Yerfaären zur Herstellung von Caleiumaluminat. Bei der Herstellung von Tonemde aus Erd- alkalialuminaten ist ,es wichtig, ein Erd- alkalialuminat zu verwenden, welches mög lichst frei von fremden Bestandteilen, wie Si02,
Fe@=03 und andern, ist, da durch solche Verunreinigungen je nach der Weiterver- awheitung,des Erdalkali,aluminates mehr oder weniger weitgehende Verunreinigungen der Tonerde bezw. der sonstigen Endprodukte er folgen.
Die Herstellung von Erdalka.Iialuminat, insbesondere Calesuma:lumiuat, erfolgte bis her entweder durch Sinterung von tonerde- und erdaIkadihaltigen Ausgangsmaterialien mit oder ohne Reduktionsmittel, zum Bei spiel Kolhle, in, hierzu geeigneten Öfen, zum Beispiel Drehöfen,
oder durch Zusammen schmelzen derselben Ausgangsmätexialien mit oder ohne Reduktionsmittel, zum Bei- spiel in elektrischen Lichtbogenöfen. Hier bei sollen die Verunreinigungen der Aus- gangsinaterialien zu Metallen reduziert und als Ifeiglerung, zum Beispiel Ferrosil.izium, ausgeschieden werden.
Bei Durchführung derartiger Verfahren steigt die Temperatur der Schmelze nicht über den Schmelzpunkt des herzustellenden A'luminats. Beschickt man zum Beispiel einen elektrischen Ifichtbogenofen mit einem Ge misch von tonerdehaltigem.Ausgangsmaterial, z.
B. Baugig, mit gehr(anntem Kalk und Kohle, so bildet sich sofort ErdalkaIi- aluminat, zum Beispiel Calciumaluminat, das zum Teil in fester Form an der Ofen wandung, zum Teil geschmolzen, vorhanden ist und das Ansteigen dem Temperatur über den Schmelzpunkt des Aluminats hinaus ver- hindert.
Diese Tempematuren sind jedoch für die Reduktion der Verunreinigungen der Aus- gangsmaterialien, wie Si02, Ti02, Fe203, nicht ausreichend.
Man erhält infolgedessen unreine und daher minderwertige Erdalkäli- aluminate. Es ist auch bereits vorgeschlagen wurden, diese Nachteile dadurch zu beheben,
.da.ss man die tonerdehaltigen Rohmaterialien zunächst mit einem Reduktionsmittel in einem Elek troofen niederschmilzt und das Produkt die ses reduzierenden Schmelzprozesoes in einer besonderen Verfahrensstufe durch Zusam menschmelzen mit den Erdalkaliverbindun- gen, wie Kalk, Baryt,
in alkalilösliches Erd- alkaliaIuminat überführt. Diese Arbeits weise hat den Nachteil, da-ss an Stelle ein heitlicher Schmelzproze,.ce ein zweistufiges Verfahren gesetzt wird. Im übrigen hat sich gezeigt, dass' b=ei der Durchführung des Verfahrens in ein und demselben Ofen eben falls die ob=en erwähnten Nachteile der ein stufigen, Schmelzverfahren in Erscheinung treten.
Die vorliegende Erfindung behandelt die Herstellung von Calciumaluminat, wobei die oben erwähnten, bei der Herstellung von Erdalkalialuminat beobachteten Schwierig keiten dadurch behoben werden, dass das ton- erdehalti;
be Ausgangsmaterial, wie zum Bei spiel Bauxit oder andere tonerdehaltige Natur- oder Kunstprodukte oder Mischungen solcher, in eine reduzierende, calciumhaltige, zum Beispiel aus Calciumkarbid oder Cal- ciumka,
rbid und Calciumoxyd bestehende Schmelze eingetragen wird und nach erfolg ter Durchschmelzung die aus den Ver unreinigungen des Ausgangsmaterials ent standene Legierung und das Aluminat ge trennt abgestochen werden. Die Zusammen setzung und Menge der Ausgangsstoffe wird so bemessen, dass .das darin vorhandene Cal cium für die Bildung des Caleiumaluminates ausreicht. Dabei werden zunächst die Ver unreinigungen zu einer Legierung reduziert, worauf .das vorhandene bezw,
entstehende Calciumo@xyd sich mit der Tonerde zu Cal- ciumaluminat verbindet.
Die reduzierende, calciumhaltige Schmelze, zum Beispiel eine solche aus Calciumkarbid, kann in einer ersten Arbeitsphase im Ofen selbst erzeugt werden.
Je nach dem Ver- wendungszweckdes Calciumaluminates kann dis Beschickung caleiumreicher oder tan- erdereicher gewählt werden. Nach Beendi gung des Prozesses werden Aluminat und Legierung ,getrennt abgestochen, etwa der art, dass' zuerst die gebildete Legierung und alsdann das. gebildete Calciumaluminat abge stochen wird.
Das Calciumaluminat kann beim Abstich nach üblichen Methoden zer- stäubt werden. A2csf iili,ritiagsbeispiel <I>e</I> Aus 300 kg gebranntem Kalk und 125 kg Anthrazit wird zunächst ein Cal ciumkarbid mit etwa 30 % CaC2-Gehalt ler- zeugt. Die Schmelze enthält etwa 100 kg CaC2 und 23,
0 kg Ca.0 (Schmelzpunkt etwa 'e200 ). In; diese Schmelze werden 900 kg getrockneter Bauxit folgender Zusammen setzung;
eingetragen
EMI0002.0103
S.i.02 <SEP> 10,7
<tb> TiO2 <SEP> <B>3,6%</B>
<tb> Fe203 <SEP> 11,3
<tb> A1203 <SEP> 74,0 Nach vollständigem Durchschmelzen der Charge wird zuerst die gebildete Fe-Si-Ti- Legierung und anschliessend das Calcium- alumina:t abgestochen. Es wurden erhalten etwa 900 kg Aluminat und 80 kg Metall.
Die Zusammensetzung der Produkte war die folgende:
EMI0002.0112
Calciumaluminat:
<tb> Si02 <SEP> <B>1,88%</B>
<tb> TiO2 <SEP> 0,24%
<tb> Fe'203 <SEP> 0,40
<tb> A1203 <SEP> 66,56
<tb> Ca0 <SEP> 30,92
<tb> Fe-Si-Ti-Legierung:
<tb> Si <SEP> 21,56
<tb> Ti <SEP> 3,14%
<tb> Fe <SEP> 75,30 Welche grossen technischen Vorteile durch ein Arbeiten nach dem vorliegenden Verfahren erzielbar sind, zeigt ein Vergleich der vorgenannten Produkte mit nach bekann ten Methoden erhältlichen Erzeugnissen.
Wird zum Beispiel nach bekannten Verfah ren Bauxit vorerwähnter Zuslammensetzung gleichzeitig mit Kalk und Kohle im elek trischen Ofen niedergeschmolzen, .so zeigt das auf diese Weise erhaltene DirdalkaIi- aluminat folgende Zusammensetzung
EMI0003.0009
Si02 <SEP> 7,15
<tb> Ti02 <SEP> 2,39
<tb> Fet0, <SEP> 0,83
<tb> A120, <SEP> 52,55
<tb> Ca0 <SEP> 37,
35 Will man zunächst durch Zusammen schmelzen von Bauxit und Kohle in entspre chendem Verhältnis eine Schmelze von 96 % bar Tonerde erzeugen und zu dieser Schmelze die erforderliche Kalkmenge zu geben, so erhält man ein Produkt folgender Zusammensetzung:
EMI0003.0015
Si02 <SEP> 7,74%
<tb> TiO2 <SEP> 1,0
<tb> Fe2o, <SEP> <B>0,51%</B>
<tb> A120, <SEP> <B>57,48%</B>
<tb> Ca0 <SEP> 38,42% Vergleicht man die Untarsuchungs;
befunde dieser nach den bekannten Ver fahren gewonnenen Produkte mit dem erfin dungsgemäss erhältlichen Calciumaluminat, so erhellt ohne weiteres die technische Überlegenheit ;des vorliegenden Verfahrens, die darin besteht, dass nach ihm besonders reines und hochwertiges Calciumaluminat er halten wird, welches sich durch einen hohen Gehalt an Aluminiumoxyd und nur geringe Beimengungen von Verunreinigungen aus zeichnet.
Yerfaären for the production of caleium aluminate. When producing clay clay from alkaline earth aluminates, it is important to use an alkaline earth aluminate which is as free as possible from foreign components such as Si02,
Fe @ = 03 and others, is because such impurities, depending on the further processing, of the alkaline earth, aluminates, more or less extensive impurities of the alumina respectively. the other end products he follows.
The production of alkaline earth aluminate, in particular Calesuma: lumiuate, has so far been carried out either by sintering raw materials containing alumina and earthenium with or without reducing agents, for example Kolhle, in suitable furnaces, for example rotary kilns,
or by melting the same starting material together with or without reducing agent, for example in electric arc furnaces. In this case, the impurities in the starting materials should be reduced to metals and excreted as icing, for example ferrosilicon.
When such processes are carried out, the temperature of the melt does not rise above the melting point of the aluminate to be produced. If, for example, an electric arc furnace is charged with a mixture of alumina-containing material, e.g.
B. Baugig, with gehr (anntem lime and coal, then alkaline earth aluminate forms immediately, for example calcium aluminate, which is partly in solid form on the furnace wall, partly melted, and the temperature rises above the melting point of the Prevented aluminate.
However, these temperatures are not sufficient for reducing the impurities in the starting materials, such as Si02, Ti02, Fe203.
As a result, impure and therefore inferior alkaline earth aluminates are obtained. It has also already been proposed to remedy these disadvantages by
.that the raw materials containing alumina are first melted down with a reducing agent in an electric furnace and the product is the reducing melting process in a special process stage by melting together with the alkaline earth compounds such as lime, barite,
converted into alkali-soluble alkaline earth aluminate. This way of working has the disadvantage that a two-stage process is used instead of a uniform melting process. Moreover, it has been shown that when the process is carried out in one and the same furnace, the above-mentioned disadvantages of the one-stage melting process also appear.
The present invention deals with the production of calcium aluminate, the above-mentioned difficulties observed in the production of alkaline earth aluminate being overcome by the fact that the alumina content;
be starting material, such as bauxite or other alumina-containing natural or artificial products or mixtures of these, in a reducing, calcium-containing, for example from calcium carbide or calcium calcium,
rbid and calcium oxide is introduced and after successful melting, the alloy resulting from the impurities in the starting material and the aluminate are tapped separately. The composition and amount of the starting materials is such that the calcium present therein is sufficient for the formation of the calcium aluminate. First, the impurities are reduced to an alloy, whereupon the existing or
The resulting calcium oxide combines with the clay to form calcium aluminate.
The reducing, calcium-containing melt, for example one made from calcium carbide, can be produced in the furnace itself in an initial work phase.
Depending on the intended use of the calcium aluminate, the loading can be chosen to be rich in calories or richer in tan. After the process has ended, the aluminate and alloy are tapped separately, for example in such a way that the alloy formed is first tapped off and then the calcium aluminate formed.
The calcium aluminate can be atomized by conventional methods when tapping. A2csf iili, ritiagsbeispiel <I> e </I> A calcium carbide with about 30% CaC2 content is first produced from 300 kg of quicklime and 125 kg of anthracite. The melt contains about 100 kg CaC2 and 23,
0 kg approx. 0 (melting point about 'e200). In; this melt is 900 kg of dried bauxite of the following composition;
registered
EMI0002.0103
S.i.02 <SEP> 10.7
<tb> TiO2 <SEP> <B> 3.6% </B>
<tb> Fe203 <SEP> 11.3
<tb> A1203 <SEP> 74.0 After the batch has completely melted through, first the Fe-Si-Ti alloy that has formed and then the calcium alumina: t is tapped. About 900 kg of aluminate and 80 kg of metal were obtained.
The composition of the products was as follows:
EMI0002.0112
Calcium aluminate:
<tb> Si02 <SEP> <B> 1.88% </B>
<tb> TiO2 <SEP> 0.24%
<tb> Fe'203 <SEP> 0.40
<tb> A1203 <SEP> 66.56
<tb> Ca0 <SEP> 30.92
<tb> Fe-Si-Ti alloy:
<tb> Si <SEP> 21.56
<tb> Ti <SEP> 3.14%
<tb> Fe <SEP> 75.30 The great technical advantages that can be achieved by working according to the present process are shown by a comparison of the aforementioned products with products obtainable by known methods.
If, for example, bauxite of the above-mentioned composition is melted simultaneously with lime and coal in an electric furnace according to known methods, the dirdalkaluminate obtained in this way has the following composition
EMI0003.0009
Si02 <SEP> 7.15
<tb> Ti02 <SEP> 2.39
<tb> Fet0, <SEP> 0.83
<tb> A120, <SEP> 52.55
<tb> Ca0 <SEP> 37,
35 If you first want to create a melt of 96% bar of alumina by melting together bauxite and coal in a corresponding ratio and to add the required amount of lime to this melt, you get a product with the following composition:
EMI0003.0015
Si02 <SEP> 7.74%
<tb> TiO2 <SEP> 1.0
<tb> Fe2o, <SEP> <B> 0.51% </B>
<tb> A120, <SEP> <B> 57.48% </B>
<tb> Ca0 <SEP> 38.42% If one compares the investigation;
Findings of these products obtained according to the known process with the calcium aluminate obtainable according to the invention clearly illuminates the technical superiority of the present process, which is that according to it, particularly pure and high quality calcium aluminate is obtained, which is due to its high content of aluminum oxide and only a small amount of impurities.