177163. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aluminium-sziliciumötvözetek karbotermikus úton történő előállítására
3 177163 4 A találmány tárgya eljárás alumínium-szili cium- Ötvőzetek karbotermikus úton történő előállítására alumíniumoxidot és szilíciumdioxidot tartalmazó anyagokból, amelynek során ezekből az anyagokból és valamely széntartalmú anyagból keveréket készítünk és a széntartalmú anyag segítségével az alumíniumoxidot és a szilíciumdioxidot karbotermikusan redukáljuk, A találmány szerint úgy járunk el, hogy olyan keveréket készítünk, amelyben a szilíciumdioxid és az alumíniumoxid közötti súlyarány 03-1,1» előnyösen 0,7-1,0 tartományban van. Az eljárás egy előnyös változatánál az alumíniumoxid-sziliciumoxid-arányt bauxit adagolásával állítjuk be. Az eljárás más megvalósításánál az arányt a szilílíciumdioxid eltávolítása vagy adagolása útján állítjuk be. A csatolt rajzon az 1. ábra anortozit (25 súly% alumíniumoxid és 55 súly% szilíciumdioxid), valamint bauxit (50 súly% alumíniumoxid és 2 súly% szilíciumdioxid) kombinációjából származó alumínium-szilíciumötvözet hozamát mutatja, ha a találmánynak megfelelő eljárás szerint végezzük a redukciót. A találmány szerinti eljárással alumínium-szilíciumötvözeteket állíthatunk elő alumíniumoxid-szilíciumdioxid-tartalmú anyagokból, így ércekből, amelynek során olyan keveréket készítünk, amelyben a szilíciumdioxid tartalmú anyagnak az alumíniumoxid tartalmú anyaghoz való súlyaránya 0,5—1,1 tartományban van, majd a keverékhez széntartalmú anyagot adunk és a keveréket karbotermikusan alumínium-szilíciumötvözetté redukáljuk. Alumíniumoxidot és szilíciumdioxidot tartalmazó ércekként az anortozitot, nefelint, dawszonitot, bauxitot, lateritet és a palát említjük meg. Alumíniumoxid-forrásként használhatunk még hamut és hányóra vitt szénhulladékot is. Az említett alumíniumoxid-szilíciumdioxid-tartalmú és más, találmány szerinti eljárásnál használható, anyagokat a következő táblázatban foglaljuk össze, ahol megadjuk a jellegzetes összetétel-tartományt. A felsorolt anyagok közül az anortozit, nefelin, leucit és a davonit jelentős mennyiségű CaO-t, MgO-t, Na20-t és K20-t tartalmaz. Az anortozit, amely anortit (CaO * A1203 * 2Sí02) és albit (NaAlSi3 Og) elegye, előnyös alumíniumoxid-forrás a találmány szerinti eljárásnál. Abban az esetben, ha a találmány szerinti eljáráshoz készítünk ércet, akkor azt 0,047-1,17 mm lyukbőségnek megfelelő, előnyösen 0,0589-0,147 mm lyukbőségnek megfelelő terjedő részecskeméretűre őrölhetjük. Az alumíniumoxid-szilíciumdioxid-tartalmú anyagot a kívánt súlyarány beállítása előtt előnyösen dúsítjuk vagy mechanikusan szétválasztjuk, így flotáljuk, ülepítjük vagy mágneses elválasztást alkalmazunk. Abban az esetben, ha az alkalmazott érc például anortozit, akkor azt előnyösen sósavval kezeljük kálciumoxid (CaO), nátriumoxid (Na20) és hasonlók eltávolítására. Erre a célra 5-20súly%-os sósavat használhatunk, a kezelést pedig 60-100 °C-on végezzük. A megfelelő kezelési idő 1/2 órától 3 óráig teijed. Ilyen kezelés után az ércet vízzel moshatjuk. Annak érdekében, hogy az alumíniumoxid-szilídumdioxid-tartalmú anyagot gazdaságosan redukálhassuk karbotermikus úton és az alumínium-szilídumötvözetet nagy kitermeléssel állítsuk elő, az anyag szilícíumdioxid-aluminiunwxid-tartalmának olyan súlyarányban kell jelen lennie, hogy az arány 03-1,1, előnyösen 0,7-1,0, tartományba essék. A különösen előnyös arány a 0,9. A 0,7-1,0 tartomány bizonyos szempontból előnyös, míg a 0,7 alatti arány esetén alumíniumkarbid képződik, amely csökkenti az összkitermelést. Nagyobb arányok, így például nagy szilíciumdioxid-tartalom esetén is nagymértékben csökken az a ráfordítás, amely az ércnek az előnyös tartományban való beállításához szükséges. Ez különösen akkor áll fenn, ha a szilíciumdioxid-tartalom nagy, míg az alumíniumoxid-tartalom kicsi az ércben. így tehát nagyobb szilíciumdioxid-alumíniumoxidarányok gazdaságossági szempontokat figyelembe véve sokkal előnyösebbek. Nagyobb arányok esetén jobb kitermelések érhetők el. Kis alumíniumoxidtartalmú anyagok, például az anortozit, vagy kis szih'ciumdioxidtartalmú anyagok, például a bauxit, esetén a szilíciumdioxid-alumíniumoxid-arányt úgy alakíthatjuk, hogy az az említett előnyös tartományba essék. A kis alumíniumoxid-tartalmú anyagok azok, amelyek alumíniumoxidtartalma 35 sűly% alatt van, elsősorban pedig azok, amelyeknek az alumíniumoxidtartalma 8 súly%-tól 35 súly%-ig terjed. Az ilyen kis alumíniumoxidtartalmú anyagok' szilíciumdioxid-tartalma rendszerint 25-65 súly%. Abban az esetben, ha olyan anortozitot használunk kiindulási anyagként, amelyben a szilíciumdioxid-alumíniumoxid-arány körülbelül 2,15, akkor ezt az arányt az előnyös tartományra oly módon állíthatjuk be, hogy valamely alumíniumoxidban gazdag ércet, előnyösen kis szilíciumdioxid-tartalmú anyagot, például bauxitot, adunk hozzá. Az ilyen beállításhoz használt bauxitnak előnyösen 35 súly%-nál nagyobb mennyiségű alumíniumoxidot kell tartalmaznia. Továbbá a bauxit előnyösen 40-55 súly% alumíniumoxidot és 0,1-15 súly% szilíciumdioxidot tartalmazhat. Előnyös az is, ha jelentős mennyiségű vasoxid van jelen a beállításhoz használt anyagban, például a bauxitban, vagy a kiindulási anyagban. A vasoxid előnyösen 03-30 súly% mennyiségben lehet jelen. A vasoxid jelenléte az ötvözetben azért előnyös, mert csökkenti az előállított ötvözet illékonyságát, amelynek következtében növekszik a termékhozam. Alumíniumoxidban gazdag tisztított anyagok, például tisztított bauxit, szintén használhatók, de ezek kevésbé előnyösek, mivel az anyag külön tisztítási lépést és költségráfordítást igényel, ezenkívül a hozam is kisebb. Egy más módszer az arány megfelelő tartományra való beállítására abban áll, hogy a szilíciumdioxidot fizikai módszerekkel, így dúsítással vagy mosással eltávolítjuk. Az alfa-kvarcot például, amely a szilíciumdioxid nagy mennyiségét képviseli az anortozitban, az ércnek hidrogénfluoriddal való kezelése útján távolíthatjuk el. A szilíciumdioxid eltávolítására használható hidrogénfluorid 1-10 sűi^%-os lehet. A mosóoidat hőmérséklete 60-100 C tartományba esik, a mosást pedig 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
