AT124696B - Verfahren zur Herstellung von metallischem Magnesium durch Reduktion von Magnesiumverbindungen mit Kohle im elektrischen Lichtbogen. - Google Patents

Description

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  Verfahren   cm'herstellung   von metallischem Magnesium durch Reduktion von   Nagnesiumverbindungen   mit Kohle im   elektlischen   Lichtbogen. 
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 denen man den Lichtbogen übergehen lässt, wie dies z. B. auch für die Reduktion von Erdalkalimetallen vorgeschlagen worden ist oder ein Gemisch von Magensiumoxyd und Kohle durch den Lichtbogen zu erhitzen.

   Diese Verfahren haben den Übelstand, dass das entstehende metallische Magnesium infolge seiner Affinität zu Sauerstoff bei der hohen Temperatur des Reduktionsprozesses unter der Einwirkung der gebildeten Reaktionsgase sowie auch allfällig zutretender Luft in Magnesiumoxyd   zurückverwandelt   
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 die Einwirkung der Reaktionsgase, insbesondere des sich bildenden Kohlenoxyds, auf das reduzierte Metall dadurch zu verhindern, dass man die Reduktion in einem Strom eines indifferenten Gases, wie Wasserstoff, vor sich gehen lässt (D.   R.   P. Nr.   49329). Auch   dieses Verfahren hat aber einen erheblichen Mangel.

   Durch die Verdünnung des Kohlenoxyds wird zwar der Rüekoxydation des gebildeten Magnesiummetalles entgegengewirkt, jedoch wird eben wegen   dieser Massnahme   das Metall bei der Kondensation in so verdünnter Form ausgeschieden, dass sich die feinen   Metalltröpfchen im Augenblick   ihrer Entstehung mit einer dünnen Oxydhaut überziehen. Hiedureh wird ihr Zusammenfliessen zu grösseren Tropfen und die Entstehung eines metallischen Regulus verhindert. Um die Einwirkung des bei der Reduktion entstehenden Kohlenoxyds auf den Magnesiumdampf in wirksamer Weise herabzusetzen, ist eine Verdünnung des Gases bis zu   10%   erforderlich. Nach der Reaktionsgleichung   Mg 0 + C = :. \Ig + C 0   
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 dampf 1 Mol. C O gebildet.

   Bei 10facher Verdünnung des Kohlenoxyds macht also der Metalldampf nur   9'1%   des Gesamtgases aus. Wenn man ausserdem berücksichtigt, dass die Kondensation des Metalles 
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 bei normaler Temperatur ist, so ergibt sich, dass unmittelbar nach erfolgter Kondensation im Kubikmeter Gasgemisch nur 16 g metallisches Magnesium in fein verteilter Form vorhanden sind. Die Verdichtung der   Magnesiumdämpfe   bietet daher bedeutende Schwierigkeiten, die bisher nicht überwunden werden konnten. 



   Das vorliegende Verfahren ermöglicht es, bei der Reduktion von Magnesiumverbindungen mit Kohle im elektrischen Flammenbogen unter Zufuhr eines Stromes von indifferenten Gasen die Kondensation des Metalles aus dem Metalldampf in der Weise vorzunehmen, dass das Metall in hoher Konzentration zur Abscheidung gelangt. Es wird dies der Erfindung gemäss dadurch erreicht, dass man das Gemisch der sich bildenden   Metallnebel   mit den Reaktionsgasen und den zugesetzten indifferenten Gasen, z. B. Wasserstoff, durch einen Kondensator strömen lässt, in welchem ein starkes elektrostatisches Feld untergebracht ist. 



   Es ist von der elektrischen Staubreinigung her bekannt, dass in Gasen suspendierte feste oder flüssige Teilchen durch ein elektrisches Feld derart beeinflusst werden, dass sie auf eine der beiden Elektroden geschleudert werden. Dieser Vorgang kommt durch eine Reihe von Effekten zustande. Zunächst macht 

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 sich die Stossionisation geltend, welche bewirkt, dass von einer Elektrode mit hoher Spannung infolge der Zusammendrängung der Potentiallinien ein Ausströmen von Elektrizität eintritt, eine Erscheinung. die als   Büschelentladung   oder Glimmlicht bekannt ist. Durch solche Sprühelektroden werden die suspendierten Teilchen aufgeladen und von der andern (gewöhnlich   grossflächig   ausgebildeten) Elektrode angezogen, um an dieser haften zu bleiben.

   Gleichzeitig geht von hochgespannten Elektroden der bekannte elektrische Wind aus, der ebenfalls am Transport der Teilchen zur andern Elektrode beteiligt ist. Endlich besitzen feine Staubteilchen oder   Flüssigkeitströpfehen   von Natur aus eine negative Ladung, so dass die rein elektrostatische Anziehung nach dem Coulombschen Gesetz eine weitere Teilursache der Abscheidung bildet. Bei vorliegendem Verfahren spielt sich die Kondensation in einem Temperaturgebiet ab, in dem die Gase von Natur aus schon kräftig ionisiert sind. Diese Ionen wirken für die Kondensation des Metalles als Kondensationskerne. Ferner besitzen die   Metalltropfchen im Momente   der Kondensation von Natur aus bereits negative elektrische Ladungen. Wenn im Kondensator ein starkes elektrostatisches 
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 und prallen dort auf. 



   Weiter ist bekannt, dass die   Oberflächenspannung von Metallen   bei einer Umladung bedeutende Änderungen erfährt. Wenn nun die einzelnen Magnesiummetallteilehen im Momente der Kondensation sich mit einer dünnen Oxydhaut umgeben haben, wird diese durch die Umladung und Veränderung der   Oberflächenspannung   zum Platzen gebracht, so dass die einzelnen   Metallteilehen nach ihrem Auftreffen   auf der Anode zusammenfliessen und zusammenhängende Tropfen bilden, die sich in Form eines   metallischen   Regulus sammeln. 



   Es ist dabei von Bedeutung, dass das elektrische Feld in einem Abschnitt der Kondensation zur Wirkung kommt,   dessen Temperaturzone zwisehenl200  (der Kondensationstemperatur des Magnesiums)   und   650    (dem Schmelzpunkte des Magnesiums) liegt. Da infolge der hohen Ionisation der   Gae   bei 
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 die Kondensation im elektrischen Feld jene Temperaturgebiete aufzusuchen, die nur so weit vom Schmelzpunkt des metallischen Magnesiums entfernt sind, dass sich dieses gerade noch in flüssiger Form auf der Anode sammelt. 



   Gemäss einer bevorzugten   Ausführungsform   des Verfahrens wird das aus dem Ofen abströmende Gasgemisch vom Kohlenoxyd befreit und der Wasserstoff dem Ofen im Kreislauf   zugeführt.   



   In der Zeichnung ist eine zur Durchführung des Verfahrens   geeignete Apparatur sehematisch   dargestellt. 
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Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von metallischem Magnesium durch Reduktion von Magnesiumverbindungen mit Kohle im elektrischen Lichtbogen unter Zufuhr eines Stromes von indifferenten Gasen, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gemisch der sich bildenden Metallnebel mit den Reaktionsgasen und dem zugesetzten indifferenten Gase, z. B. Wasserstoff, durch einen Kondensator strömen lässt, in dem ein starkes elektrostatisches Feld untergebracht ist.

   . 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man das Gemisch der Dämpfe und Gase mit dem elektrostatischen Feld in einem Temperaturgebiet unterhalb von 12000 C zusammentreffen lässt, das nur so weit oberhalb von 650 C liegt, dass das metallische Magnesium gerade noch in flüssiger Form auf der Anode gesammelt wird. EMI3.1