197946. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fémkezelésre használható takaró-tisztító vagy hőkezelő sók előállítására
197946 1 A találmány tárgya eljárás alumíniumipari hulladékfém visszanyerésre, fémolvadék kezelésére, valamint alumínium- és acélipari sófürdős kemencékben használható sók előállítására. Az alumíniumiparban hulladékból fémvisszanyeréshez és fémolvadékok kezeléséhez takaró-tisztító sóként, valamint az acél- és alumíniumkohászatban kemencék sófürdőjeként különféle sókat és sókeverékeket használnak, melyek a fémkezelés hőmérsékletén olvadékot képeznek. Az ilyen sókkal szemben különféle követelményeket támasztanak a felhasználók. A legfontosabb követelmények, hogy a só felhasználásakor maradéktalanul olvadjon meg, ne károsítsa a kezelt fémet. Munka- és környezetvédelmi szempontból lényeges, hogy a felhasználás hőmérsékletén kémiailag stabil legyen, a lehető legkisebb mértékben párologjon (párolgási vesztesége csekély legyen), és a felhasználáskor könnyen kezelhető legyen. Ha tisztításra, hulladékból fémvisszanyerésre használják, ezek a követelmények úgy módosulnak, hogy a só kellően reaktív kell legyen, olyan, amely biztosítja a fémben oldott szennyezések lehető legnagyobb mértékű csökkenését, illetve elősegíti a fém és a nem fém szilárd részek elválasztását. Ezeknek a követelményeknek meglehetősen nehéz eleget tenni. Az ismert hasonló rendeltetésű sók, illetve sókeverékek általában csak egyik vagy másik követelményt elégítik ki, és bizonyos hátrányos tulajdonságaik csak kedvező sajátságaik rovására szüntethetők meg. A fémek így az acél- és alumínium sófürdős hőkezelésére és tisztítására leginkább az alkálifémek és alkáliföldfémek sói, különösen halogenidjei terjedtek el. Ezek különféle keverékeiből állítják elő a kezelt fém természetének és a fémkezelés hőmérsékletének megfelelő keverékeket, mint például az alábbiakban ismertetett szabadalmaztatott, illetve szabadalmi leírásból ismert, alumíniumötvözet — olvadékok kezelésére ajánlott összetételeket (tömeg%-os arányban megadva): 47,5 NaCl; 47,5 KCl; 5 Na3AlF6 (A.R. Valdo és társai: US 3,769,001), illetve 42 NaCl; 53 KCl; 5 CaCl2 vagy MgCl2 (Thiem Corp. GB 1,549,979) és 75—79 NaCl + KCl; 0—5 Na2S03; 0—3 NaN03; 0—3 Na2C03; 3—9 Naf; KF, Na3AlF6, de akriolit kevesebb mint 3 (C.Adamski és társai: PL 115.720). Hőkezelő sófürdőként ismert például a következő, magyar szabvány szerinti összetétel: 30—42 BaCl2; 20—50 CaCI2; 20—40 NaCl, amelyet IS 480 néven elterjedten használnak az acéliparban 480—700°C közötti hőkezelés céljára. A kívánt keveréket általánosságban az alkotók mechanikai keverésével állítják elő. Közös hátránya ennek a technikának, hogy a fent ismertetett halogenidek nedvszívó képességüket a keverékben megtartják, és szárítás után, a környező atmoszférából tapadónedvességet vesznek fel. A tapa- 2 2 dónedvesség hatására nem kívánatos hidrolízistermékek keletkezhetnek a keverékben, .amelyek a felhasználásnál a hatásosságot lerontják, megnövelt salak- és füstképződést okoznak. Ez a helyzet áll fenn pl. a CaCl2, MgCl2, legfőképpen az A1C13 alkotók esetében. Másik hátrány a mechanikai keveréknél, hogy a térben és időben homogén összetétel szinte egyáltalán nem biztosítható, mivel a felhasználás során a különféle vegyületek olvadási, oldódási, párolgási tulajdonságai eltérnek; az illőbb komponensben a keverék folyamatosan elszegényedik (Pl. a NaCl, KCl, Na3AlF6 három-alkotós keverék KCl-ban). Olvadt fém oxidálásának megakadályozására vagy csökkentésére, továbbá fémek visszanyerésére vagy tisztítására használható eljárást ismertet a 159.916 lajstromszámú magyar szabadalmi leírás, melyben az olvadt fémet stb. nátriumklorid és alumíniumklorid olvadt kettőssót és adott esetben más fémhalogenidet tartalmazó fedőréggel borítanak vagy azzal együtt olvasztják meg. Eljárásunkhoz hasonlít a módszer, amennyiben kettőssót és halogenidet olvasztott állapotban használ. Találmányunk szerinti eljárásnál alumíniumkloridot nem alkalmazunk, mivel annak vízmentes vegyülete rendkívül higroszkopós és 170—180°C-on már szublimál. Kettőssói is hasonlóképpen 250°C alatt bomlanak. Alumíniumból és ötvözeteiből nátrium és kálcium eltávolítására alkalmas eljárást ismertet a 175.417 lajstromszámú magyar szabadalmi leírás, mely szerint a tisztítást 60—80 tömeg% magnéziumkloridot és 20— 40 tömeg% káliumkloridot tartalmazó folyósítószerrel végzik. A folyósítószer alkalmazása nehézkes, összetétele nem felel meg a kettőssóban a sztöchiometrikus tömeg%-nak, ezért a tanulmányunk szerinti eljárással előállított termékcsalád előnyös tulajdonságaival nem rendelkezik (például: vízfelvételi (rehidratációs) sebességét 0,7%/órának találtuk) . Ugyancsak alumíniumklorid-tartalmú fedősót és egyéb klórozószert használnak a 161.257 lajstromszámú magyar szabadalom szerinti eljárásban, a szennyeződések alumíniumból vagy ötvözeteiből történő eltávolítására. A klórozás agresszív és szennyező anyagok használatát igényli és magnéziumveszteséget okoz. A találmány célja olyan egyszerű módon megvalósítható eljárás, amely alkalmas a fémkezelési követelményeket az eddig ismert megoldásoknál jobban kielégítő, kémiailag stabil alumíniumipari hulladékfémek visszanyerésére, fémolvadék kezelésére, valamint alumínium — és acélipari sófürdős kemencékben használható sók előállítására. A találmány azon a felismerésen alapul, hogy ha a fémkezeléshez kiválasztott sókat eutektikus elegykristállyá vagy kongruens módon olvadó vegyületté alakítjuk, akkor 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
