161257. lajstromszámú szabadalom • Eljárás olvadt alumínium vagy alumínium ötvözetek tisztítására
3 161257 4 séges háromszorosát kitevő mennyiségben. Az olvadt alumínium és klórgáz között lejátszódó és AlOs-ot képező reakció azonban különösen gyors. Az AICI3 forráspontja normál nyomáson kb. 185 C°, ezért a fémből azonnal elpárolog. Így nemcsak klór megy veszendőbe, hanem nagy mennyiségű alumínium is elveszik. Továbbá a levegő víztartalmával érintkezve az AICI3 sósavgáz és alumíniumoxidpor keletkezése közben hidrolizál. Az alumíniumoxidpor mikroszkopikus méretű: 2 mikron vagy annál kisebb. A füst probléma megoldására született egyik javaslat szerint a klórozást fedősóréteg alatt hajtják végre. Ennek az eljárásnak a kifejlesztett változatában klórforrásként klórgázt vagy egyéb alkalmas reakcióképes klórtartalmú gőzt, pl. triklóretilént használnak. A fedősó jelenléte következtében a képződött alumíniumklorid nem párolog el, hanem a fedősó,visszatartja. Ezt fedősóként alkáli- vagy alkáliföldfémek vagy ammónium kloridjait vagy fluoridjait tartalmazó anyag alkalmazásával érik el. A fedősónak az alábbi feltételeket kell kielégíteni: először is a klórozás végrehajtásának hőmérsékletén (általában 700—750 C°) eléggé folyékony legyen; másodszor képes legyen a klórozás során keletkező alumíniumklorid fő részét elnyelni; harmadszor szennyező fém ne kerüljön a fedősóból az alumíniumba. Azt találtuk, hogy olyan fedősó alkalmazásával, amely maga klórozószer, pl. jelentős menynyiségű alumíniumkloridot tartalmaz, a reakcióhoz szükséges klórmennyiség jelentős része vagy némelykor teljes mennyisége biztosítható és a fent említett füst probléma megoldható azáltal, hogy a fedősó a használt reakcióképes klórtartalmú gőz jelenlétében képződő alumíniumkloridot abszorbeálja vagy reakcióképes klórtartalmú gőz alkalmazása egyáltalán szükségtelenné válik. A találmány eljárást ad a szennyezők klóro-. zással történő eltávolítására olvadt alumíniumból vagy túlnyomóan alumíniumot tartalmazó olvadt alumíniumötvözetekből, amelyben az olvadt alumíniumot a szennyezőkkel lejátszódó reakcióhoz szükséges klórozószer mennyiségének legalább egy részét tartalmazó fedősó réteggel borítjuk olyan körülmények között, hogy a fedősó termikusan nem bomlik füstté. Bár a fedősó a teljes klórozószer mennyiséget biztosíthatja (ezáltal lehetővé téve a szabályozható szennyezőeltávolítást a fedősóban előre meghatározott mennyiségű klórozószer alkalmazása esetén), a találmány szerinti eljárás másik változatában a szennyezőkkel lejátszódó reakcióhoz szükséges klórozószer mennyiségének legalább egy részét az olvadt alumíniumba reakcióképes klórtartalmú gőz bevezetésével biztosítjuk. Ebben az esetben a szennyezés eltávolítás szabályozása az olvadt alumíniumba előre meghatározott mennyiségű reakcióképes klórtartalmú gőz bevezetésével, a gőzadagolás megszakításával és a fedősó réteg és olvadt alumínium közötti reakció folytatásával hajtható végre. Ezt az alábbiakban részletesen leírjuk. Általában a fedősó réteg olvadt állapotú és alumíniumklorid kettőssót tartalmaz. Egy sor ilyen kettőssó ismeretes, közülük néhánynak az olvadáspontja a következő: NaAlCl4 154 C° MgCl 2 2AlCl 3 301 C° KAICI4 245 C° NH4AICI4 224 C° LiAlCU 142 C (3 240 590 sz. USA szabadalom) Az Na3AlCl6 kettőssó is használható. Ügy tűnik azonban, hogy az alkáliföldfém kettős kloridok valamivel kevésbé reakcióképesek és kevésbé stabilok, mint az alkálifém kettős kloridok, továbbá az ammónium kettőssó is kevésbé stabil, így az elsődlegesen alkálifémkloridokat tartalmazó fedősó alkalmazása előnyö?. bár valamennyi említett típusú anyag használható. Az alkálifémklorldok keverékei ' is használhatók, például a következő táblázatban megadott öszszetétellel: cu (%) LÍAICI4 % olvadáspont (C) 35 65 120 50 50 132 33,3 33,4 115 50 25 156 35 — 135 50 — 180 (813 276 sz. kanadai szabadalom) Ezeknek az alkálifém kettőssóknak és azok keverékeinek az olvadáspontja azonban különösen alacsony, ezért a fedősó bizonyos mértékű „keményítése" kívánatos lehet. Ez különböző módon érhető el. Például az NaAlCU kettőssó olvadéka nátriumklorid adagolásával keményíthető : csupán 5% nátriumklorid az olvadáspontot 158 C°-ról mintegy 600 C°-ra növeli. 2% kriolit (Na3AlF6 ) adagolása kb. azonos hatást biztosít.' A fentiekből kitűnik, hogy KCl és NaCl alapú fedősókhoz még kis mennyiségű alumíniumklorid hozzákeverése is jelentősen hat annak olvadáspontjára. Az alumínium klórozásának előrehaladásával az várható, hogy a fedősó olvadáspontja emelkedni, a folyékonysága pedig csökkenni fog a kettőssó tartalom veszteség következtében. A gyakorlatban ez általában nincs így: például magnéziumot tartalmazó alumínium klórozása esetén a fedősóból a fémbe jutó minden 2 mól alumíniumkloridra 3 mól magnéziumklorid jut a fémből a fedősóba. Míg a magnéziumklorid magas .olvadáspontú (712 C°), az mind a KCl-dal, mint a NaCl-dal eutektikumokat képez: KCl (%) NaCl (%) MgCl 2 (%) olvadáspont (C°) 60 — 40 425 — 48 52 450 14 12 74 420 Ebből látható, hogy ilyen esetekben az aluminiumklorid eltávolítása nem hat jelentősen a 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 9
