NO772964L

NO772964L - PROCEDURE AND APPLIANCE FOR CLEANING ALUMINUM ALLOYS

Info

Publication number: NO772964L
Application number: NO772964A
Authority: NO
Inventors: Subodh Kumar Das; Charles Norman Cochran; Richard Aldo Milito; Robert Michael Mazgaj; Walter Wade Hill
Original assignee: Aluminum Co Of America
Priority date: 1976-09-22
Filing date: 1977-08-26
Publication date: 1978-03-28
Also published as: AU512224B2; GB1568118A; JPS5339916A; FR2365644A1; CA1103613A; FR2365644B1; HU177164B; PL200993A1; AU2701177A; BR7706198A; SE7709505L; DE2740732A1; ES462403A1; IT1090303B; JPS5727943B2; GR69793B

Description

"Fremgangsmåte og apparat for rensing av aluminiumlegeringer". "Method and Apparatus for Purifying Aluminum Alloys".

Denne oppfinnelse angår en fremgangsmåte og et apparat til rensning av aluminiumlegeringer, særlig elektrolytisk rensning av aluminiumlegeringer, så som aluminium-silicium-legeringer. This invention relates to a method and an apparatus for cleaning aluminum alloys, in particular electrolytic cleaning of aluminum alloys, such as aluminium-silicon alloys.

Konvensjonelt har man fremstilt aluminium-silicium-legeringer ved å tilsette en ønsket mengde, normalt separat fremstilt silicium til aluminium av handelskvalitet, og prisen på aluminiumlegeringsproduktet blir da forholdsvis høy. Ved andre prosesser fremstilles aluminium-silicium-legeringene di-rekte ut fra alumina-silika-malm. Eksempelvis angir US-patent 3 661 562 at aluminium-silicium-legeringer kan fremstilles i sjaktovn, hvor koks eller annet egnet karbonholdig materiale til-føres én reaksjonssone og en blanding av koks og alumina-silika-malm tilføres en annen reaksjonssone. Varme karbonmonoksy.d-gas-ser som dannes ved forbrenning av koksen, føres inn i den annen reaksjonssone for reduksjon av alumina-silika-malmen. Slike eller lignende metoder tii fremstilling av aluminium-silicium-legeringer resulterer imidlertid ofte i legeringer med meget høyt silicium- og jerninnhold, som normalt må reduseres eller senkes for at legeringen skal være tilfredsstillende for prak-tiske formål. En metode til å holde jerninnholdet lavt i slike legeringer er å bruke alumina-silika-holdige malmer med lavt jerninnhold. En annen metode omfatter trinn ved hvilke jerninnholdet nedsettes ved fysikalsk oppredning før reduksjonspro-sessen. På grunn av de ugunstige kostnadsmessige forhold og de Conventionally, aluminium-silicon alloys have been produced by adding a desired amount, normally separately produced silicon, to aluminum of commercial quality, and the price of the aluminum alloy product then becomes relatively high. In other processes, the aluminium-silicon alloys are produced directly from alumina-silica ore. For example, US patent 3,661,562 states that aluminum-silicon alloys can be produced in a shaft furnace, where coke or other suitable carbonaceous material is fed to one reaction zone and a mixture of coke and alumina-silica ore is fed to another reaction zone. Hot carbon monoxide gases, which are formed by burning the coke, are fed into the second reaction zone for reduction of the alumina-silica ore. Such or similar methods in the production of aluminium-silicon alloys, however, often result in alloys with very high silicon and iron content, which must normally be reduced or lowered in order for the alloy to be satisfactory for practical purposes. One method of keeping the iron content low in such alloys is to use alumina-silica-containing ores with a low iron content. Another method includes steps in which the iron content is reduced by physical preparation before the reduction process. Due to the unfavorable cost conditions and the

ytterligere trinn foretrekker man imidlertid å begynne med en alumina-silika-holdig malm som har et høyt jerninnhold, hvilket selvsagt resulterer i en legering med høyt silicium- og jerninnhold, som nevnt ovenfor, og behov for rensning. further steps, however, one prefers to start with an alumina-silica containing ore having a high iron content, which of course results in an alloy with a high silicon and iron content, as mentioned above, and the need for purification.

Rensning av aluminiumlegeringer ved hjelp av elektro-lyseceller er beskrevet i litteraturen. F.eks. er det i US-patent 673 364 angitt at hvis urent aluminium i smeltet tilstand anvendes som anode i en elektrolysecelle, særlig en celle i hvilken elektrolytten inneholder smeltet aluminiumfluorid og et fluorid av et metall som er mer 'elektropositivt enn aluminium, Purification of aluminum alloys using electrolysis cells is described in the literature. E.g. US patent 673,364 states that if impure aluminum in a molten state is used as the anode in an electrolytic cell, in particular a cell in which the electrolyte contains molten aluminum fluoride and a fluoride of a metal that is more electropositive than aluminium,

så vil rent aluminium avsettes på katoden og fluor frigjøres ved anoden når elektrisk strøm ledes gjennom ceilen. then pure aluminum will be deposited on the cathode and fluorine will be released at the anode when electric current is passed through the ceil.

Ved en annen fremgangsmåte til rensning av aluminium-silicium-legeringer som er beskrevet i US-patent 3 798 140, erholdes elektrolytisk fremstilt aluminium og silicium fra aluminium-silicium-legeringer under anvendelse av en NaCl-, KC1- og AlCl^-eller AlF^-elektrolytt. Aluminium-silicium-legeringen anvendes som anode i en perforert grafittanodedigel. En perforert gra-fittskjerm anordnes rundt en katode og rundt en alumina-digel for å hindre findelt silicium som eventuelt dannes under -elektro-lysen, i å. komme inn i katode.kammeret. Fremstilling av renset aluminium ved denne prosess er imidlertid begrenset av en effektiv strømtetthet på bare 16,2-21,6 A/dm 2 i klorid-fluorid-elektrolytt. In another method for the purification of aluminum-silicon alloys which is described in US patent 3,798,140, electrolytically produced aluminum and silicon are obtained from aluminum-silicon alloys using a NaCl, KCl and AlCl^ or AlF ^-electrolyte. The aluminium-silicon alloy is used as anode in a perforated graphite anode part. A perforated graphite screen is arranged around a cathode and around an alumina crucible to prevent finely divided silicon, possibly formed during the electrolysis, from entering the cathode chamber. Production of purified aluminum by this process is, however, limited by an effective current density of only 16.2-21.6 A/dm 2 in chloride-fluoride electrolyte.

Ved hjelp av den foreliggende' oppfinnelsen overvinnesBy means of the present' invention is overcome

de nevnte problemer ved at man fraskiller aluminium fra legeringsbestanddeler så som silicium og jern og lignende på en meget økonomisk måte. the aforementioned problems by separating aluminum from alloy constituents such as silicon and iron and the like in a very economical way.

I henhold til oppfinnelsen tilveiebringes en fremgangsmåte til rensning av aluminiumlegeringer omfattende føl-gende trinn: (a) aluminiumlegeringen tilveiebringes i smeltet tilstand i en beholder med en porøs vegg, hvilken porøse vegg er i stand til å holde smeltet aluminium i beholderen, mén er gjennomtrengelig for smeltet elektrolytt; (b) aluminium transporteres elektrolytisk gjennom den porøse vegg jtil en katode i nærvær av elektrolytten, hvorved aluminiumet undergår vesentlig rensning ved at det skilles fra legeringsbestanddelene. According to the invention, a method for cleaning aluminum alloys is provided comprising the following steps: (a) the aluminum alloy is provided in a molten state in a container with a porous wall, which porous wall is able to hold molten aluminum in the container, but is permeable for molten electrolyte; (b) aluminum is electrolytically transported through the porous wall to a cathode in the presence of the electrolyte, whereby the aluminum undergoes substantial purification by being separated from the alloy constituents.

I henhold til oppfinnelsen tilveiebringes også et apparat for rensning av aluminiumlegeringer, omfattende: According to the invention, an apparatus for cleaning aluminum alloys is also provided, comprising:

(a) en elektrolysecelle med en katode, hvilken celle(a) an electrolytic cell with a cathode, which cell

er innrettet til å inneholde elektrolytt og smeltet aluminium; og (b) en beholder med en porøs vegg og en anode, hvilken beholder er innrettet til å inneholde smeltet aluminiumlegering, og hvilken anode er innrettet til å være i elektrisk forbindelse med katoden når cellen inneholder elektrolytt, hvilken porøse vegg er innrettet til å la aluminium passere til katoden elektrolytisk, hvorved aluminium i vesentlig grad skilles fra legeringsbestanddeler slik at renset aluminium erholdes. is adapted to contain electrolyte and molten aluminum; and (b) a container having a porous wall and an anode, which container is adapted to contain molten aluminum alloy, and which anode is adapted to be in electrical communication with the cathode when the cell contains electrolyte, which porous wall is adapted to allow aluminum pass to the cathode electrolytically, whereby aluminum is largely separated from alloy constituents so that purified aluminum is obtained.

Ved denne fremgangsmåte tilveiebringes smeltet aluminiumlegering i en beholder med en porøs vegg som har en maksimal gjennomsnittlig porestørrelse på 635^um. Den porøse vegg er gjennomtreng.elig for smeltet elektrolytt og ugjennomtrengelig In this method, molten aluminum alloy is provided in a container with a porous wall having a maximum average pore size of 635 µm. The porous wall is permeable to molten electrolyte and impermeable

for smeltet aluminium. Aluminium transporteres elektrolytisk gjennom den porøse vegg og gjennom elektrolytten til en katode, hvorved aluminiumet i vesentlig grad skilles fra legéringsbé-standdelene. for molten aluminum. Aluminum is electrolytically transported through the porous wall and through the electrolyte to a cathode, whereby the aluminum is largely separated from the alloy components.

Det. vises nå til tegningen.The. now appear in the drawing.

Fig. 1 viser et snitt gjennom en utførelsesform av Fig. 1 shows a section through an embodiment of

apparatet ifølge oppfinnelsen.the device according to the invention.

Fig. 2 viser skjematisk et apparat som kan anvendes Fig. 2 schematically shows an apparatus that can be used

på kontinuerlig basis for fremstilling av renset aluminium. on a continuous basis for the production of purified aluminium.

Aluminiumlegering er i det foreliggende en legering som typisk inneholder høyst 99,9 vekt% aluminium. Legeringen som kan renses i henhold til den foreliggende oppfinnelse, kan Aluminum alloy in the present context is an alloy that typically contains no more than 99.9% by weight of aluminium. The alloy which can be purified according to the present invention can

imidlertid inneholde store mengder forurensninger. F.eks. kan aluminiumlegeringene inneholde så meget som 50 vekt% Si. Legeringene kan også inneholde store mengder jern^f.eks. 20 vekt%. Andre legeringsbestanddeler som normalt foreligger i aluminium, f.eks. titan, kan i regelen fjernes i henhold til den -foreliggende oppfinnelse. Innholdet av legeringsbestanddelene kan også reduseres til et meget lavt nivå. Det vil si at den foreliggende oppfinnelsen kan komme til anvendelse ved fremstilling av høy-rent aluminium, endog når utgangsmaterialet er relativt rent. however, contain large amounts of contaminants. E.g. the aluminum alloys can contain as much as 50% by weight Si. The alloys can also contain large amounts of iron^e.g. 20% by weight. Other alloy components that are normally present in aluminium, e.g. titanium, can as a rule be removed according to the present invention. The content of the alloy components can also be reduced to a very low level. This means that the present invention can be used in the production of high-purity aluminium, even when the starting material is relatively pure.

På fig. 1 er det vist en elektrolysecelle 10 i hvilken en aluminiumlegering kan renses i henhold.til oppfinnelsen. Cellen omfatter en ytre beholder 20, som i det minste delvis er konstruert av grafitt.eller et lignende materiale som kan virke som katode i cellen. Eksempelvis kan cellen være slik konstruert In fig. 1 shows an electrolysis cell 10 in which an aluminum alloy can be purified according to the invention. The cell comprises an outer container 20, which is at least partially constructed of graphite or a similar material which can act as cathode in the cell. For example, the cell can be constructed in this way

at bare bunnen 21 eller en del. derav kan tjene som katode. that only the bottom 21 or part. hence can serve as a cathode.

Elektrolysecellen 10 omfatter videre en annen beholder 30 som står i forbindelse med katoden ved. hjelp av elektrolytten 24., Beholderen 30 tjener som et kar, som vist. på fig. 1, i hvilket aluminiumlegering 32 tilveiebringes i smeltet form. Beholderen 30 bør være laget av et materiale som er motstandsdyktig mot angrep fra den smeltede aluminiumlegering 3 2 og elektrolytten 24 : og må ha en vegg som i sin helhet eller for en del er gjennomtrengelig for et ion inneholdende et eller flere aluminiumatomer som kan transporteres elektrolytisk gjennom veggen til katoden. The electrolysis cell 10 further comprises another container 30 which is in connection with the cathode at. using the electrolyte 24. The container 30 serves as a vessel, as shown. on fig. 1, in which aluminum alloy 32 is provided in molten form. The container 30 should be made of a material which is resistant to attack by the molten aluminum alloy 3 2 and the electrolyte 24 : and must have a wall which is wholly or partly permeable to an ion containing one or more aluminum atoms which can be electrolytically transported through the wall to the cathode.

Beholderen 30 kan være laget av et ledende eller ikke-ledende porøst materiale. Hvis beholderen 30 er laget av ikke-ledende porøst materiale, må en anode rage inn i aluminiumlegeringen 32 for at aluminiumet kan transporteres elektrolytisk til katoden. Hvis beholderen 30 er laget av et ledende porøst materiale, så kan beholderen virke som anode, som vist på fig. 1. The container 30 can be made of a conductive or non-conductive porous material. If the container 30 is made of non-conductive porous material, an anode must project into the aluminum alloy 32 in order for the aluminum to be electrolytically transported to the cathode. If the container 30 is made of a conductive porous material, then the container can act as an anode, as shown in fig. 1.

Med hensyn til den gjennomtrengelige vegg foretrekker man at materialet er et karbonholdig materiale når fraskillelse av béstanddeler så som silicium, jern og. lignende fra aluminium ønskes. Det Ugger imidlertid innenfor oppfinnelsens ramme å velge andre.materialer som er gjennomtrengelige for et ion som inneholder et eller flere aluminiumatomer, men som er restrik-tivt når det gjelder passasje av slike bestanddeler som nettopp nevnt ovenfor. Det foretrukne karbonholdige materiale som er egnet til bruk i henhold til oppfinnelsen, er porøst karbon eller porøs grafitt med en maksimal gjennomsnittlig porediameter på 635yum. En gjennomsnittlig porediameter innen området 5-425 ^um kan anvendes, og den foretrukne diameter er innen området 2Q-220^um. Porøst karbon som kan erholdes fra: Union Carbide Corporation, Carbon Products Division, Niagara Falls, New York, og som har betegnelsen PC-25, med en effektiv porøsitet på ca. With regard to the permeable wall, it is preferred that the material is a carbonaceous material when separation of constituents such as silicon, iron and. similar from aluminum is desired. It is, however, within the scope of the invention to choose other materials which are permeable to an ion containing one or more aluminum atoms, but which are restrictive when it comes to the passage of such components as just mentioned above. The preferred carbonaceous material suitable for use in accordance with the invention is porous carbon or porous graphite having a maximum average pore diameter of 635 µm. An average pore diameter in the range of 5-425 µm can be used, and the preferred diameter is in the range of 20-220 µm. Porous carbon obtainable from: Union Carbide Corporation, Carbon Products Division, Niagara Falls, New York, and having the designation PC-25, having an effective porosity of about

48% og en gjennomsnittlig porediameter på ca. 120yum er blitt 48% and an average pore diameter of approx. 120yum has become

funnet å være godt egnet. Porøst karbon eller annet porøst materiale som anvendes i henhold til oppfinnelsen, er videre kjennetegnet ved at det er ugjennomtrengelig for smeltet aluminium og dettes legeringsbestanddeler når elektrisk strøm ikke ledes gjennom cellen, men gjennomtrengelig for smeltet salt som anvendes som elektrolytt. found to be well suited. Porous carbon or other porous material used according to the invention is further characterized in that it is impermeable to molten aluminum and its alloy components when electric current is not conducted through the cell, but permeable to molten salt used as electrolyte.

Hva poréstørrelsen angår, så kan denne variere i av-hengighet av væskehøyden, temperaturen av det smeltede aluminium og det porøse materiales fuktbarhet. Videre kan elektrolytten såvel som legeringsbestanddelene ha betydning for hvilken pore-størrelse som vil være ugjennomtrengelig for smeltet aluminium og legeringsbestanddelene når elektrisk strøm ikke ledes gjennom cellen. Således vil det sees at i visse tilfeller kan porøse materialer hvis porer har en større maksimal diameter eller hvis gjennomsnittlige porediameter er større enn det ovenfor angitte As far as the pore size is concerned, this can vary depending on the height of the liquid, the temperature of the molten aluminum and the wettability of the porous material. Furthermore, the electrolyte as well as the alloy constituents can have an effect on which pore size will be impermeable to molten aluminum and the alloy constituents when electric current is not conducted through the cell. Thus, it will be seen that, in certain cases, porous materials whose pores have a larger maximum diameter or whose average pore diameter is greater than the above stated

område, anvendes i henhold til oppfinnelsen og vil være ugjennom-trengelige for smeltet aluminium. area, are used according to the invention and will be impermeable to molten aluminium.

Elektrolytten 24 er et viktig trekk ved oppfinnelsen. The electrolyte 24 is an important feature of the invention.

Elektrolytten bør inneholde et aluminiumfluorid eller -klorid og i det minste ett salt valgt fra gruppen'litium-, kalium-, natrium-, mangan- og magnesiumhalogenid; en foretrukken elektrolytt består av aluminiumfluorid, litiumklorid og kåliumklorid. Bruken av litiumklbrid gjør det mulig å anvende høye strømtettheter uten at celledriften påvirkes på ugunstig måte, så som ved varmeutvikling p.g.a. høy motstand i elektrolytten. Kaliumkloridet The electrolyte should contain an aluminum fluoride or chloride and at least one salt selected from the group of lithium, potassium, sodium, manganese and magnesium halide; a preferred electrolyte consists of aluminum fluoride, lithium chloride and potassium chloride. The use of lithium chloride makes it possible to use high current densities without adversely affecting cell operation, such as heat generation due to high resistance in the electrolyte. The potassium chloride

hjelper til å koalescere renset aluminium 26 som avsettes på katoden. Det vil si at når litiumklorid anvendes uten kåliumklorid, kan avsatt aluminium forbli i oppdelt, partikkelform på helps to coalesce purified aluminum 26 which is deposited on the cathode. That is, when lithium chloride is used without potassium chloride, deposited aluminum can remain in divided, particulate form on

katoden, hvilket gjør. utvinningen av aluminium' fra cellen vanskelig. the cathode, which makes the extraction of aluminium' from the cell difficult.

Elektrolytten kan inneholde, i vektprosent, 5-95% LiCl, 4-70% KCl og 1-25% AlF3- Fortrinnsvis er sammensetningen 38-90% LiCl, 8-50% KCl og 2-12% AlF-j. A1C13eller MgCl2kan anvendes istedenfor AlF^; NaCl kan anvendes istedenfor KCl; og LiF kan anvendes istedenfor LiCl, men på en mindre foretrukken basis. Det vil forståes at kombinasjoner av ovennevnte salter også kan anvendes, men igjen på en mindre foretrukken basis. The electrolyte may contain, in weight percent, 5-95% LiCl, 4-70% KCl and 1-25% AlF3- Preferably the composition is 38-90% LiCl, 8-50% KCl and 2-12% AlF-j. A1C13 or MgCl2 can be used instead of AlF2; NaCl can be used instead of KCl; and LiF may be used instead of LiCl, but on a less preferred basis. It will be understood that combinations of the above salts can also be used, but again on a less preferred basis.

Elektrolyttens temperatur kan ha betydning for pro-sessen økonomisk sett. Hvis elektrolyttemperaturen er for lav, kan det være vanskelig å oppsamle det rensede aluminium. Videre The temperature of the electrolyte can have an economic impact on the process. If the electrolyte temperature is too low, it may be difficult to collect the purified aluminum. Further

■ kan lave temperaturer medføre lav ledningsevne i elektrolytten og følgelig .lav celleproduktivitet. Altfor høye driftstempera-turer kan nedsette levetiden eller brukstiden for anoden og katoden og kan også medføre fordampning av saltet. Mens temperaturen kan være mellom 675 og 925°C, foretrekker man derfor temperaturer innen området 700-850°C. ■ low temperatures can result in low conductivity in the electrolyte and consequently low cell productivity. Excessively high operating temperatures can reduce the service life or service life of the anode and cathode and can also lead to evaporation of the salt. While the temperature can be between 675 and 925°C, temperatures in the range of 700-850°C are therefore preferred.

Ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen kan det ved driften av cellen anvendes høye strømtettheter, hvilket resulterer i høyt utbytte av renset aluminium. Videre kan det anvendes In the method according to the invention, high current densities can be used in the operation of the cell, which results in a high yield of purified aluminium. Furthermore, it can be used

høye strømtettheter uten at dette medfører høy motstand i elektrolytten og dermed stor varmeutvikling og de problemer som følger high current densities without this causing high resistance in the electrolyte and thus large heat generation and the problems that follow

med dette. Cellen kan drives ved en spenning på 1-5 volt og en strømtetthet innen området 21,6-324 A/dm 2, eller endog høyere i visse tilfelle, mens den foretrukne spenning ligger i området 1,5-4,5 volt, og strømtettheten bør minst være 21,6 A/dm , fortrinnsvis minst 32,4 A/dm 2.. Ved driften av elektrolysecellen tilveiebringes smeltet elektrolytt 24 i beholderen 20 og holdes fortrinnsvis ved with this. The cell can be operated at a voltage of 1-5 volts and a current density within the range of 21.6-324 A/dm 2 , or even higher in certain cases, while the preferred voltage is in the range of 1.5-4.5 volts, and the current density should be at least 21.6 A/dm , preferably at least 32.4 A/dm 2 . During the operation of the electrolytic cell, molten electrolyte 24 is provided in the container 20 and preferably kept

en temperatur innen området 700-850°C. Aluminiumlegering i smeltet form plasseres i beholderen 30. Elektrisk strøm ledes fra anoden til katoden, og aluminium transporteres ved hjelp av elektrolytten gjennom det porøse karbon til katoden, hvor det avsettes og oppsamles. Den porøse vegg begrenser passasje av legeringsbestanddeler så som silicium og jern og andre residuer og hindrer sålédes at det rensede aluminium forurenses under disse driftsbetingelser. Hvis beholderen 30 er laget av et ledende porøst materiale, påses det åt renset aluminium 26 ikke akkumu-leres i beholderen 20 i så store mengder at det berører beholderen 30, da dette ville kortslutte cellen. a temperature within the range 700-850°C. Aluminum alloy in molten form is placed in the container 30. Electric current is conducted from the anode to the cathode, and aluminum is transported by the electrolyte through the porous carbon to the cathode, where it is deposited and collected. The porous wall restricts the passage of alloy constituents such as silicon and iron and other residues and thus prevents the purified aluminum from being contaminated under these operating conditions. If the container 30 is made of a conductive porous material, care is taken that purified aluminum 26 does not accumulate in the container 20 in such large quantities that it touches the container 30, as this would short-circuit the cell.

Det vil være klart for en fagmann at et antall anode-beholdere, som vist på fig. 1, kan anbringes og anvendes innenfor den ytre, katodiske beholder 20, hvorved cellens produksjon kan økes. Videre vil det forståes at andre utformninger ved bruken av den gjennomtrengelige membran kan anvendes. F.eks. It will be clear to a person skilled in the art that a number of anode containers, as shown in fig. 1, can be placed and used within the outer, cathodic container 20, whereby the cell's production can be increased. Furthermore, it will be understood that other designs when using the permeable membrane can be used. E.g.

kan beholderen 20 være laget av et ikke-ledende materiale, og den porøse membran kan tjene til å dele beholderen, slik at det tilveiebringes et område som inneholder det urensede smeltede aluminium 32 og et annet område eller rom for elektrolytten. Aluminiumet kan renses ved at man anbringer en anode i- det urensede aluminium og en katode i elektrolytten og leder elektrisk strøm mellom dem. the container 20 may be made of a non-conductive material, and the porous membrane may serve to divide the container, so as to provide an area containing the impure molten aluminum 32 and another area or space for the electrolyte. The aluminum can be purified by placing an anode in the uncleaned aluminum and a cathode in the electrolyte and conducting electric current between them.

Fig. 2 viser en alternativ utførelsesform av elektrolysecellen, hvor driften av cellen kan være kontinuerlig. Cellen Fig. 2 shows an alternative embodiment of the electrolysis cell, where the operation of the cell can be continuous. The cell

10' omfatter en ytre beholder 20' laget av et materiale som er motstandsdyktig mot angrep fra renset aluminium 26 eller smeltet elektrolytt 24, og en annen beholder 30' for den smeltede aluminiumlegering 32. Cellen har en katode 22 plassert i elektrolytten 24. Under katoden 22 er det anordnet et samlekar 23 for renset aluminium 26 som avsettes på katoden. Samlekaret 23 har et utløp 10' comprises an outer container 20' made of a material resistant to attack by purified aluminum 26 or molten electrolyte 24, and another container 30' for the molten aluminum alloy 32. The cell has a cathode 22 placed in the electrolyte 24. Below the cathode 22, a collecting vessel 23 is arranged for purified aluminum 26 which is deposited on the cathode. The collection vessel 23 has an outlet

27 gjennom hvilket renset aluminium 26 kan uttas kontinuerlig med en hastighet hovedsakelig tilsvarende den hastighet med hvilken metallet avsettes på katoden 22. I den utførelsesform som er vist på fig. 2, har beholderen 30' en porøs vegg 29 som er gjennomtrengelig for ioner inneholdende ett eller flere aluminiumatomer, som kan transporteres elektrolytisk gjennom veggen 29 til katoden. Et utløp 34 tjener til fjerning av residuet eller legeringsbestanddeler 36 som blir tilbake etter at aluminium er fraskilt. I den spesielle utførelsesform som er illustrert på fig. 2, tjener sideveggen 29 av beholderen 30' som anode i cellen. 27 through which purified aluminum 26 can be withdrawn continuously at a rate essentially corresponding to the rate at which the metal is deposited on the cathode 22. In the embodiment shown in fig. 2, the container 30' has a porous wall 29 which is permeable to ions containing one or more aluminum atoms, which can be electrolytically transported through the wall 29 to the cathode. An outlet 34 serves to remove the residue or alloy constituents 36 that remain after aluminum has been separated. In the particular embodiment illustrated in fig. 2, the side wall 29 of the container 30' serves as the anode in the cell.

I cellen ifølge oppfinnelsen er avstanden "x" (vist på fig..2) mellom anoden og katoden avpasset med sikte på oppnåelse av et lavest mulig spenningsfall i cellen. Denne avstand mellom katode og anode bør ikke være over 2,5 cm og fortrinnsvis ikke In the cell according to the invention, the distance "x" (shown in fig..2) between the anode and the cathode is adjusted with a view to achieving the lowest possible voltage drop in the cell. This distance between cathode and anode should not be more than 2.5 cm and preferably not

over 1,3 cm.over 1.3 cm.

Den foreliggende oppfinnelse er fordelaktig ved vidt^gående fjerning av silicium og jern og lignende fra aluminiumlegeringer. Videre kan den komme til anvendelse når det gjelder å fraskille magnesium og lignende fra aluminium. Hvis én aluminiumlegering som skal renses, inneholder magnesium eller lignende, dvs. metaller som er mindre edle enn aluminium, så kan disse materialer passere gjennom den porøse membran, men avsettes normalt ikke på katoden. Magnesium og lignende oppløses normalt i badet og kan således på denne måte hindres i å forurense det rensede aluminium som avsettes på katoden. The present invention is advantageous for extensive removal of silicon and iron and the like from aluminum alloys. Furthermore, it can be used when it comes to separating magnesium and the like from aluminium. If one aluminum alloy to be cleaned contains magnesium or the like, i.e. metals that are less noble than aluminium, then these materials can pass through the porous membrane, but are not normally deposited on the cathode. Magnesium and the like normally dissolve in the bath and can thus be prevented in this way from contaminating the purified aluminum which is deposited on the cathode.

- Foruten å tilveiebringe renset aluminium er den foreliggende oppfinnelse fordelaktig ved at den kan tilveiebringe høyrent silicium. Videre kan ferrosiliciumforbindelser utvinnes, da disse materialer ikke passerer gjennom den porøse membran. Det er ovenfor- påpekt at oppfinnelsen er særlig godt egnet til bruk ved rensning av aluminiumlegeringer som erholdes fra malmer - In addition to providing purified aluminium, the present invention is advantageous in that it can provide highly pure silicon. Furthermore, ferrosilicon compounds can be recovered, as these materials do not pass through the porous membrane. It has been pointed out above that the invention is particularly well suited for use in the purification of aluminum alloys obtained from ores

med høyt siliciuminnhold, men oppfinnelsen kan også anvendes with a high silicon content, but the invention can also be used

ved rensning av aluminiumskrap som inneholder jern og silicium. when cleaning aluminum scrap containing iron and silicon.

Videre kan oppfinnelsen anvendes for rensning av aluminium som er anvendt i kompoundmaterialer, eksempelvis slagloddingslege-rihger. Furthermore, the invention can be used for cleaning aluminum which is used in compound materials, for example brazing solders.

De følgende eksempler vil ytterligere belyse oppfinnelsen. The following examples will further illustrate the invention.

EKSEMPEL IEXAMPLE I

En aluminiumlegering inneholdende 11,4 vekt% siliciumAn aluminum alloy containing 11.4% silicon by weight

og 0,21 vekt% jern ble tilveiebragt i smeltet form i anoderommet i én celle. Det ble anvendt en smeltet elektrolytt bestående and 0.21% by weight of iron was provided in molten form in the anode compartment of one cell. A molten electrolyte consisting of

av 5 vekt%,aluminiumfluorid og 95 vekt% litiumklorid. Elektrolyttemperaturen var 750°C. Anodeseksjonen var laget av porøst karbon, med en gjennomsnittlig porediameter på 120^um og en porø-sitet på 48%. Avstanden mellom anode og katode var 1,0 cm. En elektrisk strøm, strømstyrke 125 A og spenning 4,2 volt, ble of 5% by weight aluminum fluoride and 95% by weight lithium chloride. The electrolyte temperature was 750°C. The anode section was made of porous carbon, with an average pore diameter of 120 µm and a porosity of 48%. The distance between anode and cathode was 1.0 cm. An electric current, amperage 125 A and voltage 4.2 volts, was

ledet gjennom cellen ved en strømtetthet på ca. 70 A/dm 2. Detconducted through the cell at a current density of approx. 70 A/dm 2. That

ved katoden erholdte rensede aluminium inneholdt bare 0,011 vekt% silicium og 0,05 vekt% jern. the purified aluminum obtained at the cathode contained only 0.011 wt% silicon and 0.05 wt% iron.

EKSEMPEL IIEXAMPLE II

Aluminiumlegeringen i eksempel I ble renset som angittThe aluminum alloy of Example I was purified as indicated

i eksempel I méd unntagelse av at elektrolytten inneholdt 5 vékt% A1F-,, 10 vekt% KCl og 85 vekt% LiC2l. Cellespenningen var 4,2 volt og strømtettheten ca. -76. A/dm . Det ved katoden erholdte rensede aluminium inneholdt 0,00.9 vekt% Si og 0,015 vekt% Fe. in example I with the exception that the electrolyte contained 5% by weight A1F-, 10% by weight KCl and 85% by weight LiC2l. The cell voltage was 4.2 volts and the current density approx. -76. A/dm. The purified aluminum obtained at the cathode contained 0.00.9% by weight Si and 0.015% by weight Fe.

EKSEMPEL IIIEXAMPLE III

Et kompoundmateriale med en kjerne av 'aluminiumlegering 3105 (0,5% Mn, 0,5% Mg, resten hovedsakelig Al) og en qladding på begge sider (med. sammensetningen 9,75% Si, 1,5% Mg, resten hovedsakelig Al) ble smeltet, hvorved det erholdtes en aluminiumlegering inneholdende 3,10% Si, 0,45% Fe, 0,11% Cu, 0,16% Mn og 0,56% Mg. For rensningsformål ble smeiten anbragt i en anode-seks.jon og behandlet som i eksempel I med unntagelse, av at elektrolyttens sammensetning var 10% A1F-. og 90% LiCl og strømtettheten var ca. 54 A/dm 2. Analyse av det rensede aluminium viste bare 0,002% Si, 0,004% Fe, 0,001% Cu, 0,004% Mn og 0,0003% mg, og metallet inneholdt således praktisk talt 99,99% aluminium. A compound material with a core of aluminum alloy 3105 (0.5% Mn, 0.5% Mg, the rest mainly Al) and a qloading on both sides (with the composition 9.75% Si, 1.5% Mg, the rest mainly Al) was melted, whereby an aluminum alloy containing 3.10% Si, 0.45% Fe, 0.11% Cu, 0.16% Mn and 0.56% Mg was obtained. For purification purposes, the melt was placed in an anode section and treated as in Example I with the exception that the composition of the electrolyte was 10% AlF-. and 90% LiCl and the current density was approx. 54 A/dm 2. Analysis of the purified aluminum showed only 0.002% Si, 0.004% Fe, 0.001% Cu, 0.004% Mn and 0.0003% mg, and the metal thus contained practically 99.99% aluminium.

Av eksemplene ovenfor vil det sees at silicium- og jerninnholdet i aluminiumet ble rédusert meget betydelig. Videre vil.det sees at oppfinnelsen gjør det mulig å fremstille høy-rent aluminiummetall. • From the examples above, it will be seen that the silicon and iron content in the aluminum was reduced very significantly. Furthermore, it will be seen that the invention makes it possible to produce high-purity aluminum metal. •

Claims

1. Process for the production of aluminum alloys, characterized by the following steps: (a) the aluminum alloy is provided in the molten to standing in a container having a porous wall, which porous wall is capable of holding the molten aluminum in the container, while the porous wall is permeable to molten electrolyte, and (b) aluminum is electrolytically transported through the porous wall to a cathode in the presence of the electrolyte, thereby substantially purifying the aluminum by separating it from its alloy constituents.

2. Method according to claim 1, characterized in that a porous wall is used which has a maximum average pore diameter of 6 35 µm.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that porous carbon is used as the porous wall, which carbon preferably has an average pore diameter within the range 5-425 µm.

4. Method according to one of the preceding claims, characterized in that an electrolyte is used which contains at least one salt consisting of aluminum fluoride or aluminum chloride and at least one salt consisting of a sodium, potassium, lithium, manganese or magnesium halide, preferably chloride.

5. Method according to one of the preceding claims, characterized in that an electrolyte is used which mainly consists of 5-95% by weight LiCl, 4-70% by weight KCl and 1-25% by weight A1F3 -

6. Method according to one of the preceding claims, characterized in that an electrolyte with a temperature within the range 675-925°C is used.

7. Method according to one of the preceding claims, characterized in that molten aluminum is transferred electrolytically at a current density of at least 21.6 A/dm 2.

8. Apparatus for cleaning aluminum alloys by the method according to claim 1, characterized by: (a) an electrolytic cell (10) with a cathode (20 or 22), which cell (10)- is adapted to contain electrolyte (24) and molten aluminum (26), and (b) a container (30) having a porous wall (29) and an anode,-which container (30) is adapted to contain molten aluminum alloy (32), and the anode is adapted to be in electrical communication with the cathode (20 or 22) when the electrolyte (24) is present in the cell (10), and where the porous wall (29) is designed to electrolytically let aluminum through to the cathode, whereby aluminum . (26) is substantially separated from alloy constituents (36) and purified aluminum (26) is obtained.

9. Apparatus according to claim 8, characterized in that the porous wall (29) is porous carbon, preferably with a maximum average pore diameter of 635 μm.

10. Apparatus according to claim 8 or 9, characterized in that the distance between anode and cathode (20 or 22) is a maximum of 2.5 cm. .

11. Apparatus according to one of claims 8-10, characterized in that the electrolysis cell (10) has a collection vessel (23) located in such a position that molten aluminum (26) which is electrolytically deposited on the cathode (22) is collected in the vessel (23) , which vessel has an outlet (27) for removing the purified aluminum (26).

12. Apparatus according to one of claims 8-11, characterized in that the container (30') has an outlet (34) for removing components (36) from which the aluminum (26) has been separated.