DE230876C

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Publication number: DE230876C
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KAISERLICHES

^PATENTAMT-

Die Idee, gewöhnliches Gußeisen oder Schmiedeeisen auf elektrolytischem Wege zu raffinieren, ist schon alt, ohne daß bisher ein brauchbares Verfahren zu diesem Zwecke bekannt geworden wäre. Die britische Patentschrift 17627 vom Jahre 1889 beschreibt zwar ein Verfahren, das bezwecken soll, hauptsächlich Gußeisen anodisch zu lösen und in einem elektrolytischen Bade verfeinertes Eisen herzustellen. Diese Patentschrift enthält aber keinerlei Angaben über den Reinheitsgrad des so gewonnenen Elektrolyteisens, doch geht für den wohlunterrichteten Fachmann deutlich hervor, daß nach dem in der britischen Patentschrift 17627 beschriebenen Verfahren niemals Elektrolyteisen von dem Feinheitsgrad erzielt werden kann, wie dies durch das nachstehend beschriebene Verfahren möglich ist. Schon die Bemerkung Seite 4, Zeile ig bis 21, lehrt, daß kein besonderer Wert auf ganz reines Eisen gelegt wird, sondern, daß man nur »weiches« Eisen erhalten· will. Die dort beschriebene Anwendung von Ammonsulfat einerseits, die Überschichtung des Elektrolyten mit Paraffinöl andererseits, lehren, daß man den dadurch bedingten Schwefel- und Kohlenstoffgehalt des Kathodenproduktes nicht richtig taxierte. Die Verwendung solcher Schutzschichten aus organischer Substanz, um die Oxydation der Lösung zu vermeiden, läßt ferner erkennen, daß man mit großen Schwierigkeiten bezüglich Haltbarkeit des angewendeten Elektrolyten zu kämpfen hatte. Wenn auch Seite 7, Zeile 1 bis 3 der britischen Patentschrift 17627 gesagt wird, daß durch Anwendung des elektrischen Stromes die Trennung des Eisens von Silizium, Kohlenstoff, Schwefel, Phosphor usw. bezweckt wird, so geht aus der genannten Patentschrift dennoch aus keiner Stelle hervor, daß dem Erfinder dies auch wirklich geglückt ist, sondern höchstenfalls konnte nach dem dort beschriebenen Verfahren ein duktiles, also weiches Eisen durch nachträgliches Glühen des abgeschiedenen Elektrolyteisens erhalten werden. Die Duktilität des Elektrolyteisens hat aber mit seiner absoluten Reinheit nichts zu tun. Man kann z. B. aus kalter Lösung duktiles Elektrolyteisen herstellen, doch enthält dieses ganz bedeutende Mengen von Verunreinigungen. Verwendet man aber eine erwärmte Lösung von Eisensalzen, z. B. Eisenchlorür, die hygroskopische Salze enthalten, wie Chlornatrium, Chlorcalcium, Chloraluminium u. dgl., deren Anionen also keine Elemente enthalten, die bei eventuellem mechanischen Einschluß während der kathodischen Niederschlagsarbeit eine dauernde und nicht leicht zu beseitigende physikalische Verschlechterung des Elektrolyteisens bewirken können, so gelingt es, ein fast vollkommen kohlenstoff- und schwefelfreies Produkt zu erhalten. So ist z. B. aus einer Lösung, die neben Eisenchlorür Chlorcalcium enthält, bei Temperaturen von 60 bis 8o° C. ein Elektrolyteisen von folgender chemischer Zusammensetzung zu erhalten:

Fe =	39,986,
	0,00,
Cu =	0,00,
S =	unter 0,008,
Mn =	0,00,
Si =	0,00, ι
*P ' =*	0,007.

Bei Anwendung solcher Elektrolyte, die hygroskopische Salze enthalten, wird aber gleichzeitig eine außerordentliche . Haltbarkeit des Elektrolyten erzielt, wie; dies zu einem dauernd ungestörten Raffinationsbetrieb unerläßlich ist.

Durch das Patent 212994 ist nun bereits bekannt, Eisensalzlösungen der vorgenannten •Art unter Zusatz hygroskopischer Salze bei Temperaturen über 90° C. zu elektrolysieren, zum Zwecke, duktiles Elektrolyteisen zu erhalten. Der Fachmann würde also bei Einhaltung der in dieser Patentschrift genannten Bedingungen ohne weiteres duktiles Elektrolyteisen erhalten, doch würde er sicherlich nicht nennenswert unterhalb 90° C. arbeiten, da aus verschiedenen Arbeiten her bekannt ist, daß durch Steigerung der Elektrolyttemperatur der Reinheitsgrad des Kathodenproduktes zunimmt. So fand Foerster (Beiträge zur Kenntnis des elektrochemischen Verhaltens des Eisens, Verlag Knapp, Halle a. S. 1909, S. 76), daß sich Elektrolyteisen um so kohlenstoff reicher erwies, je niedriger die Temperatur des Elektrolyten war. Auch der lästige Schwefelgehalt im Elektrolyteisen wurde durch frühere Arbeiten mit damals bekannten Elektrolyten besonders dann konstatiert, wenn die Temperatur des verwendeten Elektrolyten niedrig war. Vgl. Müller, Metallurgie, 1909, S. 145, der auch in Chlorürbädern bei Temperaturen unter 70 ° C. Schwefelgehalte von 0,01 Prozent im Elektrolyteisen nachwies. Auch Pfaff (Z. f. E. Bd. 15, S. 703) bestätigt den .Schwefelgehalt des Elektrolyteisens, wenn bei niedriger Temperatur elektrolysiert wird.

Die Erfinderin hat nun trotzdem und in überraschender Weise gefunden, daß unter Anwendung des vorbeschriebenen Elektrolyten dauernd gleichmäßig reines Elektrolyteisen stets fast vollständig frei von Kohlenstoff und Schwefel erhalten wird, wenn auch die Temperatur des angewendeten Elektrolyten wesentlich unter 90 ° C. gehalten wird. Es ist natürlich für die Herstellungskosten solchen Elektrolyteisens außerordentlich bedeutungsvoll, die Temperatur des verwendeten Elektrolyten so niedrig wie möglich zu halten, denn io° C. Temperaturdifferenz machen in der Gestehungskostenkalkulation bereits einen bedeutenden Betrag aus, auch ist technisch eine niedrigere Temperatur in einer größeren Bäderanlage weit leichter einzuhalten als eine höhere. Natürlich wird das abgeschiedene Eisen bei niedrigerer Temperatur des Elektrolyten eine weit kleinere Duktüität zeigen, dies ist aber für die Erreichung des vorliegenden Zweckes bedeutungslos.

Claims

Patent-Anspruch :

Gewinnung von reinem Eisen aus ge-■ wohnlichem. Eisen auf elektrolytischem Wege, gekennzeichnet durch die Verwendung des Elektrolyten nach Patent 212994 bei Temperaturen unter 90⁰C.