146612. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés alumíniumnak ötvözeteiből való előállítására

146.612 3 Továbbá a fentiekben ismertetett módon az elkülönítő tartályban folytonosan képződő és a folyékony alumínium-higany fázisról dekantálódó szilárd anyagokból kristályosodott alumíniumból és higanyban oldhatatlan anyagokból álló szilárd réteg a rajta folytonosan áthatoló folyékony fázis szempontjából szűrőként hat. Ez elősegíti az említett szilárd anyagok dekantálását. E szűrő fontos tulajdonsága, hogy nem tömődik el. Egyrészt ugyanis frissen dekantált új anyag által állandóan megújul, másrészt pedig a fölös mennyiségű, hengeres alakú csavaros szállító berendezések (szállító csigák) útján állandóan távozik. A szállító berendezésék további jellemzője, hogy az alábbiakban ismertetendő módon az elkülönítő tartállyal átellenes végükön kis mennyiségű folyékony és tiszta higannyal vannak táplálva, amely az említett szilárd anyagokkal ellenáramban kering, Ez is megakadályozza a berendezések eltömődését. Az oldhatatlan anyagoknak az előbbiekben leírt módon való elkülönítése egyetlen fokozatban vagy több fokozatban foganatosítható. Utóbbi esetben az üzemi feltételeket úgy állapítjuk meg, hogy az eljárási fokozatok mindegyikében csak kis mennyiségű alumínium kristályosodjék. Ez a mennyiség meghatározott tört része annak az alumínium mennyiségnek, amely akkor kristályosodnék, ha az eljárást egyetlen fokozatban foganatosítanók. Ezzel az eljárással például olyan kristályosodási hozamot érhetünk el, amely azonos az egyetlen fokozatban foganatosított eljárással elérhető hozammal, jóllehet csak kis mennyiségű alumíniumot kristályosítunk. A higanyban az oldhatatlan anyagoktól és esetleg a higannyal oldásba ment, majd az oldhatatlan anyagokkal egyidejűleg eltávolított bizonyos szennyeződésektől megtisztított folyékony higanyalumínium keveréket 360 C° hőmérsékletnél kisebb hőmérsékletre való hűtés útján a tiszta alumínium visszanyerésének megfelelő rekuperáló fokozatba vezetjük át. A találmány értelmében célszerű, ha az említett keveréket oly expanziós zónába porlasztjuk, amelyben a higanygőz nyomása akkora, hogy az ily módon előidézett expanzió következtében a hőmérséklet körülbelül 300 C° értékre csökken és ezzel kiváltja a keverék tartalmazta alumínium egész mennyiségének finom részecskék alakjában való kristályosodását. Eljárhatunk azonban úgy is, hogy az említett keveréket hűtés végett megfelelően hűtött és folyékony higanyt tartalmazó tartályba fecskendezzük, Célszerűnek bizonyult, ina a keveréket oly körülmények között fecskendezzük be, hogy a keverék lehűlése és az alumínium kristályosodása a hideg higanyfürdő középső részében és ne a higanyt tartalmazó tartály falainál menjen végbe. Ezzel elkerüljük, hogy a falakon keletkezett alumíniumkristályok összesüljenek. A rekuperáló fokozat hőmérsékletét az említett forró keverék és a hideg higanymennyiség viszonyának függvényében szabályozzuk. A hideg higanyt bármilyen önmagában ismert módon, például a kívánt nyomáson befecskendezett és megfelelő forráspontú szénhidrogén befecskendezése és elgőzölögtetése útján állíthatjuk elő. Kitűnt, hogy a hideg higannyal egyidejűleg a higany-alumínium fázisba jutó szénhidrogén nyomai az eljárás egyik fokozatára még a tiszta alumíniumnak fúzió útján való elkülönítésére sincsenek káros hatással. Egyszerű dekantálás útján ily módon folyékony higanyból álló alsó fázishoz, valamint alumíniumkristályokat és a folyékony higany egy részét tartalmazó felső fázishoz jutunk. A higanykristályokat bármilyen önmagában ismert módon, például centrifugálás útján különíthetjük el. A találmány értelmében azonban célszerű, ha az alumíniumkristályokat a folyékony higanytól nyomás útján különítjük el, amelyet a keveréknek párhuzamosan haladó finom szemű szalagok közötti hengerlésiével létesítünk. E szalagok bármilyen önmagában ismert módon kialakíthatók. Adott esetben az alumíniumkristályokból és folyékony higanyból álló keveréket az elkülönítő kezelés előtt tiszta folyékony higanyban való mosásnak vethetjük alá. Ennek célja, hogy a kiindulási higanyfürdőt, amely bizonyos oldásba ment szennyeződéseket tartalmazhat, tiszta higannyal helyettesítsük. Az: ily módon elkülönített kiindulási higanyfürdőt többek között az említett szenynyeződések eltávolítása és/vagy visszanyerése (rekuperálása) végett is kezelhetjük. Ügy találtuk, hogy a találmány szerinti eljárás nemcsak tiszta alumínium, hanem tiszta vagy tömény fémek előállítására is alkalmazható, ha ezek eredetileg alumíniummal vannak ötvözve. A találmány szerinti eljárás módosításával például berillium-alumínium alapú ötvözetből kiindulva előállíthatunk többé vagy kevésbé tiszta, vagy alumíniummentes berilliumot. Nagy töménységű szilícium, titán, uránium, cirkon, mangán, vanadium, króm, hafnium, nióbium, tantál stb., ugyancsak előállítható. Ügy találtuk, továbbá, hogy az alumínium lényegesen kisebb nyomáson oldható, ha tiszta higany helyett higanyötvözeteket alkalmazunk. Ilyen célra alkalmas anyagokban levő higany súlyszázalékban kifejezve kis mennyiségű káliumot, nátriumot, cinket, ónt vagy a higanyban könnyen oldódó más fémet tartalmaz. Amint a fentiekben már említettük, alkálifémek, cink, ón és/vagy valamely hasonló fém akár a kristályosított tiszta alumíniumból, akár az előzőleg elkülönített oldhatatlan anyagokból tiszta higanyban való mosással távolíthatók el. Ezt a továbbiakban majd nátriummal kapcsolatban ismertetjük. A találmány szerinti eljárás és berendezés további részleteit a rajz alapján ismertetjük és néhány példával kapcsolatban mutatjuk be. Hangsúlyozzuk azonban, hogy a rajzok és a példák célja mindössze a találmány ismertetése és így ezek nem értelmezhetők korlátozó jelleggel. A rajzóikon és példákon túlmenően számos módosítás lehetséges, anélkül hogy a találmány kereteit túllépnék. Az 1. és 2. ábra az alumíniumnak ötvözeteiből való előállítására alkalmas találmány szerinti berendezés egy-egy példakénti kiviteli alakjának elrendezési vázlata. i