CH198772A - Verfahren zur Herstellung von Magnesium durch Reduktion magnesiahaltiger Rohstoffe. - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Magnesium durch Reduktion magnesiahaltiger Rohstoffe.

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CH198772A
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  Verfahren zur Herstellung von Magnesium durch     Reduktion        magnesiahaltiger          Rohstoffe.       Zur Gewinnung von Magnesium durch  Reduktion     magnesiahaltiger    Rohstoffe ist  unter anderem auch die     Verwendung    eines       Lichtbogenofens    bereits vorgeschlagen wor  den.

   Dabei wurde vorgesehen, eine Mischung  von     Magnesiumoxyd    oder     Magnesiumkarbonat     mit Kohle, gegebenenfalls unter Zugabe von  Teer als Bindemittel, als Elektrode zu. ver  wenden, und in     einer    Wasserstoff- oder  Kohlenwasserstoffatmosphäre zu arbeiten,  wobei     Magnesiumdampf    und gleichzeitig  Wasserdampf gebildet und durch im Über  schuss verwendeten Wasserstoff aus dem  Ofen weggeführt werden sollte. Die Konden  sation des     Magnesiumdampfes    sollte unter  halb 1200   C erfolgen und das Metall so von  den übrigen Gasen     bezw.    dem Wasserdampf  getrennt werden.  



  Dieser Vorschlag stellte sich von vorn  herein als ein technisch hoffnungsloses Unter  fangen dar, da Magnesium bekanntlich so-    wohl durch Wasserdampf, wie auch durch       äas    bei der Reaktion einer kohlenstoffhalti  gen Elektrode sich notwendigerweise bildende       Kohlenstoffmonoxyd    alsbald     reoxydiert    wer  den musste.  



  Gegenstand der Erfindung ist ein Ver  fahren zur Herstellung von Magnesium  durch Reduktion von     magnesiahaltigen    Roh.  stoffen     im    elektrischen     Lichtbogenofen    mit  Hilfe von keine gasförmigen Oxydationspro  dukte liefernden     Reduktionsmitteln,        wie    z. B.

         Silizium        (Ferrosilizium)    und/oder     Aluminium     und andere, bei dem die fortlaufende     Ein-          führung    des Reaktionsgemisches in den  Ofen mittels einer metallischen, mit dem  Reaktionsgemisch gefüllten Hohlelektrode er  folgt und wobei die aus     Elektrodenende    und  Beschickung gebildete, als Ansatzstelle für  den Lichtbogen dienende Kuppe im Masse  ihrer     Abschmelzung    durch Nachschieben der  Elektrode     nachgestellt    wird,

        Die Umsetzung von Magnesia     bezw.          magnesiahaltigen    Rohstoffen mit Hilfe von  Silizium     (Ferrosilizium)    und/oder Aluminium  ist an sich bekannt. Soweit man aber für die  Durchführung dieser die Anwendung von  Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes  der Reaktionsrückstände, also das Arbeiten  mit flüssiger Schlacke, in Vorschlag brachte,  wurde die Verwendung eines elektrischen  Schachtofens vorgeschlagen, in dem das  Reaktionsgemisch zwischen einer eisernen  Bodenelektrode und einer     stabförmigen    Kopf  elektrode aus Kohle durch     Widerstandsbe-          heizung    zum Schmelzen     bezw.    auf die Reak  tionstemperatur gebracht wurde.

   Die Einfüh  rung des     Reaktionsgemisches    erfolgte dabei  durch eine seitliche Öffnung unterhalb des  Schlackenspiegels mit Hilfe eines sich     hin-          und    herbewegenden Kolbens.  



  Es hat sich nun überraschenderweise er  geben, dass die kontinuierliche Einführung  des Reaktionsgemisches mittels einer (bei  spielsweise in der Achse des Ofens, also  senkrecht zum Schlackenspiegel angeordne  ten) metallischen, vorzugsweise eisernen  Hohlelektrode möglich ist. Dabei kann die  Reaktion bereits im untersten Teil der Elek  trode beginnen, also dicht oberhalb der Über  gangsstelle des Stromes zum flüssigen  Schlackenspiegel     bezw.    der Ansatzstelle des  Lichtbogens unter Bildung einer     Verschluss-          kuppe    aus gesinterter Beschickung, die einer  seits ein Herabfallen der     darüberlagernden     Mischung in den Schlackensumpf auch ohne       Anwendung    besonderer Bindemittel verhin  dert,

   anderseits aber infolge ihrer verhält  nismässig guten Leitfähigkeit einen Strom  übergang     bezw.    ein Ansetzen des Licht  bogens auf der ganzen     Querschnittsfläche    der  Elektrode gewährleistet.  



  Die Vorteile dieses Verfahrens gegenüber  dem     bekannten    bestehen einmal darin, dass  die Reaktionszone frei über der Schlacken  schmelze steht, so dass die sich entwickeln  den     Magnesiumdämpfe    rasch und ungehin  dert entweichen     bezw.    in an sich bekannter  Weise durch einen Wasserstoffstrom aus  dem Ofen in den Kondensationsraum geführt    werden können.     Weiter    sind im Reaktions  raum keinerlei kohlenstoffhaltige Teile     (Gra-          phitelektroden)    vorhanden, so dass die Mög  lichkeit einer     Reoxydation    des gebildeten       Magnesiumdampfes    durch Kohlenoxyd voll  kommen entfällt.

   Endlich kann auch der  Nachschub des Reaktionsgemisches selbst  tätig im Masse der Nachstellung der Elek  trode unter Fortfall mechanisch bewegter.  schwierig abzudichtender     Teile    erfolgen, zu  mal die Reaktionsmischung in der Hohlelek  trode selbst abdichtend wirkt. Die Um  setzung erfolgt, wie die Erfahrung gezeigt       bat,    vollkommen ruhig und gleichmässig.  



  Die vorzugsweise gemahlene und gut ge  mischte Beschickung kann lose in die Hohl  elektrode eingefüllt werden. Ein Feststamp  fen oder die Zugabe besonderer Bindemittel  ist im allgemeinen nicht erforderlich; doch  können gegebenenfalls zweckmässig wasser  freie, anorganische Salze, insbesondere Chlo  ride wie     MgCl,    in geringen Mengen als  solche Verwendung finden.

   Im allgemeinen  erweist es sich als zweckmässig, im Interesse  einer einfachen     Entfernung    der     oxydischen          Reaktionsprodukte    aus dem Ofen auf eine  dünnflüssige,     abstechbare        Schlacke    hinzu  arbeiten, was am einfachsten dadurch ge  schieht, dass dem Reaktionsgemisch, ohne  Änderung des Verhältnisses zwischen Base       (M-0        bezw.        MgO        -I-        Ca0)    und Reduktions  mittel,

   beispielsweise des günstigsten Ver  hältnisses von 4     Mol        Base    auf 1     Mol    Sili  zium, Kieselsäure (Sand) oder Tonerde     bezw.     Ton, gegebenenfalls auch     Flussspat    zugesetzt  wird. Hierdurch wird gleichzeitig eine gute  Ausbildung der     Verschlusskuppe    am untern  Ende der Elektrode begünstigt. Auf eine Ab  bindung des Reaktionsgemisches mit den  sonst üblichen kohlenstoffhaltigen Stoffen  wie Teer, Pech und ähnlichen wird     jedoch          hewusst    verzichtet, um die Entstehung von  Kohlenoxyd unter allen Umständen zu ver  meiden.

   Während in Hohlelektroden geringe  ren Durchmessers die sich bei der Reaktion  ausbildende     Verschlusskuppe    ohne weiteres  imstande ist, die Last der     darüber    lagernden.  noch nicht     umgesetzten    losen Beschickung      zu tragen, erweist sich bei grösserem     Elek-          trodendurchmesser    die     Zumischung    metal  lischer Stoffe     bezw.    Einlagen (Magnesium-,  Eisen- oder Aluminiumspäne, Blechstreifen  und ähnliche) zur Beschickung zwecks Er  höhung des Zusammenhaltes derselben und  zur Verbesserung des     Lichtbogenansatzes    als  nützlich.  



  Die metallische Hohlelektrode selbst be  steht zweckmässig aus     Eisen    oder Aluminium  und wird im Masse des     Abschmelzens    am  untern Rande derselben     in    den Ofen vorge  schoben, wobei man sie     in    an sich bekannter  Weise durch Aufschweissen von Ergänzungs  stücken am obern Rande endlos verlängern  kann. Der Ofen kann     entweder    unter  Vakuum betrieben oder mit einer     In.ertgas-          atmosphäre    (Wasserstoff), zweckmässig un  ter geringem Überdruck, beschickt werden;  die sich am Boden     sammelnde    Schlacke und  das von der Elektrode abschmelzende Metall  werden zweckmässig von Zeit zu Zeit abge  stochen.

      <I>Beispiel:</I>    In einen mit einer Bodenelektrode aus  Eisen ausgerüsteten, geschlossenen elektri  schen Schachtofen, der vor Inbetriebnahme  mittels einer durch die Decke eingeführten  Kohleelektrode auf etwa 1200' vorgeheizt  wurde, wird ein mit der     Reaktionsmischung     gefülltes, zunächst am untern Ende mit einer  Blechscheibe verschlossenes     Eisenblechrohr     an Stelle der Kohlelektrode     eingeführt    und  mit der Stromleitung verbunden.

   Die fein  gemahlene     Reaktionsmischung    besteht     aus     25 Teilen     Ferrosilizium        (90%ig)    und 100  Teilen gebranntem     Dolomit    mit<B>38%</B>     MgO     und 10 Teilen Kieselsäure (Sand). Bei     An-          legung    einer Spannung von 50 Volt     tritt    so  fort     Lichtbogenbildung    ein, und es findet ein  kontinuierliches Abschmelzen der Elektrode  unter gleichmässiger     Entwicklung    von Mag  nesiumdampf statt.

   Die Hohlelektrode wird  im Masse des Verbrauches nachgestellt, der  art, dass die Stromstärke auf möglichst  gleichmässiger Höhe gehalten wird. Gleich  zeitig     wird    dem Ofen     durch    eine seitliche    Zuleitung Wasserstoff zugeführt; die sich  entwickelnden     Magnesiumdämpfe        werden     durch diesen in einen     Kondensationsraum     geführt, wo sie in an sich bekannter Weise  zu metallischem     Magnesium    verdichtet wer  den. Auf 100 Teile     Dolomit    ergab sich eine  Ausbeute von 16 Teilen metallisches Magne  sium. Der Stromverbrauch belief sich auf  12,5     KWh    pro kg Mg.

   Die sich bildende  Schlacke bestand im wesentlichen aus Cal  ciumsilikaten und enthielt nur noch wenige       Prozent        Mg0.     



  Die     Einführung    der Beschickung in elek  trische Ofen durch eine Hohlelektrode aus  Kohlenstoff ist an sich bekannt. Bei der be  kannten Arbeitsweise vollzieht sich jedoch  die Umsetzung der Beschickung, die durch  die Elektrode als loses Gemisch in kontinuier  lichem Strom in den Ofen eingeführt wird,  im Ofenherd, so dass die Hohlelektrode im  übrigen lediglich als Stromzuführung dient  und entsprechend auch nur im Masse ihres  Verbrauches als solche nachzustellen ist. Im  Gegensatz hierzu ist bei dem vorliegenden  Verfahren die Hohlelektrode metallisch, wo  bei der metallische     Elektrodenmantel    an der  Ansatzstelle des Lichtbogens mit der Be  schickung ein einheitliches Ganzes bildet, so.

    dass alsdann     eine    Nachstellung der Elektrode  entsprechend der abgeschmolzenen Menge der  aus Beschickung und     Elektrodenende    gebil  deten Kuppe erfolgen muss.

Claims (1)

  1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Magne sium durch Reduktion von magnesiahaltigen Rohstoffen im elektrischen Lichtbogenofen mit Hilfe von keine gasförmigen Oxydations produkte liefernden Reduktionsmitteln, da durch gekennzeichnet, dass die fortlaufende Einführung des Reaktionsgemisches in den Ofen mittels einer metallischen, mit dem Reaktionsgemisch gefüllten Hohlelektrode erfolgt und dass die aus Elektrodenende und Beschickung gebildete, als Ansatzstelle für den Lichtbogen dienende Kuppe im Masse ihrer Abschmelzung durch Nachschieben der Elektrode nachgestellt wird. UNTERANSPRÜCHE: 1.
    Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet. dass dem Reaktionsge misch den Zusammenhalt der Elektroden füllung erhöhende Stoffe zugesetzt wer den. ?. Verfahren nach Patentanspruch und Un- t:era.nspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Reaktionsgemisch anorganische Salze zugesetzt werden. 3. Verfahren nach Patentanspruch und den Unteransprüchen 1 und 2, dadurch ge kennzeichnet, dass man dem Reaktions gemisch Chloride zusetzt. 4. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man dem Reaktionsgemisch metal lische Beimischungen zusetzt. 5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass dem Reaktionsge misch schmelzpunktserniedrigende Stoffe zugesetzt werden.
    6. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man als schmelzpunktserniedrigenden Stoff Kieselsäure verwendet. 7. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man als schmelzpunktserniedrigenden Stoff Tonerde verwendet. B. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass man als schmelzpunktserniedrigenden Stoff Flussspat verwendet.
CH198772D 1935-12-11 1936-09-17 Verfahren zur Herstellung von Magnesium durch Reduktion magnesiahaltiger Rohstoffe. CH198772A (de)

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