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Die Eriindung hat zum Gegenstand ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Handhabung und
Reinigung von geschmolzenen Leichtmetallen, insbesondere Alkali-oder Erdalkalimetallen und ihren
Legierungen.
Rohe Leichtmetall und ihre Legierungen enthalten im allgemeinen je nach dem Verfahren zu ihrer Herstellung verschiedene Oxyde oder Salze oder andere Metalle als Verunreinigungen. Die Roh- metalle wurden bisher häufig dadurch gereinigt, dass man sie geschmolzen und von den Verunreinigungen. welche bei dem Schmelzpunkt des Metalles noch festblieben, filtriert hat. Die Reinigung der reaktionsfähigeren Leichtmetalle, wie z. B. der Alkalimetalle nach dieser Methode musste in einem geschlossenen
Gefäss und in einer inerten Atmosphäre vorgenommen werden, um die Oxydation der Metalle an der Luft und die Gefährdung der mit der Reinigung beschäftigten Arbeiter zu verhindern. Die Verfahren, die man bisher zum Filtrieren von geschmolzenen Leichtmetallen angewandt hat, sind in der Mehrzahl diskontinuierlich.
Sie bestehen darin, dass das Metall durch ein am Boden eines geschlossenen Behälters befind- liches Filter hindurchgepresst wird. wobei man sich der Schwerkraft oder der Hilfe eines komprimierten inerten Gases bedient. Nachdem ein Ansatz des geschmolzenen Metalles durchliltriert ist, muss man den Apparat öffnen, um den schlammigen Rückstand, der neben den ungeschmolzenen Verunreinigungen noch erhebliche Mengen des flüssigen Metalles enthält, von dem Filter zu entfernen. Die Brennbarkeit dieses halb geschmolzenen Schlammes und seine Neigung zum Spritzen bringt erhebliche Gefahren mit sich. Ferner oxydiert sich der Schlamm während dieser Behandlung in beträchtlichem Masse. wodurch die Ausbeute an Metall verringert wird.
Es wurde nun gefunden, dass man Rohleiehtmetalle insbesondere Alkali-und Erdalkalimetalle und ihre Legierungen in einfacher und bequemer Weise dadurch reinigen kann, dass man die verunreinigten Metallschmelzen in einer inerten Atmosphäre auf Temperaturen, bei denen die Verunreinigungen verfestigt werden, hält und das reine Metall bzw. die reine Legierung von diesen Schmelzen, zweckmässig unter Rühren, durch Filter, z. B. Saugfilter abzieht, während man die Verunreinigungen an einer unterhalb der Filter- und Rührvorrichtungen gelegenen Stelle sammelt und aus der Schmelze entfernt. Die Reinigung des Filters geschieht dadurch, dass man von Zeit zu Zeit einen Teil des gereinigten Metalles durch das Filter zurückströmen lässt.
Dieses Verfahren liefert ein Produkt von gleichmässig guter Beschaffenheit und ist mit einem Minimum an Metallverlusten verbunden. Ferner wird die Gefahr, die beim Reinigen der reaktionsfähigen, an der Luft brennbaren Metalle nach dem bisherigen Verfahren bestand, in erheblichem Masse verringert. Schliesslich bedarf das vorliegende Verfahren eines geringeren Aufwandes an Arbeitskräften.
In der anliegenden Zeichnung ist eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung wiedergegeben. Das eiserne Gefäss 1, das zur Aufnahme des unreinen Metalles dient, ist mit geeigneten Heizvorrichtungen 2, Kühlkanälen 3 und Isolierungen 4 versehen. Durch das Rohr 5 kann Kühlluft in die Kanäle 3 eingeführt werden. Durch das Rohr 6 wird ein inertes Gas, durch das Rohr 7 das unreine Metall zugeführt. Auf der Welle 8, die bei 9 in geeigneter Weise angetrieben wird, ist ein Rührer 10 angebracht, der zugleich als Kratzer dienen kann. 11 ist eine Temperaturmessvorrichtung.
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Das gereinigte Metall wurde aus dem Behälter 14 durch das Rohr 16 abgelassen. Es enthielt nur 0'025 % an Verunreinigungen. Der bei 24 abgezogene Schlamm, dessen Gesamtgewicht 8'6 % des ein- geführten Rohnatriums betrug, enthielt ungefähr 69% an metallischem Natrium. Nach den bisher bekannten Reinigungsverfahren konnten die Verunreinigungen des gereinigten Natriums nicht unter 0-045 % gebracht werden. Dabei wurde mehr wie 14 % des eingeführten Rohnatriums mit dem Schlamm entfernt. Das Verfahren gemäss vorliegender Erfindung liefert demnach bedeutend höhere Ausbeuten an einem wesentlich reineren Metall.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass man es nach Wunsch kontinuierlich oder diskontinuierlich durchführen kann. Das Verfahren ist bei seiner Anwendung auf besonders reaktionsfähige Metalle, die leicht brennbar sind, zum Spritzen neigen und ätzend wirken, mit einer viel grösseren Sicherheit als die bisherigen verbunden. Es ist von Vorteil, dass der gesamte Reinigungsprozess in einer geschlossenen Vorrichtung durchgeführt wird. Durch die inerte Atmosphäre wird praktisch jede Oxydation vermieden. Wenn die Vorrichtung mit Vakuum betrieben wird, wird auch die Gefahr verringert, die bei Vorrichtungen, die unter Druck arbeiten, durch Undichtigkeiten in der Apparatur bedingt ist.
Namentlich war es bei den bisherigen Verfahren sehr schwierig, die Entfernung des Filtersehlammes zu überwachen. Der Schlamm hat die Neigung, in den Ventilen bzw. Hähnen fest zu werden, und dadurch Verstopfungen zu verursachen. Bei den Versuchen, die mit Metall verstopften Ventile zu regeln, wurden die Ventile oder die Ventilverbindungen oft undicht oder sogar abgebrochen. Dies konnte ein Austreten bzw. Ausspritzen des geschmolzenen Metalles zur Folge haben. Diese Nachteile werden durch die Vorrichtung nach vorliegender Erfindung vermieden, da sie ohne Ventile arbeitet.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Reinigung von geschmolzenen Rohleichtmetallen, insbesondere Alkali-und Erdalkalimetallen. und ihren Legierungen, dadurch gekennzeichnet, dass die verunreinigte Metallschmelze in einer inerten Atmosphäre auf Temperaturen, bei denen die Verunreinigungen verfestigt werden, gehalten wird, und das reine Metall bzw. die reine Legierung von dieser Schmelze durch Filter, z. B. Saugfilter abgezogen wird, während die Verunreinigungen an einer unterhalb der Filtervorrichtung gelegenen Stelle gesammelt und aus der Schmelze entfernt werden.