DE1029168B

DE1029168B - Verfahren zur Herstellung von Aluminium durch Schmelzflusselektrolyse

Info

Publication number: DE1029168B
Application number: DEV6742A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Heinz Peters
Original assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Current assignee: Vereinigte Aluminium Werke AG
Priority date: 1954-01-14
Filing date: 1954-01-14
Publication date: 1958-04-30

Description

Verfahren zur Herstellung von Aluminium durch Schmelzflußelektrolyse Es ist bekannt, daß man die Eigenschaften von Aluminium durch Zusatz von Bor in mancher Hinsicht verbessern kann. So gelingt es z. B., durch Zusatz von Bor, welches zumeist in Form einer Borvorlegierung zugegeben wird, die Leitfähigkeit des Aluminiums erheblich zu verbessern (USA.-Patentschrift 2 252 421). Auch die Feinkörnigkeit des Aluminiums kann verbessert werden, was in technologischer Hinsicht, z. B. für die Verminderung der Zipfelbildung, vielfach interessant ist. Wie erwähnt, erfolgt die Einführung des Bors in das Aluminium über eine Borvorlegierung, wobei Jedoch Voraussetzung ist, daß diese Legierung in einem gesonderten Arbeitsgang hergestellt wird. Die übliche elektrothermische Herstellung der Vorlegierung ist kompliziert und kostspielig, außerdem erfordert die Behandlung des Aluminiums bzw. von Aluminiumlegierungen gießereiseitig zur Erzielung der gewünschten Effekte eine lange Abstehzeit und verlangsamt auf diese Weise den Gießereibetrieb.
Auch war die Verarbeitung von Tonerde, Anodenkohlen oder sonstigen Roh- und Hilfsstoffen mit höheren Gehalten von Ti und V zum Zwecke der elektrolytischen Aluminiumgewinnung bisher praktisch unmöglich. Das gewonnene Metall zeigt eine so hohe Verunreinigung mit Ti und V, daß es nur noch für ganz wenige Zwecke geeignet ist. Aus diesem Grunde war man bisher auf den Einsatz von ausgesprochen Ti- und V-armen Roh- und Hilfsstoffen angewiesen.
Es wurde nun gefunden, daß man die geschilderten Nachteile vermeiden und auch Roh- und Hilfsstoffe mit höheren Ti- und V-Gehalten einsetzen kann, wenn bereits bei der elektrolytischen Herstellung des Aluminiums eine Borverbindung in der Schmelze anwesend ist. Bei der Elektrolyse wird das Bor aus der Borverbindung reduziert und kathodisch zusammen mit dem Aluminium abgeschieden. Es hat sich gezeigt, daß es auf diese Weise gelingt, insbesondere die Gehalte des erzeugten Aluminiums an Titan und auch Vanadin zu senken. Infolge der Reduzierung von Titan und Vanadin gelingt es, die Leitfähigkeit des Aluminiums in höherem Maße zu verbessern, als dies bei nachträglichem Zusatz von Borverlegierungen in der im Gießereibetrieb üblichen Weise möglich ist, zumal man die Möglichkeit hat, den Ti- und V-Gehalt bei Zusatz entsprechender Mengen an Borverbindungen praktisch vollständig zu entfernen. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, daß @lie im Gießereibetrieb mögliche Verbesserung der Leitfähigkeit erfindungsgemäß wirtschaftlicher erfolgen kann, da es nicht mehr notwendig ist, die kostspielige Borvorlegierung zu verwenden und die für die Einführung des Bors notwendige Abstehzeit in Kauf zu nehmen.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann man so ausführen, daß man die Borverbindung der Schmelze direkt oder auch zusammen mit der Tonerde und dem Kryolith bzw. weiteren Schmelzmitteln vermischt zusetzt. Bei direkter Zugabe genügt es, die Borverbindung auf die Tonerdekruste aufzustreuen. Sie gelangt beim Abstoßen des Ofens, d. h. beim Einstoßen der Kruste, in die Schmelze und löst sich in dieser auf.
Als zuzusetzende Borverbindung haben sich Borax, Bortrioxyd, Natriumborofluorid od. dgl. bzw. deren Gemische als geeignet erwiesen. Von diesen Zusätzen hat Borax den Vorteil, daß er am preiswertesten ist.
,je nach der Menge an zugesetzter Borverbindung bzw. auch eines Gemisches von Borverbindungen kann man in Abhängigkeit von der Borausbeute und im Zusammenhang mit der Abstehzeit erreichen, daß das erzeugte Aluminium einen geringen Borgehalt von etwa 0,10/, B aufweist oder aber auch praktisch frei von Bor ist. Wie Versuche gezeigt haben, gelingt es, auch höhere Gehalte von etwa 0,150/, zu erzielen. Man kann aber bei der Elektrolyse auch die Menge an zugesetzter Borverbindung so bemessen, daß Bor nur in Spuren im Metall vorhanden ist. Dies hat den Vorteil, daß man ein im Titan- und Vanadingehalt verringertes Metall mit seinen günstigen technologischen Eigenschaften erhält, ohne daß man einen Borgehalt im Aluminium in Kauf nehmen muß, falls dieser unerwünscht ist. Beispielsweise gelang es, bei Einsatz normaler Rohstoffe, ein Aluminium folgender Zusammensetzung zu erzeugen

B 1 V 1 Ti 1 Fe 1 si 1 Cr Cu 1- Zn

<0,001I<0,001I<0,OOll 0,09 I 0,08 10,000310,0041 0,034

Selbst bei Verwendung von hoch titan- bzw. vanadinhaltigen Rohstoffen gelingt es, ein Aluminium mit ausreichend niedrigen Gehalten an diesen Verunreinigungen zu gewinnen. Sonst bei der Verarbeitung von titan- oder vanadinhaltigen Roh- und Hilfsstoffen auftretende schädliche Einflüsse auf die Elektrolyse können durch Zusatz der Borverbindung stark verringert werden. Außerdem lassen sich die bei Einsatz von titan- und vanadinhaltigen Rohstoffen auftretenden betrieblichen Schwierigkeiten im Blektrolysebetrieb durch Zusatz von Borverbindungen stark verringern.

Claims

PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Verbesserung der Eigenschaften von Aluminium durch Behandlung mit Bor, dadurch gekennzeichnet, daß Bor in Form einer Borverbindung dem Elektrolyten bei der Schmelzflußelektrolyse bei Einsatz Ti- und V-haltiger Roh- und Hilfsstoffe in solcher Menge zugesetzt wird, daß der Ti-und V-Gehalt des Erzeugnisses herabgemindert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Borverbindung der Schmelze direkt oder mit Kryolith bzw. Tonerde oder anderen Schmelzmitteln bzw. Hilfsstoffen vermischt zugesetzt wird.
3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Borverbindung Borax, Bortrioxyd, Natriumborofluorid od. dgl. verwendet wird: In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 45 824, 598 507.