления. с помощью регули- 15 рования расхода хладагента и мощности нагревателя, уплотнение образовавшихся кристаллов прессованием в блок и отделение маточного расплава от него сливом при наклоне емкости, о т л и ч à ю шийся тем, 20 что, с целЬю улучшения очистки путем отделения межузловой жидкости из кристаллов, после отделения маточного расплава емкость с блоком уплотненных кристаллов опрокидывают и удерживают в этом положении в течение 0,12-1,,00 ч.

2, Способ по п.1, отличающийся тем, что при удерживании блока уплотненных. кристаллов в опрокинутом положении его дополнительно нагревают.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при удерживании блока уплотненных кристаллов в опрокинутом положении его подвергают дополнительному уплотнению.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что при удерживании блока уплотненных кристаллов в опрокинутом положении его подвергают дополнительному уплотнению с одновременным нагревом,