DE2807034A1

DE2807034A1 - Verfahren zur herstellung von metallischem chrom

Info

Publication number: DE2807034A1
Application number: DE19782807034
Authority: DE
Inventors: Takumi Fukunishi; Masamichi Miura
Original assignee: Toyo Soda Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Tosoh Corp
Priority date: 1977-02-18
Filing date: 1978-02-18
Publication date: 1978-08-31
Also published as: DE2807034C2; GB1548123A; US4148628A

Description

PATENTAN WALT S BÜRO

SCiIUMANNSTR. 97 · D-4000 DÜSSELDORF

Telefon: (02 11) 683346 ·> Telex: 08586513 cop d

PATENTANWÄLTE:
Dipl.-Ing. W. COHAUSZ- Dipl.-Ing. R. KNAUF ■ Dr-Ing., Dipl.-Wiilsch.-Ing. A. GERBER · Dipl.-Ing. H. B. COHAUSZ

TOYO SODA MANUFACTURING CO., LDT.
Shinnanyo-shi, Yamaguchi-ken (Japan)

Verfahren zur Herstellung von metallischem Chrom

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von metallischem Chrom durch die Reduktion von Chromoxid mit Kohle, bei dem Agglomerate aus Chromoxid, Kohle und einem Bindemittel hohen Temperaturen von mindestens 1200 ⁰C ausgesetzt werden.

Metallisches Chrom wird gegenwärtig hauptsächlich durch die Reduktion von Chromoxid oder Chromit nach dem Thermitverfahren oder durch elektrolytische Abscheidung aus einer Chromsalzlösung hergestellt.

Es ist auch schon, vorgeschlagen worden, metallisches Chrom durch Reduktion von Chromoxid mit Kohle herzustellen, indem Chromoxid-Briketts, die aus einem Gemisch aus feinverteiltem Chromoxid und einem Bindemittel gepreßt werden, in einem Ofen unter Vakuum oder Schutzgasatmosphäre auf eine Temperatur von mindestens 1200 ⁰C erhitzt werden. Dieses Reduktionsverfahren ist jedoch mit mehreren Nachteilen behaftet. Zunächst erfordert das Verfahren eine verhältnismäßig lange Reaktionszeit und ist wenig leistungsfähig.

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Ferner fällt das metallische Chrom in schwammartiger Form mit niedriger scheinbarer Dichte an und eignet sich daher nicht gut zum Schmelzen bei der Herstellung von Nichrome, warmfesten und korrosionsbeständigen Stählen sowie von anderen Chromlegierungen. Wird die Reduktion mit Kohle im Vakuum ausgeführt, treten außerdem Verdampfungsverluste an Chrom auf, da Chrom bei der Reduktionstemperatur einen verhältnismäßig hohen Dampfdruck hat.

Es stellte sich daher die Aufgabe, ein Verfahren zur Reduktion von Chromoxid mit Kohle anzugeben, bei dem die Reduktion in außerordentlich kurzer Zeit und mit hoher Ausbeute ausgeführt werden kann.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe bei einem Verfahren der ej3fangs genannten Art dadurch gelöst, daß ein aus einem Gemisch aus feinverteiltem Chromoxid/ feinverteilter Kohle und einem Bindemittel bestehendes Granulat in einem Gasstrom durch eine Plasmaflamme geführt wird.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Das bei dem Verfahren verwendete Chromoxid hat am btjsten eine Teilchengröße ähnlich derjenigen, die für Schleifmittelkörner oder Pigmente gebräuchlich ist, d.h. eine durchschnittliche Korngröße von 0,5 bis 50 μπι. Wenn die Korngröße zu groß ist, kann die Geschwindigkeit der Reduktionsreaktion in der Plasmaflamme leicht zu gering werden.

Die Art der bei dem Verfahren verwendeten feinverteilten Kohle ist nicht kritisch. Es können Ruß, Graphit, Petrolkoks und Mischungen davon verwendet werden. Die Menge der feinverteilten Kohle liegt liegt am besten in einem Bereich von 90 bis 120% der sich aus folgender Reaktionsgleichung ergebenden stöchiometrisehen Menge:

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Cr₂O₃ + 3 C = 2 Cr + 3 CO [1]

Wenn die Menge der feinverteilten Kohle geringer als die untere Grenze des oben angegebenen Bereichs ist, wird die Geschwindigkeit der Reduktionsreaktion unerwünscht niedrig. Andererseits ist die Verwendung einer die obere Grenze des oben angegebenen Bereichs überschreitenden Menge feinverteilter Kohle unwirtschaftlich und führt zu einem Produkt mit unerwünscht hohem Kohlenstoffgehalt.

Als Bindemittel werden bei dem Verfahren gemäß der Erfindung zweckmäßigerweise organischen Polymere, wie Polyvinylalkohol und α-Stärke, verwendet. Diese Polymere werden am besten in Form einer wäßrigen Lösung mit einer Konzentration von 3 bis 20 Gew.-% verwendet. Die Menge des Bindemittels kann variiert werden und hängt von dem jeweiligen Bindemittel sowie von der Korngröße der feinverteilten Kohle und dem feinverteilten Chromoxid ab. Am besten beträgt jedoch die Menge des Bindemittels 5 bis 20 Gew.-% des Gesamtgewichtes von feinverteiltem Chromoxid und feinverteilter Kohle, wobei mit Bindemittel die wäßrige Lösung gemeint ist.

Das Granulieren des Gemisches aus feinverteiltem Chromoxid-Pulver, feinverteiltem Kohlepulver und Bindemittel kann in bekannter Weise mit Hilfe eines Mischers und Granulators oder Pelletisers ausgeführt werden. Das so hergestellte Granulat muß eine solche Korngröße haben, daß die einzelnen Körner leicht von einem Gasstrom mit- und in die Plasmasflamme eingeführt werden und dort die Reaktion mit hohem Umsatz stattfindet. Eine geeignete Korngröße ist 0,01 bis 3 mm, am besten eine solche von 0,01 bis 1 mm.

Zur Ausführung des Verfahrens kann ein Plasmaofen verwendet werden, der mit einer Abschreckvorrichtung ausgerüstet ist und in dem die Atmosphäre eingestellt werden kann. Der Plasmaofen kann entweder ein Lichtbogen- oder ein

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Hochfrequenz-Induktionsofen sein. Der zugeführte elektrische Strom kann Gleich- oder Wechselstrom sein.

Figur 1 zeigt ein Beispiel eines bei dem Verfahren verwendbaren Plasmaofens im Querschnitt.

Der Plasmaofen 1 ist am Oberteil der Ofenwand 2 mit einer Granulat-Einspeisevorrichtung ausgerüstet, die aus einem Aufgabegefäß 6, einem Zuleitungsrohr 7 für das Trägergas und einem Granulateinspeisungsrohr 3 besteht. Der Ofen 1 ist ferner mit einem Gasableitungsrohr 5 und einem Produktaus tragsrohr 4 an der Seite bzw. am Bodenteil der Ofenwand 2 ausgestattet. Im Innern des Ofens sind Plasmabrenner 9 und 10 angeordnet, denen durch Einleitungsrohre 11 und 12 ein Gas zugeführt wird.

Granulatkörner des Chromoxid-Kohle-Gemisches werden von einem Trägergas, wie Argon, Wasserstoff, Methan oder Mischungen davon, das durch das Gaszuleitungsrohr 7 zugeführt wird, aufgenommen und abwärts durch das Einspeisungsrohr 3 in die Plasmaflamme 13 eingetragen, wo die Granulatkörner einer hohen Temperatur ausgesetzt sind, die eine rasche Reduktion des Chromoxids ermöglicht. Die Verweilzeit des Granulats in der Plasmaflamme kann durch Änderung der Flammenlänge in geeigneter Weise variiert werden. Beispielsweise kann die Länge der Plasmaflamme dadurch vergrößert werden, daß den Plasmageneratoren eine höhere elektrische Leistung zugeführt wird oder daß mehrere Plasmabrenner übereinander angeordnet werden. Die erhitzten Granulatkörner fallen auf eine Kühleinrichtung 14, die aus einer wassergekühlten Platte besteht, und verlassen abgekühlt durch das Austragsrohr 4 den Ofen.

Das den Plasmabrennern zugeführte Gas ist am besten Argon oder ein Gasgemisch aus Argon und Wasserstoff, Argon und Methan oder Wasserstoff und Methan. Die Anteile der Bestandteile des Gasgemisches können je nach der gewünschten

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Plasmateitiperatur verändert werden. Die Temperatur, auf die die Granulatkörner beim Durchgang durch die Plasmaflamme erhitzt werden, liegt in der Regel im Bereich von 2000 bis 3000 ⁰C.

Beim Fall des Granulats durch die Plasmaflamme reagiert der Kohlenstoff mit dem Chromoxid unter Bildung von metallischem Chrom. Die für die Reduktion erforderliche Zeit ist außerordentlich kurz, da das Chromoxid reduziert wird, während das Cr₂O₃/C-Granulat durch die Plasmaflamme fällt. Dadurch unterscheidet sich das Verfahren vorteilhaft von bekannten mit Kohle arbeitenden Reduktionsverfahren.

Das aus dem Plasmaofen ausgetragene Reduktionsprodukt enthält noch kleine Mengen nichtmetallischer Stoffe, z. B. in der Regel 0,5 bis 3 Gev.-'i Sauerstoff und 0,5 bis 3 Gew.-% Kohlenstoff. Es ist daher zweckmäßig, das aus dem Plasmaofen ausgetragene Reduktionsprodukt noch einer weiteren Raffinationsbehandlung zu unterwerfen, so daß metallisches Chrom in hoher Reinheit erhalten wird. Eine derartige Raffinationsbehandlung kann wie folgt ausgeführt werden.

Zunächst wird das aus dem Plasmaofen ausgetragene Reduktionsprodukt abgekühlt und zu Teilchen pulverisiert, die am besten eine durchschnittliche Korngröße von 0,05 bis 0,08 mm haben. Diese pulverisierten Teilchen werden mit einem Bindemittel und, falls gewünscht, mit feinverteilter Kohle vermählen. Dann wird das vermahlene Gemisch zu Briketts geformt und getrocknet.

Als Bindemittel können die gleichen Stoffe wie bei der Herstellung des Granulats für die Reduktion im Plasmaofen verwendet werden, nämlich wasserlösliche organische Polymere wie Polyvinylalkohol und α-Stärke. Die Menge des Bindemittels kann im Bereich zwischen 5 und 20% des Gesamtgewichtes von pulverisiertem Produkt und feinverteilter Koh-

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le liegen, wobei mit Bindemittel die wäßrige Lösung gemeint ist. Je nach dem verwendeten Bindemittel, der Teilchengröße des pulverisierten Produktes und der zugesetzten Menge feinverteilten Kohlenstoffs können aber auch andere Mengen zweckmäßig sein.

Der feinverteilte Kohlenstoff, der bei Bedarf zugesetzt werden kann, kann der gleiche wie für die Reduktion im Plasmaofen sein. Die geeignete Menge hängt von dem Sauerstoff- und Kohlenstoffgehalt des Reduktionsproduktes ab und liegt am besten in einem Bereich von 90 bis 120% der stöchiometrischen Menge. Diese stöchiometrische Menge wird berechnet, indem man die Menge des in dem Reduktionsprodukt enthaltenen Sauerstoffs auf Cr₂O₃ umrechnet und dann die Menge Kohlenstoff bestimmt, die nach der vorstehend angegebenen Gleichung [1] zur Reduktion dieser Menge Cr₂O₃ erforderlich ist.

Die getrockneten Briketts werden wie folgt raffiniert. Nach einem ersten Verfahren werden die Briketts in einem Vakuumofen unter einem verminderten Druck von 0,13 bis 27 mbar absolut erhitzt und hierbei einer Reduktion in der festen Phase unterworfen. Als Vakuumofen wird am besten ein elektrischer Widerstandsofen benutzt. Der Druck im Ofenraum sollte in dem angegebenen Bereich gehalten werden, da bei niedrigerem Druck fühlbare Chromverluste durch Verdampfung eintreten. Die Temperatur, auf die die Briketts erhitzt werden, muß mindestens 1200 ⁰C betragen und wird am besten in einem Bereich von 1200 bis 1500 ⁰C gehalten. Die Reaktionszeit kann kurz sein und beträgt in der Regel 3 bis 4 Stunden, da in den Briketts nur kleine Mengen Cr₂O₃ enthalten sind.

Bei einem zweiten Verfahren werden die Briketts in einem wassergekühlten Metallgefäß, das in einem Plasmaofen angeordnet ist, unter Schutzgas der Strahlung einer Plasmaflamme ausgesetzt, wobei eine Reduktion in geschmolzenem

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Zustand eintritt. Das wassergekühlte Gefäß besteht am besten aus Kupfer, und der Plasmaofen muß luftdicht verschließbar- sein, so daß eine reine Schutzgasatmosphäre aufrechterhalten werden kann.

Bei dem vorstehend beschriebenen zweiten Verfahren kann das zur Erzeugung des Plasmas verwendete Gas das gleiche wie bei der Reduktion des Granulats aus dem Cr₂O₃-Gemisch sein. Die Einwirkungsdauer der Plasmaflammenstrahlung kann zwischen 1 Minute und 30 Minuten betragen. Die Briketts werden durch die Plasmastrahlung auf eine Temperatur von 1900 bis 2000 ⁰C, meist auf etwa 2000 ⁰C, erhitzt, wodurch das Cr₂O₃ in geschmolzenem Zustand reduziert wird. Die Schutzgasatmosphäre wird aus einem Gas gebildet, das gegenüber metallischem Chrom inert ist, wie Argon, ein Gemisch aus Argon und Wasserstoff oder ein Gemisch aus Argon und Methan. Das raffinierte metallische Chrom wird gewonnen, indem am besten die Schmelze im Plasmaofen in eine Form gegossen und diese dann aus dem Ofen genommen wird.

Das nach dem vorstehend beschriebenen zweiten Verfahren durch Reduktion in geschmolzenem Zustand erhaltene Chrom kann zur Erhöhung der Reinheit einer weiteren Entkohlungsbehandlung unterworfen werden. Eine solche Entkohlung ist besonders dann vorteilhaft, wenn die oben beschriebene Reduktion in geschmolzenem Zustand mit Hilfe einer Plasmaflamme ausgeführt worden ist, bei der als Plasmagas nicht ein Gemisch aus Argon und Wasserstoff, sondern Argon oder ein Argon-Methan-Gemisch verwendet wurde. Die Entkohlung wird in dem Plasmaofen in Abwesenheit von Wasserstoff in der Weise ausgeführt, daß das Chromprodukt der Strahlung einer Plasmaflamme aus einem Argon-Sauerstoff-Gemisch ausgesetzt wird.

Das nach einem der beiden vorstehend beschriebenen Raffinationsverfahren gewonnene Chrom enthält nur noch Spuren nichtmetallischer Stoffe, wie Kohlenstoff und Sauerstoff,

d.h., es hat eine Reinheit von über 99% und daher eine ausgezeichnete Qualität. Da die Briketts der hohen Temperatur nur eine sehr kurze Zeit ausgesetzt sind, sind die Verluste durch Verdampfung des Chroms außerordentlich gering.

Außerdem ist die scheinbare Dichte des metallischen Chroms hoch. Insbesondere die Dichte des nach dem vorstehend beschriebenen zweiten Raffinationsverfahrens gewonnenen Chroms erreicht 6 bis 7 g/cm³, da die Reduktion in geschmolzenem Zustand stattfindet. Das metallische Chromprodukt eignet sich daher vorteilhaft zur Herstellung von Nichrome, warmfesten und korrosionsbeständigen Stählen sowie von anderen Chromlegierungen.

An Hand folgender Beispiele wird die Erfindung veranschaulicht. In diesen Beispielen sind alle Teile- und Prozentangaben, sofern nicht anders angegeben, Gewichtsteile und Gewichtsprozente.

BEISPIEL 1

Zu einem Gemisch aus 10 Teilen feinverteiltem Chromoxid (Cr₂O₃) und 2,5 Teilen feinverteiltem Ruß wurden 0,13 Teile einer wäßrigen 5%igen Polyvinylalkohol-Lösung gegeben. Dann wurde das Gemisch gemahlen und zu Körnern von etwa 2 mm Korngröße granuliert.

Das Granulat wurde in einem Plasmaofen reduziert, der demjenigen nach Figur 1 ähnlich und mit sechs Plasmabrenner ausgerüstet war. Als Trägergas wurde Argon verwendet, und zur Speisung der Plasmabrenner diente ein Gemisch aus Argon und Wasserstoff im Verhältnis 1:1.

Aus dem Ofen wurden 6,6 Teile eines metallischen Chromproduktes mit einer scheinbaren Dichte von 4,5 g/cm³ und folgender Zusammensetzung ausgetragen:

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Chrom	99,09%
Kohlenstoff	0,24%
Sauerstoff	0,031%
Metallische

Verunreinigungen 0,46%

BEISPIEL 2

Zu einem Gemisch aus 10 Teilen feinverteiltem Chromoxid (Cr₂O₃) und 2,0 Teilen feinverteiltem Graphit wurden 0,15 Teile einer wäßrigen 5%igen a-Stärke-Lösung gegeben. Dann wurde das Gemisch vermählen und zu Körnern von o,5 mm Korngröße granuliert.

Das Granulat wurde in einem Plasmaofen, wie im Beispiel 1 beschrieben, unter den gleichen Bedingungen wie bei dem Verfahren des Beispiels 1 reduziert, wobei als Plasmagas ein Gemisch von Wasserstoff und Methan in einem Volumenverhältnis von 1:2 verwendet wurde.

Aus dem Plasmaofen wurden 6,6 Teile eines metallischen Chrömproduktes ausgetragen, das 0,30% Sauerstoff und 0,28% Kohlenstoff enthielt und eine scheinbare Dichte von 4/7 g/cm³ hatte.

BEISPIEL 3

Zu einem Gemisch aus 20 Teilen feinverteiltem Chromoxid (Cr₂O₃) und 4,5 Teilen Graphit wurden 0,25 Teile einer 10%igen wäßrigen Polyvinylalkohol-Lösung gegeben. Dann wurde das Gemisch vermählen und zu Körnern von etwa 2 mm Korngröße granuliert.

Das Granulat wurde in einem Plasmaofen, wie im Beispiel 1 beschrieben, unter den gleichen Bedingungen wie bei dem Verfahren des Beispiels 1 reduziert, wobei als Plasmagas

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ein Gemisch aus Argon und Wasserstoff im Volumenverhältnis von 3:1 verwendet wurde. Aus dem Ofen wurden 14 Teile eines metallischen Chromproduktes ausgetragen, das 1,2% Sauerstoff und 0,89% Kohlenstoff enthielt und eine scheinbare Dichte von 4,4 g/cm³ hatte.

Das metallische Chromprodukt wurde zu Teilchen von einer Korngröße von etwa 0,07 mm gepulvert. 10 Teile der Teilchen wurden mit 0,1 Teil feinverteiltem Graphit gemischt, und zu dem Gemisch wurde 0,1 Teil einer wäßrigen 10%igen Polyvinylalkohol-Lösung gegeben. Das Gemisch wurde vermählen und mit einem Druck von 4 080 bar zu Briketts von 32 min χ 25mmx 17mm Größe gepreßt. Nach dem Trocknen wurden die Briketts in einem elektrischen Vakuum-Widerstandsofen unter einem Druck von 10,7 mbar absolut drei Stunden auf eine Temperatur von 1400 ⁰C erhitzt.

Aus dem Ofen wurden 9,5 Teile eines metallischen Chromproduktes ausgetragen, das aus 99,47% metallischem Chrom, 0,02% Sauerstoff, 0,03% Kohlenstoff und 0,48% metallischen Verunreinigungen bestand und eine scheinbare Dichte von 5,1 g/cm³ hatte.

BEISPIEL 4

Zu einem Gemisch aus 20 Teilen feinverteiltem Chromoxid (Cr₂O₃) und 4,2 Teilen feinverteiltem Ruß wurden 0,2 Teile einer wäßrigen 5%igen Polyvinylalkohol-Lösung gegeben. Das Gemisch wurde vermählen und zu Körnern von etwa 1 mm Korngröße granuliert.

Das Granulat wurde in einem Plasmaofen, wie im Beispiel 1 beschrieben, unter den gleichen Bedingungen wie bei dem Verfahren des Beispiels 1 reduziert, wobei als Plasmagas ein Gemisch aus Wasserstoff und Methan in einem Volumenverhältnis von 4:1 verwendet wurde. Aus dem Plasmaofen wurden 13,9 Teile eines metallischen Chromproduktes ausge-

tragen, das 0,85% Sauerstoff und 0,64% Kohlenstoff enthielt und eine scheinbare Dichte von 4,5 g/cm³ hatte.

Aus 10 Teilen des metallischen Chromproduktes wurden in der gleichen Weise wie bei dem Verfahren des Beispiels 3 Briketts der Größe 32 mm χ 25 mm χ 17 mm hergestellt. Nach dem Trocknen wurden die Briketts in einem elektrischen Vakuum-Widerstandsofen unter einen Druck von 10,7 mbar absolut vier Stunden auf eine Temperatur von 1400 ⁰C erhitzt.

Aus dem Ofen wurden 9,6 Teile eines metallischen Chromproduktes ausgetragen, das 99,3 2% metallisches Chrom, 0,02% Sauerstoff, 0,03% Kohlenstoff und 0,49% metallische Verunreinigungen enthielt und eine scheinbare Dichte von 5,0 g/cm³ hatte.

BEISPIEL 5

Zu einem Gemisch aus 20 Teilen feinverteiltem Chromoxid (Cr₂O₃) und 4,5 Teilen feinverteiltem Ruß wurden 0,3 Teile einer wäßrigen 3%igen Polyvinylalkohol-Lösung gegeben. Das Gemisch wurde vermählen und zu Körnern von etwa 2 nun Korngröße granuliert.

Das Granulat wurde in einem Plasmaofen, wie im Beispiel 1 beschrieben, unter den gleichen Bedingungen wie bei dem Verfahren des Beispiels 1 reduziert, wobei als Plasmagas ein Gemisch aus Argon und Wasserstoff in einem Volumenverhältnis von 1:3 verwendet wurde. Aus dem Plasmaofen wurden 13,8 Teile eines metallischen Chromproduktes ausgetragen, das 0,71% Sauerstoff und 0,53% Kohlenstoff enthielt und eine scheinbare Dichte von 4,9 g/cm³ hatte.

Aus 10 Teilen des metallischen Chromproduktes, zu dem 0,05 Teile feinverteilter Ruß und 0,13 Teile einer wäßrigen 3%igen Polyvinylalkohol-Lösung zugesetzt worden waren, wurden nach dem Verfahren des Beispiels 3 Briketts der

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Größe 10 mm χ 5 mm χ 5 mm hergestellt. Nach dem Trocknen wurden die Briketts in ein wassergekühltes Kupfergefäß gegeben, das in einem luftdicht verschließbaren Plasmaofen angeordnet war. Nach dem Spülen des Ofens mit einem Argon-Wasserstoff-Gemisch wurden die Briketts durch die Strahlung einer Plasmaflamme, die aus einem Gemisch von Argon und Wasserstoff im Volumenverhältnis von 1:3 erzeugt wurde, in der Argon-Wasserstoff-Atmosphäre auf eine Temperatur von etwa 2000 ⁰C erhitzt, wobei eine Reduktion in geschmolzenem Zustand eintrat. Das geschmolzene Produkt wurde in eine Form gegossen und dann aus dem Ofen genommen.

Aus dem Ofen wurden 9,5 Teile eines metallischen Chromproduktes ausgetragen, das 99,05% metallisches Chrom, 0,20% Sauerstoff, 0,28% Kohlenstoff und 0,47% metallische Verunreinigungen enthielt und eine scheinbare Dichte von 6,8 g/cm³ hatte.

BEISPIEL 6

Zu einem Gemisch aus 20 Teilen feinverteiltem Chromoxid (Cr₂O₃) und 5,0 Teilen feinverteiltem Graphit wurde eine 5%ige wäßrige cc-Stärke-Lösung gegeben. Das Gemisch wurde vermählen und zu Körnern von etwa 0,8 mm Korngröße granuliert.

Das Granulat wurde nach dem Verfahren des Beispiels 1 in einem Plasmaofen reduziert, wobei als Plsmagas ein Gemisch aus Wasserstoff und Methan im Volumenverhältnis von 1:4 verwendet wurde. Aus dem Plasmaofen wurden 13,8 Teile eines metallischen Chromproduktes ausgetragen, das 0,75% Sauerstoff und 0,52% Kohlenstoff enthielt und eine scheinbare Dichte von 4,6 g/cm³ hatte.

Aus 10 Teilen des metallischen Chromproduktes wurden nach dem Verfahren des Beispiels 5 Briketts der Größe 10 mm χ 5 mm χ 5 mm hergestellt, die nach dem Trocknen in der

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gleichen Weise, wie im Beispiel 5 beschrieben, durch Erhitzen mit der Strahlung einer Plasmaflamme, die statt aus einem Argon-Wasserstoff-Gemisch von einem Gemisch aus Wasserstoff und Methan im Volumenverhältnis 1:4 gebildet wurde, raffiniert wurde.

Es wurden 9,6 Teile eines metallischen Chromproduktes erhalten, das 99,12% metallisches Chrom, 0,18% Sauerstoff, 0,25% Kohlenstoff und 0 ,45% metallische Verunreinigungen enthielt und eine scheinbare Dichte von 6,8 g/cm³ hatte.

Das so erhaltene metallische Chromprodukt wurde in folgender Weise weiter entkohlt. Nach dem Spülen des Plasmaofens mit Argon wurde das metallische Chromprodukt erneut in das wassergekühlte Kupfergefäß gegeben und in einer Argon-Atmosphäre der Strahlung einer Plasmaflamme ausgesetzt, die aus einem Argon-Sauerstoff-Gemisch erzeugt wurde. Das so raffinierte metallische Chromprodukt enthielt nur noch 0,07% Sauerstoff und 0,05% Kohlenstoff.

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Claims

PATENTANWALTSBÜRO SCHUMANNSTR. 97 · D-4O0O DÜÖSELDOHF Telefon: (0211) 683346 Telex: 08586513 cop d PATENTANWÄLTE: DipL-lng. W. COHAUSZ · Dipl.-Ing. R. KNAUF · Dr.-Ing., Dipl.-Wirhch.-Ing. A. GERBER · Dipl.-Ing H. B. COHAUSZ Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung von metallischem Chrom durch die Reduktion von Chromoxid mit Kohle, bei dem Agglomerate aus e'inem Gemisch aus Chromoxid, Kohle und einem Bindemittel bei hohen Temperaturen von mindestens 1200 °C ausgesetzt werden, dadurch gekennzeichnet , daß ein aus einem Gemisch aus feinverteiltem Chromoxid, feinverteilter Kohle und einem Bindemittel bestehendes Granulat in einem Gasstrom durch eine Plasmaflamme geführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Granulat eine durchschnittlich Korngröße von 0,0 1 bis 3 mm hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß das erhaltene metallische Chromprodukt abgekühlt und zu Teilchen pulverisiert wird, worauf die Teilchen mit Hilfe eines Bindemittels zu Briketts geformt und diese einer Raffinationsbehandlung unterworfen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß zur Ausführung der Raffinationsbehandlung die Briketts in einem Vakuumofen unter einem verminderten Druck von 0,13 bis 27 mbar absolut auf eine Temperatur von mindestens 1200 ⁰C erhitzt werden, so daß eine Reduktion im festen Zustand eintritt.

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5. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß zur Ausführung der Raffinationsbehandlung die Briketts in einem wassergekühlten Metallgefäß, das in einem Plasmaofen angeordnet ist, unter Schutzgasatmosphäre der Strahlung einer Plasmaflamme ausgesetzt werden, so daß eine Reduktion im geschmolzenen Zustand eintritt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Gas zur Erzeugung der Plasmaflamme Argon, ein Argon-Methan-Gemisch oder ein Argon-Wasserstoff-Gemisch verwendet wird.

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