AT123388B - Verfahren zur Herstellung von praktisch titan- und eisenfreien Aluminium und Silizium enthaltenden Legierungen aus Titan und Eisen sowie Kieselsäure enthaltenden aluminiumoxydhaltigen Rohstoffen. - Google Patents

Description

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   Bei der Herstellung von Aluminium und Silizium enthaltenden Legierungen, die als Werkstoffe zunehmende Bedeutung erlangen, pflegte man bis jetzt von praktisch kieselsäurefreiem   Aluminiumoxyd   auszugehen, indem man entweder aus diesem Aluminium herstellte und dieses dann mit Silizium zusammenschmolz, oder indem man aus einem kieselsäurefreies Aluminiumoxyd und eine Silizium liefernde Verbindung enthaltenden Stoffgemiseh die beiden Legierungsbestandteile auf elektrolytischem oder elektrothermisehem Wege gleichzeitig erzeugte.

   Man war in allen diesen Fällen auf praktisch kieselsäurefreies Aluminiumoxyd als die das Aluminium liefernde Komponente, auch bei Verwendung natürlicher kieselsäurehaltiger Rohstoffe, wie Bauxit, Ton, Kaolin, aus dem Grunde angewiesen, weil diese Rohstoffe, die für die Herstellung des Aluminiumoxyd zur Verfugung stehen, stets Titan und Eisen als Verunreinigungen enthalten, deren Entfernung für die genannten Zwecke   unerlässlich   ist, nach den bisher bekannten Verfahren aber auf wirtschaftliche Weise, wenigstens für das Titan, nur unter gleichzeitiger Entfernung 
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 solchen kieselsäurehaltigen Rohstoffen zunächst Silizium in Form von Kieselsäure auszuscheiden und dieses alsdann in Form von metallischem Silizium dem Aluminium wieder zuzuführen.

   
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 und kostspielig ist, sondern dass man dabei überdies auf die Verarbeitung von verhältnismässig kieselsäurearmen Rohstoffen beschränkt ist, weil die Verarbeitung kieselsäurereicher Rohstoffe, z. B. von Bauxiten mit über 3% Kieselsäure, auf praktisch kieselsäurefreie Tonerde, z. B. nach dem bekannten Bayer-Verfahren, in wirtschaftlicher Weise schon nicht mehr   durchführbar   ist, während anderseits gerade kieselsäurereiche Rohstoffe, z. B. kieselsäurereiche Bauxite, Kaolin, Ton usw., in viel grösserer Menge und zu viel billigerem Preise als kieselsäurearme zur Verfügung stehen. 



   Nach der Erfindung wird dieser Nachteil vermieden und die Herstellung von Aluminium und Silizium enthaltenden Legierungen unmittelbar aus Titan und Eisen enthaltenden Rohstoffen von beliebigem Kieselsäuregehalt auf einfachstem und billigstem Wege und unter Nutzbarmachung der in den Rohstoffen enthaltenen Kieselsäure dadurch   ermöglicht,   dass diese Rohstoffe z. B. durch eine Behandlung mit Chlor bei erhöhter Temperatur, z. B. bei etwa 800 bis   10000 C, nur   von dem darin enthaltenen Titan und Eisen befreit und sodann auf elektrothermischem oder elektrolytischem Wege in titan-und eisenfreie oder-arme Produkte übergeführt werden. Die Behandlung mit Chlor erfolgt dabei vorteilhaft, insbesondere zwecks leichterer Entfernung des vorhandenen Titans, unter Zusatz von Reduktionsmitteln, wie z. B. Kohle, kohlenstoffhaltigen Gasen u. dgl. 



   Es hat sich gezeigt, dass bei dieser Behandlung mit Chlor die Ergebnisse vielfach unbefriedigend sind, indem die zu entfernenden Bestandteile entweder in nicht genügendem Masse oder nicht mit geniigender Schnelligkeit entfernt werden, oder dieses gegebenenfalls erst bei Anwendung ausserordentlich hoher Temperaturen erreicht wird. Es wurde gefunden, dass sich wesentlich bessere Ergebnisse erzielen lassen, wenn man die zu verarbeitenden Stoffe vor der Chlorbehandlung einer Vorbehandlung bei   erhöhter Tem-   peratur unterzieht. Dies geschieht vorteilhaft derart, dass die Stoffe einer Erhitzung auf Temperaturen zwischen etwa 500 bis   900C C, vorteilhaft   etwa 600   bis 800'C ausgesetzt werden.   

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   Hiebei ist es wichtig, dass zu niedrige Temperaturen, ebenso wie zu hohe vermieden werden. Arbeitet man bei zu niedrigen Temperaturen, so gelingt die beabsichtigte Umwandlung entweder überhaupt nicht oder nicht vollständig, bzw. nicht schnell genug. Erhöht man dagegen die Temperatur über die oben angegebenen Grenzen, z. B. über 1000  C oder mehr, z. B. bis auf   1200 C,   so werden die zu entfernenden Eisen-und Titanverbindungen tot gebrannt, so dass sie bei der späteren   Chlorbehandlung nicht mehr oder   nur zu langsam von dem Chlor angegriffen werden. Die Zeitdauer der Vorbehandlung wird sich von Fall zu Fall, sowohl nach der Art der zu verarbeitenden Rohstoffe, z. B. auch dem Wassergehalt derselben, sowie nach der angewendeten Temperatur zu richten haben. 



   Die beschriebene Vorbehandlung bietet noch den Vorteil, dass dabei auch die Entfernung des chemisch gebundenen Wassers der Silikate erfolgt, was für die weitere Behandlung der Produkte mit Chlor von grosser Wichtigkeit ist, weil die metallischen Teile der Apparatur, wie   Zubringersehnecken, Sehleusen,   Gasschieber etc., durch das Chlor in Gegenwart von Wasserdämpfen stark angegriffen werden würden und ferner durch die Umsetzung des Chlors mit Wasser Verluste an Chlor entstehen würden. 



   Die in der beschriebenen Weise vorbehandelten Produkte werden alsdann, z. B. in einer Dreh- 
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 empfiehlt, insbesondere für die Entfernung auch des Titans für gleichzeitige Anwesenheit gasförmiger, flüssiger oder fester Reduktionsmittel, z. B. Kohle oder sonstige kohlenstoffhaltige Stoffe, Kohlenoxyd, kohlenstoffhaltige technische Gase u. dgl., in einer zur Reduktion der zu entfernenden Bestandteile, wie 
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 Reduktionsmittel in Verbindung mit flüssigen oder festen Reduktionsmitteln Verwendung finden. Mit Vorteil kann man z.

   B. derart arbeiten, dass man die Chlorbehandlung in einem von aussen beheizten, 
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 lung des Ausgangsmaterials in einem anderen, durch Hindurchleiten der Heizgase des ersterwähnten Drehrohres beheizten Drehrohr durchführt, und das so vorbehandelte Produkt unter Erhaltung seines Wärmeinhaltes kontinuierlich dem für die Chlorierung bestimmten Drehrohr zuführt. 



   Die Temperaturen können bei der Chlorbehandlung je nach Art des Ausgangsmaterials bzw. der 
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 vor der weiteren Verwendung noch einer geeigneten Nachbehandlung, z. B. durch Auswaschen mit verdiinnten Säuren zwecks Entfernung der letzten Anteile der Verunreinigungen unter Überführung in lösliche Form, unterzogen werden. In vielen Fällen wird es sich auch empfehlen, sie zuletzt noch durch 
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 Weise in eine Form   überzuführen,   in welcher sie zur Aufnahme von Wasser aus der Luft bei der Lagerung nicht mehr geeignet sind. 
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Die Weiterverarbeitung der so erhaltenen, von Titan und Eisen freien, aber Kieselsäure enthaltenden Produkte auf Aluminium und Silizium enthaltende Legierungen kann nach beliebigen bekannten Methoden erfolgen. 



   Es ist bereits vorgeschlagen worden, zur Herstellung von Silizium enthaltenden Aluminiumlegierungen kieselsäurehaltige Rohstoffe, welche Eisen oder andere störende Verunreinigungen enthalten, ohne vorherige Entfernung der Kieselsäure einer Elektrolyse in einem Bad von geschmolzenen Fluoriden zu unterziehen, wobei die störenden Verunreinigungen, wie z. B. Eisen, entweder während der Elektrolyse oder nach derselben durch ein Umschmelzen der erhaltenen Legierung in einem Bad von geschmolzenen Fluoriden ausgeschieden werden.

   Nach der Anmeldung erfolgt dagegen die Entfernung von Eisen, sowie vor allem auch von Titan bereits aus den Rohstoffen vor deren Verarbeitung auf die Legierung, was von besonderem Vorteil ist, weil die Anwesenheit von Eisen und insbesondere auch von Titan sowohl bei der Elektrolyse, wie auch bei dem elektrothermischen   Reduktionsprozess   zu erheblichen Unzuträglichkeiten führt. 



   Beispiele : 
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 Dieses Material wird mit etwa 1000 kg Holzkohle im elektrischen Lichtbogenofen zu etwa 1000 kg SiliziumAluminium-Legierung mit   30%   Silizium und weniger   als % % Eisen   und Titan niedergeschmolzen. Es kann vorteilhaft als Vorlegierung für die Herstellung der unter dem Namen Silumin geschützten Aluminium-Silizium-Legierung verwendet werden. 



   2. Herstellung der unter dem Namen Silumin geschützten Legierung von Aluminium mit zirka 15% Silizium aus weissem Bauxit extra. 
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   0#10% Fe2O3, 0#10% TiO2   werden in einem Kryolithbad, wie es für die normale Aluminiumerzeugung verwendet wird, mit Gleichstrom von 6 bis 7 Volt Spannung elektrolytisch zu einer Legierung von   5%,   
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   PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von praktisch titan-und eisenfreien, Aluminium und Silizium ent- 
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 Rohstoffen, dadurch gekennzeichnet, dass die Rohstoffe, bevor sie auf die Legierung verarbeitet werden, praktisch frei von Eisen und Titan gemacht werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Rohstoffe, zweckmässig nach vorherigem Erhitzen auf Temperaturen zwischen etwa 500 bis 900 C, vorteilhaft zwischen etwa 600 bis 800 C mit Chlor oder chlorhaltigen Gasen, z. B. bei Temperaturen von etwa 800 bis 1000 C gegebenenfalls unter Zusatz von etwas Kohle oder sonstigen festen, flüssigen oder gasförmigen Reduktionsmitteln, behandelt und die so erhaltenen Produkte mit Vorteil noch einer Nachbehandlung, z. B. durch Auswaschen mit verdünnter Säure, einer Nacherhitzung, z. B. auf Temperaturen von etwa 12000 C, unterwirft und aus den praktisch titan-und eisenfreien Produkten in an sich bekannter Weise Aluminium und Silizium enthaltende Legierungen erzeugt.