DE205789C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

^PATENTSCHRIFT

— te 205789-KLASSE 40 c. GRUPPE

EMILIEN VIEL in RENNES, Frankr.

oder Legierungen.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 29. August 1907 ab.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Darstellung von reinem Chrom aus Handelsferrochrom oder einem natürlichen eisenhaltigen Chromoxyd, wie dem Chromit.
Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß das reine Chrom aus seinen Verbindungen oder Legierungen abgetrennt wird, indem man diese auf sehr hohe Temperatur in Gegenwart eines Calcium- oder Aluminiumsilikates oder

ίο den Bestandteilen eines derartigen Silikates (Kieselsäure und Kalk oder Kieselsäure und Tonerde) in der Weise erhitzt, daß ein Eisenkalk oder Eisen-Tonerde-Doppelsilikat gebildet wird, das leicht schmelzbar ist und ein geringeres spezifisches Gewicht als das reine Chrom besitzt, so daß dieses durch einfaches Abgießen gewonnen werden kann. Bei der Anwendung eines Oxydes, wie Chromit, ist es zur Abscheidung eines Teiles des darin enthaltenen Chroms notwendig, gleichzeitig mit dem Alkalierdsilikat o. dgl. ein Reduktionsmittel wie die Kohle anzuwenden. Die angewandte Menge Kohle oder Reduktionsmittel überhaupt muß so gering sein, ' daß keine Reduktion der Oxyde des Eisens, Mangans und anderer Metalle statt-, findet. Unter diesen Bedingungen erhält man immer Doppelsilikate von Eisen und Kalk, von Mangan und Kalk usw.; es verbleibt das Oxyd von freiem Chrom, und ein Teil des Chroms scheidet sich als reines Chrom ab.

Das Verfahren wird in der Praxis in folgender Weise ausgeführt:

Wenn man Handelsferrochrom behandeln will, das 60 bis. 68 Prozent Chrom und 8 bis 12 Prozent Kohlenstoff sowie Verunreinigungen, wie Mangan, Magnesia, Tonerde usw., enthält, zerkleinert man das Produkt und bringt es in einen elektrischen Ofen, in dem man es mit einer geeigneten Menge Kieselsäure und Kalk oder fertig gebildetem Calciumsilikat vermischt. Wenn man ein bereits fertig gebildetes Calciumsilikat anwendet, fügt man einen Überschuß von freiem Kalk zu, der den Kohlenstoff bindet, indem er damit Calciumcarbid bildet. Man erhitzt dann sehr hoch (wenig-stens 3500⁰) ungefähr 5 Minuten lang. Es bildet sich ein Eisen- und Kalk-Doppelsilikat, andere Doppelsilikate von Kalk und Mangan usw., die mit dem Calciumcarbid oben schwimmen. Das dichtere reine Chrom sammelt sich auf dem Boden des Ofens, und man läßt, um es zu sammeln, die ganze Masse in eine sehr tiefe Gießform einfließen und erkalten. Man findet dann am Boden des Tiegels metallisches Chrom, während die Silikate an der Oberfläche bleiben.

Um ein natürliches Oxyd, wie den Chromit (FeO Cr₂O₃), zu behandeln, das außerdem als Verunreinigungen Oxyde von Eisen, Mangan US.W. enthält, zerkleinert man das Erz und fügt die gewünschte Menge Calciumsilikat oder Kieselsäure und Kalk im Überschuß hinzu. Dann versetzt man die Masse mit einer Menge Kohle, die so gering ist, daß nur ein Teil des Chromoxydes reduziert wird, und die Oxyde des Eisens, Mangans und anderer Metalle

nicht reduziert werden, so daß sie mit dem Kalk und der Kieselsäure Doppelsilikate bilden können.

Wie bei dem ersten Beispiel arbeitet man im elektrischen Ofen. bei' einer Temperatur von etwa 3500° C. und unterbricht die Operation nach 5 Minuten, um die Zersetzung der gebildeten Silikate zu vermeiden, was die Wiedervereinigung der Oxyde mit dem reinen ίο in Freiheit gesetzten Chrom nach sich zöge.

Die Reaktion kann durch folgende Gleichung ausgedrückt werden:

Fe O Cr₂ O₃ + 2 (SiO₂) + zC + Ca O .

=■ Cr₂ + Fe Si O₃, Ca Si O₈ + CO₂+ CO.

Es entwickeln sich Kohlensäure und Kohlenoxyd; etwaiger Sauerstoff wird durch die Elektroden des Ofens aufgenommen. Die gesamte Masse des reinen Chroms und des oder der gebildeten Doppelsilikate wird wie bei dem vorhergehenden Beispiel in einer tiefen Gießform gesammelt.

Das so erhaltene Chrom enthält noch manchmal 2 bis 3 Prozent Eisen und 1 bis 5 Prozent Kohlenstoff. Um diese Verunreinigungen zu beseitigen, kann man die Schmelzung im elektrischen Ofen über geschmolzenem Kalk und etwas Kieselsäure wieder beginnen. Diese Arbeitsweise muß zwei- oder dreimal wiederholt werden. Man entfernt so die letzten Spuren Kohlenstoff und Eisen. Es ist jedoch vorzuziehen, in einem elektrischen Bessemerofen zu arbeiten, dessen Sohle mit einem Gemisch von Chromoxyd und Kalk ausgefüttert ist, und Luft einzublasen, sobald das Metall in Schmelzung ist. Die Sohle kann auch aus reinem Chrom sein, das außen durch einen Wasserkreislauf gekühlt wird. Der Kohlenstoff verbrennt zuerst, es bildet sich Kohlenoxyd, dann verbrennt das Eisen und bildet Eisenoxyd, weil seine Verwandtschaft zum Sauerstoff größer ist als die des Chroms. Man erhält auf diese Weise vollständig reines Chrom, das kohlenstoff- und eisenfrei ist.

Anstatt in der beschriebenen Weise zu arbeiten, kann man auch folgendermaßen vorgehen :

Man behandelt den Chromit oder das Ferrochrom mit Calcium- oder Aluminium-Silikat ohne Kohle; es bilden sich Doppelsilikate und Chromoxyd. Die Silikate von Eisen und Mangan werden hierauf durch Kohle reduziert, um Ferromangansilicium-Verbindungen zu erhalten, die in der Technik verwertbar sind, und es verbleibt Chromoxyd, das man nur im elektrischen Ofen mit Kohlenstoff in der gewünschten Menge in der oben beschriebenen Weise zu behandeln braucht, um reines Chrom zu erhalten. Die Reinigung erfolgt in der vorher angegebenen Weise.

Claims (1)

1. Patent-Anspruch :

   Verfahren zur Darstellung von reinem Chrom aus seinen eisenhaltigen Verbindüngen oder Legierungen, darin bestehend, daß die betreffende Chromverbindung mit einem Erdalkali- oder Erdsilikat oder deren Bestandteilen, sowie gegebenenfalls mit auf einen Chromoxydgehalt berechneter Kohlenstoffmenge in Gegenwart eines Überschusses der Base, wie Kalk oder Tonerde, kurze Zeit unter Vermeidung der Rückzersetzung der Doppelsilikate in einem elektrischen Ofen bei sehr hoher Temperatur behandelt wird, so daß rasch Eisenkalkoder Tonerde-Doppelsilikate und Doppelsilikate von Kalk und anderen in der chromhaltigen Verbindung enthaltenen Metallen gebildet werden.