162348. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aluminium előállítására

SZABADALMI 162348 MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG LEÍRÁS HÉH Bejelentés napja: 1970. IX. 29. (AI-177) Nerrizatkózi osztályozás: C 22 b 21/02 mSs^ Bejelentés napja: 1970. IX. 29. (AI-177) ^^ Elsőbbsége: Amerikai Egyesült Államok, 1969. IX. 29. (861-981) ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL Közzététel napja 1972. VIII. 28. Megjelent 1974. XI. 30. Feltalálóik) Tóth Charles mérnök, Westwego, Louisiana, Amerikai Egyesült Államok, Tulajdonos Aplied Alumínium Research Corporation, Westwego, Louisiana, Amerikai Egyesült Államok. Eljárás aluminium előállítására 1 Alumíniumot mangán és aluminiumtriklorid reakciójával ismert módon úgy állítanak elő, hogy a reakcióedénybe, például olvasztótégelybe előre betöltik a mangánt, és az aluminiumtrikloridot olyan körülmények között vezetik be a reaktorba, hogy bensőségesen érintkezhessen a mangánnal. A reakció eredményeképpen aluminium keletkezik. A reaktorban a következő reakció játszódik le: 2 AICI, * 3 Mn = 3 MnCl, * 2 Al A reakció folyamán a mangán felhasználódik és aluminium keletkezik a reaktorban. A reakciót addig folytatják, amig a reaktor nagy mennyiségei alumíniumot és ennek megfelelően kis mennyiségű mangánt tartalmaz. Az így előállított végtermék egy magas aluminium-mangán arányú alumínium-mangán ötvözet. Az említett módszerrel előállított végtermék sok esetben megfelelő, mert jól ismert, hogy a mangán előnyös tulajdonságokat ad az alumíniumnak. A kereskedelmi forgalomba kerülő alumínium termékek megközelítően 75%-a tartalmaz 1-2% mangánt. Általános gyakorlat az alumíniumiparban, hogy mangánt adnak a mangánmentes alumíniumhoz az u.n. eló'ötvözet előállítására. Különösen előnyös mangán jelenléte az aluminiumötvözetben a sajtolással előállított termékeknél, és ez csak egyike az előötvözet számos felhasználási területének. Bizonyos esetekben mégis előnyös, ha lényegében tiszta aluminium áll rendelkezésünkre. 10 15 20 25 Előnyös volna továbbá, ha lényegében tiszta alumíniumot lehetne előállítani folyamatos eljárás alapján. A jelen találmány eljárást ad lényegében mangánmentes alumínium előállítására aluminiumtriklorid és mangán reakci- 30 ója alapján. A találmány szerinti eljárás egyik előnyös foganatosítási módja, hogy a reagáló anyagokat az ellenáram elve alapján érintkeztetjük. Ennek megfelelően a jelen találmány tárgya mangánmentes alumínium előállítása mangán és aluminiumtriklorid reakciója útján. 35 Az 1. ábra a találmánv szerinti eljárás ellenáramú munkafolyamatát szemléltető folyamat ábra. A 2. ábra felnagyított rajza az 1. ábra reakciózónájának. A 3, ábra az 1. ábrához hasonló folyamatábra, mely azonban tartalmaz egy részleges aluminium-visszavezető rendszert is. A 4. ábra az aluminium-mangán ötvözetek olvadáspontját mutató grafikon. Az 5. ábra sematikus rajza egy - a találmány szerinti eljáráshoz alkalmazott porlasztó toronynak. A 6. ábra a találmány szerinti eljárás ellenáramú reaktor sorozattal való kivitelezését bemutató vázlat. A találmány szerinti eljárást az 1. ábrán mutatjuk be vázlatosan, ahol a 10 reaktor vagy oszlop tartalmazza a 12 tölteléket. A 10 reaktor a reakció körülményei között általában előforduló magas hőmérsékletnek ellenálló szokásos kerámia anyagból készül. A 12 töltelék megnöveli az oszlopban az érintkező felületet, ahol a reagáló anyagok kapcsolatba kerülnek egymással és reagálnak a kívánt egyszerű helyettesítési reakciónak megfelelően. Egyik megvalósításban a töltelék olvasztott timföld. Nyilvánvalóan bármilyen töltőanyag alkalmas, amely a kémiai rendszerrel szemben közömbös és ellenáll a reakció feltételei mellett általában előforduló magas hőmérsékletnek. Ezenkívül számos megoldás lehetséges, alkalmazhatunk buboréktálcát vagy szitatányért a 12 töltelék helyett. A reaktor tetején lévő 16 vezetéken keresztül lényegében tiszta mangánt viszünk be a készülékbe. Mivel az eljárás folyamán lejátszódó reakciók sztöchiometrikusak, az egyik jelenlévő anyag, pl. a mangán mennyisége megszabja a reakcióban résztvevő másik anyag mennyiségét. Általában 11,35-136 kg mangánt adagolunk percenként. A mangánadagolás sebessége természetesen eltérhet ettől az értéktől, hiszen, mint fent említettük, az eljárás sztöchiometrikus reakciókból áll. 162348