DE42022C

DE42022C - Process and apparatus for the production of aluminum or other light metals from their double fluorine compounds and an alkali with the aid of an electric arc

Info

Publication number: DE42022C
Application number: DENDAT42022D
Authority: DE
Original assignee: Dr. E. C. KLEINER-FlERTZ in Zürich
Anticipated expiration: 1906-09-03

Description

■KAISERLICHES■ IMPERIAL

Diese Erfindung bezieht sich auf die Herstellung von Aluminium und anderen leichten Metallen aus Doppelfluoriden des bezüglichen Metalles und eines Alkali durch elektrischen Strom. Zur Herstellung speciell von Aluminium wird bei dem näher zu beschreibenden Verfahren eine Doppelfluorverbindung von Alumi-, nium und Natrium, und zwar entweder als der natürliche Kryolith oder als der hergestellte, im Handel vorkommende Stoff angewendet. . Die Verbindung der Masse mit Chloriden von Alkalien wird dabei ausdrücklich vermieden, da es nicht darauf ankommt, das Bad zu einem besseren elektrischen Leiter zu machen, vielmehr in dem Bade einen gewissen Widerstand aufrecht zu erhalten, der für den Erfolg des Verfahrens wesentlich ist. Eine äufsere Erhitzung des Gefäfses, um die Masse in dem-' selben flüssig zu erhalten, findet nicht statt. Die Zersetzung wird durch den zwischen den Elektroden entstehenden Lichtbogen bewirkt, der die Masse schmilzt; eine Trennung der Elektrode durch eine Scheidewand wird nicht vorgenommen, ebenso wenig wie nach den chemischen Vorgängen Vorkehrungen zur Abführung des Fluors getroffen werden brauchen. In gleicher Weise wird die Anwendung von Aluminiumsilicat oder eines Silicium enthaltenden Stoffes als Flufsmittel oder zur Bekleidung der Anode vermieden. Das nach dem Verfahren hergestellte Aluminium oder andere Leichtmetall sammelt sich in metallischen Kügelchen um die negative Elektrode an dem Boden des Bades, wodurch vermieden wird, dafs sich das freiwerdende Fluor mit dem Aluminium u. s. w. wieder verbindet.This invention relates to the manufacture of aluminum and other lightweight materials Metals from double fluorides of the metal in question and an alkali by electrical Current. For the production of aluminum in particular, the process to be described in more detail is used a double fluorine compound of aluminum, sodium and sodium, either as the natural cryolite or as the manufactured, commercially available substance. . the Connection of the mass with chlorides of alkalis is expressly avoided, since it doesn't matter to make the bathroom a better electrical conductor, rather, to maintain a certain resistance in the bath, which is necessary for success of the procedure is essential. External heating of the vessel in order to keep the mass in the- ' to get the same liquid does not take place. The decomposition is caused by the between the Electrodes causing an arc that melts the mass; a separation of Electrode through a septum is not made, any more than after the chemical processes precautions must be taken to discharge the fluorine. In the same way, the use of aluminum silicate or one containing silicon Avoid using the substance as a flux or for cladding the anode. That after the procedure Manufactured aluminum or other light metal collects in metallic spheres around the negative electrode at the bottom of the bath, which prevents it from becoming the released fluorine re-connects with the aluminum and so on.

Die Behandlung der Doppelfluorverbindung geschieht in einem Behälter, der zweckmäfsig mit Bauxit oder Thon ausgefüttert ist und in welchen die Kohlenelektroden (die negative durch den Boden) derart einmünden, dafs der Lichtbogen im Innern des Behälters entsteht. Die Elektroden sind durch Regulirvorrichtungen mit einer Dynamomaschine oder anderen Elektricitätsquelle verbunden; eine bestimmte Intensität und Quantität des Stromes ist für den Erfolg des Verfahrens wesentlich. Die zur Darstellung des Aluminiums in Anwendung kommende Doppelfluorverbindung von Aluminium· und Natrium mufs frei von Eisen, Schwefel und anderen bekannten, das Verfahren beeinträchtigenden Substanzen sein. Das getrocknete und calcinirte Material wird bis etwa auf Sandfeinheit gemahlen und in dem Kasten um die Elektroden herum gepackt. Nach Einschaltung des Stromes erhitzt sich die Masse allmälig und schmilzt endlich um den Lichtbogen herum, wobei eine Zersetzung der Doppelfluorverbindung in eine Abscheidung von metallischem Aluminium an der negativen Elektrode eintritt, während eine Doppelfluorverbindung von Natrium in der Masse verbleibt. Nach Ausschalten des elektrischen Stromes läfst man die Masse erkalten, zerkleinert sie und scheidet das metallische Aluminium ab, während das verbleibende Nebenproduct in den Handel gebracht oder wiederum in eine Doppelfluorverbindung von AluminiumThe treatment of the double fluorine compound takes place in a container which is expedient is lined with bauxite or clay and in which the carbon electrodes (the negative through the bottom) open in such a way that the arc is created inside the container. The electrodes are regulated by a dynamo machine or other source of electricity tied together; there is a certain intensity and quantity of the current for him Success of the procedure is essential. The one used to represent aluminum coming double fluorine compound of aluminum and sodium must be free of iron, Sulfur and other known process impairing substances. The dried one and calcined material is ground to about sand fineness and placed in the box packed around the electrodes. After switching on the current, the mass heats up gradually and finally melts around the arc, causing a decomposition of the Double fluorine compound in a deposit of metallic aluminum on the negative Electrode enters while a double fluorine compound of sodium remains in the mass. After switching off the electric current, the mass is allowed to cool down and crushed it and separates the metallic aluminum, while the remaining by-product placed on the market or turned into a double fluorine compound of aluminum

und Natrium durch Schmelzen mit Bauxit oder reiner Thonerde verwandelt werden kann.and sodium can be transformed by melting it with bauxite or pure clay.

Wird Bauxit oder Thon als Ausfütterung für den Behälter angewendet, so wird eine gewisse Menge der zur Bildung einer Doppelfluorverbindung von Aluminium und Natrium nothwendigen Thonerde durch das vorhandene freie Fluor aufgenommen, so dafs auf diese Weise die erforderliche Masse wieder gebildet wird, die ihrerseits zersetzt wird und metallisches Aluminium ergiebt.If bauxite or clay is used as a lining for the container, then a certain amount of Amount of that necessary for the formation of a double fluorine compound of aluminum and sodium Alumina is absorbed by the free fluorine present, so that in this way the required mass is formed again, which in turn is decomposed and yields metallic aluminum.

Auf beiliegender Zeichnung ist die Einrichtung des Apparates dargestellt, welcher zur Ausführung des beschriebenen Verfahrens dient.On the accompanying drawing, the device is shown, which is used for Execution of the method described is used.

Fig. ι ist eine Seitenansicht,Fig. Ι is a side view,

Fig. 2 eine Endansicht in theilweisem Schnitt des Apparates.Figure 2 is an end view in partial section of the apparatus.

Das Gestell A dient zum Tragen des mit Bauxit u. s. w. ausgefütterten Behälters B. Die Halter b der negativen Elektroden α sitzen auf einem in verticaler Richtung durch Schnecke und Schneckenrad verstellbaren Brett D. Der Strom von der Elektricitätsquelle geht zuerst durch die Widerstandsspule E, dann nach dem Schalter e, dem Indicator d, der Spule F und von hier zu dem bei k drehbar gelagerten Hebel G und dem Halter / der positiven Elektrode g. Der Halter f ist an einem Solenoid H befestigt, an dessen oberem Ende ein Rahmen oder eine Stange h angebracht ist, die einen Kolben i trägt, welcher sich in einem Cylinder J lose auf- und abbewegen kann. Der Cylinder ist an der Wand oder dem Gestell des Apparates befestigt und mit Wasser oder einer anderen Flüssigkeit gefüllt, in welche der Kolben eintaucht. Der Zweck dieser Anordnung ist, die Bewegung des Solenoides H und der damit verbundenen Elektrode g (wenn eine solche Bewegung überhaupt eintritt) zu verlangsamen; diese Wirkung wird durch das adjustirbare Gewicht j auf dem Hebel G unterstützt. Auf diese Weise kann ein gleichmäfsiger, ruhiger Lichtbogen erhalten werden; die Stromstärke wird so regulirt, dafs die Masse gerade noch flüssig erhalten wird. Ist die Zer setzung der Doppelfluorverbindung an einem Paar Elektroden beendet, so wird der Strom bei e unterbrochen und die Masse abkühlen gelassen, worauf sie zerkleinert und das metallische Aluminium u. s. w. davon getrennt werden kann.The frame A is used for supporting the bauxite, etc been fed container B. The bracket B of the negative electrodes α sit on an adjustable in a vertical direction through worm and worm wheel board D. The current from the Elektricitätsquelle first passes through the resistance coil E, then according to the Switch e, the indicator d, the coil F and from here to the lever G rotatably mounted at k and the holder / positive electrode g. The holder f is attached to a solenoid H , at the upper end of which a frame or rod h is attached which supports a piston i which can move up and down in a cylinder J loosely. The cylinder is attached to the wall or the frame of the apparatus and is filled with water or another liquid into which the piston is immersed. The purpose of this arrangement is to slow down the movement of the solenoid H and associated electrode g (if such movement occurs at all); this effect is supported by the adjustable weight j on the lever G. In this way a steady, calm arc can be obtained; the strength of the current is regulated in such a way that the mass is just kept liquid. When the decomposition of the double fluorine compound on a pair of electrodes has ended, the current is interrupted at e and the mass is allowed to cool, whereupon it can be crushed and the metallic aluminum, etc., can be separated from it.

Claims

Patent Claims:

1. The process for the production of metallic aluminum or other light metals from double fluorine compounds of these metals and an alkali in such a way that the melting and decomposition of the Mass without external heating by the electric arc between the electrodes embedded in the pulverized mass takes place, whereby the light metal is deposited on the negative electrode and the Dpppelfluoralkali of the raw material the container lining is regenerated.

2. The person responsible for carrying out the above under i. The apparatus used for the process, characterized by the container B lined with bauxite or clay, into which the electrodes open, of which the negative (a) is vertically adjustable, while the positive (g) is connected to a loaded lever G and a solenoid H. the movement of which is regulated by the attached piston i, which is immersed in a liquid.

For this purpose ι sheet of drawings.