DE1417884C - Verfahren zur Herstellung von mindestens 99,5 iS-igem Aluminiumoxid - Google Patents

Claims (1)

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Bekanntlich kann man Aluminiumerze, insbe- Titanborid gegebenenfalls mit anderen Verunreini-

sondere Bauxit, auf carbothermischem Wege in ver- gungen vom Aluminiumoxid abtrennt. Die Menge

hältnismäßig reinen Korund überführen. Das Erz an zuzusetzender Borverbindung kann das 1- bis

wird dabei nach bekannten Verfahren in entwässertem 2fache der für Titan in Titanborid stöchiometrisch

Zustand im elektrischen Ofen mit Kohle eingeschmol- 5 erforderlichen Menge betragen,

zen und längere Zeit im Schmelzzustand gehalten, Als Borverbindung wird bevorzugt: wasserfreies

damit die anwesenden fremden Oxide, insbesondere Borax, Borsäure, Borcarbid und Borazit (2 Mg₃B₈O₁₅ ·

diejenigen des Eisens, Siliciums und Titans, reduziert MgCl₂).

werden. Falls der Eisengehalt des Bauxits im Ver- Es sei noch erwähnt, daß das titanfreie Aluminium-

hältnis zu dem Gehalt an Silicium plus Titan zu io oxid z. B. ein ausgezeichnetes Rohmaterial für die

gering ist, kann man so viel Eisen hinzufügen, daß Aluminiumgewinnung ist.

sich die erwünschten Eisenlegierungen — vor allem Die Erfindung wird an Hand des folgenden Bei-

Ferrosilicium — bilden, die auf einfache Weise, z. B. spiels näher erläutert,

magnetisch oder durch Dekantieren entfernt werden .

können. Die Schmelze kann in Blöcke abgegossen 15 Beispiel

oder mit Druckluft zerstäubt werden. Dabei wird In einem einphasigen 150-kW-Ofen wurde ein

gleichzeitig gegebenenfalls vorhandener Überschuß Gemisch aus 100 kg Bauxit mit einem Gehalt an

an Kohle und/oder eventuell gebildetes Carbid oxydiert. 70 °/₀ Al₂O₃, 18 % Fe₂O₃, 7 % SiO₂ und etwa 5 % TiO₂

Das Verfahren, das ursprünglich bei Temperaturen und 8 kg Kohle sowie 1,75 kg Magnesiumoxid (80°/oig)

unter 2000⁰C durchgeführt wurde, läßt sich gemäß *o gefüllt und bei einer Temperatur von 2100 bis 2200⁰C

einem Vorschlag des Erfinders dadurch verbessern, eingeschmolzen, die Schmelze enthielt 94 bis 95%

daß man der bei einer Temperatur zwischen 2100 Al₂O₃. Einige Stunden vor dem Abguß wurden zur und 2200⁰C mit einem geringen KOhIeUbCrSChUB₁ Vervollständigung der Reduktion 3 bis 4 kg Kohle

über die zur Reduktion des Eisenoxids und Silicium- zugesetzt.

oxids notwendigen Menge und gegebenenfalls einer Ma- 35 Nun wurden 60 kg auf 1000 kg Schmelze nicht-

gnesiumverbindung als Flußmittel bereiteten Schmelze oxydierte Eisendrehspäne zugesetzt, welche die suspen-

nachträglich noch so viel Kohle zufügt, daß diese dierten Tröpfchen von Ferrosilicium zu Boden drücken,

in einem 35- bis 50°/oigen Überschuß über die zur Schließlich wurde kurz vor dem Abguß noch etwa

Reduktion des Eisen- und Siliciumoxids nötige Menge 1,5 kg Borsäure — also 15 kg/t Schmelze ■>— zugesetzt

vorhanden ist, worauf man das gebildete, in der 30 und nach einer Rastzeit von etwa 10 Minuten ab-

Schmelze suspendierte Ferrosilicium durch Zufügen gegossen.

von etwa 6% reinem Eisen z.B. als Drehspäne ab- Die Oxydation der überschüssigen Kohle und des scheidet. Auf diese Weise ist es gelungen, einen Korund in Spuren gebildeten Aluminiumcarbids wurde gleichmit 99,5 Gewichtsprozent und mehr Al₂O₃-Gehalt zeitig mit einer Granulierung des Endproduktes dazu erhalten, während man nach dem erwähnten frühe- 35 durch erreicht, daß man einen starken Preßluftstrom ren Verfahren über einen Reinheitsgrad von 97% über bzw. durch den Gießstrahl bläst,
nicht hinauskam. Nach Oxydation der überschüssigen Kohle und

Gewisse Schwierigkeiten ergaben sich allerdings der gebildeten Aluminiumcarbidspuren und Granulain Fällen, wo der Titangehalt des Ausgangsmaterials tion mit Preßluft zeigt das Aluminiumoxid folgende (meist Bauxit) relativ hoch war. Während sich höhere 40 Analysenwerte:
Siliciumgehalte ohne weiteres durch Eisenzusatz g: . q qc₀/

korrigieren ließen, war dies beim Titan nicht immer p_e q'q4 ₀/°

der Fall, so daß bei titanreichen Bauxiten der Reinheits- j- q'q4 ₀/°

grad des erhaltenen Aluminiumoxids schlechter war. q_&q " 0*20 °/°

Es ist bereits bekannt, reine Metallboride, wie 45 MeO 1*8 °/

Titanborid, durch Umsetzung von reinem Titandioxid Al O 978 °/°

mit Borcarbid und Kohle bei Temperaturen von bis ^{2 3} ' °

zu 2000⁰C herzustellen. Hierbei kommt es auf die Patentansprüche·

Reinheit des als Ausgangsmaterial verwendeten Titan-

dioxids an; es handelt sich also um eine Synthese und 50 1. Verfahren zur Herstellung von mindestens

nicht um ein Reinigungsverfahren. 99,5%igem Aluminiumoxid durch Reduktion von

Es wurde nun festgestellt, daß man das bei relativ Aluminiumerzen mit bestimmten Mengen überhohem Titangehalt des Ausgangsmaterials etwa noch schüssiger Kohle im elektrischen Ofen bei 2100 in der Aluminiumoxidschmelze vorhandene Titan so bis 2200⁰C, Entfernen der in der Al₈O₃-Schmelze gut wie restlos entfernen kann, wenn man der Schmelze 55 suspendierten Ferrosiliciumtröpfchen durch Zueine Borverbindung zusetzt. Die Erfindung betrifft gäbe von Eisen und Oxydation von überschüssiger daher ein Verfahren zur Herstellung von mindestens Kohle und in Spuren gebildetem Aluminium-99,5%igem Aluminiumoxid durch Reduktion von carbid durch Einwirkung von sauerstoffhaltigen Alummiumerzen mit bestimmten Mengen überschuss!- Gasen auf den Gießstrahl, dadurch gekennger Kohle im Elektroofen bei 2100 bis 2200⁰C, Ent- 60 zeichnet, daß man der Schmelze vor dem fernen der in der Aluminiumoxidschmelze suspendier- Vergießen eine zur Bildung von Titanborid (TiB₂) ten Ferrosiliciumtröpfchen durch Zugabe von Eisen fähige Borverbindung zusetzt und das gebildete und Oxydation von überschüssiger Kohle und Spuren Titanborid gegebenenfalls mit anderen Verunreivon gebildetem Aluminiumcarbid durch Einwirkung nigungen vom Aluminiumoxid trennt,
von sauerstoffhaltigen Gasen auf den Gießstrahl 65 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch ge- und ist dadurch gekennzeichnet, daß man der Schmelze kennzeichnet, daß man als Borverbindung wasservor dem Vergießen eine zur Bildung von Titanborid freies Borax, Borsäure, Borcarbid oder Borazit (TiBg) fähige Borverbindung zusetzt und das gebildete (2 Mg₃B₈O₁₅ · MgCl₂) verwendet.