AT103895B - Verfahren zur Behandlung von oxydhaltigen Rohstoffen. - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Verfahren zur   Behandlung von oxydhaltigen Rohstoffen.   



   Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Behandlung von oxydhaltigen Rohstoffen, z. B. 



  Bauxit, die neben andern Oxyden auch ein oder mehrere   hochfeuerfeste   Oxyde enthalten, durch Schmelzen im elektrischen Ofen mit soviel Reduktionsmitteln und   schwefelhaltigem   Gut, dass ein oder mehrere der im Rohstoff vorhandenen   Oxyde-und a'i jeden Fall   die im Rohstoff vorhandenen Oxyde des Eisens und des Siliziums-je nach ihrem chemischen Charakter ganz oder zum wesentlichen Teil durch Reduktion ausgeschieden bzw. in nicht oxydische Verbindungen   überführt   werden, und dass das vom Rohstoff zurückgebliebene Oxyd in eine Sulfid enthaltende Schmelze aufgenommen wird. 



   Das Verfahren wird gemäss dieser Erfindung in einem elektrischen   Lichtbogenofen-z.   B. in einem 
 EMI1.1 
 ausgeführt, um Verluste durch teilweise Vergasung des im   Beschickungsgut   vorhandenen Schwefels und besonders von beim Verfahren   neugebildetell   Sulfiden zu vermindern. Beim bisherigen Verfahren zum Entschwefeln von Sulfiderzen, bei welchen man in elektrischen Öfen mit frei brennenden Lichtbogen gearbeitet hat, waren Verluste von bei der Entschwefelung neu gebildetem Sulfid, z. B. CaS, wenn   CaO   als Entschwefelungsmittel angewendet wurde, ohne Bedeutung, da nur das entschwefelte Metall ausgenutzt wird, die erhaltene Sulfidschlacke dagegen nicht.

   Beim vorliegenden Verfahren ist dagegen die gebildete Sulfid-Oxydschmelze das Hauptprodukt, und darum müssen Verluste durch Vergasung von Bestandteilen der Schmelze, besonders von solchen Sulfiden, die durch   Überführung vom hochfeuerfesten   Oxyd in Sulfid, z. B.   Al203   in   AI2S3   gebildet sind, möglichst vermieden werden. Dadurch dass man mit überdecktem Lichtbogen arbeitet, werden diese Verluste hinreichend niedergehalten. 



   Die gemäss diesem Verfahren erhaltene Sulfid-Oxydschmelze kann unter anderem, beispielsweise wenn ihr   Oxydgehalt ganz oder im wesentlichen   aus   Alu miniumoxyd besteht, als Rohgut für   die Herstellung von Legierungen angewendet werden. Da beim Abkühlen der Sulfid-Oxydschmelze ihr Oxydgehalt im wesentlichen auskristallisiert, eignet sich die Schmelze ausserdem besonders gut zur Darstellung von reinen oder gereinigten hochfeuerfesten Oxyden bzw. zur Darstellung von schädlichen Oxyden gereinigten Oxydverbindungen oder Mischungen von hochfeuerfesten Oxyden, was dadurch geschieht, dass der Sulfidgehalt, beispielsweise durch   Behandlung   der kristallisierten Schmelze in bekannter Weise mit Säuren, Alkalien, Wasser oder Wasserdampf abgetrennt wird. 



   Sollte die   SuIfid-Oxydschmelze   nicht hinreichend rein werden, so kann dieselbe einer Umschmelzung, beispielsweise zusammen mit Reduktionsmitteln und eventeull mit weiteren Zusätzen von schwefelhaltigen Materialien unterzogen werden. 



   Das Verfahren ist zur Darstellung von Aluminiumoxyd besonders geeignet, speziell solchem von hinreichender Reinheit, um zur Darstellung von reinem Aluminiummetall durch Schmelzelektrolyse angewendet werden zu können. Da bei dem Verfahren das Aluminiumoxyd in kristallisierter Form erhalten wird, kann es auch zu Schleifzwecken, beispielsweise zur Herstellung von Schleifscheiben od. dgl. angewendet werden. Auch ist nach dem Verfahren dargestelltes Aluminiumoxyd ein sehr zweckmässiger Rohstoff zur Darstellung von feuerfesten Ziegeln. 



   Auch für die Darstellung anderer hochfeuerfester Oxyde ist das Verfahren zweckmässig. So kann man danach kristallisiertes Magnesiumoxyd entweder rein oder mit einem gewissen gewünschten Gehalt an andern Oxyden, darstellen. Da nach dem Verfahren dargestelltes kristallisiertes Magnesiumoxyd nicht die grosse Neigung des amorphen Oxyds besitzt, bei hohen Temperaturen zu schwinden, ist es 

 <Desc/Clms Page number 2> 

   besonders geeignet zur Darstellung von feuerfesten Ziegeln. Unter sonstigen hochfeuersten Oxyden, die nach dem Verfahren in kristallisierter Form dargestellt werden können, seien bcispielswieise Chrom-   
 EMI2.1 
 
Tone,   Aloi-haltiger   Kohlenabfall   u.     a-, m. dienen.   



   Als schwefelhaltiges Rohmaterial'zur Erzielung des Sulfidgehaltes der Sulfid-Aluminiumoxydschmelze eignen sich besonders Sulfide, sowohl von Leichtmetallen, wie   AlzS,   CaS, MgS, BaS oder von
Schwermetallen, wie FeS,   Cu2S   und sulfidhaltigen Materialien, z. B. Magnetkies, Pyrit, Kupferkies, 
 EMI2.2 
 werden, welehe schon bei verhältnismässig niedrigen Temperaturen-Schwefel abspalten, werden zweck- mässig Zusätze von solchen Stoffen, z. B. Eisenspäne, gemacht, welche bei den betreffenden Temperaturen
Schwefel binden können. 



   Als Reduktionsmittel kommen für das vorliegende Verfahren, beispielsweise in Betracht : Koks,
Koksklein, Anthrazit, Holzkohle, Kalziumkarbid u.   a.     m. @  
Die Sulfidmenge in der Sulfid-Aluminiumoxydschmelze kann man natürlich innerhalb weiter Grenzen variieren. Am zweckmässigsten dürfte es sein, mit einem   Snlfidgehalt   von 20-40% zu arbeiten, doch kann man sich in gewissen Fällen auch mit einem bedeutend niedrigeren Gehalt, beispielsweise   his zu 10%   oder darunter, begnügen. Bei einem höheren Gehalt an Sulfid werden die Kristalle   grösser,   weshalb man, wenn grosse Kristalle gewünscht werden, hohen Sulfidgehalt anwenden und beispielsweise bis   zu 75%   oder darüber mit Vorteil gehen kann.

   Die Kristallgrösse kann auch durch Veränderungen in der   Abkühlungsgeschwindigkeit   der Sulfid-Aluminiumoxydschmelze beeinflusst werden. Zweckmässig werden solche Mengen Reduktionsmittel und Schwermetallsulfid verwendet, dass ein Teil des Aluminium- oxyds in Aluminiumsulfid überführt wird. Wenn die Rohstoffe ein oder mehrere solcher Oxyde oder
Verbindungen, z. B. CaO, enthalten, die beim Verfahren die Entstehung von im Wasser   schwerlöslichen   respektive vom Wasser schwer zerlegbaren Sufiden, z. B. CaS, veranlassen, wird am zweckmässigsten das   Mischungsverhältnis   der Beschickung so gewählt, dass mindestens zwei Drittel des Schwefelgehalts in der erhaltenen Sulfid-Oxydschmelze als in Wasser leichtlösliches respektive leicht zersetzbares Sulfid z. B. BaS,   AI2Ss,   MgS, gebunden werden. 



   Verunreinigungen, wie z. B.   Spi02,     Fe2Oa,   FeO, TiO2 werden hauptsächlich durch Reduktion aus- geschieden, wogegen Verunreinigungen wie CaO in CaS übergeführt werden. 



   Als Hauptprodukt wird eine Schmelze erhalten, die als Hauptbestandteil eine Mischung von   AJOg   und einem oder mehreren Sulfiden, beisoueksweuse AI2Sa enthält, die die Fähigkeit besitzen, in geschmolzenem
Zustand Aluminiumoxyd zu lösen, ans welcher Oxyd-Sulfidschmelze aber bei Abkühlung des Aluminium- oxyd auskristallisiert. Durch Reduktion ausgeschiedenes Metall geht in eine als Nebenprodukt erhaltene
Legierung über. Die Sulfid-Alumininomoxydschmelze scheidet sich leicht von der gleichzeitig dargestellten
Legierung. Das Abstechen des Metalls und der Sulfid-Oxydschmelze kann gleichzeitig geschehen, oder man kann sie für sich abstechen, z. B. durch verschiedene Abstichlöcher.

   Um eine vollständigere Trennung zwischen Sulfid-Oxydschmelze und Metall zu erhalten, als man direkt durch Ablassen aus dem Ofen erzielenkann, ist es zweckmässig, beim Ablassen dasgeschmolzene Gut in einem Mischerod. dgl. zu sammeln, in dem das Metall und die Sulfid-Oxydschmelze sich vollständig voneinander trennen können. 



   Die Sulfid-Aluminiumoxydschmelze wird nach dem Abkühlen auf   AIOg   verarbeitet. Dies kann beispielsweise so ausgeführt werden, dass das Schmelzgut, zweckmässig nach Zerkleinerung in bekannter
Weise mit irgendeiner Säure beispielsweise H2So4, HCI, HNO5 oder Essigsäure oder einer Mischung- derartiger Säuren behandelt wird. Hiebei wird das Sulfid zersetzt und gelöst. 



   Anstatt mittels Säure kann man das Sulfid-Aluminiumoxydschmelzgut, wenn das Sulfid aus einem durch Wasser leicht zersetzbaren oder im Wasser löslichen Sulfid, wie   ASNaS u.   a. m., besteht, zuerst mit Wasser oder Wasserdampf behandeln. Besteht das Sulfid beispielsweise aus Na2S, K2S oder BaS, so geht es bei Behandlung mit Wasser in Lösung über. Besteht es aus   Al2Ss,   so wird es unter Entwicklung von H2S und Bildung von Aluminium-Oxydhydrat zersetzt. Die Behandlung des Sulfid-Aluminium- oxydschmelzgutes wird am   zweckmässigsten in   einem geschlossenen Gefäss unter Ableitung des gebildeten
Schwefelwasserstoffes vorgenommen. Das Gefäss   kann   eventuell mit einem Rührwerk versehen sein, oder man kann   ein rotierendes Gefäss,   z.

   B. ein einer Kugelmühle ähnliches mit oder ohne Kugeln verwenden. 



   Das Aluminiumoxydhydrat kann durch Behandlung in Stromapparaten, wie Spitzlutten, Spitzkästen od. dgl. von den Al2O3-Kristallen getrennt werden. Die dabei erhaltenen Produkte werden dann zweck- mässig auf Aufbereitungsherden, wie Schüttel-,   Stoss-und Rundherden   weiter verarbeitet, um einerseits eine bessere Scheidung zwischen Aluminiumoxydhydrat und Aluminiumoxydkristallen und anderseits
Klassierung der Aluminiumoxydkristalen nach ihrer Korngrösse zu erhalten. Grobkörnige Produkte können eventuell auch in Setzmaschinen verarbeitet werden. Die AI2O3-Kristalle werden dann zweck- 

 <Desc/Clms Page number 3> 

   mässig zur Entfernung eventueller Verunreinigungen, wie FeS, mit Säure oder Alkali behandelt.

   Das abgetrennte Aluminiumoxydhydrat kann nach dem Trocknen und eventuellem Glühen als Rohmaterial für die erneute Darstellung einer Sulfid-Aluminiumoxydschmelze angewendet oder auch als Rohmaterial zur Darstellung von reinem Al203 oder Aluminiumsalzen benutzt werden. 



  Mit der Aluminiumoxydkristallmasse, respektive dem Aluminiumoxydhydraht eventuell vermischtes Metall, magnetisches Sulfid od. dgl. kann eventuell nach gebräuchlichen magnetischen oder elektrostatischen. Methoden abgeschieden werden. 



  Beispiel 1 : Bauxit wird, nötigenfalls nach vorhergehendem Trocknen und Glühen, im elektrischen Ofen mit Schwefeleisen, und Kohle zusammengeschmolzen. Die Kohle wird in solcher Menge zugesetzt, dass sie zur Reduzierung der Eisen-, Kiesel- und Titansäureverbindung des Bauxits und von z. B. 25% des. \1203 des Ba ixits hinreicht. Reduziertes Eisen, Silizium und Titan legieren sich zum grössten Teil miteinander ; die Legierung sinkt im Ofen zu Boden. Das reduzierte Aluminium setzt sich mit FeS zu Al2S3 und Eisen um, das in die L@gicrung übergeht. Das Al2S3 löst das restierende Ail203 des Bauxits in sich auf. Man kann die FeS-Menge so wählem, dass ein Teil des reduzierten Aluminiummetalls in der Legierung erhalten bleibt. Man vermeidet damit einen zu hohen Schwefelgehalt in dieser. Das Schmelzen wird zweckmässig kontinuierlich betrieben.

   Beim Zapfen des Ofens erhält man einerseits eine Eisenlegierung od. dgl. und anderseits eine Sulfid-Aluminiumoxydschmelze, aus welch letzterer beim Abkühlen Al2O3 a@skristallisiert. 



  Beispiel 2 : Kalziuierter Bauxit wird im elektrischen Ofen zusammen mit Reduktionsmitteln in hinreichender Menge, um Aussar AI2O3 im Bauxit vorkommende Oxyde wie FeO, SiO, TiO u. a. m. im wesentlichen zu reduzieren und mit Al2S3 geschmolzen. Hiebci wird das Al2O3 des Bauxits im Sulfid aufgelöst und kristallisiert dann beim Abkühlen aus. Ausserdem wird eine Eisenlegierung erhalten. Um die Bindung des reduzierten Siliziums in Form einer Lsgierung zu sichern, kann man der Beschickung Eisenspäne od. dgl, zasetzen. 



  Wenn das abgetrennte Aluminiumoxydhydrat als Rohmaterial für erneute Darstellung von Sulfid-   
 EMI3.1 
 haltigen Rohstoffe zusammen mit Reduktionsmittel brikettiert. Das schwefelhaltige Material kann hiebei entweder als   Bestandteil den Briketts einverleibt   werden oder für sieh zugesetzt werden. 
 EMI3.2 
 

**WARNUNG** Ende DESC Feld kannt Anfang CLMS uberlappen**.

Claims (1)

1. <Desc/Clms Page number 4>

   2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, insbesondere zwecks Erhöhung der Luft- beständigkeit der erzeugten Sulfid-Oxydschmelzen, deren Sulfidgehalt teilweise aus im Wasser leicht zersetzbarem Sulfid, wie Al, S" MgS, besteht, gekennzeichnet durch Verwendung von solchen Mengen Bariumverbindungen in dem Beschickungsgut, dass die Sulfid-Oxydschmelze etwa gleiche oder grössere Gewichtsmengen von Bariumsulfid enthält wie von im Wasser leicht zersetzbarem Sulfid.

   3. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1 bis 2 mit einem Besehickungsgut, das ein oder mehrere solche Oxyde oder andere Stoffe, z. B. CaO, enthält, die während des Verfahrens die Ent- EMI4.1

   5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mengenverhältnisse des Beschickungsguts mit Rücksicht auf die Schmelzung so verändert werden, dass bald vor dem Abstich zugesetztes Beschickungsgut keine oder geringere Mengen von Schwermetallsulfid enthält.