DE330679C

DE330679C - Verfahren zur Reduktion von Metalloxyden mit Hilfe von Natriumlegierungen

Info

Publication number: DE330679C
Application number: DE1917330679D
Authority: DE
Original assignee: HANS CARL GROSSPETER; WILHELM SCHUEN
Current assignee: HANS CARL GROSSPETER; WILHELM SCHUEN
Priority date: 1917-02-20
Filing date: 1917-02-20
Publication date: 1920-12-17

Description

Verfahren zur Reduktion von Metalloxyden mit Hilfe von Natriumlegierungen. Die Alkalimetalle sind seit langer Zeit zur Reduktion anderer Metalle aus ihren Oxyden benutzt worden, ihrer Verwendung zu diesem Zweck stehen aber verschiedene Nachteile entgegen. Die Alkalimetalle sind sehr schwer gegen Luftsauerstoff und Feuchtigkeit zu schützen, so daß sie sich alsbald mit einer Kruste von Ältzalkali überziehen. Beim Zusammenbringen mit anderen Stoffen in der Hitze können daher z. B. leicht Explosionen entstehen. Auch können die Alkalimetalle durch das Leidenfrostsche Phänomen von den Stoffen, mit denen sie reagieren sollen, getrennt Oder sie können wegen ihrer Flüchtigkeit vorzeitig verdampft werden, ehe sie zur Reaktion gelangen.
Nach der vorliegenden Erfindung wird zur Reduktion von Metalloxyden nicht ein Alkalimetall selbst, sondern eine geeignete Alkalimetallegierung benutzt. Als Alkalimetall wird am besten das Natrium verwendet, da es sehr viel billiger herzustellen ist als Kalium, wenn auch dessen Reduktionsvermögen ein größeres sein mag. Das Natrium wird insbesondere mit Eisen oder Mangan, kann aber auch mit Metalloiden, wie Silizium, legiert werden. Diese Legierungen haben gegenüber den Alkalimetallen den Vorzug, daß sie sehr beständig gegen Atmosphärilien sied und daß ihr höheres spezifisches Gewicht und der höhere Schmelz- und Siedepunkt das. Zusammenwirken mit Metallbädern erleichtern.
Die genannten Legierungen eignen sich ganz besonders zur Entfernung des Sauerstoffs aus Metallbädern, also zum Desoxydieren von Bronze, Kupfer, Nickel, Eisen, Stahl o. dgl. in geschmolzenem Zustande. Zur Desoxydation von Eisenbädern verwendet man Eisennatrium, Mangannatrium, Siliziumnatrium oder Ferrosiliziummangannatrium, die in Stückform dem Bade zugegeben werden. Bei Gußeisen setzt man die Legierung im Vorherd oder in der Gießpfanne zu, bei bestem Tiegelstahl wird man kohlenstofffreies Mangannatrium wählen. Das Mangan macht den Stahl hart, während Natrium in Spuren gelöst die Zähigkeit des Eisens vergrößert. Die Hauptmenge des Natriums, Mangans und Siliziums verbindet sich mit dem Sauerstoff und dem Schwefel, die in dem Bade in Form von Oxydul oder Sulfür enthalten sind.
Es ist schon vorgeschlagen worden, eine große Reihe von Elementen als solche Oder in Form von Verbindungen Oder als Legierungen unter sich oder mit anderen Körpern Oder Metallen zur Reduktion von Metalloxyden und Salzen zu benutzen. Unter den genannten Körpern befanden sich Natrium, Kalium und andere Alkalimetalle, Aluminium, Magnesium und alkalische Erdmetalle, Phosphor, Bor, Silizium, Antimon, Wismuth, Molybdän, Wolfram, Mangan, Titan. Der Vorschlag erfolgte zu einer Zeit, als die Legierungen Natriumeisen, Natriummangan und Natriumsilizium noch nicht dargestellt und beschrieben waren. In der ungeheuren Zahl der môglichen Kombinationen jenes Vorschlages, die sich auf Einzelelemente, chemische Verbindungen und Legierungen erstrecken, sind zahlreiche Substanzen, die sich für Reduktionszwecke in der Technik überhaupt nicht eignen, aber wieder auch solche, die brauchbar oder gut sind. Es ließ sich aus dem allgemeinen Vorschlag nicht erkennen, daß die gemäß vorliegender Erfindung zu verwendenden Legierungen Natriümeisèn, ' Natriummangan, Natriumsilizium bzw mehrfache Legierungen dieser Stoffe sich in bezug auf ihre leichte Anwendbarkeit und energische Wirkung erheblich über die Reihe der anderen hervorheben.
Eisennatrium lient vorteilhaft zut Desoxydation von Eisenguß. Es kann in Zeiten der Manganknappheit las Mangan vorteilhaft und billig ersetzen.
Die genannten Natriumlegierungen können aber auch zur Herstellung von Metallen aus ihren Oxyden dienen. So kann man aus Braunstein mit Hilfe von Natriumsilizium auf folgende Weise Mangan herstellen: Der Braunstein wird gepulvert, ausgeglüht und mit zerkleinertem Natriumsilizium gemischt. Diese Mischung wird in einen hoch erhitzten Tiegel eingetragen Oder auf den hoch erhitzten Herd eines Siemens-Martin-Ofens gebracht. Obwohl die Reaktion stark exothermisch verläuft, so ist es für einen glatten Verlauf der Reduktion wichtig, die Arbeit in einem gut erhitzten Tiegel Oder auf dem heißen Herd eines Siemens-Martin-Ofens vorzunehmen. Das Arbeiten in einem solchen Ofen gestattet, die deutschen Braunsteine im Großbetriebe auf Mangan oder kohlenstofffreies Manganeisen zu verarbeiten.

Claims

PATENT-ANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Reduktion von Metall oxyden mit Hilfe von Natriumlegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß man auf die Oxyde in der Hitze Legierungen des Natriums mit Eisen, Mangan, Silizium Oder mit mehreren dieser Stoffe einwirken läßt.
2. Verfahren zur Desoxydation von Metalllüssen, dadurch gekennzeichnet, daß man ihnen die im Anspruch I genannten Legierungen zusetzt.
3. Verfahren nach Anspruch I zur Gewinnung von Mangan, Chrom und ähnlichen Metallen, dadurch gekennzeichnet, daß man die Oxyde dieser Metalle mit der zerkleinerten Legierung, z. B. Natriumsilizium, vermischt und die Mischung auf dem Herde eïnes Siemens-Martin-Ofens oder in einem heiBen Tiegel Oder einem sonstigen geeig neten Raum zur Reaktion bringt.