Verfahren zur Überführung schmelzflüssigen Stoffen in feinverteilte Form. Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zur Überführung von schmelzflüssigen Stoffen, wie Metallen, Metallegierungen, metallurgischen Zwischenprodukten und Ab fallprodukten, schmelzbaren Verbindungen, schmelzbaren Naturprodukten und andern Stoffen, in feinverteilte Form unter Ver wendung schnell umlaufender Scheiben als Zerteilungsmittel für die Schmelzen.
Der Verarbeitung gemäss Erfindung kön nen edle bezw. edlere Metalle, wie Gold, Sil ber, Kupfer und dergl., weniger edle Metalle, wie z. B. Eisen, Nickel, Blei, Aluminium, Magnesium, Natrium, ferner die verschieden sten Legierungen, insbessondere auch so genanntes Scheidgut unterworfen werden. Von erfindungsgemäss verarbeitbaren schmelz baren Verbindungen seien beispielsweise Bleiglätte, Natriumhydroxyd, Zinkchlorid, Zinnchlorid, Ammoniumnitrat. Naphthalin genannt. Als metallurgische Zwischenpro dukte kommen u. a. Roh- oder Werkmetalle. Glätten, Steine, Speisen, als weitere Aus- gangsstoffe z. B. schmelzflüssige Schlacken in Betracht.
Die Überführung des schmelzflüssigen Ausgangsmaterials in fein zerteilte Form er folgt erfindungsgemäss durch Aufbringen der Schmelze auf schnell umlaufende Scheiben, wobei durch Zuführung von Kühlmedien, wie Flüssigkeiten, Gasen, oder beiden, in die Zerstäubungszone für eine rasche Abkühlung der aus der Schmelze entstehenden Teilchen Sorge getragen wird.
Hierbei wird vorteilhaft so verfahren, dass das Kühlmedium direkt in die Zerteilungs zone eingespritzt oder eingeblasen wird.
Ausgezeichnete Ergebnisse werden erzielt, wenn man gleichzeitig mit dem schmelzflüs- -sigen Material Kühlflüssigkeit, z. B. durch Aufsprühen .auf die umlaufende Scheibe bringt und sie zusammen mit der Schmelze versprüht. Hierdurch wird die umlaufende Scheibe gekühlt,
.durch die gegebenenfalls explosionsartige Verdampfung der Küh.lflüg- sigkeit die Zerteilung der Schmelze begün.- stigt und eine v orteilhaf t wirkende Dampf atmosphäre im Zerteilungsraum erzeugt. Man kann gegebenenfalls auch noch die Wandun gen des Zerstäubungsraumes kühlen oder das versprühte Material in Fliissigkeiten auf fangen, oder beide Massnahmen vorsehen.
Man verfährt zum Beispiel derart, dass man die Schmelze, z. B. eine Silber-Kupfer- Legierung, in dünnem Strahl auf die schnell umlaufende, in einen verschliessbaren Beläl- ter eingebaute Scheibe auflaufen läisst, wäh rend gleiehzeitig Kühlwasser, z. B. mit Hilfe von Düsen, auf die Scheibe gesprüht wird. Unter der Wirkung der Zentrifugalkraft wird die auf die Scheibe auftreffende Schmelze in feine oder feinste Teilchen zer rissen. Ja nach Umlaufgoschwindigkeit der Scheibe. Dicke des Giessstrahls bezw. der Giessstrahlen der Schmelze. Auflaufgeschwin digkeit (Fallhöhe), Viskosität der Schmelze usw. kann man den Vorgang z. B. mit Bezug auf deu Feinheitsgrad des Produktes weit gehend regeln.
Durch das Aufspriihen von Kühlwasser wird die Zerteilung der Schmelze begünstigt, die Scheibe gekühlt und infolge Vernebelung und Zerstäubung des Kühl mediums eine Dampfatmosph2re erzeugt, durch welche die durchfliegenden Teilchen gekühlt werden und ein Ansetzen von Teil chen an den Behälterwänden verhindert wird. In Sonderfällen kann man die Wirkung noch durch Massnahmen, wie Beregnen oder Be sprühen des Zerstäubungraumes mit Kühl wasser, Berieseln der Wandungen und dergl. verbessern. Der untere Teil ges Behälters kann als Wasserbassin ausgebildet sein, in dem die Teilchen aufgefangen und vollends abgeschreckt werden.
Das Wasser kann kon tinuierlich oder diskontinuierlich abgeführt und durch Frischwasser ersetzt werden.
Bei Verarbeitung von Legierungen der vorstehend genannten Art kann man den Zer teilungsvorgang z. B. so regeln, dass das Pro dukt in Teilchengrössen anfällt welche prak tisch vollständig durch ein Siel gehen, das mindestens 50 Maschen pro cm2 aufweist. Derartiges Material ist ausserordentlich leicht aufarbeitbar, z. B. durch Rösten, Heraus- lisen des Kupfers durch Sclwefelsäüre und Z usammenschmelzen des Silbers, wobei ein Silber von hohem Reinheitsgrad erhalten wird.
Bei Verarbeitung von Scheidgut hat es sieh als vorteilhaft erwiesen vor oder nach der Zerteilung der Schmelze Schwefel oder Schwefel enthaltende Stoffe, z. B. Sulfide, vorzugsweise in Mengen von etwa S bis 10%, zuzufügen. Hierdurch erhält man poröse, spröde, für die Weiterverarbeitung besonders geeignete Produkte.
Nach einer Ausführungsform der Erfin- dlung wird durch Leiten eines kühlend wir kenden Gasstromes oder kühlend wirkender Gasströme durch die Zerstäubungszone für möglichst rasche Abkühlung der Teilchen Sorge getragen und gegebenenfalls ein zu rascbes Berühren der Teilchen mnit festen Flä- elen verhindert. Der Gasstrom kann dabei auch gleichzeitg zur Kühlung von Appa rateteilchen, insbesondere der umlaufenden Scheibe dienen.
Man verfährt vorteilhaft der art, dass man den Gasstrom in der Nähe, ge gebenenfalls unnmittelbarer Nähe der um- Seheibe bezw. der Auftreffstelle der Schmelze lauf die Scheibe zufuhrt, oder dass man durch Einblasen von Kühlgas, in die Schmnlze beim Auftreffen derselben auf die Scleibe oder unmittelbar vorher die zer teilende Wirkung der unlaufenden Scheibe unterstützt. Zur Einführung des Gases in den Zerstüibungsraun bezw. zum Ein mischen bezw. Einblasen von Gas in die Schmelze kann man sieh üblicher Vorrichtun gen, wie Injektoren, 7erstäuber oder dergl. bedienen. Selbstverständlich kann man die umlaufende Scheibe auch noch durch andere Mittel gegen den Angriff der Beissen Schmelze schützen, z.
B. derart dass man sie hohl aus bildet und durch eine Hohlwelle Kühlwasser in da.; Innere der Scheibe einführt.
i3esonders gute Wirkungen werden er zielt, wenn man die Kühlung durch ver einigte Anwendung von Kühlflif.ssigkeit und Kühlgas bewirkt, z. B. derart, dass Kühl- wie oben lx schrieben, auf di; umlaufende Scheibe aufgebrachA und gleieh- zeitig mit der Schmelze versprüht wird und ausserdem noch Kühlgas in der vorstehend be schriebenen Weise in den Zerteilungsraum eingeführt wird.
Nach einer Ausführungsform wird der Gasstrom derart und mit solcher Geschwin digkeit durch die Zerstäubungszone geführt, dass nicht nur eine Kühlwirkung ausgeübt wird, sondern gleichzeitig auch das von der Scheibe abgeschleuderte feinverteilte Güt durch den Gasstrom weitergführt wird. Hierdurch ist es möglich, die Zeitdauer zwi schen dem Übergang der Schmelze in fein- verteilten Zustand und dem Auffangen des feinverteilten Gutes in gewünschter Weise zu erhalten und dadurch eine zu rasche Be rührung der Teilchen mit festen Wänden oder ein zu rasches Absetzen derselben zu verhindern. Man kann z.
B. auch so arbeiten, dass die Teilchen oder Teile terselben mit Hilfe des Gasstromes in mit dem Zerstäu bungsraum in Verbindung stehende Absetz- bezw.Sammelräume getragen werden. Hier durch kann man die Teilchen nach Art der Windsichtung in einzelnen Fraktionen ge winnen.
Als Kühl- und Trägergase kann man z. B. Stickstoff, Kohlensäure, Wasserstoff, Gene ratorgas, Leuchtgas, und dergl. verwenden.
Wenn die Ausgangsstoffe bei dem Zer teilungsvorgang chemische Veränderungen nicht erfahren sollen, sind selbstverständ lich inerte Kühlmittel (Kühlflüssigkeiten und,-oder Kühlgaue) anzuwenden. So kann man z. B. bei Verarbeitung von Steffen, z. B. ge wissen Metallen oder Legierungen, welche die Neigung haben, mit Wasser zu reagieren, als Kühlflüssigkeit inerte Flüssigkeiten, wie z. B. Benzol oder dergl. verwenden. Das Verfahren kann u. a. mit Vorteil zur Herstellung von Metallpulvern, z. B. Eisenpulver, verwendet werden. Bei Verarbeitung unedler Metalle empfiehlt sich, hierbei das Zerstäuben in inerter Atmosphäre vorzunehmen.
Die Erfindung eignet sich zur Überfüh rung der Ausgangsschmelzen in Teilchen, welche sich durch besondere Löslichkeit und Reaktionsfähigkeit auszeichnen. So benötigt man z. B. für die Umwandlung gewöhnlicher Kupfer-Granalien in Kupfersulfat eine ver hältnismässig starke Schwefelsäure und ver hältnismässig lange Zeit. Dagegen kann man erfindungsgemäss aus Kupferschmelze ge wonnene Kupferpartikelchen mit schwächerer Schwefelsäure in verhältnismässig kurzer Zeit in Sulfat überführen.
Nach einer Ausführungsform der Erfin dung wird der Zerteilungsvorgang in Gegen wart von festen Stoffen, wie Kohlenstaub, Russ, Salzen, z. B. Alkalichloriden usw. vor genommen. In diesem Falle empfiehlt es sich, die festen feinverteilten Stoffe zusammen mit Gasmoder Gasgemischen, z. B. Luft, in die Zerstäubuugszone einzuführen. In ge gebenen Fällen kann man auch feste Zusatz stoffe zusammen mit der Schmelze einführen.
Hau kann die Bedingungen so wählen, dass die Zusatzstoffe, z. B. Kohlenstaub, in innige Mischung mit dem zerstäubten Gut, z. B. metallurgischen Zwischenprodukten, gebracht werden. Solches Mischgut kann als dann in üblicher Weise, z. B. in Schacht-, Flamm-, Muff elöf en, Destill ationsretorten usw. weiterverarbeitet werden.
Das Zerteilungsverfahren gemäss Erfin dung und die verschiedenen, vorstehend be schriebenen Ausführungsformen und weite ren Ansbildungen desselben eignen sich u. a. auch für die Verarbeitung von schmelzbaren, natürlich vorkommenden :Stoffen, wie Erzen, Mineralien, Gesteine, Magmen.
Laven und dergl., sowie von Gemischen verschiedener schanelzflüss.iger bezw. in Schmelzfluss über führbarer Ausgangsstoffe. So kann man z. B. verschiedene Ausgangsstoffe zusammen- schmelzen und durch den Zerteiltingsvorgang innige Mischungen der verschiedenen Be standteile in Form kleiner oder :kleinster Teilchen gewinnen.
Erfindungsgemäss in feinverteilten Zu stand übergeführte Stoffe, wio Pulver aus Metallen, Legierungen und dergl., sind u. a. auch ausgezeichnet geeignet für die Herstel lung von Körpern auf metallkeramischem Wege. Man kann z. B. derartige Pulver ge- gebenenfalls unter Beimischung von Zusatz stoffen, wie z. B.
Metalloide, Kohlenstoff, Silizium, Bor, Oxyde, Carbide, Sulfide, Sili- zide, Bimsstein, Glas, Porzellan, Phenolform- aldehy dharze usw., durch kaltes oder warmes Verpressen in Formkörper von gewünsclter Gestaltung überführen. Hierbei kann man mit Vorteil derart verfahren, dass man Zu satzstoffe in der oben geschriebenen Weise in den Zerteilungsv organg einführt. Auf diese Weise kann man z. B. Teilchen erhalten. die metallische und nichtmetallische Bestand teile enthalten und diese zum Aufbau der Presskörper verwenden.