AT18531B - Verfahren zur Darstellung möglichst kohlenstofffreier Metalle, Metalloide oder deren Verbindungen auf schmelzflüssigem Wege. - Google Patents

Description

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   Österreichische PATENTSCHRIFT   Nr.     18531.   



   EUSTACE W.   HOPKINS   IN BERLIN. 



  Verfahren zur Darstellung möglichst kohlenstofffreier Metalle, Metalloide oder deren
Verbindungen auf   schmelzflüssigem   Wege. 



   Eines der Haupterfordornisso für die Verwendung von Metallen, welche zu Eisen-   legierungen,   besonders zur   Stah1fabrikation   dienen, besteht darin, diese Metalle mit einem geringen, genau bestimmten Kohlenstoffgehalt darzustellen, damit durch   Hinzufügung   derselben zur Eisenmischung keine oder nur eine genau bestimmbare Veränderung im   Kohlenstoff-   gehalt des Endproduktes eintritt.

   Es war daher stets ein Bestreben der Grossindustrie, den Kohlenstoffgehalt der Zusatze möglichst zu reduzieren, doch wurde dieses Ziel bei der gewöhnlichen Arbeitsweise im   thermischen   oder elektrischen Schmelzofen gar nicht oder nur   unzureichend   erreicht, indem die meisten Ferrolegierungen    & /o   bis   70/0 Kohlenstoff   enthielten. 



   Die vorliegende Erfindung bezweckt nun in erstor Linie die Darstellung reiner, insbesondere möglichst kohlenstofffreier Metalle bezw. Metalloido, sowie deren Verbindungen im Grossbetriebe. Das hiebei angewendete Verfahren   besteht im wesentlichen darin, dass   man das unreine Metall bezw. Metalloid auf das   entsprechende Oxyd einwirkon lässt, indem   man es durch eine   hocherhitzte   Schicht dieses Oxydes   führt,   um es danach in irgendeiner Weise zu sammeln.

   Auf diese Weise gelingt es, fast   vollkommen     kohlenstofffreie   Metalle, Metalloide oder Legierungen mit einem Gehalt von   0-20/,) Kohlenstoff   und weniger (wie beispielsweise Chrom, Mangan, Silizium, Ferrochronl, Ferromangan,   Ferrosilizium)   in regulinischer Form zu gewinnen. Man   erklärt   sich den Vorgang in der Weise, dass in der Zone der höchsten Temperatur die unreinen Metalle bezw. Metalloide teilweise verdampfen und diese Substanzen entweder infolge ihres höheren spezifischen Gewichtes oder als Dämpfe infolge des Druckes, welcher in dem durch Krusten gebildeten Hohlraum entsteht, durch flüssige Oxydschichten gedrängt werden.

   Am vorteilhaftesten lässt sich dieser Prozess der Reduktion der Oxyde in einem Arbeitsgang mit der Raffination der gewonnenen Rohprodukte vereinigen. 



   Das Verfahren lässt sich beispielsweise in der nachstehend beschriebenen Art und Weise ausführen :   Ein Rohr A J ?   (Fig. 1 der Zeichnung), welches z. 13. aus   Kohle bestehen   kann, wird so beschickt, wie es aus der Zeichnung ersichtlich ist. Der Raum ill wird mit der Reduktionsmischung oder mit Stücken des zu raffinierenden Metalles oder Metalloides   gef'Ilt. Die Räume D   D füllt man locker mit dem entsprechenden Oxyd. Ist dies geschehen, so erhitzt man den durch punktierte Linien a b begrenzten Teil des Rohres auf irgendeine Weise, z.   H.   durch   Elektrizität   so hoch, dass ein Durchdringen der Oxydschicht stattfindet.

   Je nach der Höhe der angewendeten Temperatur schmelzen die der Schicht   A/   zugewendeten Seiten der Oxydschichten   D   D   mehr   oder weniger tief, während der übrige Teil der Oxydschichten locker bleibt. Durch diese geschmolzenen Oxydschichten treten die Metalle bezw.   Metalloidé   hindurch, wobei sie allen Kohlenstoff, den sie etwa noch enthalten, an dieselben abgeben, und sammeln sich im lockeren Teil der Oxydschichten an. Ein auf diese Weise   dargestelltes bezw. raffiniertes   Metall oder Metalloid enthält keinen Kohlenstoff oder nur Spuren davon.

   Die geschmolzene Oxydschicht wird dabei vollkommen klar und ist insbesondere durch Kohlenstoff nicht verunreinigt ; ein durchaus nicht zu unterschätzender Umstand, wenn es sich um hochschmelzende Oxyde handelt, denn derartige 

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   Maro Fluse hat man in den in der Grossindustrie gebräuchlichen Ofen bisher nicht her. stellen können. Das Metall dringt in die Oxydschicht ein und findet sich daselbst in Form   unregelmässiger   regulinischor Stücke verschiedener Grösse.   Ist die Reaktion beendet, was man daran   erkennt, dass aus   dem Rohr keine Gase mehr entweichen, so lässt man erkalten und entleert. 



   Ein Beispiel mag den Vorgang erläutern. Handelt es sich z. B. darum, Mangan zu raffinieren, d. h.   Iwbhmsto1ffrei   darzustellen, so nimmt man das gewöhnliche Mangan dos Handels, das stets kohlenstoffhaltig ist, zerkleinert es in   Stückchen   und füllt damit den Raum M an. Die Räume D D füllt man mit reinem Manganoxyd locker an, was am einfachsten geschieht, indem man hiezu einen mit Wasser angerührten steifen Brei von   : rt1anganoxyd benutzt. Hierauf   erhitzt man so stark, dass das Rohmangan verdampft. Die dem Rohmangan zugewendeten Seiten der Manganoxydschichten schmelzen zu einem Flusse, während der übrige Teil der Manganoxydschichten, nachdem das Wasser verdampft ist, in 'lockerer Form bestehen bleibt.

   Das Rohmangan dringt in die geschmolzenen Oxydschichten ein, gibt dabei seinen Kohlenstoff, der zur Reduktion des Oxydes beiträgt, ab und sammelt sich im lockeren Teil der Oxydschichten. 



   Viele Metalle bezw. Metalloide oder deren Legierungen lassen es erwünscht er- scheinen, ihnen die Form, die sie zum Gebrauch haben sollen, gleich im Ofen zu geben, sie also   gleichsam gegossen"herzustellen. Es   ist dies wichtig für solche Metalle, die entweder schwer schmelzbar oder leicht verbrennlich sind. Man erreicht dies auf sehr einfache Weise, indem man in der lockeren Oxydausfüllung Aushöhlungen von der Form anbringt, die das Metall annehmen soll, wie dies aus der Zeichnung (Fig.   21   F) ersichtlich ist. Der Ofen bekommt dadurch im Innern einen doppelten Boden bezw. wird doppel- wandig, das Metall sammelt sich unter dem oberen Boden bezw. der Wand an und füllt die Höhlungen aus. Gleichzeitig ist dies der Weg, den Betrieb des Ofens ununterbrochen zu gestalten.

   Ist nämlich die aufgewendete Temperatur hoch genug, so bleibt das Metall in der Höhlung F flüssig und kann durch D hindurch bei B abgestochen werden, während man bei   A     fl ; sche Mischung nachgibt.   Zu letzterem Zwecke versieht man vorteilhaft den
Apparat bei   A   mit einem Doppelverschluss, der das Nachfüllen gestattet, ohne dass Dämpfe entweichen können, wie derartige Verschlüsse in der   Technik genugsam bekannt   sind. 



   Die in der Zeichnung skizzierte Form des Ofens soll nicht bindend sein, sie hat nur den Zweck, das Prinzip des Apparates zum Ausdruck zu bringen ; dem Ofen kann eine beliebige andere Gestalt gegeben werden. Auch kann man selbstverständlich das Oxyd der   Raffinations-bezw. Kondensationsschicht   ganz oder teilweise ersetzen durch irgendeine
Oxydationsstufe des darzustellenden Metalles, durch sein Hydroxyd oder Karbonat oder auch durch sein Nitrat oder durch irgendein Salz der entsprechenden Metallsäuren. 



   PATENT-ANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Darstellung möglichst kohlenstofffreier Metalle, Metalloide oder deren Verbindungen auf schmelzflüssigem Wege mittels oxydierend wirkender Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, dass man die hocherhitzte Metalle oder Metalloide eine erhitzte Schicht von oxydierend wirkenden Verbindungen der Metalle oder Metalloide, welche im Endprodukt enthalten sein sollen, durchstreichen lässt, wobei der in ihnen enthaltene Kohlenstoff durch den Sauerstoff der   oxydierend wirkenden Verbindung   oxydiert wird.

Claims (1)

1. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass in der aus oxydischen Verbindungen bestehenden Schicht Hohlräume zur Aufnahme des Produktes vorgesehen bezw. geschaffen werden, in denen man das zu gewinnende Produkt bis zu seiner Erkaltung belässt oder aus denen man es absicht.

   0. Ein zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1 und 2 dienender Schmelzofen, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Seite, nach welcher die hocberhitzten Metalle bezw. Metalloide getrieben werden, eine lockere bezw. mit Aushöhlungen versehene Schicht aus oxydierend wirkenden Verbindungen angeordnet ist.