CH134679A - Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von miteinander legierten Metallen durch Chlorieren. - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zum Trennen von miteinander legierten Metallen  durch Chlorieren.    Die Erfindung betrifft ein Verfahren  zum Trennen von miteinander legierten Me  tallen und eine Vorrichtung zur Ausführung  desselben.  



  Das Verfahren gemäss :der Erfindung be  nützt die bekannte Bildung von Metallchlori  den durch Behandlung der Metalle mit Chlor  um eine Trennung von miteinander legierten  Metallen zu bewirken. Nach diesem  Verfahren     schmilzt    man     :die    zu zerle  gende Legierung und leitet in die ge  schmolzene Masse bei beliebigem Druck  Chlor ein. Dabei werden die einzelnen Me  talle der Legierung im Innern der     geschmo@l-          zenen    Masse in ihre Chloride übergeführt,  welche infolge ihrer im Vergleich zum Me  tallbade geringeren Dichte an die Oberfläche  des Bades steigen, worauf eine Trennung  derselben von einander ausgeführt wird.

    Wenn die Metallchloride bei der im Schmelz  raume herrschenden Temperatur flüssig und  fest sind, sammeln sie sieh auf der Ober  fläche des Metallbades an und werden zum    Beispiel durch Dekantieren von .diesem ge  trennt.  



  Sind gasförmige Metallchloride vorhan  den, so werden sie aus dem Schmelzraum       herausgeleitet    und können dann durch     frak-          tionnierte    Kondensation oder Sublimation  von einander getrennt werden. Während des       Einleitens    des Chlors kann die Temperatur  des geschmolzenen     Metalles    auf der     Schmelz-          punkttemperatur    selbst oder darüber gehal  ten werden. Das Chlor kann ununterbrochen  oder mit Unterbrechungen, zum Beispiel bei  gewöhnlichem Atmosphärendruck oder un  ter einem Überdrucke in die geschmolzene  Metallmasse eingeleitet werden.  



  An der Stelle, wo es mit der Masse in  Berührung kommt, verbindet es sich sofort  mit den einzelnen Metallen zu Chloriden, die  sich vom Metall trennen und an die Ober  fläche des Bades emporsteigen, da     ihr    spe  zifisches Gewicht geringer ist als dasjenige  des Metallbades. Durch die sofortige Entfer-           nung    dieser Chloride von der Stelle wo das  Chlor zu Metall gelangt, wird dieses stets  rein gehalten, weshalb das Chlor ungestört  und ohne     Unterbruch    das Metall angreifen       kann.     



  Sich auf der Oberfläche des Metallbades  ansammelnde flüssige und feste Chloride  können in ununterbrochener Weise oder mit  Unterbruch entfernt werden, nachdem die  von ihnen etwa mitgerissenen Metallteilchen       wieder    in das Metallbad zurückgebracht wor  den sind. Desgleichen werden gasförmige  Chloride von mitgerissenen festen Chloriden,  Metallteilchen oder sonstigen Verunreini  gungen befreit, bevor sie zum Beispiel durch       fraktionnierte    Kondensation oder Sublima  tion von einander getrennt werden.  



  Das beschriebene Verfahren kann dazu  dienen, Metalle wie     zu-m    Beispiel Zinn,  Kupfer, Blei, Antimon, Aluminium, Magne  sium, Silber, Gold,     Molybdän,    Nickel usw.  aus ihren     Legierungen    wieder zu gewinnen,  insbesondere wenn     letztere        Abfälle,    Altme  talle oder dergleichen sind.  



  Die zur     Ausführung    des Verfahrens  dienende Vorrichtung besitzt einen Behälter  zur Aufnahme der zu behandelnden Metall  legierung. Dieser Behälter besitzt Öff  nungen für das Einführen des     Metalles    und  für das Austreten der festen, flüssigen und  gasförmigen Metallchloride. Ferner sind  Mittel vorgesehen zum Einleiten von Chlor  in das Innere der im Behälter befindlichen  geschmolzenen Metallmasse.  



  Dieser Behälter steht in Verbindung mit  Kühlapparaten, in welchen die flüchtigen  Metallchloride durch     funkionnierte    Abküh  lung von einander getrennt und     .aufgefangen     werden.  



  In beiliegender Zeichnung ist eine bei  spielsweise Ausführungsform der Vorrich  tung veranschaulicht.  



       'Fig.    1 ist eine schematische Gesamtan  sicht derselben;       Fig.    2 stellt einen Teil derselben in ver  grössertem     Massstabe    und im     Vertikalschnitt     dar;       Fig.    3 ist ein Grundriss der     Fig:    2;         Fig.    4 zeigt im Vertikalschnitte eine  zweite Ausführungsform des in     Fig.    2 dar  gestellten Teils der Vorrichtung.  



  Die in     Fig.    1 dargestellte Vorrichtung  besitzt einen geschlossenen Schmelzkessel A,  der durch ein Winkelrohr     B-C    mit einem       Kühlapparat    D verbunden ist. Dieser Ap  parat steht durch ein Rohr E mit einem       Kühlturme    F und dieser mit einem zweiten  Turm G in Verbindung, der schliesslich in  eine Kühlschlange H endigt.  



  Der Schmelzkessel A ist in     Fig.    2 und 3  in vergrössertem     Massstabe    dargestellt. Er  besteht aus einem der Einwirkung von  Chlor, Chloriden und geschmolzenen Metal  len widerstandsfähigen Material, wie zum  Beispiel     Eisen,    und ist mit einem bis  fast auf den Boden reichenden. :Rohr     a    zum  Einführen des zu behandelnden Gutes ver  sehen. In der 'Seitenwand :des Kessels sind  Rohrstutzen b angebracht, in denen dünne  Röhren q stecken, die in das Innere des  Kessels reichen und zum Einführen von  Chlor     bestimmt    sind; die Röhren q sind da  her aus einem dem Chlor und der Hitze  widerstehenden Stoffe zum Beispiel Quarz  hergestellt.

   Im     obern    Teile des Kessels ist  ein     ringförmiger    Raum c von     trapezförmi-          gem    Querschnitte vorgesehen, dessen innere  Seitenwand mit Löchern     d    versehen ist. Ein       Ausflussrohr    e ist in der     Seitenwand    des  obern Teils des Kessels angebracht und  reicht in den     ringförmigen    Raum     e.    Auf  dem Kessel ist ein Deckel f angebracht, der  mit einem     Thermopyrometer    g und einem  Manometer     h    versehen ist.

   Ferner ist im  Innern des Deckels eine     .Stossplatte    i an Trä  gern k angebracht. Diese     Stossplatte    be  findet sich gegenüber der vom     ringförmigen     Raume c umgebenen Öffnung einerseits und  der Öffnung 1 ,des Deckels anderseits. Diese  Öffnung     l    ist mit     dem    zu den Kühlappara  ten leitenden Rohr B verbunden. Der untere  Teil des Kessels A ist von einem Kühl  mantel m umgeben, der mit     einem    Eintritts  stutzen     n    und Austrittsstutzen o für das  Kühlmittel zum Beispiel Wasser, kalte Luft  usw. versehen ist, Unter dem Kessel ist ein      Gasbrenner p angeordnet.

   Der Kessel ist in  ein Mauerwerk     r    eingebaut.  



  Um mittelst dieser Vorrichtung Metalle,  wie zum Beispiel Blei, Zinn, Kupfer, Alu  minium, Antimon     usw,    aus ihren Legie  rungen von einander zu trennen, bringt man  die Legierung durch das Rohr a in den Kes  sel     a    und erhitzt sie     mittelst    des     Grasbrenners     p bis zur völligen Schmelzung. In die ge  schmolzene Masse wird nun durch die Röh  ren     q    Chlor eingeführt, das sich     sofort    mit  den geschmolzenen Metallen unter Bildung  von Chloriden verbindet.

   Diese Metallchlo  ride steigen infolge ihres .geringen spezifi  schen Gewichtes an .die Oberfläche des Me  tallbades s, wo sich bei einer unter<B>900'</B> C  liegenden Temperatur die flüssigen und  festen Chloride zum Beispiel Bleichlorid       und    Kupferchlorid ansammeln, während die  gasförmigen Chloride durch das Rohr B in  die Kühlvorrichtungen<I>D, F, G</I> und     H    ab  ziehen. Während ihres     Emporsteigens    durch  das     Metallbad    reissen die Chloride Metall  teilchen mit sich, die sich in dem ringför  migen Raum c wieder setzen und durch die  Löcher     d    in das Metallbad zurückfliessen.  Hat die Schicht der Chloride die Höhe t er  reicht, so fliessen sie selbständig durch das  Rohr e ab.

   Die Stossplatte i verhütet, dass  die gasförmigen Chloride     flüssige    und feste  Chloride oder sonstige Verunreinigungen  mitreissen, wenn sie dem Rohr B zu  strömen. In den Kühlapparaten D, F und G,  welche Körper enthalten können, um etwa  mitgerissenes Chlor zu binden, werden aus  den Dämpfen je nach ihrem     Siedepunkte    die  Chloride von Eisen, Aluminium, Antimon  usw. abgeschieden, bis zuletzt in der Kühl  schlange H das am längsten gasförmig ge  bliebene Chlorid zum Beispiel Zinnchlorid  sich abscheidet. Da die Reaktion zwischen  dem Chlor und den geschmolzenen Metallen  eine sehr heftige ist und grosse Wärme ent  wickelt, braucht nach Beginn der Reaktion  dem Metallbade keine Wärme mehr zuge  führt werden.

   Es kann im Gegenteil sogar  nötig werden, die Hitzeentwicklung zu  mässigen, was durch in     Betriebsetzen    des    Kühlmantels m bewerkstelligt werden kann.  Die     Chlorierung    kann je nach Bedarf bei     dei          Schmelzpunkttemperatur    der Legierung oder  auch bei einer höheren Temperatur statt  finden. Um einen kontinuierlichen Betrieb  aufrecht zu erhalten, wird dem Metallbade  .durch das Rohr     a    stets frisches Material zu  geführt. Die flüssigen und festen Chloride  fliessen fortwährend durch e ab, sobald ihre  Schicht die Höhe t erreicht.

   Je nachdem  man     das        Ausflussrohr    e, das ein sogenannter       .Schwanenhals    sein kann, einstellt, kann man  die Höhe der Schicht der Chloride regeln.  Durch die in dem Metallbade emporsteigen  den Chloride werden auch allfällige Ver  unreinigungen mitgerissen, so dass die Stelle  des     .Metalles,    wo das Chlor     zutritt,    stets rein  bleibt, und nichts die Wirkung des Chlors  verhindert. Die Zuführungsröhren     q    für das  Chlor können fest oder beweglich ange  bracht sein.  



  Der Schmelzkessel kann auch eine andere  als in     Fig.    1     gezeigte    Gestalt besitzen. So  ist     zum    Beispiel in     Fig.    4     eine    weitere Aus  führungsform des Kessels dargestellt.  



  In -dieser Ausführungsform ist der Reak  tionsraum durch einen     Zyyliudermantel        u    ab  begrenzt. Das Chlor wird durch die Röhren  <I>v</I> in das Metallbad eingeführt.<I>w</I> ist der  Heizraum, in dem zwei Gasbrenner<I>x</I> und<I>y</I>  angeordnet sind.  



  Je nach Bedarf können bei der Vorrich  tung nach     Fig.    1 die Türme F und G weg  fallen oder es     können    andere     Kondensations-          oder    Sublimierungsapparate vorgesehen wer  den.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur Trennung von mitein ander legierten Metallen durch Chlorieren, dadurch gekennzeichnet, dass man die Legie rungen schmilzt und in die geschmolzene Masse Chlor einleitet, wobei die einzelnen Metalle der Legierung in ihre Chloride übergeführt werden, welche infolge ihrer im Vergleich zum Metallbad geringeren Dichte an die Oberfläche des Bades steigen, worauf eine Trennung derselben von einander aus geführt wird. ' QNTERANSPRüCHE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da- ,dureh gekennzeichnet,<B>dass</B> die flüssigen und festen Metallchloride sich auf der Oberfläche des Metällbaides ansammeln und -durch Dekantieren von -diesem ge trennt werden: 2. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 1_, dadurch gekennzeich net, :däss die flüssigen und festen Metall chloride vor dem Dekantieren von etwa mitgerissenen Metallteilchen befreit wer den: 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass die gasför migen Meta-klchloride aus dem Schmelz raum herausgeleitet werden und durch fraktionnierte Kondensation ' vonein ander getrennt werden. 4. Verfahren nach Patentanspruch I und Unteranspruch 3, -dadurch gekennzeich net, dass die gasförmigen Metallchloride von etwa mitgerissenen festen und flüs sigen Verunreinigungen und von Chlor befreit werden, ibevox sie voneinander getrennt werden. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass während des Einleitens des Chlors die Temperatur .des geschmolzenen Metallesdauernd auf der Schmehpunkttemperatur gehalten wird. 6. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass während des Einleitens des Chlors die Temperatur des geschmolzenen Metalles über der Schmelzpunkttemperatur gehalten wird. 7.

   Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, @dass die Chlorie- rüng des geschmolzenen Metalles un unterbrochen stattfindet. 8.\ Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das Chlor bei gewöhnlichem Atmosphärendruck in :das geschmolzene Metall - eingeleitet wird. 9. Verfahren nach Patentanspruch I, da durch gekennzeichnet, dass das Chlor unter einem Überdruck in das .geschmol zene Metall eingeleitet wird.

   PATENTANSPRUCH _I: Vorrichtung zur Ausübung des Verfah rens .nach Patentanspruch I, gekennzeichnet, durch einen Behälter- zur Aufnahme des Schmelzgutes, der mit Mitteln zur Einfüh rung von Chlor in das geschmolzene Metall versehen ist und Öffnungen besitzt für das Einbringen des Metalles und für den Aus tritt .der festen, flüssigen und gasförmigen Metallchloride, wobei dieser Behälter mit Kühlapparaten in Verbindung steht, die zur Abkühlung und- Trennung der flüchtigen Metallehlorlde dienen. <B>UNTERANSPRÜCHE:</B> 10.

   Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass im Schmelz behälter Einrichtungen vorgesehen sind, um die flüssigen und festen Metall ehloride von etwa mitgerissenen Metall teilchen und die gasförmigen Metall- Chloride von mitgerissenen festen oder flüssigen Fremdkörpern zu befreien. 11.

   Vorrichtung nach Patentanspruch 1I und Unteranspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, dass im Schmelzbehälter über der vom geschmolzenen Metalle erreich baren Höhe zur Aufnahme der flüssigen und festen Metallchloride ein ring förmiger Raum vorgesehen ist, dessen innere Seitenwand Löcher aufweist, durch welche das von .den Chloriden mit gerissene Metall nach Absetzen wieder in .das im Behälter befindliche Metall bad zurückfliessen kann. 12.

   Vorrichtung nach Patentanspruch 1I und Unteranspruch 10, dadurch gekenn zeichnet, dass im Schmelzbehälter vor der Austrittsöffnung für die @asför- migen Metallchloride eine Stossplatte an geordnet ist, zum Zwecke diese Chloride zu zwingen etwa mitgerissene Fremd körper abzuscheiden.

   <B>13,</B> Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ein bringen des Metalles in den Schmr;lz- behälter ein seitlich in diesen eintreten des und bis fast auf dessen Boden rei chendes Einfül.lrohr vorgesehen ist. 14. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass zum Ein führen von Chlor in den Schmelzbe-. hälter in dessen Seitenwände Quarz röhren angeordnet sind, .die in das Innere des Behälters reichen. 15.

   Vorrichtung nach- Patentanspruch Il, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzbehälter mit einem Kühlmantel versehen ist. ' 16. Vorrichtung nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzbehälter zum Austritt der flüs sigen und festen Metallchloride ein schwanenhalsförmig gebogenes Rohr besitzt. 17. Vorrichtung nach Patentanspruch 1I, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühl apparate Körper enthalten, die von den flüchtigen Metallchloriden etwa mit gerissenes Chlor binden.