197947. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés folyékony alumínium kinyerésére salakból
3 197947 US 2 278 135 sz. szabadalom. Az ebben leírt eljárás szerint folyékony ónt nyernek ki salakból, amelyben szilárd antimon-alumínium intermetallikus anyag van. A kinyerést 15 cm átmérőjű présben végzik. 5 Hasonló megoldás található a DE 2 312 235 számú közrebocsátási iratban. Ez az eljárás folyékony ólom kinyerésére vonatkozik és a műveletek során a salakot 350 és 550°C közötti hőmérsékletre hevítik, 50 cm átmérőjű és mint- 10 egy 500 g súlyú pogácsák formájában. A fenti szabadalmi leírásokban bemutatott megoldások azonban egyfelől nem adnak információt arra vonatkozóan, hogy hogyan kell egy sajtológépet felhasználni a salak 15 összepréselésére, másfelől a salakok félszilárd állapotban lévő anyagokat tartalmaznak, amelyek viselkedése teljensen eltérő a porokétól vagy egyéb szilárd anyagokétól, amelyeket általában ilyen módon kezelnek. 20 Ezen túlmenően a sajtolással általában a részecskéket egymáshoz préselik és az anyagot sűrítik, míg jelen esetben finom folyadékszemcséket kell a salakból kiszorítani, olyanokat amelyek a salak anyagában disz- 25 pergálva helyezkednek el. Másfelől a fenti szabadalmi leírások nem szólnak a megoldás ipari méretekben történőalkalmazásának lehetőségéről. Nyilvánvaló viszont, hogy egészen más dolog 15 cm át- 30 mérőjű szerszámban 500 g súlyú anyagot kezelni, mint tonnányi salakot közel 1 m átmérőjű szerszámban sajtolni. Meg kívánjuk még jegyezni azt is, hogy a mintegy 660°C-os olvadáspontú alumíniu- 35 mot és rossz vezetőképességgel rendelkező, közel 2000°C-os olvadáspontú oxidokat tartalmazó alumínium salak kezelése alapvetően eltér a 232°C-os olvadáspontú ón vagy a 327°C-os olvadáspontú ólom kinyerésétől égé- 40 szén más tulajdonságú salakokból. A jelen találmánnyal célunk folyékony alumínium kinyerése forró salakból üzemi méretekben, sajtolás útján, oly módon, hogy 45 a salakban lévő alumíniumot csaknem teljesen regeneráljuk. A kitűzött feldatot úgy oldottuk meg, hogy az eljárás során a forró salakot függőleges prés asztala és medvéje között elhelyezett 50 berendezés hengeres üregébe helyezzük és a találmány szerint a salak összenyomását maximális sebességgel végezzük mindaddig, amíg a fém el nem kezd folyni a berendezés alsó részébe, amikor is az összenyomást a fém- 55 koncentráció csökkentésével arányosan lassabban folytatjuk. Ez azt jelenti, hogy a medvét gyorsan mozgatjuk lefelé mindaddig, amíg a színfém csak szivárog vagy csöpög a berende- gg zésben lévő salakból, amikor azonban folyamatosan kezd folyni, a medve lefelé történő mozgatásának sebességét csökkentjük, amíg a folyás megszűnik. Vizsgálataink során úgy találtuk, hogy a mozgatás sebességét olyan értéken kell 95 4 4 tartani, amely függ a salak összetételétől, illetve a fémolvadék és a salak tömegének arányától. Ezért a lefelé történő mozgatás sebességét csökkenteni kell, arányosan a folyékony alumínium tartalom csökkenésével. Pontosabban kifejezve, a lassúbb összenyomást y K a fémolvadék tömege a salak tömege mm/perc sebességgel végezzük, ahol K értéke 150— 300 között lehet. Ezt az arányt látszik magyarázni az a tény, hogy a salak tömegének csökkenése a kompresszió hatására nem kell feltétlenül gyors legyen, hogy ne akadályozza a folyadékszemcséket mozgásukban és a berendezésből történő kifolyásukban. Ezért fontos, hogy a fém kiáramlást lehetőleg állandó sebességen tartsuk és a salak minimális térfogatát, illetve a maximális nyomást csak a préselés legutolsó szakaszában érjük el. Tulajdonképpen a mozgás sebessége a találmány szerinti eljárás során fontosabb tényező, mint a kifejtett nyomás. Ezért kell figyelembe venni a salakban lévő folyékony fém mennyiségét a medve mozgási sebességének meghatározásánál. Bizonyos esetekben állandó sebességet lehet alkalmazni és elegendő egy átlagos kezelendő salak elemzése ahhoz, hogy meghatározzuk a mozgás jellegét, ugyanakkor azonban olyan működési körülmények is lehetségesek, amelyek között a mozgás sebessége az idő függvényében változik és figyelembe kell venni a folyékony fém koncentrációjának változását a salakban, amikor is az adott változások jellegét az üzemi felhasználás előtt modellkísérletekkel kell meghatározni. Vizsgálataink során az is kiderült, hogy a betáplált salakréteg magassága is fontos tényező a kinyerés hatékonysága szempontjából. Ezért a salakot a hengeres üregbe H= =0,5—1,5 D magasságban célszerű betölteni, ahol D a hengeres üreg belső átmérője és H a salakréteg magassága. Ugyanakkor azonban azt tapasztaltuk, hogy a salakréteg magassága nem kell az üreg teljes keresztmetszetében azonos legyen, középen a vastagság csökkenhet, amit úgy érünk el, hogy a szerszám alsó részének kúpos kialakítását biztosítjuk. A kúpos kialakítás, amely megfelelő eloszlást biztosít, célszerűen olyan, hogy a középpont és a perem közötti magasság különbség (Ah) 0,5 X X(y£jQ-)2és l,5X-ygg-)2 mm között van. Megjegyezzük, hogy 250 mm-né! kisebb átmérőjű szerszámok esetén a magasság különbség 0 lehet, azaz a kúpos kialakítás nem szükséges. Ez is azt mutatja, hogy a laboratóriumi méretű kísérletek az üzemi viszonyokra nézve nem feltétlenül mérvadóak.
