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Verfahren zur Gewinnung von Metallen in hocherhitzte flüssigen Zustande unter Bildung leichtflüssiger Schlacke aus Metallsauersto1f-, Metallschwefel- oder Meta 11- halogenverbindungen oder Gemengen dieser Stoffe mit Reduktionsstoff nach Art des
Aluminiumthermits.
Es ist bereits bekannt, bei Reduktionsgemischen nach Art des Aluminiumthermits an Stelle des Aluminiums feinverteiltes Kalzium-Silizium bezw. Kalzium-Silizid als Reduktionsstoff zu verwenden.
Bei vorliegendem Verfahren wird an Stelle von Kalzium Magnesium unter gewissen Mischungs- oder Legierungsverhältnissen verwendet. Durch Versuche wurde festgestellt. dass man unter gleichzeitiger Zumischung gewisser Mengen von Silizium auch das Magnesium so zur Reaktion bringen kann, dass eine leichtflüssige Schlacke entsteht ; ferner, dass-nicht nur das Magnesium, sondern auch das Silizium hiebei vollständig als Reduktionskörper gilt, dergestalt, dass bei einem nur geringen Überschuss von Oxyden, Chloriden und dgl. ein Metall ausgeschieden wird, das weder Magnesium noch Silizium enthält. Gerade das letztere ist von Bedeutung und bemerkenswert. Das Silizium verbindet sich besonders gern mit Eisen, Chrom und dgl. Wie bekannt, ist es an und für sich allein auch nicht imstande, die sogenannte Thermitreaktion zu geben.
Mit Oxyden oder dgl. gemischt, ist es nicht zum Weiterbrennen durch Initialzündung zu bringen. Bekanntlich wirkt auch das Silizium auf die Aluminium-Thermit-Reaktion wesentlich verlangsamend ein.
Es ist dies aber beim Magnesium nicht der Fall, wenn gewisse Verhältnisse zwischen Silizium und dem aktiven Metall Magnesium festgehalten werden. Im Gegenteil gehen die Reaktionen mit Magnesium und Silizium dann sehr regelmässig und schnell vonstatten, so dass die Reaktion nicht nur zu Metallabscheidungen zu verwenden ist, sondern auch für Schweisszwecke, wie dies für Aluminiumthermit bekannt ist. Die Reduktionen mit Magnesium allein sind bereits bekannt. Doch kann Magnesium allein für einheitliche regulinische
Metallabscheidungen nicht verwendet werden, weil die entstehende Magnesia, falls man mit Oxyden bezw. Sauerstoffverbindungen arbeitet, zu strengfussig ist. Für Erwärmungzwecke hat Magnesium selbstverständlich allein nur dann Wert, wenn auf einheitliche Ausscheidungen von Metall kein Wert gelegt wird.
Bestimmte Mischungsverhältnisse von Silizium mit Magnesium far die Schaffung eines hohen thermischen Effektes behufs Erzielung einer guten Ausbeute von hocherhitzte flüssigen Metall und Bildung einer leicht flüssigen Schlacke sind bisher noch nicht vor- geschlagen worden.
Noch besonders hervorzuheben ist, dass nach durchgeführten Versuchen die Metall- ausbeuten bei Verwendung gewisser Verhältnisse von Magnesium zum Silizium ausser- ordentlich hohe, fast quantitative sind. Es sei als Beispiel erwähnt, dass eine Mischung von etwa gleichen Teilen Magnesiumthermit und Siliziumthermit ein reines, weiches, schmiedbares Eisen ergibt mit fast quantitativer Ausbeute. Es sei hier unter Magnesiumbezw. Siliziumthermit ein Gemisch verstanden, welches aus etwa äquivalenten Teilen von Magnesium bezw. Silizium besteht mit Eisensauorstoffverbindungen, wie Eisenoxyd oder
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Eisenoxyduloxyd. Eine derartige Mischung ist dem Aluminiumthermit fast gleichwertig und der kalorische Effekt derselben ist nur wenig verschieden vom Aluminiumthermit.
Aber auch bestimmte andere Mischungsverhältnisse geben noch ähnliche Effekte und eine dünnflüssige Schlacke, beispielsweise 40 Teile Magnesiumthermit und 60 Teile Siliziumthermit oder umgekehrt 60 Teile Magnesiumthermit und 40 Teile Siliziumthermit.
Auffallend ist, dass, wenn Magnesium in diesen Verhältnissen mit Silizium zur sogenannten Thermitreaktion verwendet wird, das Magnesium gewissermassen als ein besonderes Stimulanz"für Silizium aufzufassen ist und dass es in weit höherem Grade befähigt ist, das Silizium gleichzeitig mit zur Reaktion zu bringen als das Aluminium. Es ist eine Mischung von etwa gleichen Teilen Aluminiumthermit und Siliziumthermit, welche also etwa 12 Teile Aluminium und 10 Teile Silizium enthält, kaum noch zur Reaktion zu bringen (vergl. Sonderabdruck aus dem Bericht des V. Internationalen Kongrosses für angewandte Cbemie zu Berlin 1903, Sektion IM A, Band II, Seite 188,"Neue Anwendungen der Aluminothermie für Stahl und Eisen" von Dr.
Hans Goldschmidt), während eine Mischung von gleichen Teilen Magnesiumthermit und Siliziumthermit eine sehr lebhafte Reaktion, eine dünnflüssige Schlacke und sehr gute Metallausbeuten gibt. Selbst ein Thermit, welches nur 30% Magnesiumthermit und 700/0 Siliziumtbermit enthält, reagiert noch ähnlich wie das gewöhnliche Thermit, gibt eine dünnflüssige Schlacke und auch gute Metallausbeuten.
Es sollen nun im folgenden einige prozentuale Mischungsverhältnisse angegeben werden :
EMI2.1
<tb>
<tb> 40 <SEP> Mg <SEP> und <SEP> 60 <SEP> si <SEP> Thermit <SEP> = <SEP> 12% <SEP> Mg <SEP> und <SEP> 12% <SEP> Si <SEP> und <SEP> 76% <SEP> Fe3 <SEP> O4;
<tb> 50 <SEP> # <SEP> # <SEP> 50 <SEP> # <SEP> # <SEP> = <SEP> 15% <SEP> # <SEP> # <SEP> 10% <SEP> # <SEP> # <SEP> 75% <SEP> # <SEP> # <SEP> ;
<tb> 60 <SEP> # <SEP> # <SEP> 40 <SEP> # <SEP> # <SEP> = <SEP> 18% <SEP> # <SEP> # <SEP> 8% <SEP> # <SEP> # <SEP> 74% <SEP> # <SEP> # <SEP> .
<tb>
Selbstverständlich können Magnesium und Silizium als solche verwendet werden ; man wird aber auch vorteilhaft die Legierung der beiden Metalle benutzen. Man kann denselben auch noch andere Metalle zusetzen, entweder solche, die an der Reduktion teilnehmen, wie Aluminium und Kalzium, oder solche, welche mit in den Regulus einschmelzen, wie Eisen, Mangan oder dgl. Auch ist es gleichgiltig, ob man reines Silizium verwendet oder besonders hochprozentiges Ferro-Silizium. Wählt man Reaktionen, welche Magnesium und Silizium im Überschuss haben, so werden selbstverständlich Teile derselben mit in den Regius übergeben. Dies kann man, wie bereits erwähnt, dadurch vermeiden, dass man die Verbindungen, wie Oxyde, Chloride usw., in geringem Überschuss anwendet.