Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Gewinnung von Magnesium. Bei der Gewinnung von Magnesium in grösserem Massstube durch thermische Reduk tion von magnesiumhaltigen Rohstoffen mit Hilfe von Reduktionsmitteln wie Aluminium, Silizium u. a. bei Temperaturen oberhalb des Siedepunktes des Magnesiums und nach folgender Kondensation der Magnesium dämpfe wurde beobachtet, dass insbesondere bei den tieferen Temperaturen des in Frage kommenden Temperaturbereiches die Reak tion nur langsam fortschreitet und zuweilen sogar vorzeitig zum Stillstand kommt. trotz dem an sich auf Grund von Laboratoriums versuchen auch bei diesen tieferen Tempera turen ein glatter und vollständiger Ablauf der Reaktion zu erwarten war.
Die Untersuchung der Reaktionsvorgänge hat nun zu der Erkenntnis geführt, dass der langsame bezw. unvollständige Reaktionsver- Iauf zu einem wesentlichen Teil durch die Tatsache bedingt wird, dass die verhältnis mässig schweren Magnesiumdämpfe bei tie- fen Temperaturen, bei denen der Dampfdruck des reduzierten Magnesiums noch gering ist, sich über dem Reaktionsgemisch ansammeln und so dem Fortgang der Reaktion entgegen wirken.
Diese Ansammlung von Magnesium dampf über der Reaktionsmasse wird, wie Versuche gezeigt haben, auch nicht etwa da durch verhindert, dass man in an sich bekann ter Weise zwecks Aufrechterhaltung einer inerten Reaktionsatmosphäre einen langsamen Strom von Wasserstoffgas durch den Reak tionsraum hindurchleitet, solange dieser Strom nicht unmittelbar die Reaktionsmasse durchspült, sondern, wie meist der Fall, nur die obern Teile des Reaktionsraumes durch strömt;
denn die Diffusionsgeschwindigkeit der beiden Gase ist nur gering, und der Mag nesiumdampf neigt infolge seines mehr als zwölfmal höheren spezifischen Gewichtes dazu, nach Art eines Bodennebels über der Reaktionsmasse liegen zu bleiben.
Erfindungsgemäss kann eine rasche und vollständige Umsetzung des Reaktionsgemi sches in technischem Massstabe auch bei ver hältnismässig tiefen Temperaturen erzielt werden, indem der entwickelte Magnesium dampf im Masse seiner Entstehung aus der eigentlichen Reaktionszone alsbald entfernt wird. Diese Entfernung des Magnesiums dampfes kann auf verschiedene Weise erfol gen, wobei es sich als zweckmässig erweist, die nachstehenden, als nutzbringend genann ten Massnahmen miteinander zu vereinigen.
Beispielsweise kann durch Aufrechterhal tung eines kräftigen inerten Gasstromes, der die Reaktionsmasse unmittelbar bestreicht und sie vorzugsweise durchspült, und dessen Geschwindigkeit die für die blosse Aufrecht erhaltung einer inerten Atmosphäre erforder liche Grösse im allgemeinen wesentlich über schreitet, eine rasche Entfernung bewirkt werden.
Diese Entfernung kann noch da durch unterstützt werden, dass man die Re aktionsmasse, die bei einem kontinuierlichen Verfahren durch den Ofen hindurchgeführt wird, in verhältnismässig dünner Schicht von grosser Flächenerstreckung auf einer geneig ten Unterlage anordnet, derart, dass die ent wickelten Magnesiumdämpfe, ihrer eigenen Schwere folgend, von selbst, und zwar vor zugsweise in Richtung des Materialflusses abwärts fliessen.
Gemäss einem besonderen Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Unterlage für das Reaktionsgemisch aus einer einmal zweckmässig elektrisch beheiz ten, siebartig durchlöcherten Platte aus hitze beständigem Werkstoff, durch deren Öff- nungen die Magnesiumdämpfe nach unten austreten können, während die zweckmässig in brikettierter Form zur Anwendung ge langende ausgebrauchte Reaktionsmasse, ge gebenenfalls durch schräge Anordnung des Siebes in Verbindung mit einer Rüttelbewe gung derselben, in seitlicher Richtung abge führt wird.
Dabei wird der Austritt der Magnesiumdämpfe nach unten durch Auf rechterhaltung des in diesem Falle nur mässi gen Stromes eines inerten Gases durch das Sieb hindurch wesentlich unterstützt.
Die hohe Strömungsgeschwindigkeit des inerten Gases und damit auch der von ihm fortgeführten Magnesiumdämpfe kann ferner ohne erhebliche Vermehrung der umzuwäl zenden Inertgasmenge, die bei der Konden sation der Metalldämpfe störend wirken würde, in besonders vorteilhafter Weise da durch erreicht werden, dass der Querschnitt des Reaktionsraumes, durch den die inerten Gase hindurchströmen, möglichst gering be messen wird.
Von besonderem Vorteil er weist sich dabei eine Ausbildung des Reak tionsraumes derart, dass er einen Querschnitt von verhältnismässig grosser Breitenerstrek- kung und geringer Höhe erhält, wobei die Reaktionsmasse auf dem breiten Boden in verhältnismässig geringer Schichthöhe aus gebreitet und fortgefördert wird.
Es ist natürlich sehr vorteilhaft, die für die Fortführung der Magnesiumdämpfe be nötigten Spülgasmengen wieder zu verwen den. Zu diesem Zweck kann das inerte Gas nach Befreiung von seinem Magnesiumgehalt durch Kondensation dem Reaktionsraum im Kreislauf wieder zugeführt werden.
Dabei hat es sich als möglich erwiesen, ohne wesent liche Beeinträchtigung des Wirkungsgrades auf eine restlose Kondensation der Magne- siumdämpfe, die eine insbesondere in wärme technischer Hinsicht ungünstige und um ständliche Behandlung des Gases erforderlich machen würde, zu verzichten. Es genügt vielmehr, für die Kondensation eine verhält nismässig starke Vergrösserung des Strö mungsquerschnittes vorzusehen und auch die Abkühlung in mässigen Grenzen zu halten.
Die Förderung des Gaskreislaufes kann dabei durch eine zweckmässig zwischen dem Kon densationsraum und der Wiedereintrittstelle des inerten Gases in die Reaktionskammer angeordnete Fördervorrichtung (Pumpe oder dergl.) erfolgen.
Jedoch bedient man sich, gegebenenfalls in Verbindung mit einer sol chen Vorrichtung, für die Umwälzung der Gase zweckmässig des schweren Magnesium dampfes selber, indem man die Ableitung der Reaktionsgase in Richtung nach unten verlegt und die Kondensation des Magne siums an der untersten Stelle des Kreislaufes anordnet, wodurch eine mehr oder weniger automatische Umwälzung der Gase erfolgt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungs beispiel eines zur Ausführung des Verfahrens dienenden Ofens schematisch dargestellt; wo bei Fig. 1 einen Längsschnitt und Fig. \? einen Querschnitt durch den Ofen nach der Linie A-B der Fig. 1 darstellt.
1 ist ein Muffelofen, dessen lichter Quer schnitt im Verhältnis zu seiner Breiten erstreckung niedrig gehalten ist, und in dem eine siebartig durchlöcherte Unterlage 2 an geordnet ist, die vermittels einer Kurbel scheibe 3 in an sich bekannter Weise in rüt telnde Bewegung versetzt werden kann. Die Beheizung des Reaktionsraumes erfolgt durch möglichst dicht über der Siebplatte angeord nete, als Heizwiderstände ausgebildete Strah lungselemente 4.
Das Reaktionsgut wird dem Sieb \? durch das mit einer Schleusenvorrich tung ausgestattete Einfüllrohr 5 zugeführt, während der Austrag der ausgebrauchten Reaktionsmasse bei 6 erfolgt. 7 sind Wasser stoffzuleitungen, die ebenfalls nahe oberhalb der Siebplatte 2 münden, und durch die ein Strom von Wasserstoff unmittelbar auf die Siebplatte gerichtet wird.
Während die grö beren Stücke der ausgebrauchten Reaktions masse die Siebplatte seitlich verlassen, tritt der mit dem entwickelten llagnesiumdampf beladene Wasserstoff zunächst nach unten durch die Siebplattenlöcher aus und strömt alsdann der Kondensationsanlage 8 zu, wo er von seinem Magnesiumgehalt befreit wird.
Der zurückbleibende Wasserstoff wird dann ,vermittels der Pumpe 9, die die durch die schweren Magnesiumdämpfe bedingte Um wälzung des Gases unterstützt, wiederum den Zuleitungsrohren 7 zugeführt. Der durch die Siebbodenlöcher hindurchtretende Abrieb des Reaktionsgemisches wird dagegen nicht mit dem Wasserstoffstrom nach 8 fortgelei- tet, sondern rieselt über den Grat 10 seitlich in die zweckmässig beheizten Sammelgefässe 11, wo er von Zeit zu Zeit entfernt wird. Aus der Kondensationskammer 8 wird das kon densierte Magnesium nach Bedarf durch die Öffnungen 12 im flüssigen Zustande "abge zogen.