JPH022935B2 - - Google Patents

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JPH022935B2
JPH022935B2 JP57138251A JP13825182A JPH022935B2 JP H022935 B2 JPH022935 B2 JP H022935B2 JP 57138251 A JP57138251 A JP 57138251A JP 13825182 A JP13825182 A JP 13825182A JP H022935 B2 JPH022935 B2 JP H022935B2
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JP
Japan
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aluminum
bed
molten aluminum
stirrer
crystallized
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Application number
JP57138251A
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English (en)
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JPS5928538A (ja
Inventor
Mitsuo Ichikawa
Shiro Matsuoka
Takashi Hashimoto
Hiroshi Kawakami
Yoshinori Seki
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Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Kasei Naoetsu Industries Ltd
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Publication date
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Priority to JP57138251A priority Critical patent/JPS5928538A/ja
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Publication of JPH022935B2 publication Critical patent/JPH022935B2/ja
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    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はアルミニウムの純化方法に関するもの
であり、詳しくは不純な溶融アルミニウムから、
分別結晶法により、高純度のアルミニウムを取得
する方法に関するものである。
分別結晶法により高純度のアルミニウムを製造
する方法はいくつか提案されている。(特公昭49
−5806、50−20536、特開昭55−89439、56−
55530および56−112429参照)。これらの方法で
は、分配係数が1より小さい不純物元素、例えば
鉄、珪素などは、晶出するアルミニウム結晶から
排除されて母液中に残留する。従つて晶出したア
ルミニウムと母液とを適宜の方法で分離すること
により、高純度のアルミニウムを取得することが
できる。本発明者らも先に、水平な床を備えた容
器に溶融アルミニウムを収容し、これを撹拌しな
がら床を冷却して床上にアルミニウムを晶出させ
ることにより、高純度のアルミニウムを取得する
方法を提案した(特願昭56−201181参照)。この
方法は工業的にすぐれた方法であるが、床面積の
広い大型容器を用いる場合には、床の各部分にお
ける溶融アルミニウムの流動を均一にするのに特
段の配慮が必要である。何故ならば床面積の広い
場合には、1個の撹拌機で全体を撹拌することは
不可能に近いので、複数の撹拌機を用いることに
なるが、それぞれの撹拌機が引き起す流動が相互
に影響し合つて、床面上の各部分における溶融ア
ルミニウムの流動が不均一となり易いからであ
る。流動が不均一であると、流動速度の小さい部
分では、晶出するアルミニウムからの不純物の放
出が十分に行なわれず、結果的に晶出アルミニウ
ムの純度が低下する。
本発明は、複数の撹拌機を用いて、溶融アルミ
ニウムの流動が均一になるように撹することによ
り、大型の容器を用いた場合でも高純度のアルミ
ニウムを取得しうる方法を提案するものである。
本発明によれば、長軸対短軸の長さの比が2以
上である長方形ないしこれに類似の形状の水平な
床と、その長軸に沿つて1列に吊下げ設置されて
いる2個以上の撹拌機とを備えた容器に溶融アル
ミニウムを収容し、すべての撹拌機を同一方向に
回転させて溶融アルミニウムを撹拌しながら床を
冷却して床表面に高純度のアルミニウムを晶出さ
せ、次いで床上に晶出したアルミニウムを残余の
溶融アルミニウムから分離することにより、高純
度のアルミニウムを取得することができる。
本発明を更に詳細に説明するに、本発明では、
撹拌機が相互に影響し合つて床上に流動の停滞部
分を生じないように、撹拌機を1列に配置し、か
つすべての撹拌機を同一方向に回転させる。ま
た、1列の撹拌機で床全面に十分な流動を生起さ
せ得るように、床の形状を長方形ないしはこれに
類似した形状とする。
本発明を図面に基づいて説明するに、第1図は
本発明方法を実施するのに好適な装置の1例の下
方部分の平面図であり、主として床表面を構成す
る炭素ブロツクと、その内部に埋設されている冷
却媒体流通管との管係を模式的に示すためのもの
である。第2図および第3図は、それぞれ第1図
の装置のA−A′およびB−B′に沿う縦断面図で
ある。この装置は、長方形の浅い鍋状でその側壁
に溶融アルミニウムの排出入口を形成してある下
部構造と、その上部を覆う上部構造と、この上部
構造上に設置した撹拌装置とから成つている。図
中、1は断熱レンガ層、2は耐火レンガ層であ
る。耐火レンガ層のうち溶融アルミニウムと接触
する側壁部分には、溶融アルミニウムを汚染しな
いもの、例えば高アルミナ質耐火レンガを用い
る。若し所望ならば、溶融アルミニウムと接触す
る側壁部分も、底面と同じく、耐火レンガ層の上
にさらに炭素質材料で内張りを施してもよい。こ
の場合には、内張り層上へのアルミニウムの晶出
を避けるため、熱が内張り層を通つて底面の炭素
質材料層に流出しないような構造とする。3は床
の表層を構成する炭素質材料の層である。通常、
この層はアルミニウム電解槽の陰極と同じく、炭
素ブロツク4を並べ、その間隙に炭素質結合材を
充填することにより構成される。炭素質ブロツク
4としては、黒鉛ないし準黒鉛質の熱伝導率の大
きいものが好ましい。なお、所望ならば、炭素ブ
ロツク4の上面にさらに炭素質材料、例えば上記
の炭素質結合材を被覆して、アルミニウムの流動
により炭素ブロツクが減耗するのを防止すること
もできる。5は炭素質材料層3中に埋設されてい
る冷却媒体流通管である。アルミニウムを晶出さ
せるに際し、溶融アルミニウムの熱は、炭素質材
料層3を経てこの冷却媒体流通管内の冷却媒体に
伝えられる。従つて炭素質材料は熱伝導率の大き
いものが好ましく、また床が均一に冷却されるよ
うに冷却媒体は、隣り合う管内で、その流通方向
が逆になつているが好ましい。炭素質材料層3
は、長軸と短軸との長さの比が2以上の長方形な
いしはこれに類似の形状、例えばその四隅を丸く
した形状とする。その短軸の長さは、1個の撹拌
機で均一に撹拌し得る長さから決定される。一
方、長軸の長さは、必要な炭素質材料層3の表面
積、すなわち1個の装置に要求される生産能力か
ら決定される。通常、長軸と短軸との長さの比は
3:1〜7:1である。
6および7は長手側壁に設けた溶融アルミニウ
ムの排出口である。8は撹拌機であり、2台以
上、通常3〜10台が床の長軸に沿つてその中央に
1列に配置されている。この撹拌機も、溶融アル
ミニウムに接する部分は、溶融アルミニウムを汚
染材料、好ましくは黒鉛で構成されている。撹拌
機の翼の長さは床の短軸の0.3〜0.9倍とするのが
好ましい。撹拌機は駆動装置(図示せず)に取付
けられている。撹拌機は、晶出したアルミニウム
面との距離が常に一定範囲にあるように、駆動中
に晶出アルミニウム面の上昇に応じて漸次引上げ
る。また、晶出操作が終了したならば、撹拌機は
容器外に取出して、晶出したアルミニウムを再溶
解させる際の加熱により、撹拌機が損傷しないよ
うにする。従つて撹拌機はこのような昇降が可能
なように設置する。9は短手側壁に設けた溶融ア
ルミニウムの導入口である。10はバーナーであ
り、晶析操作中は溶融アルミニウム表面を加熱し
て底面以外にアルミニウムが晶出しないように
し、晶析終了後は残余の母液を排出したのち晶出
アルミニウムを加熱して再溶解させるためのもの
である。
図の装置を用いて本発明方法によりアルミニウ
ムの純化を行なうには、先ず装置に溶融アルミニ
ウム導入口9から溶融アルミニウムを入れ、これ
に撹拌機8を挿入して撹拌する。次いで冷却媒体
流通管5に空気その他の冷却媒体を流通させて床
3を冷却し、床面上にアルミニウム11を晶出さ
せる。冷却媒体の流通量は、アルミニウムの晶出
速度、すなわちアルミニウムの晶出面の上昇速度
が10〜150mm/時となるように選択するのが好ま
しい。また、撹拌機8の回転速度は、撹拌翼の先
端速度として、1〜10m/秒が好ましい。撹拌機
8はすべて同一方向に回転させることが必要であ
る。若し隣接する2つの撹拌機8の回転方向が異
なると、吸入側と吐出側とが形成され、吸入側で
は溶融アルミニウムの流動が停滞する。従つて、
この停滞部では、樹枝状晶が生成しやすくなり、
また晶出に際し排除された不純物が結晶間に残留
して、晶出アルミニウムの純度を低下させる。
晶出操作の間、バーナー10により溶融アルミ
ニウム表面を加熱して、表面および側壁からの熱
損失を補償し、底面以外の個所にアルミニウムを
晶出しないようにする。加熱は連続的でも断続的
でもよいが、溶融アルミニウムが融点よりも若干
高い温度、通常はほぼ662℃に維持されるように
行なう。また、アルミニウムの晶出につれて撹拌
機8を連続的ないし間欠的に引上げて、晶出面と
撹拌翼の下端との距離が常にほぼ一定となるよう
にする。通常、この距離は10〜100mmが好ましい。
晶出面の検出は直接行なうことも、また冷却熱量
から間接的に推定することもできる。
所定量のアルミニウム、通常は仕込んだアルミ
ニウムの30〜70%、好ましくは40〜50%、が晶出
した時点で晶析を停止し、装置を傾動させて残存
する溶融アルミニウムを排出口6から流出させ
る。晶出操作中に溶融アルミニウムを装置に供給
−排出することも不可能ではないが、温度制御が
困難なので、好ましい方法ではない。なお溶融ア
ルミニウムの排出に先立つて撹拌機8を装置外に
引上げ、またバーナーで溶融アルミニウムを急速
に加熱して、その粘度を低下させるのが有利であ
る。通常は665〜667℃まで加熱して溶融アルミニ
ウムを流出させるが、若し晶出アルミニウムの過
度の溶融を避け得るように急速に加熱することが
可能ならば、もつと高い温度まで加熱してもよ
い。残存する溶融アルミニウムの排出が終了した
ならば、装置を水平に戻し、バーナーで晶出アル
ミニウムを加熱溶融させ、装置を逆方向に傾動さ
せて純化された溶融アルミニウムを排出口7から
流出させ、所定の形状に鋳造して製品とする。
本発明方法によれば、大型の装置を用いて効率
よくアルミニウムの純化を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を実施するのに好適な装置の下
方部分の平面図であり、図中の矢印は冷却媒体の
流れの方向を示す。第2図は第1図の装置のA−
A′に沿う縦断面図である。第3図は第1図の装
置のB−B′に沿う縦断面図である。なお、第2
図および第3図において、撹拌機の支持機構は省
略されている。 1……断熱レンガ層、2……耐火レンガ層、3
……炭素質材料層、4……炭素ブロツク、5……
冷却媒体流通管、6,7……溶融アルミニウム排
出口、8……撹拌機、9……溶融アルミニウム導
入口、10……バーナー、11……晶出アルミニ
ウム層。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 長軸対短軸の長さの比が2以上である長方形
    ないしこれに類似の形状の水平な床と、その長軸
    に沿つて1列に吊下げ設置されている2個以上の
    撹拌機とを備えた容器に溶融アルミニウムを収容
    し、すべての撹拌機を同一方向に回転させて溶融
    アルミニウムを撹拌しながら床を冷却して床表面
    に高純度のアルミニウムを晶出させ、次いで床上
    に晶出したアルミニウムを残余の溶融アルミニウ
    ムから分離することを特徴とするアルミニウムの
    純化方法。 2 該水平な床が、熱伝導率の大きい炭素質材料
    で構成されており、かつその内部に冷却媒体流通
    管を有することを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の方法。 3 床上へのアルミニウムの晶出につれて撹拌機
    を上方へ引上げ、晶出アルミニウム面と撹拌機と
    の間隔を、晶出の間ほぼ一定に維持することを特
    徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載
    の方法。 4 床上へのアルミニウム晶出の間、溶融アルミ
    ニウム表面を連続的ないし間欠的に加熱すること
    を特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項
    のいずれかに記載の方法。
JP57138251A 1982-08-09 1982-08-09 アルミニウムの純化方法 Granted JPS5928538A (ja)

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JP2007528443A (ja) 2003-11-19 2007-10-11 コラス、テクノロジー、ベスローテン、フェンノートシャップ 分別結晶の際に溶融金属を冷却する方法
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WO2008003505A1 (en) 2006-07-07 2008-01-10 Aleris Switzerland Gmbh Method and device for metal purification and separation of purified metal from a metal mother liquid such as aluminium

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