<Desc/Clms Page number 1>
Verfahren und Vorrichtung zur Kondensation von Magnesiumdämpfen.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kondensation von Magnesiumdämpfen.
Insbesondere kann die Erfindung in Verbindung mit der Herstellung von Magnesium durch Reduktion von oxydischen Magnesiumverbindungen mit Kohle verwendet werden. Bei Verfahren dieser Art wird die Reduktion praktisch bei Temperaturen ausgeführt, die oberhalb des Siedepunktes des metallischen Magnesiums liegen. Infolgedessen wird das Magnesium im Zuge des Reduktionsprozesses unter gleichzeitiger Bildung von Kohlenmonoxyd aus der Kohle in Form von Dämpfen gewonnen, die hernach kondensiert werden müssen.
Hiebei ist es zur Erzielung guter Ergebnisse unbedingt notwendig, die Mischung von Magnesiumdämpfen und Kohlenoxyd bei ihrem Austreten aus dem Ofen rasch abzukühlen, weil die zur Bildung der Gasmischung aus Magnesiumoxyd und Kohlenstoff führende Reaktion
EMI1.1
EMI1.2
<Desc/Clms Page number 2>
Berührung mit den heissen gasförmigen Reaktionsprodukten annimmt, keine Dämpfe entwickelt, doch verwendet man vorzugsweise eine Flüssigkeit, die dieser Bedingung entspricht. Es empfiehlt sich, eine Flüssigkeit zu wählen, die das Magnesiumpulver benetzt und dadurch mit einer Haut überzieht, die das Pulver vor Oxydation schützt. Dabei soll die Flüssigkeit aber das Entweichen des Kohlenoxyds gestatten.
Ausserdem soll die Flüssigkeit so beschaffen sein, dass sie das Magnesiumpulver einem Sammelgefäss zuführt. Es ist durchaus nicht notwendig, aber empfehlenswert, die Flüssigkeit auf eine so tiefe Temperatur vorzukühlen, dass sie sich möglichst wenig über die Raumtemperatur erhitzt, da hiedureh die Leistungsfähigkeit des Verfahrens gesteigert wird.
Zur Durchführung des Verfahrens kann beispielsweise ein Kerosen (Leuchtöl) dienen, das auf eine Temperatur von 8 C gekühlt ist, wobei man dieses Öl in Form eines dünnen Films über eine mit Wasser gekühlte Platte fliessen lässt. Die heissen Magnesiumdämpfe, die auf diesen bewegten Film auftreffen, werden augenblicklich auf etwa 31 C abgekühlt, während das Öl sich gleichzeitig auf dieselbe Temperatur erwärmt. Wenn die Flüssigkeit zum Teil verdampft, so werden die Dämpfe zum Zweck der Wiederverwendung kondensiert. Das mit Öl gemischte Magnesiumpulver kann dann in einen Sammelbehälter geleitet und der weiteren Verarbeitung unterworfen werden.
Das Kohlenwasserstofföl (oder eine andere zur Verwendung gelangende Flüssigkeit von gleicher Eignung) bewirkt nicht nur eine rasche Abkühlung des Magnesiums, sondern auch seine Trennung von Kohlenoxyd, das in dem Öl nicht löslieh ist und von diesem auch nicht zurückgehalten wird. Ausserdem bilden die Kohlenwasserstoffe einen Schutz für das Magnesium, so dass dieses beliebig lang aufbewahrt werden kann, ohne dass die Gefahr besteht, dass es durch die Luft oxydiert wird. Eine derartige Oxydation verläuft mit beträchtlicher
Geschwindigkeit, wenn das Magnesiumpulver der Einwirkung von Luft bei gewöhnlicher Temperatur ausgesetzt ist, ohne in der angegebenen Weise geschützt zu sein.
Dem Mineralöl kommt ferner eine wichtige Rolle bei der nachfolgenden Behandlung des Magnesiumpulvers zum Zwecke seiner Überführung in kompaktes Metall zu. Das Öl bildet bei dieser Behandlung eine neutrale oder schwach reduzierende Atmosphäre und erzeugt einen geringen Druck, der das Eindringen der Luft verhindert ; hiedureh wird der Übergang des Magnesiumstaubes in flüssiges Metall erleichtert.
Eine Ausführungsform der Vorrichtung gemäss der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt.
Fig. 1 zeigt die Vorrichtung in schaubildlicher Darstellung. Fig. 2 in Vorderansicht und Fig. 3 im Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. 2.
Die Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einer Platte 1, die ungefähr vertikal angeordnet ist.
An dem oberen Ende der Platte sind Röhren 2 vorgesehen, deren offene Enden. 3 zusammengedrückt und abgeflacht sind, wie dies in den Fig. 2 und 3 dargestellt ist, so dass Düsen gebildet werden, durch die ein dünner weit ausgebreitete Ölfilm auf der Oberfläche der Platte 1 erzeugt wird. Ein Rohr 4, das von dem Ofen abzweigt und heisse Magnesiumdämpfe, gemischt mit CO, aus diesem abführt, endigt in nächster Nähe der Platte 1. An der Rückseite der Platte 1 ist ein Mantel 5 von verhältnismässig kleiner lichter Weite befestigt, in dem eine Ablenkplatte 6 vorgesehen ist, die bei 7 unterhalb des obersten Teiles des Wassermantels endigt. Ein Einlassrohr 8 ist auf einer Seite der Ablenkplatte 6 in der Nähe des Mantelbodens vorgesehen, das zum Zuführen von Wasser dient.
Ein gleichartiges Rohr 9 an der gegenüberliegenden Seite der Ablenkplatte 6 ist zum Ableiten des Wassers vorgesehen. An verschiedenen Stellen sind Nieten 10 angebracht, um den Mantel und die Platte relativ zueinander zu fixieren und das Werfen oder Verziehen der Platte zu verhindern. Das untere Ende der Platte und des Mantels ist verjüngt (Fig. 1) und weist Wände 11 auf, die einen Behälter zum Auffangen der Mischung aus Öl und Magnesium bilden, welche durch die Öffnung 12 austritt und in einen geeigneten Vorratsbehälter fliesst. Flügel 13 und 14 längs der Seiten der Platte, die eine Verlängerung der Wände 11 bilden, dienen als Schutzeinrichtung, um das Verspritzen des Öls und damit einen Materialverlust zu verhindern.
Ansätze 15 auf der Oberseite der Vorrichtung dienen dazu, die Vorrichtung in der richtigen Lage zu halten.
Bei der Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung leitet man das Kohlenwasserstofföl durch die Röhren 2 den Düsen 3 zu, durch die das Öl praktisch über die gesamte Oberfläche der Platte 1 ausgebreitet wird, von der es sodann herabfliesst. Heisse Magnesiumdämpfe in Mischung mit Kohlenoxyd treffen, aus dem Rohr 4 austretend, auf den Ölfilm auf, wodurch die Magnesiumteilchen augenblicklieh kondensiert und von Ölhäutehen umgeben werden. Das Kohlenoxyd entweicht von der Oberfläche der Platte und kann in beliebiger Weise entfernt werden. Das Öl fliesst in den Behälter an der unteren Seite der Platte und durch Öffnungen 12 in ein Gefäss, das zur Aufbewahrung dient.
Es ist nicht notwendig, für eine rasche Absonderung des Magnesiums aus der Aufbewahrungsflüssigkeit Sorge zu tragen oder irgendwelche Vorbeugungsmassnahmen zur Verhütung der Oxydation des Magnesiumpulvers zu treffen, da dieses in dem Öl vollkommen geschützt ist.
Bei diesem Verfahren ist es möglieh, die Kondensationsvorrichtung nahe bei dem Ofen anzubringen ; die aus dem Ofen austretenden Gase treffen daher bei verhältnismässig hoher Temperatur auf den Kondensator auf, wodurch die Gefahr einer Rückbildung von Magnesiumoxyd noch weiter vermindert wird. Störungen, die bei andern Verfahren beispielsweise dadurch entstehen können, dass das Auslassrohr durch kondensiertes Magnesium und rückgebildetes Magnesiumoxyd verstopft wird, treten bei dem Verfahren gemäss der Erfindung nicht auf. Durch das erfindungsgemässe Kondensationsverfahren
<Desc/Clms Page number 3>
wird auch die allfällige Überführung des Magnesiumpulvers in kompaktes metallisches Magnesium bedeutend erleichtert.
Die Erfindung ist nicht auf die beschriebene Ausführungsform beschränkt. Diese kann vielfach abgeändert werden. So kann z. B. eine andere Vorrichtung als die beschriebene zur Kühlung der Platte verwendet werden. Die Platte kann ferner auch ganz in Wegfall kommen, indem die Magnesiumdämpfe einem freifallenden Schleier aus Kohlenwasserstofföl od. dgl. zugeführt werden ; das Kohlenwasserstofföl kann ferner in feinverteilter Form in die Dämpfe durch Zerstäuber eingebracht oder eingespritzt werden.
In allen diesen Fällen kann das Öl, je nach Wunsch, vorgekühlt sein oder auch nicht.
Man kann das Kohlenwasserstofföl durch einen bei gewöhnlicher Temperatur festen Körper, der bei hoher Temperatur flüssig ist oder schmilzt, ersetzen, beispielsweise durch ein Metall oder eine Legierung, oder man kann Wasser, vorzugsweise gekühltes Wasser, unter Ergreifung geeigneter Vorkehrungen zur Verhinderung einer Wechselwirkung mit dem Magnesium als Mittel zur direkten Kühlung verwenden.
PATENT-ANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Kondensation von mit Gasen, wie Kohlenoxyd, vermengten Magnesiumdämpfen, dadurch gekennzeichnet, dass die bei hoher Temperatur gebildeten Dämpfe durch direkte Kühlung mit einer gegen Magnesium indifferenten Flüssigkeit, welche das Magnesium gegen chemische Veränderungen schützt, rasch, sozusagen augenblicklich, auf eine Temperatur abgekühlt werden, bei der eine Reaktion zwischen Magnesium und dem vorhandenen Gas nicht mehr stattfindet.