DE2933992A1

DE2933992A1 - Verfahren zur herstellung einer salzmatrix, die feste, runde magnesiumoder magnesiumlegierungsteilchen enthaelt

Info

Publication number: DE2933992A1
Application number: DE19792933992
Authority: DE
Inventors: George Bassett Cobel; Jun Edward Joseph Skach
Original assignee: Dow Chemical Co
Current assignee: Dow Chemical Co
Priority date: 1978-08-25
Filing date: 1979-08-22
Publication date: 1980-03-06
Also published as: IT7950099A0; IT1206979B; BR7905427A; GB2029457A; CA1243560A; AU516188B2; GB2029457B; FR2435311A1; FR2435311B1; JPS5547312A; AU5012979A; BE878425A; NO792751L; DE2933992C2; US4186000A; JPS578166B2

Description

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung runder, mit Salz beschichteter Magnesiunteilchen oder Mg-Legierungsteilchen vom Einschluß in einer benachbarten, brüchigen Matrix aus Schlamm- oder Schlackenmaterial.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Gewinnung runder, mit Salz beschichteter Teilchen ohne Abflachung, Brechen oder Pulverisierung der Teilchen. Insbesondere werden solche runden Mg-Teilchen auf solche Iveise gewonnen, daß die Mg-Teilchen einen dünnen Schutzüberzug aus dem Schlammaterial, in dem sie eingeschlossen sind, besitzen. Die beschichteten Mg-Teilchen werden mit relativ gleichbleibenden Mg-Gehalten und mit einem relativ gleichbleibendem Teilchengrößenbereich und einer Rundung erhalten, so daß sie als Impfmittel durch eine Lanze in geschmolzenes, eisenhaltiges Material verwendet werden können.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verfahren für die Herstellung einer kontinuierlichen, brüchigen Matrix aus Salzmaterial, das darin dispergiert diskrete, runde Teilchen aus Mg oder Mg-Legierung enthält.

In der Eisen- und Stahlindustrie ist es gut bekannt, daß Mg-Material als Impfmittel für die Zugabe zu geschmolzenem, eisenhaltigem Metall nützlich ist. Das Mg ist als wirksames Entschwefelungsmittel für Stahl bekannt, und es ist ein wirksames Induziermittel für Gußeisen mit Kugelgrarr-it bei der Herstellung von verformbarem Eisen.

Es ist weiterhin gut bekannt, daß Mg in Form kleiner Teilchen zu geschmolzenem, eisenhaltigem Material zugegeben wird, indem es durch eine Lanze mit einem Gasstrom oder in einem Träger transportiert wird.

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Mg-Metall, insbesondere wenn es in feinverteilter Form vorliegt, wird leicht oxidiert und ist manchmal pyrophor. Im Kontakt mit Wasser spaltet es H₂ ab, das in größeren Mengen eine Explosions- oder Feuergefahr darstellt. Im Laufe der Jahre hat man verschiedene Verfahren entwickelt, um die pyrophoren und Explosionsgefahren zu vermeiden. Diese Entwicklungen haben nur einen mäßigen Erfolg mit sich gebracht, so daß die Eisen- und Stahlindustrie noch daran interessiert ist, auf wirtschaftliche Weise kleine Teilchen aus Mg-Material zu erhalten, das als Impfmaterial verwendet werden kann, relativ sicher zu lagern und zu verwenden ist und in gleichbleibender Art und wirksam reagiert.

Bei der elektrolytischen Herstellung von Magnesium durch Elektrolyse von geschmolzenem MgCl₂ ist es seit vielen Jahren bekannt, daß die Anwesenheit von Borwerten in dem MgCl₂ für die vollständige Koaleszenz des während der Elektrolyse gebildeten, geschmolzenen Mg nachteilig ist. Es ist bekannt, daß Seewasser geringe Mengen an Bor enthält, und wird Seewasser mit einem alkalischen Material zur Ausfällung von Mg(OH)₂ behandelt, so wird ebenfalls eine geringe Menge der Borwerte ausgeschieden. Wird Mg(OH)₂ unter Bildung von MgCl₂ chloriert, das als Beschickungsmaterial für eine elektrolytische Mg-Zelle verwendet wird (ebenfalls als "Zellbad" bezeichnet), so kann eine nachteilige Menge der Borwerte das MgCl₂ begleiten, sofern nicht Schritte unternommen werden, um das Bor zu entfernen oder mindestens die Menge der Borwerte wesentlich zu reduzieren. Auf dem Gebiet der Magnesiumherstellung besteht das Interesse darin, die Borwerte aus dem System zu entfernen. Selbst diese Versuche, die im Verlauf der Jahre durchgeführt wurden, um eine im wesentlichen vollständige Koaleszenz von geschmolzenem Mg zu erreichen, das bei der Schmelzsalzelektrolyse von MgCl₂ gebildet wird, so daß eine abtrennbare, geschmolzene Mg-Phase erhalten wird, verbleibt immer etwas Mg

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in Form von Tröpfchen, dispergiert in dem geschmolzenen Salz xond in dem Zellschlamm, zurück, der aus der Zelle entfernt wird. Wenn der Zellschlamm oder das Zellbadmaterial aus der Zelle entfernt und zu einer relativ harten (jedoch brüchigen) Masse gefroren wird, gehen die kleinen Perlen an Mg, die darin in kleinen Mengen eingeschlossen sind, verloren, sofern nicht ein wirtschaftliches Verfahren für die Rettung oder Verwendung der Materialien verfügbar ist. Normalerweise beträgt die Menge an Mg, die in diesen gefrorenen Salzgemischen eingeschlossen ist, einengsringen Prozentsatz von weniger als 20 Gew.%, normalerweise weniger als 15 Gew.%.

Es ist weiterhin bekannt, daß bei Mg-Legierungsverfahren, d.h. bei der Legierung von Mg und Al, das Legieren im allgemeinen unter einer Schutzschicht aus einem geschmolzenen Salzschmelzmittel erfolgt. Ein Teil der Mg-Legierung verbleibt in dem Schmelzmittelmaterial und wird aus dem Legierungsverfahren als "Schlacke" entfernt. Diese Schlakken aus dem Legierungsverfahren sind in gewisser V/eise ähnlich wie die gefrorenen Zellenbäder oder -schlämme und enthalten geringe Prozentgehalte an Mg-Legierung als diskrete Teilchen in ihnen eingeschlossen.

In der Vergangenheit wurden Versuche unternommen,um diese Matrices aus Schlämmen und Schlacken zu Teilchengrößen zu pulverisieren, die für die technische Verwendung als Impfmittel für geschmolzene, eisenhaltige Schmelzen geeignet sind. Wegen der Variationen von Ansatz zu Ansatz und des hohen Salzgehalts hatten diese Bemühungen jedoch nur einen begrenzten Erfolg.

Im Laufe der Jahre wurden weiterhin technische Versuche unternommen, diese Schlämme und Schlacken zu pulverisieren, um die Mg-Teilchen vom Einschluß in der brüchigen SaIz-

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matrix freizusetzen und die Teilchen von dem Salz abzusieben oder die wasserlöslichen Salze von den Mg-Teilchen durch Waschen abzutrennen. Die so freigesetzten Mg-Teilchen wurden für ihre Gewinnung wieder geschmolzen und zu Blöcken gegossen. Die Kosten für die Herstellung von solchem sekundären Mg oder Mg-Legierungen in Blockform aus Schlämmen und Schlacken erfordern einen Vergleich mit den Kosten für primäre Mg- oder Mg-Legierungsblöcke, die aus den Hauptquellen stammen, d. h. bei den elektrolytischen Zellen oder Legierungsverfahren anfallen. Normalerweise ist, wenn der Marktpreis von primären Mg- oder Mg-Legierungsblöcken etwas abfällt wegen einer nachlassenden Marktnachfrage, die Gewinnung von sekundären Mg- oder Mg-Legierungsblöcken aus Schlämmen oder Schlacken nicht wirtschaftlich, so daß kaum oder kein Interesse daran besteht, eine sekundäre Wiedergewinnung durchzuführen.

Es wurde jetzt gefunden, daß wirtschaftliche Interessen vorliegen für die Entwicklung von Verfahren, mit denen Mg- oder Mg-Legierungspellets vom Einschluß in Schlämmen und Schlacken befreit werden können (selbst wenn die Pellets noch einen Oberflächenüberzug aus Schlamm- oder Schlackenmaterial enthalten),und daß andere Verwendungen als das Vergießen zu Blöcken in Frage kommen. In der Tat sind solche Pellets als Impfmittel für geschmolzene, eisenhaltige Schmelzen nützlich, und der Schutzsalzüberzug ist nicht nachteilig, sondern von Vorteil.

Die Abtrennung von festen Mg-Metallkügelchen vom Einschluß in einer festen, benachbarten Matrix aus brüchigem Salz oder Gemischen aus Salzen stellt für den Forscher, der das Mg in seiner kugelförmigen Gestalt gewinnen will und der ebenfalls auf jedem Kügelchen einen dünnen Schutzüberzug aus Matrixmaterial erhalten will, eine besondere Schwierigkeit dar. Obgleich es seit vielen Jahren bekannt ist,

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daß eine solche Mg enthaltende Matrix als Zellenschlamm bei der Elektrolyse von geschmolzenem MgCl₂ und als Schlackenmaterial bei Mg- oder Mg-Legierungs-Gießverfahren anfällt, haben Versuche, Mg-oder die Mg-Legierungsteilchen durch Mahlen oder intensives Kugelmahlen zu gewinnen, im allgemeinen ein Zerstören, Brechen oder Plattwerden des großen Teils der Mg-Teilchen mit sich gebracht. Solche deformierten Teilchen können annehmbar sein, wenn der Hauptzweck der Metallgewinnung der ist, daß ein Wiederschmelzen für das Koaleszieren oder für das Wiedergießen als Blöcke durchgeführt werden sollen.

Eei der vorliegenden Erfindung ist es jedoch von speziellem Interesse, die Mg-Kügelchen aus einer festen Matrix zu gewinnen, wcbei ein dünner Schutzüberzug aus Matrix auf den Kügelchen verbleiben soll. Solche kugelförmigen Mg-Teilchen sind von besonderem Interesse als Impfmaterial für geschmolzene, eisenhaltige Materialien, z.3. bei der Desulfurisierung von Stahl. Der dünne Schutzüberzug aus Matrix auf den Mg-Kügelchen hilft, die Hydrolyse des Mg durch Feuchtigkeit oder die Oxidation von Mg durch Luft zu vermeiden. Mg-Teilchen,die im wesentlichen verflacht oder verlängert sind oder die keinen hohen Grad an Rundung aufweisen, sind bei solchen Verfahren nicht nützlich, wo die Teilchen durch eine Lanze unter die Oberfläche des geschmolzenen Eisens oder Stahls injiziert v/erden. Idealerweise würden die Arbeiter solcher Lanzen bevorzugen, daß die Mg-Teilchen eine gleichbleibende Größe, einen gleichbleibenden Mg-Gehalt und eine gleichbleibende Rundung aufweisen, damit unerwünschte Variationen während des Impfverfahrens vermieden werden.

Die Verwendung verschiedener Mahl- oder Pulverisiermaschinen für die Verkleinerung der Teilchengröße verschiedener, fester Materialien, wie Steine, Erze und Mineralien, ist gut

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bekannt. Die Verwendung von Sieben oder Nestern von Sieben zur Abtrennung von Teilchen in verschiedenen Teilchenbereichen ist ebenfalls gut bekannt. Für bessere und schnellere Trennungen werden die Siebe sehr oft vibriert.

Die Trennung von runden Perlen aus unregelmäßig geformten Teilchen auf einer geneigten Oberfläche wird z.B. in der FR-PS 730 215 und in den US-PSen 1 976 974, 2 778 498, 2 658 616 und 3 464 550 beschrieben. Eine Literaturstelle von U.S. Department of Interior, Bureau of Mines, Publikation R.I.4286 vom Mai 1948 mit dem Titel "New Dry Concentrating Equipment" enthält Informationen über Formseparatoren für Mineralien mit Vibrations-Deck. Der beschriebene Separator ist ein geneigtes Vibrationstablett bzw. ein Vibrationstisch, bei dem die Wurf- bzw. Wegbahn der Teilchen längs der Oberfläche von der Form der Teilchen abhängt. Es gibt verschiedene Schlämme und Schlacken, die bei Bergbau- und metallurgischen Verfahren anfallen und von denen bekannt ist, daß sie Einschlüsse aus Metalltröpfchen, wie aus Kupfer, Nickel, Zinn und anderen, enthalten.

In der US-PS 3 037 711 wird die Verwendung von Schlag- oder Hammermühlen für die Pulverisierung von Schlacke bzw. Abstrich von Metallteilchen und die Abtrennung der Feinstoffe von den Teilchen durch Saugen beschrieben.

Allgemeine Informationen über Pulverisierungsvorrichtungen, Siebe und Tablett-Trennungen finden sich in "Chemical Engineers Handbook" von Robt.H. Perry, Editor, veröffentlicht von McGraw-Hill.

In den US-PSen 3 881 913 und 3 969 104 wird die Herstellung von mit Salz beschichteten Mg-Kügelchen durch Atomisierungsverfahren beschrieben. Es wird weiterhin beschrieben,

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daß solche Kügelchen für die Injektion in geschmolzenes Eisen durch eine Lanze nützlich sind.

Patentschriften, die die Bildung von kleinen Teilchen aus Mg oder Mg-Legierung auf einer sich drehenden bzw. spinnenden Scheibe beschreiben, sind die US-PSen 2 699 576, 3 520 718 und 3 881 913.

Das Salz, das bei der vorliegenden Erfindung als "Matrixmaterial" verwendet werden kann, kann eine einzige Verbindung sein, W£ ein Halogenid von Na, K, Li, Mg, Ca, Ba, Mn oder Sr, oder es kann ein Gemisch aus zwei oder mehreren dieser Salze sein. Es ist möglich und in einigen Fällen bevorzugt, Gemische aus Salzen zu verwenden, wobei das Halogenid von einem oder mehreren der Salze ein anderes Halogenid ist als das der anderen Salze. Beispielsweise können Gemische aus MgCl₂, NaCl, LiCl (oder KCl) und CaF₂ in unterschiedlichen Verhältnissen verwendet werden. Der Ausdruck "Salz", wie er in der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, umfaßt Bestandteile, die überwiegend Halogenidsalze sind, die aber auch bis zu 25% Oxide oder andere Salze enthalten können.

In verschiedenen Patentschriften werden geschmolzene Salzgemische, die MgCIo enthalten, beschrieben und die in elektrolytischen Zellen für die elektrolytische Bildung von Mg verwendet werden können, vergl. beispielsweise US-PSen 2 888 389, 2 950 236 und 3 565 917. Es wird angegeben, daß die Zusammensetzung des Salzgemisches variiert werden kann und die Dichte so einzustellen ist, daß sie größer oder kleiner als die von geschmolzenen Mg-Metall ist. Es ist bekannt, daß Schlämme, die in solchen elektrolytischen Mg-Verfahren gebildet werden, Mg-Metallteilchen,eingeschlossen in einer Matrix aus Salz, enthalten und normalerweise sind einige Mg-Oxidwerte ebenfalls vorhanden, bedingt durch

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den Kontakt mit Luft oder Feuchtigkeit. Die Verwendung von Fluoriden in den Salzgemischen als Koalesziermittel für das Mg-Metall wird beschrieben. Gemische aus Salzen werden in der US-PS 3 881 913 beschrieben, die als Gemische identifizierbar sind, von denen bekannt ist, daß sie bei der elektrolytischen Mg-Herstellung als "Zellenbad"-Elektrolytzusammensetzungen verwendet werden. Es ist weiterhin bekannt, daß solche Gemische für Zellenbäder in Mg-ZeI-lenschlamm vorhanden sind, und wird der Zellenschlamr. gemahlen, um ihn von den kleinen Perlen aus Mg-Metall, die darin eingeschlossen sind, zu befreien, so ist ein Teil des Salzgemisches auf den Mg-Perlen als dünner Überzug vorhanden.

Bei dem 6. SDCE International Die Casting Congress, organisiert von The Society of Die Casting Engineers, Inc. in Cleveland, Ohio, vom 16. bis 19. November 1970, wurde eine Arbeit veröffentlicht (Papier Nr. 101), mit dem Titel "Factors Controlling Melt Loss in Magnesium Die Casting", bei der als Autoren J.N.Reding und S.C.Erickson genannt werden. In dieser Arbeit wird der Einschluß von Mg-Teilchen und Mg-Legierungsteilchen in Aufschlämmungen und Schlacken beschrieben, und es werden Untersuchungen über Koalesziermittel und Dispersionsmittel (Emulgiermittel) für Mg-Teilchen beschrieben. Das Mahlen in einer Kugelmühle des Mg enthaltenden Schlamms zur Gewinnung der Mg-Teilchen aus dem Einschluß daraus wird ebenfalls beschrieben.

Es ist somit bekannt, daß Schlammaterial von Mg-Herstellungsverfahren oder von Kg-Gießverfahren Mg darin eingeschlossen enthält. Bei den Mg-Herstellungsverfahren, z.B. bei der Elektrolyse von geschmolzenem MgC^ in Anwesenheit anderer geschmolzener Salze unter Bildung von CIp und geschmolzenem Mg enthält das Schlammaterial Metallsalze,

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Oxide, Verunreinigungen und Nebenbestandteile, und es enthält weiterhin eine relativ geringe Menge an Kg-Teilchen mit unterschiedlichen Größen darin dispergiert.

Während des Mg-Gießens oder des Mg-Legierungsgießens wird im allgemeinen ein Schmelzmittel auf der Oberfläche des geschmolzenen Metalls in dem Schmelzreaktor vorgesehen, um den Kontakt des Metalls mit Luft oder Feuchtigkeit zu verhindern oder zu verzögern und zu verhindern, daß Mg Feuer fängt. Solche Schmelzmittel sind normalerweise Gemische aus geschmolzenen Salzen, wie sie in der US-PS 2 327 153 beschrieben v/erden, wo weiterhin beschrieben wird, daß geringe Mg-Perlen manchmal in dem gefrorenen Schlamm oder Schlacke als diskrete, feine Kügelchen mit einem Durchmesser, der so klein ist wie 0,023 cm (0,01 inch), eingeschlossen sind. In der Patentschrift wird weiterhin das VJiederschmelzen und Rühren der Schlämme oder der Schlacke beschrieben, damit die kleinen Mg-Perlen zu größeren Perlen mit etwa 1,27 cm (0,5 inch) oder noch größerem Durchmesser koaleszieren. Dann wird abgekühlt und die gefrorenen Perlen v/erden aus den noch geschmolzenen Salzen durch Filtration abgetrennt.

Die Metallsalzzusammensetzungen von Mg-Zeilschlammen, Mg-Gießschlacken und Mg-Legierungsgießschlacken sind εcr.it bekannt, und es ist bekannt, daß sie verschiedene Genische und Verhältnisse aus Alkalimetallsalzen, Erdalkalimetallsalzen, einigen Oxiden und im allgemeinen Verunreinigungen und llebenbestandteile enthalten.

Bei der vorliegenden Erfindung wird ein Bor enthaltendes Dispersionsmittel mit oder ohne die gleichzeitige Zugabe von sehr feinen Kohlenstoffmaterial zu dem geschmolzenen Gemisch aus Salz und Mg oder Mg-Legierung zugegeben. Das geschmolzene Gemisch wird gerührt, um eine gute Dispersion

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des Dispersionsmittels und des geschmolzenen Metalls sicher zustellen. Das geschmolzene Gemisch wird dann zu festem Zustand abgekühlt und gebrochen und in einer Hammermühle pulverisiert, um die Metallteilchen von der Sakmatrix zu befreien. Es verbleibt nur ein dünner Schutzüberzug aus Salzmatrix, der an der Oberfläche der Metallteilchen haftet. Das pulverisierte Material wird dann in einer sehr trockenen Atmosphäre gesiebt, um im wesentlichen die runden Metallteilchen von dem pulverisierten, losen Matrixmaterial abzutrennen.

Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren, bei dem ein Bor enthaltendes Dispersionsmittel zu einem geschmolzenen Gemisch aus Salz und Mg oder Mg-Legierung zugegeben wird, das Gemisch gerührt wird, um das Bor enthaltende Dispersionsmittel und das geschmolzene Mg oder Mg-Legierung in dem geschmolzenen Salz gut zu vermischen, und das Gemisch abgekühlt wird, wobei eine gefrorene, brüchige Salzmatrix erhalten wird, die darin dispergiert feste, runde Teilchen aus Mg oder Mg-Legierung enthält.

Die mit Salz beschichteten Mg-Teilchen, die bei der vorliegenden Erfindung von Interesse sind, können als "Pulver", »Perlen", "Pellets", "Kügelchen", "Granulat" oder mit einem anderen solchen Ausdruck bezeichnet werden. Die Teilchen von größtem Interesse besitzen einen hohen Grad an Rundung und besitzen eine kugelige und/oder ovale Form und haben eine Teilchengröße im Bereich von 8 bis 100 Mesh ⁺^ (US-Standardsiebgröße). Für die übliche Praxis des Inrpfens von eisenhaltigen Schmelzen durch eine Lanze liegt die bevorzugte Teilchengröße im allgemeinen im Bereich von 10 bis 65 Mesh (1,68 bis 0,23 mm), obgleich irgendeine Teilchengröße, die durch ein 8 Mesh⁺Sieb hindurchgeht, verwendbar ist und für solche Verwendungen leicht angepaßt werden kann.

⁺ ' 100 Mesh = 0,149 mm; 8 Mesh = 2,38 mm

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Der Ausdruck "hoher Grad an Rundung", wie er hierin verwendet wird, bezieht sich auf Teilchen, Perlen, Pellets oder Granulat, das kugelförmig ist oder fast kugelförmig, umfaßt jedoch auch ovale Formen, die leicht auf einer mäßig geneigten Oberfläche rollen. Im Gegensatz dazu werden Teilchen, die im wesentlichen gebrochen, plattgedrückt, verflacht oder unregelmäßig sind und die nicht leicht auf einer mäßig geneigten Oberfläche rollen, nicht als solche mit einem hohen Grad an Rundung angesehen. Der Ausdruck "runde" Teilchen bedeutet Metallteilchen mit einem hohen Grad an Rundung.

Der Ausdruck "Hammermühle", wie er in der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, bedeutet eine Vorrichtung, bei der eine Vielzahl von schwingenden oder sich drehenden Hammerschaufeln, -flügeln oder -blättern oder Projektionen verwendet wird, die das eingeleitete Material schlagen, wobei &s brüchige Material pulverisiert wird. Aus Zweckdienlichkeitsgründen umfaßt der Ausdruck "Hammermühle" alle Arten von Mühlen des allgemeinen Typs eines Schiagens auf die Teilchen, wie bei der Hammermühle.

Der Ausdruck "Mg enthaltende Schlämme oder Schlacken", mit dem auch manchmal nur "Schlamm" verwendet wird, umfaßt Schlamm- oder Schlackenniaterial aus einem Mg-Herstellungsverfahren oder aus einem Mg-Gieß- oder Mg-Legierungsgießverfahren, der Teilchen aus Mg (oder Mg-Legierung) darin eingeschlossen enthält. Das Material, das die Mg-Teilchen einschließt, ist eine brüchige, benachbarte Matrix aus einem gefrorenen Salzgemisch, die ebenfalls bestimmte Oxide, Verunreinigungen und Nebenbestandteile enthalten kann und oft enthält. Der Ausdruck "Mg" oder "Magnesium¹¹ umfaßt Mg-Legierungen, in denen das Hg den Hauptanteil der Legierung ausmacht. Man nimmt an, daß die Legierung, die am besten bekannt ist, solche von Magnesium, legiert mit Aluminium oder Zink, sind.

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Bei der Durchführung der vorliegenden Erfindung ist es wesentlich, daß die Mg-Teilchen, die als Endprodukt gewonnen und als Impfmittel für eisenhaltige Schmelzen verwendet werden sollen, einen hohen Grad an Rundung aufweisen und einen dünnen Schutzüberzug aus den Schlammaterialien beibehalten. Der Schutzüberzug hilft, die Schwierigkeiten und Gefahren beim Handhaben, Transport und Lagern der feinverteilten Mg-Teilchen zu vermeiden. Ohne den Schutzüberzug würden die Mg-Teilchen schnell oxidiert werden, und in einigen Fällen könnten sie eine Explosion hervorrufen. Die erfindungsgemäß gewonnenen Mg-Teilchen sollten im allgemeinen im wesentlichen im Bereich von 8 bis 100 Mesh (2,38 bis 0,149 mm), bevorzugt im Bereich von 10 bis 65 Mesh(2,00 bis 0,23 mm), liegen, damit sie leicht von solchen Industrien angenommen werden, so sie durch eine Lanze in geschmolzene, eisenhaltige Metalle injiziert werden.

Sehr oft wird Schlammaterial in geschmolzener oder semigeschmolzener Form aus den Mg-Herstellung- oder Mg-Gießverfahren entnommen und kann zu recht großen Stücken oder Flocken abkühlen (gefrieren). Es ist im allgemeinen erforderlich, solche großen Stücke in Größen zu brechen, die für die Hammermühle annehmbar sind. Dies kann mit Hilfe von Backenbrechern oder anderen geeigneten Einrichtungen erfolgen.

Es wurde gefunden, daß die Stücke aus Mg enthaltender Matrix durch eine Hammermühle geleitet werden können und daß die brüchige Matrix aufgebrochen wird, ohne daß ein bemerkenswertes Ausmaß an Verflachung oder Brechen der runden Mg-Teilchen stattfindet, wobei die Hammermühle noch einen Überzug aus Matrixmaterial auf den Mg-Teilchen zurückläßt. Das Material kann durch eine Hammermühle mehrere Male oder durch eine Reihe aus zwei oder mehr Hammermühlen geleitet werden, um eine im wesentlichen vollständige Pulverisier

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rung der Matrixagglomerate ohne vollständige Entfernung des Schutzüberzugs auf den Mg-Perlen sicherzustellen. Im Gegensatz dazu haben Versuche, die Mg-Teilchen von dem Matrixmaterial zu befreien, indem man sie durch Walzenmühlen, Brecher- oder Kugelmühlen, die große, schwere Walzen oder Stäbe enthalten, im allgemeinen eine Zerstörung oder Verflachung eines bemerkenswerten Anteils der runden Mg-Teilchen mit sich gebracht. Wenn festgestellt wird, daß der erste Durchgang durch die Schlagmühle ungenügend ist, um die brüchige Matrix in dem gewünschten Ausmaß zu pulverisieren, kann das Material durch die Mühle erneut unter Verwendung kleinerer Gitteröffnungen, durch die die Teilchen durchfallen, geleitet werden.

Nach der Behandlung in der Hammermühle wird das Material zur Entfernung von Teilchen über 8 Mesh (2,38 mm) und gegebenenfalls zur Entfernung von irgendwelchen Teilchen, die kleiner sind als 100 Mesh (0,149 mm) gesiebt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren gibt es jedoch im allgemeinen keine Teilchen, die größer sind als 8 Mesh (2,38 mm). Es ist im allgemeinen bevorzugt, die Siebe zu schütteln, so daß überschüssiges, pulverförmiges Matrixmaterial, das noch an den beschichteten Mg-Teilchen haftet, ohne tatsächlich ein Teil des benachbarten Überzugs zu sein, abgeht. Es gibt eine Reihe von im Handel erhältlichen Sieben einschließlich Vibrationssieben, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden können.

In solchen Fällen, wo das Salzgemisch, das das Matrixmaterial darstellt, hygroskopisch ist, ist es erforderlich, daß eine relativ trockene (weniger als 35% relative Feuchtigkeit, bevorzugt weniger als 20$S) Atmosphäre während des Verfahrens vorgesehen ist. Es ist besonders wichtig bei den Sieb- und Mahlstufen, da mit Feuchtigkeit befeuchtete Teilchen an den Oberflächen, mit denen sie in Kontakt sind, haf-

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ten und die Klassifizierung der Teilchen stören. Wenn das Produkt für Impfungen von geschmolzenem, eisenhaltigem Material verwendet wird, ist es wichtig, daß die Teilchen im wesentlichen trocken und freifließend sind.

Ein Gemisch aus geschmolzenem Salz/geschmolzenem Mg (oder Mg-Legierung), zu dem das Bor enthaltende dispersionsmittel gegeben wird, kann z.B. eine Zusammensetzung aus einem Mg-Zellenbad oder einer Zusammensetzung aus Mg-Zellenschlamm, einer Mg- (oder Mg-Legierungs)Gießschlacke oder einer Mg-Legierungsschlacke sein. Weiterhin kann das geschmolzene Gemisch hergestellt werden, indem man Mg(oder Mg-Legierung) zu dem gewünschten Salz (oder SaIzgemischen) zugibt oder indem man zusätzliches Mg (oder Mg-Legierung) zu einer vorhandenen Mg-Zelienbadzusammensetzung, Mg-ZeI-lenschlammzusammensetzung, Mg(oder Mg-Legierungs)-Gießschlacke oder Mg-Legierungsschlacke gibt. Die Zugabe von zusätzlichem Mg (oder Mg-Legierung) zu solchen bereits vorhandenen Gemische ist oft von Vorteil, da dadurch die Wirtschaftlichkeit der Gewinnung der mit Salz beschichteten Metallteilchen oder -perlen aus solchen vorhandenen Gemischen erhöht wird. Man kann weiterhin Mg-Metall zu einem Salz oder Salzgemisch zugeben, das zu Beginn nur wenig oder kein Mg-Metall enthält. Das Mg-Metall, das zu irgendwelchen der oben beschriebenen Salze zugegeben wird, kann verschiedene andere Bestandteile oder Verunreinigungen, wie Salz, Schmutz, Oxide, andere Metalle, Mühlenablagerungen bzw. -Kesselstein oder Chemikalien von den Maschinen, enthalten. Somit können "Abfall"-Stücke aus Mg oder Mg-Schrott bzw. -Altmetall zu einem nützlichen Produkt verarbeitet werden. Manchmal werden die Schlämme oder Schlacken aus Mg-Herstellungsverfahren oder von Mg-Gießverfahren oder Mg-Legierungsgießverfahren sehr geringe Mengen an Bor, im allgemeinen weniger als 25 ppm (als Bor, bezogen auf den Mg-Gehalt) enthalten. Es ist ungewöhnlich, daß solche Gemische so viel wie 50 ppm oder mehr enthalten.

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Ein geschmolzenes Gemisch aus Salz (Matrix) und Mg oder Mg-Legierung wird erzeugt und ein Bor enthaltendes Dispersionsmittel wird unter Rühren zugegeben, um das. Dispersionsmittel innerhalb der Schmelze zu verteilen und zu bewirken, daß das Mg oder die Mg-Legierung als kleine Tröpfchen in der Schmelze dispergiert. Danach wird dieses geschmolzene Gemisch aus dem Schmelztopf entnommen und kann auf eine Temperatur (abkühlen) gefrieren, die ein leichtes Handhaben ermöglicht und das Gemisch in Form einer brechbaren Matrix, die festes Mg oder Mg-Legierungs runde Teilchen darin dispergiert enthält, ergibt. Das gekühlte Gemisch wird dann gegebenenfalls zu Stücken gebrochen, die als Beschickungsmaterial für eine Hammermühle geeignet sind, wo die brüchige Matrix von den Metallkügelchen abgebrochen wird. An den Metallkügelchen bleibt ein dünner Schutzüberzug aus dem Matrixmaterial haften. Die mit Matrix beschichteten Metallkügelchen (diese werden ebenfalls als "salzbeschichtet" bezeichnet) werden von dem pulverisierten Matrixmaterial durch Sieben, durch Klassifizierung in Luft, durch Trennung auf einem Tablett auf geneigter Ebene oder nach irgendeinem anderen zweckdienlichen Trennverfahren getrennt.

Die Menge an Mg oder Mg-Legierung, die in der Matrix dispergiert ist, sollte auf einer Gev/ichtskonzentration unter h2% beschränkt werden. Über dieser Menge ist es schwierig, zu verhindern, daß sich Knäule aus Metallperlen bilden, aneinanderhaften oder miteinander koaleszieren, wenn man abkühlt. Bevorzugt sollte die Menge an Mg oder Mg-Legierung in der Matrix bei maximal 38 bis 40 Gew.96 gehalten werden, damit man im wesentlichen sicher ist, daß kein sog. "off-spec"-Metall gebildet wird, d.h.Metall, das nicht in Form kleiner, runder, diskreter Kügelchen vorliegt. Es gibt keine besondere minimale Menge an Mg oder Mg-Legierung vom Verfahrensstandspunkt. Vom praktischen

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Standpunkt scheint es am besten zu sein, wenn die Menge an Mg oder Mg-Legierung, die in der Matrix dispergiert ist, mindestens die Menge ist, wie sie in den verschiedenen Schlämmen oder Schlacken von Mg-Herstellungs- oder Mg-Gießverfahren auftritt. Jedoch werden solche niedrigen Konzentrationen günstig erhöht, wenn man Mg oder Mg-Legierung zu den Schmelzen zugibt, um den Metallgehalt bis auf 42, bevorzugt von 38 bis 40%, bringt.

Irgendeine Temperatur, bei der das Metall und die Matrix geschmolzen sind, kann verwendet werden, und für die meisten Gemische, die bei der vorliegenden Erfindung verwendet werden, wird normalerweise eine Temperatur im Bereich von 670 bis 820⁰C verwendet. Es wurde gefunden, daß bei Mg oder Mg-Al-Herstellungsschlämmen oder Gießschlämmen die bevorzugte Temperäur der Schmelze während der Dispersionsstufe 730 bis 79O°C beträgt. Unter 730⁰C erfordert die Dispersionsstufe im allgemeinen längere Zeit, und es besteht eine größere Tendenz, daß die kleinen Metallperlen zu größeren Perlen oder zu Büscheln rekoaleszieren. Bei Temperaturen über 79O⁰C besteht eine größere Tendenz, daß das geschmolzene Mg an der Oberfläche der Schmelze brennt,und man muß größere Sorgfalt aufwenden, um die Schmelze mit einer Schicht aus einer im wesentlichen inerten Atmosphäre während des SchmelzVorgangs und manchmal während des Gießvorgangs zu versehen, wenn die Schmelze aus dem Schmelzkessel entfernt wird. Bei einem solchen "Brennen" oxidiert ein Teil des Mg zu MgO.

Die Menge an Bor enthaltendem Dispersionsmittel sollte ein Minimum (als Bor) von 400 ppm, bezogen auf Mg oder Mg-Legierung, sein und sie beträgt bevorzugt 800 bis 2000 ppm. Größere Mengen können verwendet werden, es gibt jedoch keine zusätzlichen Vorteile, wenn man solche größeren Mengen verwendet.

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Das Bor enthaltende Dispersionsmittel kann irgendein Bor enthaltendes Gemisch oder eine Verbindung sein, die sich in der Matrix löst oder Borwerte freisetzt, wie Borsäure, Alkalimetallbroate, Borax, Borhalogenide, Boroxide und Metallperborate. Weniger bevorzugt, wegen des Preises oder der Gefahr, sind organische Borverbindungen, wie Borhydride oder gasförmiges Bor.

Die Verwendung von sehr feinen Kohlenteilchen, wie Lampenruß, kann von Vorteil sein, wenn diese zusammen mit dem Bor als Disperionshilfsmittel zugegeben werden. Lampenruß ist dafür bekannt, daß es ein wirksames Dispersionshilfsmittel ist, und in der Tat werden solche feinen Kohlenstoffteilchen manchmal als Kohlenstoffrest aus organischem Material, der seinen V_eg in den Schlamm, die Schmelze oder das Schlackenmaterial gefunden hat, festgestellt. Die Anwesenheit von solchen Kohlenstoffresten in Zellbadschlamm ist z.B. bekannt, und man nimmt an, daß dadurch das Koaleszieren des Mg schwierig wird und es erforderlich ist, zusätzliche Koalesziermittel (wie CaF2) zuzugeben, wenn primäres Mg in der geschmolzenen Salzelektrolyse gebildet wird. Die Menge an Lampenruß kann, wenn er zugegeben wird, bis zu etwa der Menge an Bor, die zugegeben wird, betragen; bevorzugt beträgt sie jedoch nur etwa die Hälfte oder weniger als die Menge an zugegebenem Bor. Wenn bereits eine beachtliche Menge an sehr feinem Kohlenstoff in der Schlacke oder dem Schlamm oder in dem zugegebenen Mg oder der Mg-Legierung vorhanden ist, erhält man nur einen geringen oder keinen Vorteil durch die Zugabe von weiterem Kohlenstoff.

Die minimale Zeit, die für das Rühren der Schmelze für die Dispersion des zugegebenen Bors und Metalls erforderlich ist, hängt in gewissem Ausmaß von der Rührgeschwindigkeit, der Temperatur der Schmelze, der Konzentration an Mg oder

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Mg-Legierung, der Viskosität der Schmelze und der Menge an zugegebenem Bor ab. Niedrigere Temperaturen, höhere Mg- oder Mg-Legierungskonzentrationen, höhere Viskositäten und niedrigere Konzentrationen an Bor erfordern im allgemeinen längere Rührzeiten und/oder höhere Rührgeschwindigkeiten. Im allgemeinen liegt die erforderliche Zeitdauer im Bereich von 30 Minuten bei den langsamsten Bedingungen bis zu 0,5 Minuten bei den schnellsten Bedingungen, unter der Annahme, daß der Rührer gleiche Größe besitzt für das betreffende Volumen der Schmelze und mit gleicher Geschwindigkeit betrieben wird. Ein Vier-Flügelrührer, der mit einer Spitzengeschwindigkeit von 450 bis 1200 m (1500 bis 4000 ft.)/min betrieben wird, ist, wie die Praxis gezeigt hat, wirksam, um ein gutes Vermischen und eine gute Dispersion zu erhalten. Rührer, die von zv/ei bis acht Flügel bzw. Schaufeln enthalten, werden normalerweise verwendet. Ein Luftmotor ist ein geeignetes und relativ sicheres Hiτtel, um den Rührer anzutreiben, obgleich auch andere Energiequellen verwendet v/erden können.

Die Menge an Bor, die in den salzbeschichteten Metallperlen nach der Abtrennung der Perlen aus der pulverisierten Matrix gefunden wird, beträgt im allgemeinen nicht mehr als 100 bis 200 ppm (bezogen auf 100% Mg-Grundlage). Diese kleine Menge an Bor ist keine nachteilige Menge, wenn die Perlen als Impfmittelmaterial für geschmolzene, eisenhaltige Metalle verwendet werden.

Die Menge an Matrixmaterial (Salz), die als Überzug an den Metallperlen haftet, liegt normalerweise im Bereich von 2 bis 20%, bezogen auf das Gesamtgewicht, und bevorzugt im Bereich von 8 bis 12%, wenn das Material als Impfmittel bzw. Inokulans für geschmolzene, eisenhaltige Metalle verwendet wird.

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Während des Mahlens in der Hammermühle, des Siebens, der Größenlilassifizierung oder bei der anderen Handhabung der mit Salz beschichteten Perlen ist es bevorzugt, daß die Atmosphäre, die in Kontakt mit den Perlen ist, trocken oder relativ trocken ist. Viele Salze sind hygroskopisch und nehmen Feuchtigkeit aus der Luft ab. Dies bewirkt, daß das Sieben und die Klassifizierung schwierig wird, da die Feuchtigkeit ein Haften der Teilchen aneinander und an anderen Oberflächen mit sich bringt. Eine realtive Feuchtigkeit unter 35%» bevorzugt unter 20Jo, sollte verwendet werden, damit derartige Komplikationen vermieden werden.

Bevorzugt wird die pulverisierte Matrix recyclisiert, indem man mehr Mg oder Mg-Legierung zugibt und gegebenenfalls Ausgangssalze und für die weitere Bildung und Gewinnung von runden Metallperlen erneut schmilzt. Ein solches recyclisiertes Salz wird normalerweise einige der Borwerte aus dem vorherigen Verfahren enthalten, so daß nur sehr wenig, wenn überhaupt, zusätzliches Bor zugegeben werden muß, um die gewünschte Dispersion aus Schmelze zu erhalten. Man kann auch irgendein "off-spec"-Material aus einem gegebenen Granulierverfahren, das ein Teil der darauf folgenden Verfahren ist, recyclisieren.

Versuchsdurchführunff

Eine Reihe von Proben wird unter vergleichbaren Bedingungen in einer kleinen Versuchsanlage unter Verwendung von etwa 9,07 kg (20 Ib) Schmelzen, die etwa hO% Mg-Metall enthalten, in einem Topf mit einem Durchmesser von etwa 18 cm (7 inches) und einer Tiefe von etwa 25,4 cm (10 inches) hergestellt. Die Schmelzen werden auf etwa 76O°C+14°C (i400°F+25°) erhitzt, das Rühren erfolgt mit etwa 4000 bis 4500 U/min unter Verwendung eines dreiflügeligen Laufrads mit 2,54 cm (1 inch) Flügeln, die eine Spitzengeschwindigkeit von etwa

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638 bis 820 m (2094 bis 2356 ft.)/min ergeben, wobei eine Rührzeit von etwa 60 see verwendet wird.

Die Schmelzen werden gut unter ihren Gefrierpunkt gekühlt, indem man sie auf eine sich drehende Kühlwalze einer Schuppenbildungsmaschine gibt, wo das gefrorene, brüchige Material eine dünne Platte bildet, die zu Flocken gebrochen wird, wenn es von der gekühlten Walze mit einer Kratzschaufel abgekratzt wird. Die mit Wasser gekühlte Walze besitzt einen Durchmesser von 30,48 cm (12 inches) und eine Länge von 91,44 cm (36 inches).

Bei jedem Ansatz der Materialien werden beispielhafte Proben der Flocken (wenn offensichtlich war, daß eine Dispersion stattgefunden hat) mit vierfacher Vergiißerung auf einem Mikroskop photographiert und die Teilchengrößenverteilung wird unter Verwendung eines Maßstabs gemessen. Aus einer visuellen Beobachtung der Schmelzen, dem Abkühlen und/oder den Mikrophotographien werden die Ergebnisse in eine der folgenden Kategorien klassifiziert:

(1) Keine Dispersion - dies bedeutet, daß im wesentlichen alles Mg-Metall als ein oder mehrere große Stücke vorhanden ist und daß kein sichtbares Anzeichen vorhanden ist, daß irgendein Teil des Mg als kleine, diskrete Kügelchen oder Perlen vorliegt;

(2) vollständig koalesziert - dies bedeutet, daß eine gewisse Dispersion während des Rührens offensichtlich war, daß jedoch, wenn das Rühren beendigt wurde und bevor das Gefrieren auf der Kühlwalze erfolgte, gesehen wurde, daß die Mg-Teilchen zu großen Teilchen oder Büscheln aus Teilchen koalesziert sind und schnell ihren Dispersionsgrad verlieren;

(3) teilweise koalesziert - dies bedeutet, daß, wenn das Rühren beendigt wurde und bevor ein Gefrieren stattgefunden hat, eine beachtliche Menge des dispersen

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Mg-Metalls zu großen Teilchen oder Büscheln koalesziert, daß jedoch noch eine beachtliche Menge,dispergiert in Form kleiner, runder, diskreter Perlen, zurückbleibt;

(4) gut dispergiert - dies bedeutet, daß nach dem Rühren kein erkennbares Koaleszieren der kleinen, runden, diskreten Metallperlen stattfindet und daß im wesentlichen alle Perlen durch ein 10 Mesh Sieb hindurchgehen, nachdem sie von dem Einschluß in der brüchigen Matrix befreit sind. Diese Kategorie wird in den Beispielen als Meshgröße angegeben, die die zahlendurchschnittliche Größe der mit Salz bedeckten Mg-Perlen darstellt.

Der Ausdruck "kleine, diskrete Perlen", der in den Beispielen verwendet wurde, bedeutet Perlen, die klein genug sind, daß sie durch ein 10 Mesh Sieb hindurchgehen und die nicht an anderen Perlen haften. Die Borwerte v/erden als Borsäure zugeführt. Die Versuche werden in trockener Umgebungsatmosphäre mit nicht mehr als 35% relativer Feuchtigkeit durchgeführt, so daß Feuchtigkeitsschwierigkeiten bei den Salzen, die hygroskopisch sind, vermieden werden. Es werden Salzgemische der folgenden Zusammensetzungen geprüft.

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Probe Ungefähr % der Verbindung im Salzgemisch Nr. MgCl₂ SaCl ΚδΊ CaCl₂ CaF₂" BaCl₂

A	6,0	59,0	20,1	13,8	1,1	-
B	12,0	55,3	18,8	12,9	1,1	-
C	18,0	51,5	17,5	12,0	1,0	-
D	20,0	50,0	17,0	11,5	1,0	-
E	25,0	47,1	16,0	11,0	0,9	-
F	30,0	44,1	14,9	10,2	0,8	-
G	36,0	40,2	13,6	9,5	0,7	-
H	18,2	52,0	17,7	12,1	0	-
I	17,8	51,0	17,3	11,9	2,0	-
J	17,2	49,5	16,7	11,6	5,0	-
K	17,9	51,3	17,4	11,9	1,0	0,5
L	17,0	49,0	16,5	11,5	0,9	5,0
M	16,2	46,7	15,8	10,6	0,7	10,0
N	-	62,8	21,3	14,6	1,2	-
0	13,9	62,5	13,5	9,3	0,8	-
P	10,0	73,0	9,7	6,7	0,6

Die obigen Salze werden geschmolzen, der Mg-Metallgehalt auf etwa 40% eingestellt und verschiedene Mengen an Bor oder anderen Bestandteilen werden unter Rühren zugegeben. Die visuelle Beobachtung der Menge an Koaleszieren und Dispersion wird für jede Schmelze festgestellt. Die gekühlten Flokken von der gekühlten Walze werden in einer Hammermühle bei den Beispielen gebrochen, wo festgestellt wurde, daß das Mg-Metall "gut dispergiert" ist. Nach dem Vermählen in der Hammermühle werden die pulverisierten Materialien zur Abtrennung von der pulverisierten Matrix von den mit Salz beschichteten, runden Mg-Perlen gesiebt.

In der folgenden Tabelle wird die Menge an Bor in den Schmelzen und die Menge an erhaltener Koaleszenz oder Dispersion angegeben.

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	Bor ppm	Kohlen stoff ppm	- 27 -	2933992	50 50 48 45 43	Bor dito dito dito dito
Pro be Nr.	0 500 1000 1500 2000	-		Koaleszenz oder Zahl d. Untersuch Dispersion durchschn. te Teilchen- Variable größe(Mesh)	20 20 20	Bor dito dito dito
A A A A A	0 400 1000 2000	-	gut dispergiert dito dito dito dito	15 15 15	Bor dito dito dito
oooo	0 400 1000 2000	-	teilweise koalesziert gut dispergiert dito dito	40 35 45 48	CaFp dito^ dito dito² dito
QQQQ	-	-	keine .Dispersion gut dispergiert dito dito	35 22 15	dito dito
H I J K L M	1950 1950 1950	mm	gut dispergiert vollst.koalesziert keine Dispersion gut dispergiert dito dito	55 50 35	MgCIp dito dito dito dito
B D G	-	-	gut dispergiert dito dito	20	MgCIp dito
N A B C E	-	-	gut dispergiert dito dito teilweise koalesziert vollständ.koalesziert	25 35	NaCl dito dito
F G	-		keine Dispersion gut dispergiert	35 35 35	Lampenruß dito dito dito
C 0 P	-	0 400 1700 3200	teilweise koalesziert gut dispergiert dito
ÜÜÜÜ		teilweise koalesziert gut dispergiert dito dito

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- 28 - 2333992

Das Mahlen der Flocken in der Hammermühle in einer einzigen Stufe, bei der das pulverisierte Mittel durch ein 0,95 cm Gitter fällt, ergibt im allgemeinen mit Salz beschichtete Perlen, die einen Mg-Gehalt von 65 bis 70 Gew.% besitzen. Leitet man das pulverisierte Mittel durch eine zweite Hammermühle-Stufe mit einem 0,95 cm (3/8 inch) oder 0,47 cm (3/16 inch) Gitter, so erhält man mit Salz beschichtete Mg-Perlen mit einem Mg-Gehalt von 75 bis 80 Gevr.%. Darauffolgende Stufen mit Hammermühlen mit 10 Mesh Gittern ergeben im allgemeinen mit Salz beschichtete Perlen mit einem Mg-Gehalt von 80 bis 95 Gew.%. Das wiederholte Mahlen in der Hammermühle scheint die Größe oder Rundung der Mg-Perlen nicht wesentlich zu beeinflussen, sondern verringert nur die Dicke des Salzüberzugs auf den Perlen. Gegebenenfalls kann man durch ein zusätzliches "Polieren" der Mg-Perlen die Dicke des Salzüberzugs weiter verringern.

Aus verschiedenen Ansätzen werden Perlen mit Größen unter 10 Mesh gesammelt und gesiebt, und man stellt die folgende nominelle Teilchengrößenvertexlung fest:

Teilchengrößenbereich
(US-Standardsieb) % von insgesamt

10 χ 20 27,6

20 χ 30 20,7

30 χ 40 27,4

40 x 50 24,3

Aus den obigen Versuchen ist erkennbar, daß die Neigung des geschmolzenen Mg oder der Mg-Legierung, sich in dem geschmolzenen Salz zu dispergieren, etwas von der Salzzusammensetzung abhängt. Erhöht man den Gehalt an MgCl₂ oder CaF₂, so bewirkt dies im allgemeinen eine größere Neigung für das Koaleszieren. Die Erhöhung des BaCl₂-Gehalts besitzt nur eine geringe Wirkung, aber man erhält eine bessere Dispersion. Eine Erhöhung des NaCl-Gehalts

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ergibt im allgemeinen eine bessere Dispersion, dies kann jedoch teilweise auf die damit einhergehende Verringerung in MgCIp zurückzuführen sein.

Das erfindungsgemäße Verfahren gibt die Möglichkeit, Salzgemische aus verschiedenen Quellen zu verwenden, wobei man durch die Zugabe der Borwerte eine gute Dispersion des Mg-Metalls sicherstellt, ohne daß das Verfahren so angepaßt werden muß, daß den verschiedenen Tendenzen für die Koaleszierung, die durch verschiedene Quellen hervorgerufen wird, Rechnung getragen werden muß. Salzgemische aus verschiedenen Quellen, z.B. aus Mg-ZeI-lenbeschickung, Mg-Zellenschlamm, Mg- oder Mg-Legierungsschlacken usw., können bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet werden, wobei der Mg- oder Mg-Legierungsgehalt gegebenenfalls nach oben eingestellt werden kann und wobei man ein Bor-Dispersionsmittel verwendet. Das Mg oder die Mg-Legierung wird in der Schmelze einheitlich dispergiert, und man erhält im wesentlichen regelmäßige Größen von runden Perlen, ohne daß das Verfahren den Änderungen in den Salzgemischen angepaßt werden muß.

Durch die vorliegende Erfindung ist es möglich, mit Salz beschichtete Mg-Perlen herzustellen, die als Impfmittel für geschmolzene, eisenhaltige Metalle verwendet werden können. Für den Fachmann ist es offensichtlich, daß auch Perlen, die andere Verwendungen besitzen und die beispielsweise als Zusatzstoffe für andere geschmolzene Metalle verwendet werden können, hergestellt werden können.

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Claims

Patentanwälte Dipl.-Ing. H. ΨειοκμλΝν, Dih.-Phvs. Or. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Veickmann, Dipl.-Chem. B. Huber HWEMY Dr. Ing. H. LiSKA 2933992 Case 27,325-F s:;o München st, den POSTFACH 860 S20 MÖHLSTRASSL 22, RUFNUMMER 9S 3921/22 THE DOW CHEMICAL COMPANY 2030 Abbott Road Midland, Michigan, V.St.A. Verfahren zur Herstellung einer Salzmatrix, die feste, runde Magnesium- oder Magnesiumlegierungsteilchen enthält Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung einer Salzmatrix, die darin feste, runde Teilchen aus Mg oder Mg-Legierung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß man zu dem geschmolzenen Gemisch aus Salz und Mg oder Mg-Legierung ein Bor enthaltendes Dispergierungsmittel zugibt, das Gemisch rührt, um ein vollständiges Vermischen des Bor enthaltenden Dispersionsmittels und des geschmolzenen Mg oder der Mg-Legierung in dem geschmolzenen Salz zu bewirken, und das Gemisch unter Bildung der gefrorenen, brüchigen Salzmatrix, die darin dispergiert die festen, runden Teilchen aus Mg oder Mg-Legierung enthält, abkühlt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Mg oder Mg-Legierung in dem Salz bis zu 42 Gew.SS beträgt,

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge an Mg oder Mg-Legierung in dem Salz im Bereich von 38 bis 40 Gew.% liegt.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des geschmolzenen Gemisches im Bereich von 670 bis 820⁰C liegt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des geschmolzenen Gemisches im Bereich von 730 bis 79O°C liegt.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Rühren während einer Zeit im Bereich von 0,5 bis 30 Minuten erfolgt, und daß das Rühren unter Verwendung eines Rührers erfolgt, der eine Spitzengeschwindigkeit im Bereich von 450 bis 1220 m/min hat.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Bor enthaltende Dispersionsmittel ausgewählt wird unter Borsäure, Alkalimetallbcraten, Borax, Borhalogeniden, Boroxiden, Metallperboraten, Organo-Borverbindungen, Borhydriden und gasförmigem Bor, und daß die Menge an Bor enthaltendem Dispersionsmittel als Bor mindestens 400 ppm, bezogen auf Mg oder Mg-Legierung, beträgt.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Salz beschichteten Mg- oder Mg-Legierungsteilchen 2 bis 20 Gew.% Salz enthalten.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Salz beschichteten Mg- oder Mg-Legierungsteilchen 8 bis 12 Gew.% Salz enthalten.

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10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das gefrorene Salzgemisch in einer Hammermühle pulverisiert wird, um die runden, mit Salz beschichteten Mg- oder Mg-Legierungsteilchen vom Einschluß darin zu befreien, und die Mg- oder Mg-Legierungsteilchen aus dem pulverisierten Salzgemisch abgetrennt werden.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Pulverisieren durchgeführt wird in Form einer Vielzahl von Durchgängen durch eine Hammermühle, und wobei im wesentlichen das ganze, pulverisierte Material durch 8 Mesh-Öffnungen (2,38 mm) hindurchgeht, und wobei das Material nach dem Pulverisieren in der Hammermühle gesiebt wird, um mit Salz beschichtete Mg- oder Mg-Legierungsteilchen im Bereich von 10 bis 65 Mesh (2,00 bis 0,23 mm) zu sammeln, und wobei die Menge an Bor enthaltendem Dispersionsmittel als Bor im Bereich von 800 bis 2000 ppm, bezogen auf Mg oder Mg-Legierung, vorliegt.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Salzgemisch sehr feinen Kohlenstoff in einer Menge bis zur Menge des Bors enthält.

13. Verfahren zur Herstellung von runden, mit Salz beschichteten Körnchen aus Mg oder Mg-Legierung, die 2 bis

20 Gew.5o Salz als Überzug enthalten und eine Teichengröße im Bereich von 10 bis 65 Mesh (2,00 bis 0,23 mm) besitzen, und wobei die Körnchen als Impfmaterial für geschmolzenes, eisenhaltiges Material geeignet sind, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einer Temperatur im Bereich von 670 bis 820°C ein Gemisch zusammenschmilzt, das enthält: bis zu 42 Gew.% Mg oder Mg-Legierung, mindestens 58 Gew.% eines Salzes, ausgewählt aus der Gruppe Alkalimetallhalogenide und Erdalkalimetallhalogenide , und

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mindestens 400 ppm eines Bor enthaltenden Dispersionsmittels, berechnet als Bor und bezogen auf Mg oder Mg-Legierung,

das Gemisch während einer Zeit rührt, die ausreicht, um das Bor enthaltende Dispersionsmittel und das Mg oder die Mg-Legierung in dem Salz im wesentlichen zu dispergieren die Schmelze abkühlt, damit das Salz gefriert und das Mg oder die Mg-Legierung darin dispergiert ist, die gefrorene Salzmatrix in einer Hammermühle pulverisiert, damit die darin eingeschlossenen Mg- oder Mg-Legierungsteilchen freigesetzt werden und die Teilchen noch einen an ihnen haftenden Salzüberzug aufweisen, und von dem pulverisierten Mittel die mit Salz beschichteten Mg- oder Mg-Legierungsteilchen im Bereich von 10 bis 65 Mesh (2,00 bis 0,23 mm) abtrennt.

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