193565. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumínium és ötvözeteinek raffinálására, valamint berendezés az eljárás megvalósítására
1 193565 2 A találmány tárgya eljárás alumínium és ötvözeteinek raffinálására, valamint berendezés az eljárás megvalósítására, amely előnyösen a színesfémkohászat területén alkalmazható. Ahogyan növekedtek az igények az egyre jobb minőségű alumínium és ötvözeteinek előállítására, különös tekintettel ami az alkáli-, és alkáliföldfém, hidrogén szennyeződések tartalmat és nem fémes zárvány tartalmat illeti, úgy lett egyre nagyobb szükség az említett szennyeződéseknek raffinálás útján klórozással történő eltávolítására. A Szovjetunióban az alumínium raffinálás technológiáját úgy végzik el, hogy klór- nitrogén keveréket vezetnek az alumíniumhoz, amely lehetővé teszi, hogy a nátrium és egyéb szennyeződések értékét a szükséges határértékig le lehessen csökkenteni. Külföldön és szerte a világon is intenzív kutatómunka folyik ennek a technológiának a tökéletesítésére, és olyan jellegű rendszerek kialakítására, ahol az alumínium raffinálást klórgázkeverék segítségével végzik el. Ismeretes az US 3 839 019 sz. szabadalmi leírásból egy olyan eljárás, amely beolvasztott alumínium raffinálására vonatkozik, mégpedig a magnézium, nátrium, kálium és kalcium eltávolítására klőrózással, ahol is az olvadékot egy, illetve több klórozókamrán vezetik át, ezt követően pedig egy, vagy több ülepítő kamrán, ahol is az alumíniumot a keletkező fémkloridoktól elválasztják, azaz a szennyeződésektől elkülönítik. Az olvadék felületéről az itt képződő salakot periodikusan leveszik, hogy megakadályozzák annak túl nagy mennyiségű összegyűlését, továbbá, hogy a bevezetőhely fölött legalább 25 cm magas fémréteg alakulhasson ki, ahol a klórozó gázt fenn lehet tartani. Ennek az eljárásnak előnye, hogy az eljárás folyamatosan végezhető, hátránya azonban, hogy a salak eltávolítására a klórozó zónából állandóan szükség van. Ismeretes továbbá a CH 599 978 sz. szabadalmi leírásból, amely szintén alumínium és ötvözeteinek raffinálására szolgáló eljárást ismertet, ahol is különösen a nátriumtartalom csökkenthető előnyösen oly módon, hogy a folyékony alumíniumot alumínium-kloriddal érintkeztetik, amelyet úgy nyernek, hogy klórt vezetnek az olvadékba és egy szűrőrétegen, amely a szilárd nátrium-kloridot, illetőleg a különböző alkáli-, és alkáliföldfém-kloridokat adszorbeálják. Erre a célra adott esetben kerámiaszűrőt alkalmaznak. Ennek az eljárásnak hiányossága, hogy gyakran kell a szűrőt cserélni, mivel az könynyen eltőmodik. A találmányunk szerinti eljáráshoz legközelebb állónak a 2 921 547/22-02 sz. szovjet bejelentés tekinthető, amelyre 1981. január 13-án hoztak pozitív határozatot, és amely bejelentésünk prototípusának is tekinthető. Ennél az eljárásnál az alumíniumolvadékba porózus töltésen keresztül klórgázkeveréket vezettek, és alumíniumolvadék tükörfelületének az aránya a porózus réteg vízszintes keresztmetszeti felületéhez képest 2-10, a töltés olyan bemerülési mélységnél, ahol a töltés az olvadékba az olvadékmagasság 0,6^0,95 részéig merül be. Ennek az eljárásnak fő hátránya, hogy a klórozó zónában összegyűlik a salak, így mindenképpen szükség van arra, hogy a klórozó zóna fedelét leemeljük és a salakot onnan eltávolítsuk, ami hosszantartó és munkaigényes művelet. Ismeretes továbbá egy berendezés is, amely alumínium ötvözetek raffinálására szolgál, és amely lényegében egy klórozó berendezés alumínium ötvözetekhez. Ez a berendezés az US 2 447 672 sz. szabadalmi leírásban került ismertetésre, és tartalmaz egy belülről futott kemencét, továbbá egy, a klórnak az olvadékba való bevezetésére- szolgáló grafitcsövet. Ennek az eljárásnak hátránya, hogy a képződő salak a teljes olvadékfelületen szétterül, és így eltávolítása nemcsak rendkívül költséges, de veszélyes művelet is. A GB 142 846 sz. szabadalmi leírás alumínium-raffináló berendezés különféle kiviteli alakjait ismerteti, ahol mindegyik kiviteli alak 2—3 klórozókamrát tartalmaz, amelyek egymástól válaszfalakkal vannak elválasztva, továbbá tartalmaz egy ülepítő kamrát és egy elvezető kamrát. A második klórozókamra és az ülepítő kamra között egy küszöb van kiképezve, amely az olvadékáramot fölfelé vezeti: Ennek a berendezésnek előnye, hogy igen jó raffinálási hatásfok érhető el vele, fő hátránya azonban az, hogy a salak összegyűlik a klórozókamrában, ami a technológiai folyamatot zavarja és gyakran vezet a raffinálás hatásának a csökkenéséhez. Ezen túlmenően pedig a salaknak a klórozókamrából történő eltávolításakor a készülék tömítetlen lesz, ami a raffinálási folyamatot szintén károsan befolyásolhatja. A találmány szerinti berendezéshez legközelebb állónak tekinthető berendezés van a 2962 756/22-02 sz. szovjet bejelentésben leírva, melyre 1981. január 6-án pozitív határozatot hoztak. Ez a berendezés tartalmaz egy raffináló kamrát, amely fedéllel van ellátva, továbbá tartalmaz egy gázelosztó szerkezetet, amely bevonattal és porózus toldattal ellátott csőből áll. Ennek a prototípusként választott berendezésnek a fő hiányossága az, hogy az olvadék a raffináló kamra felső részében van a berendezésben vezetve, minek következtében az olvadék bevezetésének ellenőrzésekor előfordulhat, hogy a klórtartalmú gázok a raffináló kamrából a kezelőtérbe jutnak. Hiányossága továbbá ennek a berendezésnek, hogy a salak a raffináló kamrában gyűlik össze, amikor pedig a salakot a raffináló kamrából eltávolítjuk,a kamra tömítetlen lesz, amely a klórtartalmú gázok kiválásához vezethet, azaz a munkakörülmények romlanak és klórveszteség lép fel. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
