144819. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés alumínium gyártására
144.819 3 a kemence súlya, mind annak költségei nagyok lennének. A találmány értelmében a grafitot az említett anvagok vékony rétegével védjük meg. Ecsettel vagy más effélével felvihető mázat vagy slikkert állítunk elő úgy, hogy a tűzálló fém (W, Mo, Ta stb.), nitrid- vagy karbid-porát feliszatioljuk olyan szerves folyadékban, melyből a szárítás és kiégetés után szénváz marad vissza. Ilyen folyadék pl. a lakk vagy a folyékony ragasztószerek, pl. alkoholos sellakoldat, arabmézga vizes oldata, csiriz stb. Kiváló wolframalarjú bevonóanyaeot kapunk péMául. ha 100 e wolframport. 50 g alkoholos sellakoldatban eloszlatunk. Szobahőmérsékleten szárítva és légritkított térben 1000 C° feletti, célszerűen 1500 és 1800 C° közötti hőmérsékleten kiégetve, ez a bevonat, a wolfram karbidizációja következtében, biztosítja a grafit felületének keménvítését. viszonylagos pázátáiatlansáeát.* továbbá kitűnő ellenállóképességét a mechanikai dörzsöléssel és az AlN vacrv AloO veeyi korroziójával szemben. Emellet lénveges, hogy a szedő azon része, amelyen az alumínium kondenzálódik, ne szennyezze a megolvadt fémet; e célra kiválóan alkalmas a szilárd aluWniumnítrid. Az A1CN gőzök ..csapdáiát" képező felület bevonatmentes grafitból készülhet. Amikor az A1CN megbomlásából eredő A14 C 3 — és AlN-lerakórlások a csar>dán oly mértékben felszaporodnak, hocfy az a készülék működését zavarja, a műve1 etek a csapdafelület megtisztítása vépett meffszakítandák. Ez a tisztítóművelet fopanatosítható a lerakódások mechanikai eltávolításával is; megállapítottuk azonban, hogv az AlCN-ből és Álból keletkező, karbonitrides lerakódásokhoz erezető kondenzáció« reakció reverzibilis. Magasabb hőfokon vagy nagyfokú léffritkítás mellett ezek a szilárd termékek a következő egyenlet értelmében bomlanak el: AI4C3+3 A1N=3 A1CN+4 Al (pőzl (gőz) A tisztítóeljárás — mely ugyancsak a találmány részét alkotia — abban van. hogy a csapdafelületet, pl. 0.5 Hg/mm-es vákuumban 1700 C°-ra hevítjük fel. Ekkor a lerakódások eltűnnek, a keletkező A1CN és Al evakuálható és a berendezés megnyitása nélkül felfogható, csupán a szedőt kell kicserélni. A fent ismertetett tisztítási műveletet megelőzőleg módunkban van az A14 C 3 alumíniumtartalmát, is visszanyerni, ha a nyomást kb. 0.1 Hg/mm körülire csökkentjük. Ezt az alumíniumot a rendes szedőn fogjuk fel és a csapdán az AlN és szén keveréke marad. Ekkor a hőmérsékletet fokozzuk 1700 C°-ra és az újraképződött AlCN-t külön szedőn fogjuk fel. Az A12 0 bomlásakor keletkező alumíniumoxidalumíniumkeveréket egy kicserélhető köpenyen fogjuk fel és ismert módon kezeljük tovább. A különböző lerakódásokat, a visszanyerhető alumínium kinyerése után vagy anélkül, a nitridet előállító kemencébe tápláljuk, adott esetben a megfelelő mennyiségű szén hozzáadása után. A találmány szerinti eljárás a legkülönbözőbb változatokban foganatosítható. Eljárhatunk pl. úgy, hogy 0,9% szenet és emellett még 7%-nál több aknmíniumoxidot tartalmazó alumíniumnitridet disszociálunk, az A1CN felfogására való csapda használata nélkül, de úgy, hogy az Al2 0-t külön kondenzáljuk. Ilyenkor a szedőn összegyűlt alumínium äz AlGN-ből keletkező lerakódásokat tartalmazza ugyan, de megolvadt állapotban van. Az A12 0 kondenzálásából eredő A1 2 0 3 és Alkeveréket az alumínium kinyerése és a hozam fo' kozása céljából később külön kezelhetjük, Eljárhatunk úgy is, hogy pl. 2% szenet és 6,8% alumíniumoxid ot tartalmazó nitridet disszociálunk, az A1CN csapda felhasználása mellett, viszont az Ala O-t az Al-al együttesen kondenzáljuk. Ez a kondenzátum folyékony halmazállapotú. Ezután a karbonitrides lerakodásokból a szénhez kötött fém túlnyomó részét a fentismertetett módszerek szerint kinyerhetjük. Ha a találmány szerinti berendezés valamennyi szerkezeti részletét alkalmazzuk, alumíniumoxidban és szénben dúsabb nitridből is kiindulhatunk, mimellett az alumíniumot folyékony állapotban nyerjük ki: világos, hogy a hozam annál kisebb, mennél nagyobb a nitrid alumíniumoxid- és széntartalma. A legelőnyösebb körülmények kiválasztását gazdasági szempontok szabják meg, úgymint a kiindulási nitrid termelési költsége, a lerakódások tartalmazta vagy az A12 0 disszociálizálásával keletkező AI2O3+AI — keverék alumíniumtartalma kinyerésének stb. költségei. A csatolt rajz, a találmány szerinti kemence két olyan foganatosítási alakját tünteti fel metszetben, melyek segítségével alumíniumnitridból légritkított térben termikus disszociáció útján kereskedelmi alumínium állítható elő. Az ábrák csupán példaként szolgálnak és a találmány keretét nem korlátozzák. Az 1. ábrán 1 a nitrid betáplálására való ,cső 2 vákuumtömítésű acélház, 3-al jelöltük a hőszigetelő bélést, mely szemcsés petrolkokszból állhat. 4 a grafittégely, melynek belső és külső felülete fentemlített módon molibdénkarbiddal van bevonva. Ez a tégely tartalmazza a disszociálandó nitridadagot, melyet az adagba benyúló, tengelyirányú 5 fűtőelemmel a kívánt hőmérsékletre hevítünk fel. Ez a fűtőelem pl. molibdénkarbiddal teljesen bevont grafitból állhat. 6 a fűtőtér, mely a 7 ellenállásokat tartalmazza; utóbbiak segítségével a zsugorított lerakódásokat felfogó, grafitból álló 8 csapda felületét a kívánt hőmérsékletre fűthetjük. 9-el jelöltük a vízhűtéses szedőt, melynek felső 10 vége alumíniumnitridból van. 11 az agglomerált alumíniumnitridból készült gőzvezeték, melyben az A12 0-gőzök elbomlalnak, és 12 a légritkítóhoz vezető cső. Az alumíniumot, mely 10-nél folyékony halmazállapotban gyűlik össze, 13-nál elvezetjük. A 2. ábra az 1. ábrához hasonló általános elrendezésű, melyben, azonban a disszociálandó alumíniumnitridet tartalmazó 4 grafittégelyt a 15 indukciós tekercsekkel fűtjük fel, szekunderját pedig a 17 grafithenger alkotja, melynek belső felületét molibdénkarbidréteg védi. A kettős 14 szintercsapda grafitlemezből készült, mely a gőzök átengedésére lyuggatva van: Ezt a csapdát is indukciós úton, a 16 tekercs segítségével fűtjük. 1. példa A 2. ábra szerinti kemence 4 tégelyébe az 1 csövön át 100 kg technikai alumíniumnitridet töltünk, mely a következő összetételű: 93,5% AlN, 6% Al2 O s és 0,5% szén. A kemencét kb. 0,5 Hg/mm. légritkí-
