153858. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés tiszta alumínium előállítására

153858 9 J0 két csavart is használhatunk, amelyeknek tengelyei egymással párhuzamosak, az egyik a másikba illeszkedik és ezzel ellentétes értelemben forog, úgy hogy a szennyeződések állandóan lesúrlódnak a csavarfelületekről. A találmány értelmében az alumínium higanyos oldatából az oldhatatlan szennyeződéseket szűréssel is eltávolíthatjuk, amikoris a szűrést célszerűen a dekantálás után végezzük. A szennyeződéseket célszerűen semleges gáz öblítésű, esetleg vákuumra is berendezett 31 zsilipkamrában elhelyezett tégelyben távolítjuk el. E zsilipkamra tolózárjai például gumiköpenyes karmantyus zárként alakíthatók ki, amint ezt a fentiekben már leírtuk. Alsó zárként célszerűen higanyos hidraulikus higanyzárat is alkalmazhatunk. A találmány más foganatosítási módjánál a szennyeződésektől megtisztított oldatot olyan közeggel hűtjük, amely kristályosító berendezés kettős 47 köpenyében kering. A szennyeződésektől megtisztított oldatot a találmány értelmében normál hőmérsékletre, vagy egészen körülbelül 100 fokig terjedő hőmérsékletre, vagy még ennél is nagyobb hőmérsékletre hűthetjük. Mindazáltal a hűtés hőmérséklete általában nem lesz nagyobb mint 160 C°. Hűtőközegként például hideg vizet alkalmazhatunk, ha nomál hőmérsékletre akarunk viszszahűteni. Körülbelül 100 C° visszahűtési hőmérséklet biztosítására forrásban lévő vizet alkalmazunk. Ha a kívánt visszahűtési hőmérséklet 132 C°, forrásban lévő klórbenzolt, 155 C° kívánt hőmérséklet esetén brómbenzolt alkalmazunk, stb. A találmány szerinti eljárással tisztított alumínium minden kilogrammjának előállításához szükséges fajlagos energia fogyasztás kicsiny, amint ez az alábbiakból látható. Az alumíniummal telített higanyos oldat 400 C° hőmérsékleten 0,78 súlyszázalék alumíniumot, 360 C° hőmérsékleten 0,35 súlyszázalék alumíniumot, 150 C° hőmérsékleten 0,034 súlyszázalék alumíniumot tartalmaz, és nomál hőmérsékleten gyakorlatilag alig tartalmaz alumíniumot. Egyszerű számítással kimutatható, hogy 70 százalékos fűtőteljesítmény mellett — amely, pl. gázzal könnyen elérhető — a fűtés költségei (a kcal szén, vagy gáz üzemanyag esetén lényegesen olcsóbb lévén a villamosságnál) 360 és 20 C° között a tisztított alumínium kilójaként, lényegében 5,3 kWh költségeinek, 400 és 150 C° között pedig 2 kWh költségeinek felelnek meg, amikoris a nyersanyag 99 százalékos alumínium. (Az oldással járó energia fogyasztáshoz természetesen hozzáadódik az elegynek desztillálással eszközölt tisztításával járó energia költsége, amely minden esetben körülbelül 2,5—3 kWh/kg költségnek felel meg). Ezek a számok bizonyítják a találmány szerinti eljárás gazdasági jelentőségét, ha összehasonlítjuk őket egyéb eljárások fajlagos energia fogyasztásának értékeivel: így például 99,995 százalékos alumíniumnak 99,5 százalékos alumíniumból elektrolitikus eljárással való előállítása 18 kWh/kg fajlagos energia fogyasztással jár (a kWh értékeket nagyfeszültségű energiaként értékeltük ki). Hangsúlyozni kell, hogy amikor elhagyjuk a találmánnyal meghatározott hőmérsékletek tartományát, a 420 C° hőmérsékletet meghaladó hőmérsékleten és az ennek megfelelő nyomással járó komplikációk annyira megnőnek, hogy az eljárás gyakorlatilag használhatatlanná válik. A találmány értelmében a tisztított elegyből visszahűtéssel elkülönített kristályok eltávolításához az 1. ábrán látható olyan archimedesi csavar rendszert használunk, amelynek jellemzői lényegében megfelelnek a fentiekben a szennyeződések eltávolításával kapcsolatban leírt berendezések jellemzőinek. Megállapításunk: szerint a felszínen lebegő tisztított elegykristályok csepegtetéses kezelése elegendő arra, hogy az említett kristályok alumíniumtartalma súlyban kifejezve körülbelül 5—15 százalékkal növekedjék, ami nem volt előre látható. A csepegtetési növelhetjük az említett archimedesi csavar széleiben kialakított hornyokkal. A tisztított elegy kristályokat célszerűen 41 zsilipkamrában elrendezett 48 tégelyben gyűjtjük össze. A 41 zsilipkamra és a 46 tégely jellemzőket tekintve megfelelnek: a fentiékben a szennyeződések elkülönítésével kapcsolatban leírt hasonló' berendezésieknek. Az 1. ábrán látható 37 nézőkék lehetővé teszik a gyártás különféle szakaszainak megfigyelését, amikor a belső nyomás a környezeti nyomást nem haladja, meg túlságosan. A szennyeződéseket tartalmazó tégelyt vagy a tisztított elegyet tartalmazó tégelyt a zsilipzárból való eltávolítása után kemencébe' helyezzük és oxigénmentes atmoszférában desztiilációnak vetjük alá: ilymódon visszanyerjük a higanyt. A desztilláló berendezést a 4. ábrán látható módon 63 tömítéssel zárhatjuk le. A higany nagyobb részének elkülönítése után az alumíniumban visszamaradt higanynyomok: kiküszöbölésére a találmány értelmében az alumíniumot olvadt állapotban vákuummai kezelhetjük. Ezt az: utóbbi kezelést megfelelő gázzal való öblítéssel helyettesíthetjük vagy egészíthetjük ki. Mindenesetre megállapítottuk, hogy az: utolsó higanynyomok, eltávolításának: leghatásosabb módja megfelelő gáznak a folyékony alumíniumon, való átbuborékoltatásia, amit például a 4. ábra szerinti vagy bármilyen egyéb átbuborékoltatő berendezéssel foganatosíthatunk. Az átbubarékoltatiásboz argont vagy nitrogént, vagy nitrogén és klór keverékét, vagy egyedül klórt, stb., alkalmazhatunk. A fentiekben leírt átbuborékoltatás lehetővé teszi, hogy az utolsó higanynyomokiat viszonylag kis mennyiségű nem reaktív gázzal gyorsan eltávolítsuk. E gáz kis mennyiségére való tekintettel nincs szükség recirkuiálbatásra, ami a berendezésből való távozáskor -egyszerűsíti' a higanytalanító kezelést. Ez a kezelés abban áll, 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 o