197947. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés folyékony alumínium kinyerésére salakból
197947 2 A találmány tárgya eljárás és berendezés folyékony alumínium kinyerésére salakból, amelynek során a forró salakot függőleges prés asztala és medvéje között elhelyezett berendezés hengeres üregébe helyezzük és így választjuk szét a salakban lévő fémalumíniumot a többi alkotótól. Az alumíniumgyártás során az alumíniumot érceiből vagy hulladékból állítják elő oly módon, hogy fémolvadékot hoznak létre, majd ebből öntéssel tuskókat készítenek. A szakember számára jól ismert, hogy az olvasztás alatt a fémfürdő felületén úgynevezett salakréteg alakul ki, amelynek analízise azt mutatja, hogy összetevői között nemfémes részecskék, például oxidok, karbidok, nitridek stb., és ezen részecskék közé beágyazódva fém cseppecskék is találhatók. Ha az öntés során a fémet a salakkal együtt csapolnák le, az a megd'ermedés során zárványokként kerülne a tukókba, a további alakítás, illetve felhasználás során pedig a zárványok felületi vagy anyaghibákat, de legalább is olyan inhomogenitásokat okoznának, amelyek a termék minőségét jelentősen rontják. Éppen ezért általában öntés előtt a salakot eltávolítják egy erre a célra szolgáló úgynevezett salaklehúzó szerkezettel. Az eltávolított salak azonban jelentős mennyiségű színfémet tartalmaz, ez szélső esetben akár a salak 95 tömeg%-ának megfelelő menynyiség is lehet. A salakban maradó fém ily lmodon a gyártás hatékonyságát rontja. A szakemberek természetesen megkísérelték a salakban lévő színfémnek a lehető legnagyobb mértékben történő regenerálását. Az egyik ilyen eljárás szerint a salakot az olvasztó berendezésben olyan folyató anyaggal kezelik, amely a fém cseppek koagulációját eredményezi és lehetővé teszi, hogy a salakból a fémfürdőbe kerüljenek. Ez az eljárás azonban, eltekintve attól, hogy a folyató anyag bizonyos ötvözetek tulajdonságait kedvezőtlenül befolyásolja, meglehetősen korlátozott hatékonyságú, így a salak kezelését mindenképpen célszerű elvégezni, függetlenül attól, hogy történt-e ‘ magában az olvasztó berendezésben salak kezelés vagy sem. Ismert salak kezelés céljára olya'n berendezés is, amelyben a salakot keverik, mégpedig levegő és adott esetben folyató anyag jelenlétében oly módon, hogy a fémtartalom legalább egy része oxidálódjék. Ez az oxidációs folyamat erősen exoterm és a salakot olyan hőmérsékleten tartja, amelyen a fém cseppecskék koaleszcenciája megtörténik és a színfém az edény alján összegyűjthető. A salakot ezután egy kalapácsos malomhoz hasonló berendezésbe vezetik és ezt követően granulometriás úton további színfémet nyernek ki belőle. A fenti megoldásnak az a hátránya, hogy az oxidációs folyamat fenntartásához a salakban lévő alumínium legalább 10%-a szükséges, ami a kinyerés hatásfokát csökkenti. 1 Ezen túlmenően a mechanikus megmunkálás utáni rekuperáció hatásfoka meglehetősen gyenge, így a salakban több, mint 5 tömeg% alumínium marad felhasználatlanul. A fent említett kedvezőtlen kinyerési hatásfok mellett hátránya még az eljárásnak, hogy munkaegészségügyi szempontból sem megfelelő, az oxidáció során létrejövő intenzív füstképződés, valamint a forró salak különböző helyeken történő kezelése és szállítása következtében. Ezen túlmenően az eljárás víz- és légszennyező, minthogy a viszonylag oldékony folyasztószerek felhasználása során káros ionok szabadulnak fel. Ezért kerestek a szakemberek további megoldásokat, amelyek segítségével a kinyerés oxidációs fázis alkalmazása nélkül is megoldható oly módon, hogy a salakot viszonylag gyorsan lehűtik, lehetőleg folyasztószerek alatt, forgó hengerekben és az összetört, megrostált salakból választják ki a magasabb fémtartalmú részeket. A salak lehűtéséhez azonban olyan rendkívül hosszú hengerek alkalmazása szükséges, amelyek meglehetősen költségesek és üzemeltetésük is drága. Ugyanakkor azonban nem küszöbölik ki sem a füstképződést, sem a viszonylag nagymennyiségű színfém veszteséget. Ráadásul ezek a berendezések csak nagymennyiségű salakkal üzemeltethetők gazdaságosan, ami azt jelenti, hogy különböző helyekről kell többnyire különböző minőségű salakokat a feldolgozás helyére szállítani. Ennek eredményeképpen változó összetételű fémfürdő nyerhető, ami csak bizonyos feltételek között és megfelelő analízis után használható fel. Olyan eljárások is ismertek, amelyek során a Salakot közvetlenül mechanikus úton kezelik, például centrifugálással. Az ilyen jellegű eljárások azonban nem jutottak túl a laboratóriumi kísérletek fázisán, minthogy olyan nehézségekkel járnak, hogy a salak a centrifugálás során megakadályozza a fém eltávozását. Éppen ezért a jelen találmánnyal az ismertetett hátrányok kiküszöbölése a célunk és olyan eljárás kidolgozása folyékony alumínium kinyerésére salakból, amely lehetővé teszi, hogy kiküszöböljük — az oxidációból származó alumínium veszteséget és kinyerési hatásfok korlátokat, — költséges és környezetszennyező folyatószerek alkalmazását, — a füst és a zaj által okozott kellemetlenségeket, — a különböző minőségű salakok összekeveréséből adódó nehézségeket és — drága és költségesen üzemeltethető berendezések alkalmazását. A fenti cél megvalósítása érdekében a forró salak kezelését függőleges présben kívántuk megoldani. Ez az elgondolás önmagában már korábban is ismert volt a gyakorlatból, ilyen megoldást ismertet például az 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65
