143391. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aluminiumnak aluminiumoxod tartalmú kiindulási anyagokból való kinyerésére

ö Megjelent 1956. október hó 1-én ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 143.391. SZÁM 40. a. 18—51. OSZTÁLY — Ve—201. ALAPSZÁM Eljárás alumíniumnak alumíniumoxid tartalmú kiindulási anyagokból való kinyerésére Vereinigte Aluminium-Werke Aktiengesellschaft, Berlin és Bonn, Nyugat-Németország A bejelentés napja: 1955. január 31. Nyugatnémetországi elsőbbsége: 1954. március 13. Alumínium kinyerésére alumíniumoxid tartalmú kiindulási anyagokból, azon a szokásos eljáráson kívül, amelynél az ércet nátronlúggal feltárják, majd az így kapott timföldből a fémet elektrolizissel nyerik ki, olyan eljárást is javasoltak, amelynél az oxidtartalmú anyagot redukáló anyag jelenlétében gázalakú kloridokkal, különösen alumíniumkloriddal magasabb hőmérsékleteken kezelik és a keletkezett szubhalogénidot a reakciós térhez csatlakoztatott kondenzátorban elbontják és ily módon fémalumíniumot állítanak elő, míg a gázalakú reakciós közeget körfolyamban vezetik vissza a reakciós térbe. Ennél az eljárásnál bizonyos nehézségek adódtak abból, hogy a reakciós közeg szállításához szükséges szivattyúk és egyéb berendezési tárgyak az agresszív alumíniumklorid behatása alatt gyorsan elhasználódnak. Továbbá nem oldották meg azt a feladatot, amely abban áll, hogy a fémalaumínium nagy százalékát nem por, hanem tömör fém alakjában kapják. Ezért a leírt eljárás a gyakorlatban nem vált be. Ügy találtuk,' hogy alumíniumoxid szén vagy széntartalmú anyagok jelenlétében, nagy hőmérsékleteken alumíniumszulfiddal könnyen illanó vegyületté alakul, amely lehűléskor ismét fémalumíniummá és alumíniumszulfiddá esik szét. Ha alumíniumoxid helyett alumíniumoxid tartalmú anyagot, például bauxitot, anyagot vagy kazánhamut, stb. használunk, úgy azon körülmények mellett, amelyek mellett a kisértékű alumíniumkén vegyület keletkezik, vas, szilícium és titán, -valamint az alumíniumoxid többi szokásos kísérője fémmé redukálódik, úgy hogy egyetlen munkamenetben valamely alumíniumércből tiszta alumínium és fémes maradék nyerhető. A reakciót előnyösen kis nyomáson engedjük lefolyni, amikor viszonylag alacsony hőmérsékleteken dolgozhatunk. A reakció hőmérsékletét előnyösen nem tartjuk lényegesen 1500 C° alatt. 1400—1500 C° hőmérsékletnél már elegendő 20 Hg mm depresszió fenntartása. Viszont a kísérletek azt mutatják, hogy például 1200 C° hőmérsékleten 5 mm-nél kisebb nyomás alkalmazandó, ha az időt és a teret technikailag kedvezően kí^ vánjuk kihasználni. Másrészt 1500 C° fölött fekvő üzemi hőmérsékleten, például 2000 C fokon, az átalakulás lényegesen gyorsabb, amikor kísérletek tanúsága szerint a nyomás nagyobb értéken tartható. A találmány azonban nem korlátozódik a fent megadott hőmérsékleti és nyomáshatárokra, így például előnyös lehet az is, ha normális nyomáson és 2000 C° fölötti hőmérsékleten dolgozunk. Kitűnt, hogy a könnyen illanó alumíniumkén vegyületek elbontásához alacsonyabb hőmérséklet szükséges, mint a reakciós hőmérséklet. A reakciós berendezést ezért úgy kell felépíteni, hogy a reakciónál adódó gázok a reakciós térből oly téren át haladjanak, amelynek a hőmérséklete alacsonyabb, mint a reakciós tér hőmérséklete. A mindenkori hőmérsékleti gradiens szerint a fémalumínium vagy az elumíniumszulfidtól elkülönítetten, vagy azzal keverve válik le. Célszerű, ha az egész kondenzátumot együtt vesszük ki és abból az alumíniumot kiolvasztjuk. Eljárhatunk azonban úgy is, hogy a külön lecsapódott alumíniumot külön csapoljuk le. Az alumíniumszulfidot új kiindulási anyaggal hozzuk össze és a legközelebbi hasonló munkamenetben, tehát körfolyamban használjuk fel. Mint kísérletek mutatják, alumíniumszulfid helyett, vagy azzal együtt fém-kén vegyületet is1

alkalmazhatunk, amely a folyamat előtt vagy közben 'alumíniumoxiddal alumíniumszulfiddá alakul át. Ilyen anyag például a vasszulfid. Ennek egyebek között az az előnye van, hogy a minden technikai eljárásnál elkerülhetetlen veszteség, amely a reakciósanyagban jelentkezik, különösen gazdaságosan egyenlíthető ki. Előnyösen oly fémek kénvegyületeit alkalmazzuk, amelyek alumíniumércek reakciójakor keletkező fémes maradékokhoz a további feldolgozás szempontjából alkalmasak. A reagáltatandó anyagok hevítése a legkülönbözőbb módokon történhet, így például önmagában ismert villamos ellenállás- vagy fényívhevítéssel. Célszerűnek bizonyult, ha a kiindulási anyagot darabos alakban adagoljuk. Amint az kísérletekből ki-