DE2307783B2

DE2307783B2 - Process for the production of a metal or a metal alloy

Info

Publication number: DE2307783B2
Application number: DE19732307783
Authority: DE
Inventors: Servaas Arnhem Middelhoek (Niederlande)
Original assignee: Billiton Research Bv Den Haag (niederlande)
Current assignee: Billiton Research Bv Den Haag (niederlande)
Priority date: 1972-02-18
Filing date: 1973-02-16
Publication date: 1974-05-02
Also published as: JPS4897706A; FR2172367A1; FI56555B; BE795533A; AU5226173A; IT979212B; JPS5621820B2; NO135595C; FR2172367B1; AT331046B; DD102412A5; ATA142073A; MX3026E; SE396617B; CH592742A5; NO135595B; AU475793B2; FI56555C; DE2307783A1; ES411699A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Metalls der Gruppe IVb bzw. Vb des Periodischen Systems der Elemente oder von metallischem Uran oder einer Legierung der vorgenannten Metalle.The invention relates to a method for producing a metal from group IVb or Vb des Periodic Table of the Elements or of metallic uranium or an alloy of the foregoing Metals.

Bei der Legierung von Stahl mit Vanadium wird dieses Metall üblicherweise zum geschmolzenen Stahl als Vanadineisen zugesetzt. In den letzten Jahren zeigte sich erhebliches Interesse bezüglich des Zusatzes von Vanadium zum geschmolzenen Metall in Form von Vanadiumcarbid. Dieses Vanadiumcarbid kann auf einfache Weise hergestellt werden, kann jedoch bei seiner Verwendung den Nachteil aufweisen, daß neben dem Vanadium zusätzlicher Kohlenstoff in das Metall eingebracht wird.When steel is alloyed with vanadium, this metal usually becomes molten steel added as vanadium iron. There has been considerable interest in the additive in recent years from vanadium to molten metal in the form of vanadium carbide. This vanadium carbide can be made in a simple manner, but may have the disadvantage of using it that in addition to the vanadium additional carbon is introduced into the metal.

Es wurde jetzt gefunden, daß Vanadium vorteilhafterweise mit Metallen legiert werden kann, wenn man als Vanadiumquelle ein Material verwendet, das auf gleich einfache Weise wie Vanadiumcarbid hergestellt werden kann und das den zusätzlichen Vorteil aulweist, daß kein oder praktisch kein zusatz-It has now been found that vanadium can advantageously be alloyed with metals if a material is used as the source of vanadium which is produced in the same simple manner as vanadium carbide and that has the additional advantage that no or practically no additional

lieher Kohlenstoff in die herzustellende Legierung eingebracht wird.borrowed carbon is introduced into the alloy to be produced.

Weiter wurde gefunden, daß sich das betreffende AusgangMnutcrial auch für die Herstellung von hoch-' reinem metallischem Vanadium eignet.It was also found that the output nutcrial in question is also suitable for the production of high- ' pure metallic vanadium.

Die Erfindung betrifft demgemäß ein Verfahren zur Herstellung eines Metalls der Gruppe IV b bzw. V b des Periodischen Systems der Elemente oder von metallischem Uran oder einer Legierung der vorgenannten Metalle, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein durch Umwandlung eines ein Metalloxid enthaltenden Materials mit gasförmigen Kohlenwasserstoffen gegebenenfalls in Gegenwart anderer Gase hergestelltes Oxicarbid des Metalles, gegebenenfalls in Gegenwart eines oder mehrerer anderer Metalle und/oder Metallegierungen und/oder Metallverbindungen, auf Temperaturen von mindestens 800° C erhitzt wird.The invention accordingly relates to a method for producing a metal from group IV b or V b of the Periodic Table of the Elements or of metallic uranium or an alloy of the aforementioned Metals, which is characterized in that a by conversion of a containing a metal oxide Material with gaseous hydrocarbons, possibly in the presence of other gases produced oxicarbide of the metal, optionally in the presence of one or more other metals and / or metal alloys and / or metal compounds, to temperatures of at least 800 ° C is heated.

Die Erfindung betrifft außerdem ein Verfahren zur Herstellung von Vanadiumlegierungen und von metallischem Vanadium, das dadurch gekennzeichnet ist, daß das durch Umwandlung eines Vanadiumoxid enthaltenden Materials mit gasförmigen Kohlenwasserstoffen und gegebenenfalls in Gegenwart von anderen Gasen hergestellte Vanadiumoxycarbid gegebenenfalls in Gegenwart eines oder mehrerer an derer Metalle und/oder Metallegierungen und/oder Metallverbindungen auf Temperaturen von mindestens 800° C erhitzt wird.The invention also relates to a method for producing vanadium alloys and metallic alloys Vanadium, which is characterized in that it is obtained by converting a vanadium oxide containing material with gaseous hydrocarbons and optionally in the presence of others Vanadium oxycarbide produced gases, optionally in the presence of one or more their metals and / or metal alloys and / or metal compounds to temperatures of at least 800 ° C is heated.

Metalle der Gruppe V b des Periodensystems der Elemente sind Vanadium, Niob und Tantal und Metalle der Gruppe IV b Titan, Zirkonium und Hafnium. Die Legierungen können durch Kontaktieren eines Metalloxycarbids mit einer Schmelze eines oder mehrerei anderer Metalle und/oder Metallegierungen und/oder Metallverbindungen hergestellt werden. Bei der Schmelze einer Metallegierung kann es sich zum Beispiel um geschmolzenen Stahl handeln. Legieiungen können auch durch Erhitzen eines gepreßten Pulvergemisches aus einem Metalloxycarbid und einem oder mehreren verschiedenen anderen Metallen und/oder Metallegierungen und/oder Metallverbindungen hergestellt werden. Die Herstellung von Legierungen kann unter Normaldruck erfolgen. Ein Metall kann durch Erhitzen seines Oxycarbids, z. B. im Vakuum oder in einer inerten Atmosphäre, auf Temperaturen ober 800° C, hergestellt werden. Je nach dem herzustellenden Metall können jedoch auch höhere Temperaturen von z. B. mindestens 1200° C oder mindestens 1400° C angewandt werden. Bei der Herstellung von z. B. Niob und Titan ist es jedoch auch möglich, das Erhitzen mittels aus der Plasmaphysik kommender Aufheizverfahren durchzuführen, wobei Temperaturen von mehreren 1000° C und sogar bis zu 10000° C angewandt werden können.Metals of group V b of the periodic table of the elements are vanadium, niobium and tantalum and metals of group IV b titanium, zirconium and hafnium. The alloys can be contacted by of a metal oxycarbide with a melt of one or more other metals and / or metal alloys and / or metal compounds are produced. When a metal alloy is melted, it can lead to Molten steel, for example. Alloys can also be produced by heating a pressed Powder mixture of a metal oxycarbide and one or more different other metals and / or metal alloys and / or metal compounds are produced. The manufacture of Alloys can be made under normal pressure. A metal can be made by heating its oxycarbide, e.g. B. in a vacuum or in an inert atmosphere, at temperatures above 800 ° C. Ever after the metal to be produced, however, higher temperatures of z. B. at least 1200 ° C or at least 1400 ° C can be used. In the production of z. B. niobium and titanium However, it is also possible to use heating methods from plasma physics perform, with temperatures of several 1000 ° C and even up to 10000 ° C are used can.

Es ist auch möglich, die Oxycarbide von zwei verschiedenen Metallen an Stelle eines einzigen Oxycarbids zur Herstellung von Metallegierungen zu verwenden. In anderen Fällen bildet einMetalloxycarbid eine feste Lösung mit dem anderen Metalloxycarbid.It is also possible to have the oxycarbides of two different ones To use metals instead of a single oxycarbide to make metal alloys. In other cases, one metal oxycarbide forms a solid solution with the other metal oxycarbide.

Zur Herstellung eines Metalls aus dem Metalloxycarbid ist es auch möglich, ein Metall mit verhältnismäßig hoher Flüchtigkeit und niedrigem Schmelzpunkt zum Oxycarbid zuzusetzen. Beim Erhitzen im Vakuum verflüchtigt sich das zugesetzte Metall. Das zugesetzte Metall kann auch in Form seines Oxides verwendet werden.To produce a metal from the metal oxycarbide, it is also possible to use a metal with relatively add high volatility and low melting point to the oxycarbide. When heated in The added metal evaporates in a vacuum. The added metal can also be in the form of its oxide be used.

Ein Metalloxycarbid kann z. B. gemäß dem in der ort'engelegten niederländischen Patentanmeldung Nr. 6 913 685 beschriebenen Verfahren zur Herstellung von Vanadiumoxycarbid aus einem Vanadium-5 oxid enthaltenden Material und einem gasförmigen Kohlenwasserstoff (insbesondere Methan), gegebenenfalls in Gegenwart von anderen Gasen, hergestellt werden. Unter »Vanadiumoxycarbid« ist ein Produkt zu verstehen, das hauptsächlich aus VerbindungenA metal oxycarbide can e.g. B. in accordance with the Dutch patent application cited therein No. 6,913,685 described method of manufacture of vanadium oxycarbide from a material containing vanadium oxide and a gaseous one Hydrocarbon (especially methane), optionally in the presence of other gases, produced will. "Vanadium oxycarbide" is a product that is mainly made up of compounds

ίο der Formel VO_xC₁ besteht, in der die Summe aus χ und y etw? gleich 1 ist. Das Oxycarbid kann außerdem je nach den bei seiner Herstellung verwendeten Bedingungen freien Kohlenstoff enthalten. Außerdem kann das Oxycarbid kleine Stickstoffmengen (bis zu 4 Prozent) enthalten. Bei Verwendung von Erdgas, das zu etwa 85 Prozent aus Methan und zu etwa 15 Prozent aus Stickstoff besteht, enthält das Oxycarbid häufig 0,1 Prozent Stickstoff.ίο the formula VO _x C ₁ , in which the sum of χ and y sth? equals 1. The oxycarbide may also contain free carbon depending on the conditions used in its manufacture. The oxycarbide can also contain small amounts of nitrogen (up to 4 percent). When using natural gas, which consists of about 85 percent methane and about 15 percent nitrogen, the oxycarbide often contains 0.1 percent nitrogen.

Die Gesamtzahl an gebundenen und freien Kohlen-The total number of bound and free carbon

ao Stoffatomen in dem zur Herstellung von Vanadiumlegierungen zu verwendenden Vanadiumoxycarbid ist vorzugsweise gleich der Zahl der im Oxycarbid gebundenen Sauerstoffatome, da während des Erhitzens Kohlenstoff und Sauerstoff in gleichen Atommengen (nämlich als Kohlenmonoxid) freigesetzt werden und ein stöchiometrischer Überschuß an Sauerstoff zum Verbleiben von Sauerstoff in der Legierung oder zu einem auf das Übergehen von Vanadiumoxid in die Schlacke zurückgehenden Vanadiumverlust führen kann. In manchen Fällen, z. B. wenn das zu legierende Metall (z. B. geschmolzener Stahl) schon Kohlenstoff enthält und der Kohlenstoffgehalt der Schmelze vermindert werden soll, kann jedoch auch ein Produkt mit einem stöchiometrischen Sauersioff-Überschuß verwendet werden. In der Regel soll jedoch das Atomverhältnis von gebundenem und freiem Kohlenstoff einerseits zu Sauerstoff andeierseits im Vanadiumoxycarbid einen nicht unter 0,6 liegenden Wert aufweisen. Um bei der Herstellung von Legierungen keine zu großen Kohlenstoffmengen einzubringen, beträgt das Atomverhältnis von gebundenem und freiem Kohlenstoff zu Sauerstoff im Vanadiumoxycarbid vorzugsweise nicht mehr als 2,5 und insbesondere nicht mehr als 1,5.ao atoms in the vanadium oxycarbide to be used for the production of vanadium alloys preferably equal to the number of oxygen atoms bonded in the oxycarbide, since during heating Carbon and oxygen are released in equal atomic amounts (namely as carbon monoxide) and a stoichiometric excess of oxygen to allow oxygen to remain in the alloy or to lead to a loss of vanadium due to the transfer of vanadium oxide into the slag can. In some cases, e.g. B. if the metal to be alloyed (e.g. molten steel) is already carbon contains and the carbon content of the melt is to be reduced, but can also a product with a stoichiometric oxygen excess can be used. Usually, however, should the atomic ratio of bound and free carbon on the one hand to oxygen on the other in the vanadium oxycarbide have a value not below 0.6. To in the manufacture of alloys not to introduce too large amounts of carbon, the atomic ratio of the bonded and free carbon to oxygen in the vanadium oxycarbide preferably not more than 2.5 and in particular not more than 1.5.

Das Atomverhältnis von gebundenem Kohlenstoff zu gebundenem Sauerstoff im Vanadiumoxycarbid beträgt vorzugsweise nicht weniger als 0,9.The atomic ratio of bound carbon to bound oxygen in vanadium oxycarbide is preferably not less than 0.9.

Es ist jedoch möglich, gute Ergebnisse mit Materialien zu erzielen, in denen das Verhältnis von gebundenem Kohlenstoff zu gebundenem Sauerstoff 0,5 beträgt, wobei das Produkt jedoch eine ausreichende Menge an freiem Kohlenstoff enthalten muß, so daß das Atomverhältnis von gebundenem und freiem Kohlenstoff zu Sauerstoff mindestens gleich 0,6 und vorzugsweise mindestens gleich 1 ist, da gefunden wurde, daß der während der Herstellung von Vanadiumoxyccrbid aus einem vanadiumoxidhaltigen Material und einem gasförmigen Material gebildete freie Kohlenstoff gleich gut wie der im Vanadiumoxycarbid gebundene Kohlenstoff mit dem Sauerstoff reagiert.However, it is possible to get good results with materials in which the ratio of bonded Carbon to bound oxygen is 0.5, but the product is sufficient Amount of free carbon must contain, so that the atomic ratio of bound and free Carbon to oxygen is at least equal to 0.6 and preferably at least equal to 1, since found became that during the manufacture of vanadium oxychloride formed from a material containing vanadium oxide and a gaseous material Free carbon is just as good as the carbon bound in the vanadium oxycarbide with the oxygen reacted.

Die anderen beim erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Metalloxycarbide, wie Niobiumoxycarbid und Titanoxycarbid, werden ebenfalls durch Reduktion des Oxids mit einem gasförmigen Kohlenwasserstoff hergestellt.The other metal oxycarbides used in the process of the invention, such as niobium oxycarbide and titanium oxycarbide are also obtained by reducing the oxide with a gaseous hydrocarbon manufactured.

Das erfindungsgemäße Verfahren hat auch für die Herstellung von Vanadium enthaltenden StählenThe method according to the invention has also been used for the production of steels containing vanadium

durch Zumischung von Vanadiumoxycarbid zu geschmolzenem Stahl eine erhebliche Bedeutung.due to the admixture of vanadium oxycarbide to molten steel is of considerable importance.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann jedoch auch vortc-ilhafterweise zur Herstellung von Vanadiumlegierungen mit hohem Vanadiumgehalt verwendet weiden. Das Verfahren kann dann entweder, wie vorstehend beschrieben, durch Zusatz von Vanadiumoxycaibid zu einer Schmelze des zu legierenden Metalls bzw. der zu legierenden Metalle oder gemäß einem anderen Verfahren, bei dem ein gepreßtes Pulvergemisch aus Vanadiumoxycarbid und dem zu legierenden Metall oder den zu legierenden Metallen erhitzt wird, durchgeführt werden. Beide Verfahren können unier Normaldruck durchgeführt werden, es ist jedoch in manchen Fällen vorzugsweise eine inerte Atmosphäre, z. B. Stickstoff, erforderlich. Es wurde gefunden, daß erfindungsgemäß auch die Herstellung von Vanadiumlegierungen mit weniger edlen Metallen (z. B. Aluminium) möglich ist, die demgemäß eine höhere Affinität gegenüber Sauerstoff als Vanadium haben.However, the method according to the invention can also advantageously used for the production of vanadium alloys with a high vanadium content graze. The method can then either, as described above, by adding vanadium oxycaibide to a melt of the metal or metals to be alloyed or according to another method in which a pressed powder mixture of vanadium oxycarbide and the to alloying metal or the metals to be alloyed is heated. Both procedures can be carried out at normal pressure, but in some cases it is preferably an inert one Atmosphere, e.g. B. nitrogen, required. It has been found that according to the invention, the production of vanadium alloys with less noble metals (e.g. aluminum) is possible, which accordingly have a higher affinity for oxygen than vanadium.

Wie vorstehend erläutert, kann das erfindungsgemäße .Verfahren auch zur Herstellung von Metallen, wie Vanadium, Niob oder Titan, verwendet werden. Für diese Ausführungsform des Verfahrens kann das Vanadiumoxycarbid zum Beispiel ohne weiteren Zusatz verzugsweise im Vakuum erhitzt werden. In diesem Fall bestimmt das Atomverhältnis von Kohlenstoff (gebundener plus freier Kohlenstoff) zu Sauerstoff im Vanadiumoxycarbid den Reinheitsgrad des erhaltenen Vanadiums. Auf diese Weise wurde ein Vanadium mit einem Sauerstoffgehalt von 0,4 Prozent und einem Kohlenstoffgehalt von weniger als 0,1 Prozent hergestellt.As explained above, the process according to the invention can also be used for the production of metals, such as vanadium, niobium or titanium can be used. For this embodiment of the method can the vanadium oxycarbide, for example, may be heated in a vacuum without further addition. In this case determines the atomic ratio of carbon (bound plus free carbon) too Oxygen in the vanadium oxycarbide indicates the purity of the vanadium obtained. That way it was a vanadium with an oxygen content of 0.4 percent and a carbon content of less produced as 0.1 percent.

Wie vorstehend beschrieben, kann das erfindungsgemäße Verfahren auch für die Herstellung von metallischem Vanadium verwendet werden. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Vanadiumoxycarbid ohne weiteren Zusatz, vojzugsweise im Vakuum, erhitzt werden. In diesem Fall bestimmt das Atomverhältnis von gebundenem und freiem Kohlenstoff zu Sauerstoff im Vanadiumoxycarbid den Reinheitsgrad des erhaltenen Vanadiums, und das betreffende Atomverhältnis muß etwa 1:1 betragen.As described above, the inventive Process can also be used for the production of metallic vanadium. At this The vanadium oxycarbide can easily be used in an embodiment of the method according to the invention Addition, preferably in a vacuum, are heated. In this case, determines the atomic ratio of bound and free carbon to oxygen in the vanadium oxycarbide the degree of purity of the obtained Vanadium, and the atomic ratio involved must be about 1: 1.

In einei anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung von metallischem Vanadium wird das Vanadiumoxycarbid in Gegenwart eines verhältnismäßig hochflüchtigen Metalles mit niedrigem Schmelzpunkt erhitzt und auf diese Weise eine Legierung des Vanadiums mit diesem Metall hergestellt. Das flüchtigere Metall kann dann durch Erhitzen im Vakuum aus der Legierung verflüchtigt werden. Ein für diese Ausführungsform geeignetes Metall ist zum Beispiel Mangan.In another embodiment of the invention Process for the production of metallic vanadium is the vanadium oxycarbide in The presence of a relatively highly volatile metal with a low melting point is heated and heated up this way an alloy of vanadium with this metal is made. The more volatile metal can then volatilized from the alloy by heating in a vacuum. One for this embodiment a suitable metal is, for example, manganese.

Die Beispiele erläutern die Erfindung.The examples illustrate the invention.

example 1

Durch Überleiten von Erdgas über 67,4 Gewichtsprozent Vanadium, 19,7 Gewichtsprozent Sauerstoff und 10,3 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthaltendes technisches Vanadiumpentoxid bei Temperaturen von 800 bis 1250° C hergestelltes Vanadiumoxycarbid wird zu einem 0,04 Gewichtsprozent Sauerstoff und 0,06 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthaltenden geschmolzenen Stahl in einem Gewichtsverhältnis von 1 : 195 bei Temperaturen von etwa 1600° C zugesetzt. Nach dem Abkühlen enthält der Stahl 0,34 Gewichtsprozent Vanadium, 0,04 Gewichtsprozent Sauerstoff und 0,01 Gewichtsprozent Kohlenstoff, was einer Vanadiumausbeute von 98 Prozent entspricht.By passing natural gas over 67.4 percent by weight vanadium, 19.7 percent by weight oxygen and 10.3 weight percent carbon-containing technical grade vanadium pentoxide at temperatures Vanadium oxycarbide produced from 800 to 1250 ° C becomes 0.04 weight percent oxygen and 0.06 weight percent carbon-containing molten steel in a weight ratio of 1: 195 added at temperatures of about 1600 ° C. After cooling, the steel contains 0.34 percent by weight Vanadium, 0.04 percent by weight oxygen and 0.01 percent by weight carbon, what corresponds to a vanadium yield of 98 percent.

Example 2

Durch Überleiten von Erdgas über technisches, 70,3 Gewichtsprozent Vanadium, 22,4 Gewichtsprozent Sauerstoff und 6,8 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthaltendes Vanadiumpentoxid hergestelltes Vanadiumoxyccrbid wird zusammen mit Aluminium zu einem geschmolzenen Stahl mit 0,04 Gewichtsprozent Sauerstoff und 0,06 Gewichtsprozent Kohlenstoff bei einer Temperatur von etwa 1600° C in einem Gewichtsverhältnis von 1 :0,1:215 zugesetzt. Nach dem Abkühlen enthält der Stahl 0,32 Gewichtsprozent Vanadium, 0,03 Gewichtsprozent Sauerstoff und 0,01 Gewichtsprozent Kohlenstoff, was einer Vanadiumausbeute von 98 Prozent entspricht.By passing natural gas over technical, 70.3 percent by weight vanadium, 22.4 percent by weight Vanadium oxychloride produced by oxygen and 6.8% by weight of vanadium pentoxide containing carbon becomes 0.04 weight percent molten steel along with aluminum Oxygen and 0.06 weight percent carbon at a temperature of about 1600 ° C in a weight ratio of 1: 0.1: 215 added. After cooling, the steel contains 0.32 percent by weight Vanadium, 0.03 weight percent oxygen, and 0.01 weight percent carbon, resulting in a vanadium yield of 98 percent.

Example 3

72,0 Gewichtsteile an durch Überleiten von Erdgas über technisches, 74,3 Gewichtsprozent Vanadium, 10,5 Gewichtsprozent Sauerstoff und 14,5 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthaltendes Vanadiumpentcxid72.0 parts by weight by passing natural gas over technical, 74.3 weight percent vanadium, Vanadium pentoxide containing 10.5 percent by weight oxygen and 14.5 percent by weight carbon

as hergestelltem Vanadiumoxycarbid werden zu 99,5 Gewichtsteilen geschmolzenem Eisen bei einer Temperatur von etwa 1600° C zugesetzt. Das nach dem Abkühlen erhaltene Vanadineisen enthält 33,7 Gewichtsprozent Vanadium, 0,02 Gewichtsprozent Sauerstoff und 2,4 Gewichtsprozent Kohlenstoff.The produced vanadium oxycarbide becomes 99.5 parts by weight added to molten iron at a temperature of about 1600 ° C. That after cooling down Vanadium iron obtained contains 33.7 percent by weight vanadium, 0.02 percent by weight oxygen and 2.4 weight percent carbon.

Beispiel 4Example 4

33,2 Gewichtsprozent an durch Überleiten von Erdgas über technisches, 73,3 Gewichtsprozent Vanadium, 15 Gewichtsprozent Sauerstoff und 10,1 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthaltendes Vanadiumpentoxid hergestelltem Vanadiumoxycarbid werden mit 6,2 Gewichtsprozent Eisenpulver vermischt und das Gemisch in Tablettenform gepreßt. Nach 7minütigern Erhitzen dieser Tablette auf eine Temperatur von etwa 1800° C erhält man 72,5 Gewichtsprozent Vanadium, 3,3 Gewichtsprozent Sauerstoff und 2,4 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthaltendes Vanadineisen. 33.2 percent by weight by passing natural gas over technical, 73.3 percent by weight vanadium, Vanadium pentoxide containing 15 weight percent oxygen and 10.1 weight percent carbon Vanadium oxycarbide produced are mixed with 6.2 percent by weight iron powder and the mixture compressed into tablet form. After heating this tablet to a temperature for 7 minutes at about 1800 ° C., 72.5 percent by weight is obtained Vanadium iron containing vanadium, 3.3 weight percent oxygen and 2.4 weight percent carbon.

Example 5

17 Gewichtsteile an durch Überleiten von Erdgas über technisches, 64,2 Gewichtsprozent Vanadium, 13,0 Gewichtsprozent Sauerstoff und 21,6 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthaltendes Vanadiumpentoxid hergestelltem Vanadiumoxycarbid werden mit 17 Gewichtsteilen Eisenpulver vermischt, das Gemisch anschließend in Tablettenform gepreßt und 10 Minuten auf eine Temperatur von 1530° C erhitzt. Das erhaltene, 37,7 Gewichtsprozent Vanadium, 1,7 Gewichtsprozent Sauerstoff und 7,2 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthaltende Produkt wird zu geschmolzenem Stahl in einem Gewichtsverhältnis von 1 :135 zugesetzt. Nach dem Abkühlen enthält der Stahl 0,28 Gewichtsprozent Vanadium, weniger als 0,01 Gewichtsprozent Sauerstoff und 0,12 Gewichtsprozent Kohlenstoff, was einer Vanadiumausbeute von 100 ?rozent entspricht.17 parts by weight of by passing natural gas over technical, 64.2 percent by weight vanadium, Vanadium pentoxide containing 13.0 weight percent oxygen and 21.6 weight percent carbon produced vanadium oxycarbide are 17 parts by weight Iron powder mixed, the mixture then pressed into tablet form and 10 minutes heated to a temperature of 1530 ° C. The received, 37.7 percent by weight vanadium, 1.7 percent by weight oxygen and 7.2 percent by weight carbon containing product is added to molten steel in a weight ratio of 1: 135. After cooling, the steel contains 0.28 percent by weight Vanadium, less than 0.01 percent by weight oxygen and 0.12 percent by weight carbon, which corresponds to a vanadium yield of 100 percent.

Example 6

Eisenoxid wird in geschmolzenem technischem Vanadiumpentoxid gelöst, wodurch man nach aem Abkühlen ein Produkt mit 44,4 GewichtsprozentIron oxide is dissolved in molten technical vanadium pentoxide, which, according to aem Cool 44.4 weight percent product

7 87 8

Vanadium, 14,6 Gewichtsprozent Eisen und 40,2 Ge- peratur von 1600° C erhitzt. Nach dem Abkühlen erwichtsprozent Sauerstoff erhält. Erdgas wird zu- hält man eine Aluminium-Vanadium-Legierung mit nächst bei einer Temperatur von 600° C 4 Stunden einem Vanadiumgehalt von 21,0 Gewichtsprozent, und dann bei einer Temperatur von 1000° C b Stun- einem Sauerstoffgehalt von 1,5 Gewichtsprozent und den über das auf diese Weise erhaltene Produkt ge- 5 einem Kohlenstoffgehalt von 1,7 Gewichtsprozent,
leitet. Das erhaltene Eisen-Vanadiumoxycarbid ent- Beispiel 10Vanadium, 14.6 percent by weight iron and 40.2 temperature of 1600 ° C. After cooling, it receives weight percent oxygen. Natural gas is covered with an aluminum-vanadium alloy with a vanadium content of 21.0 percent by weight at a temperature of 600 ° C. for 4 hours, and then an oxygen content of 1.5 percent by weight at a temperature of 1000 ° C. for 4 hours and the product obtained in this way has a carbon content of 1.7 percent by weight,
directs. The iron-vanadium oxycarbide obtained according to Example 10

hält 53,6 Gewichtsprozent Vanadium, 18,3 Gewichtsprozent Eisen, 14,1 Gewichtsprozent Sauerstoff und 10,0 Gewichtsteile an durch Überleiten von Erdgas 12,0 Gewichtsprozent Kohlenstoff (7,9 Gewichtspro- über technisches, 14,0 Gewichtsprozent Sauerstoff zent freien Kohlenstoff). io und 10,5 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthaltendesholds 53.6 percent by weight vanadium, 18.3 percent by weight iron, 14.1 percent by weight oxygen and 10.0 parts by weight by passing natural gas over it 12.0 percent by weight carbon (7.9 percent by weight over technical, 14.0 percent by weight oxygen cent free carbon). containing io and 10.5 percent by weight carbon

Das erhaltene Material wird zermahlen, in Tablet- Vanadiumpentoxid hergestelltem Vanadiumoxycartenform gepreßt und anschließend 4 Minuten auf eine bid werden in Tablettenform gepreßt und 5 Stunden Temperatur von 1300° C erhitzt. Das auf diese Weise im Vakuum auf eine Temperatur von 1600° C ererhaltene Produkt enthält 61,9 Gewichtsprozent Va- hitzt. Der Enddruck beträgt 10-⁵mm Quecksilbernadium, 9,0 Gewichtsprozent Sauerstoff und 7,3 Ge- 15 säule. Das nach dem Abkühlen erhaltene metallische wichtsprozent Kohlenstoff. Dieses Material wird bei Vanadium enthält weniger als 0,15 Gewichtsprozent einer Temperatur von etwa 1600° C in einem Ge- Sauerstoff und weniger als 0,15 Gewichtsprozent wichtsverhältnis von 1 :440 in geschmolzenem Stahl Kohlenstoff,
gelöst. Nach dem Abkühlen enthält der Stahl 0,14 Ge- B e i s ρ i e 1 1 1The material obtained is ground, pressed in the form of vanadium oxycarte produced in tablet vanadium pentoxide and then pressed into tablet form for 4 minutes and heated to a temperature of 1300 ° C. for 5 hours. The product obtained in this way at a temperature of 1600 ° C. in a vacuum contains 61.9 percent by weight of Va- heated. The final pressure is 10- ⁵ mm Quecksilbernadium, 9.0 weight percent oxygen and 7.3 overall 15 column. The metallic weight percent carbon obtained after cooling. This material is vanadium containing less than 0.15 percent by weight of a temperature of about 1600 ° C in an oxygen and less than 0.15 percent by weight of 1: 440 in molten steel carbon,
solved. After cooling, the steel contains 0.14 Ge B eis ρ ie 1 1 1

wichtsprozent Vanadium, 0,01 Gewichtsprozent aoweight percent vanadium, 0.01 weight percent ao

Sauerstoff und 0,02 Gewichtsprozent Kohlenstoff, was 3,64 g an 12 Gewichtsprozent Sauerstoff und einer Vanadiumausbeute von 100 Prozent entspricht. 3,5 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthaltendem Nio-Oxygen and 0.02 percent by weight carbon, which is 3.64 g of 12 percent by weight oxygen and corresponds to a vanadium yield of 100 percent. 3.5 percent by weight of carbon-containing Ni

biumoxycarbid werden 4 Stunden im VakuumofenBium oxycarbide is 4 hours in a vacuum oven

Beispiel 7 auf 1600° C erhitzt. Der Enddruck beträgt 10-*Example 7 heated to 1600 ° C. The final pressure is 10- *

25 Quecksilbersäule. Das nach dem Abkühlen erhaltene25 column of mercury. That obtained after cooling

19 Gewichtsteile des in Beispiel 5 verwendeten pulverförmige Niob enthält 4,2 Gewichtsprozent Vanadiumoxycarbids werden mit 19 Gewichtsteilen Sauerstoff und 0,3 Gewichtsprozent Kohlenstoff,
an 79,8 Gewichtsprozent Mangan enthaltendem Beispiel 1219 parts by weight of the powdered niobium used in Example 5 contains 4.2 percent by weight of vanadium oxycarbide, 19 parts by weight of oxygen and 0.3 percent by weight of carbon,
to Example 12 containing 79.8 percent by weight manganese

Eisenmanganpulver vermischt. Das Gemisch wird inMixed iron manganese powder. The mixture is in

Tablettenform gepreßt und anschließend 9 Minuten 30 3,27 g an 14,8 Gewichtsprozent Sauerstoff und auf 1200° C erhitzt, wodurch man eine Eisen-Man- 11,5 Gewichtsprozent Kohlenstoff enthaltendem gan-Vanadium-Legierung erhält. Titanoxycarbid, das außerdem 13 GewichtsprozentCompressed tablet form and then 9 minutes 30 3.27 g of 14.8 percent by weight oxygen and heated to 1200 ° C, whereby an iron-containing 11.5 percent by weight carbon gan vanadium alloy. Titanium oxycarbide, which also contains 13 percent by weight

Nickelpulver enthält, werden in Tablettenform ge-B e 1 si ρ 1 e 1 8 _{preßt und} j _{5 Stunden im} Vakuumofen auf 1700° C _{Contains nickel powder, are pressed} into tablet form, B e 1 si ρ 1 e 1 8 and j _{5 hours in a} vacuum oven at 1700 ° C

10,8 Gewichtsteile an durch Überleiten von Erd- 35 und anschließend weitere 2 Stunden auf 1900° C ergas über technisches, 73,6 Gewichtsprozent Vana- hitzt. Der Enddruck beträgt 10-' mm Quecksilberdium, 15,3 Gewichtsprozent Sauerstoff und 9,6 Ge- säule. Das nach dem Abkühlen erhaltene Titan entwichtsprozent Kohlenstoff enthaltendes Vanadium- hält 7,5 Gewichtsprozent Sauerstoff, 4,7 Gewichtstoxid hergestelltem Vanadiumoxycarbid werden mit prozent Kohlenstoff und weniger als 0,2 Gewichts-29,6 Gewichtsteilen Nickelpulver vermischt, das Ge- 40 prozent Nickel,
misch anschließend zu Tabletten gepreßt und 6 Minu- „ . · 1 1 ^10.8 parts by weight of gas by passing over earth 35 and then a further 2 hours at 1900 ° C over technical, 73.6 weight percent Vana-heated. The final pressure is 10- 'mm mercury, 15.3 percent by weight oxygen and 9.6 columns. The titanium obtained after cooling contains zero percent carbon containing vanadium - contains 7.5 percent by weight oxygen, 4.7 percent by weight of vanadium oxycarbide produced is mixed with percent carbon and less than 0.2 weight-29.6 parts by weight nickel powder, the proportion 40 percent nickel,
mix then compressed into tablets and 6 minutes. · 1 1 ^

ten auf eine Temperatur von 1600° C erhitzt. Die er- ^P th heated to a temperature of 1600 ° C. The he ^P

haltene Nickelvanadiumlegierung enthält 78,5 Ge- 13,22 g an 15,8 Gewichtsprozent Sauerstoff,retained nickel vanadium alloy contains 78.5 g / 13.22 g of 15.8% by weight oxygen,

wichtsprozent Nickel, 21,5 Gewichtsprozent Vana- o,l Gewichtsprozent gebundenen und 1,3 Gewichtsdium, 0,03 Gewichtsprozent Sauerstoff und 0,005 Ge- 45 prozent freien Kohlenstoff enthaltendem Vanadiumwichtsprozent Kohlenstoff. oxycarbid werden 16 Stunden im Vakuumofen bei _R . . . ο IO-⁵ mm Quecksilbersäule auf 1440° C und 4 Stun^{pie y} den bei 10-<mm Quecksilbersäule auf 1580° C er-weight percent nickel, 21.5 weight percent vanadium, 1 weight percent bound and 1.3 weight percent, 0.03 weight percent oxygen and 0.005 weight percent vanadium containing 45 percent free carbon. oxycarbide are 16 hours in a vacuum oven at _R. . . ο IO ⁵ mm Hg at 1440 ° C and 4 Stun ^{pie y} to 10 mm <mercury to 1580 ° C ER-

26,0 Gewichtsteile an durch Überleiten von Erd- hitzt. Das nach dem Abkühlen erhaltene Vanadium gas über technisches, 75,7 Gewichtsprozent Vana- 5° enthält 0,4 Gewichtsprozent Sauerstoff und weniger dium, 9,1 Gewichtsprozent Sauerstoff und 12,5 Ge- als 0,1 Gewichtsprozent Kohlenstoff,
wichtsprozent Kohlenstoff enthaltendes Vanadium- Die in den Beispielen 11 bis 13 verwendeten Me-26.0 parts by weight by passing over geothermal heat. The vanadium gas obtained after cooling over technical, 75.7 percent by weight of Vana- 5 ° contains 0.4 percent by weight of oxygen and less dium, 9.1 percent by weight of oxygen and 12.5 percent by weight of carbon,
Vanadium containing weight percent carbon The Me- used in Examples 11 to 13

pentoxid hergestelltem Vanadiumoxycarbid werden talloxycarbide werden durch Überleiten von Methan zu 58,8 Gewichtsteilen an geschmolzenem Alumi- über Nb₂O₅, TiO₂ und V₂O₅ bei einer Temperatur nium zugesetzt und die Schmelze dann auf eine Tem- 55 von 1000 bis 1200° C hergestellt.Pentoxide made vanadium oxycarbide are talloxycarbides are added by passing methane to 58.8 parts by weight of molten aluminum over Nb ₂ O ₅ , TiO ₂ and V ₂ O ₅ at a temperature and the melt is then heated to a temperature of 1000 to 1200 ° C.

Claims

Patent claims:

1. Process for the production of a metal of group IV b or V b of the periodic table of the elements or of metallic uranium or an alloy of the aforementioned metals, thereby characterized in that a material containing a metal oxide is converted with gaseous hydrocarbons, optionally in the presence of other gases, produced oxycarbide of the metal, optionally in the presence of one or more other metals and / or metal alloys and / or metal compounds, is heated to temperatures of at least 800 ° C.

2. Process for the production of vanadium alloys and of metallic vanadium according to Claim 1, characterized in that the conversion of a vanadium oxide containing Material with gaseous hydrocarbons and optionally in the presence of Vanadium oxycarbide produced other gases, optionally in the presence of one or more other metals and / or metal alloys and / as or metal compounds to temperatures of is heated to at least 800 ° C.

3. A method for the production of alloys according to claim 1 or 2, characterized in that that a metal oxycarbide with a melt of one or more other metals and / or Metal alloys and / or metal compounds is contacted.

4. Process for the production of alloys according to claim 1 or 2, characterized in that that a pressed powder mixture of a metal oxycarbide is heated with one or more other metals and / or metal alloys and / or metal compounds.

5. A method for alloying steel with vanadium according to claim 1 or 2, characterized in that that vanadium oxycarbide or a mixture of vanadium oxycarbide and one or more other metal compounds to the molten Steel is added.

6. A method for the production of metallic vanadium according to claim 1 or 2, characterized in that that vanadium oxycarbide is heated in vacuo.

7. A method for the production of metallic vanadium according to claim 2, characterized in that that vanadium oxycarbide in the presence of a metal with relatively high volatility and a low melting point and then the added metal by heating is volatilized in a vacuum.

8. The method according to claim 2 to 5, characterized in that vanadium oxycarbide with an atomic ratio of bound and free carbon to oxygen of 0.6 to 2.5 and preferably from 0.9 to 1.5 is used.

9. The method according to claim 6 or 7, characterized in that vanadium oxycarbide with an atomic ratio of bound and free carbon to oxygen of about 1: 1 is used.

10. The method according to claim 1 to 9, characterized in that the heating of the vanadium oxycarbide is carried out at a temperature of at least 1200 ° C.

11. The method according to claim 6 or 7, characterized in that the heating in the Vacuum is carried out at a temperature of at least 1400 ° C.

12. The method according to claim 7, characterized in that when the metal is heated Vanadium oxycarbide is added to manganese.

13. Process for alloying steel with a metal of group IV b or Vb of the Periodic table of elements according to claim 1, characterized in that the metal oxycarbide or a mixture of the oxycarbide with one or more other metal compounds is added to the molten steel.

14. A method for producing a metal alloy according to claim 1 to 4, characterized in that that a solid solution of two or more metal oxycarbides is used.

15. Process for the preparation of a metal of group IV b or V b of the periodic table of the elements or of uranium according to claim 1, characterized in that the oxycarbide des concerned metal is heated in a vacuum to a temperature of at least 800 ° C.

16. A method for producing a metal according to claim 15, characterized in that the Metal oxycarbide in the presence of a relatively highly volatile metal with low The melting point is heated and the added metal is then volatilized by heating in a vacuum will.

17. The method according to claim 15 or 16, characterized in that the heating in the Vacuum is carried out at a temperature of at least 1400 ° C.

18. The method according to claim 1, 3, 4 and 13 to 17, characterized in that niobium oxycarbide is used.

19. The method according to claim 1, 3, 4 and 13 to 17, characterized in that titanium oxycarbide is used.