DE580541C - Process for the extraction of chromium - Google Patents

Process for the extraction of chromium

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DE580541C
DE580541C DE1930580541D DE580541DD DE580541C DE 580541 C DE580541 C DE 580541C DE 1930580541 D DE1930580541 D DE 1930580541D DE 580541D D DE580541D D DE 580541DD DE 580541 C DE580541 C DE 580541C
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chromium
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Dr Wilhelm Kaelberer
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IG Farbenindustrie AG
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IG Farbenindustrie AG
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00Obtaining refractory metals
    • C22B34/30Obtaining chromium, molybdenum or tungsten
    • C22B34/32Obtaining chromium

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Description

Verfahren zur Gewinnung von Chrom Es ist bekannt, daß Chromverbindungen, wie Chromoxyde oder Chromchloride, bei erhöhter Temperatur mit Wasserstoff in Chrom übergeführt werden können. Technische Anwendung hat dieses Verfahren bis jetzt jedoch nicht gefunden, da sich bei seiner Durchführung erhebliche technische Schwierigkeiten ergeben. So macht sich z. B. bei Verwendung des technisch leicht zugänglichen Chrom(3)-chlorids der Übelstand geltend, daß sich im Verlauf der Reduktion Chrom(?,)-chlorid als Zwischenprodukt bildet, das bei etwa goo° schmilzt und bei den zur Reduktion erforderlichen Temperaturen von über iooo° sich verflüchtigt. Die Bildung des schmelzbaren Zwischenproduktes bewirkt ein Zusammenbacken des Reaktionsgutes, wodurch die Einwirkung des Wasserstoffs derart erschwert wird, daß die Reaktion in technisch in Betracht kommenden Zeiten nicht zu Ende geführt werden kann. Ferner setzt sich das verdampfte Chromchlorid zum Teil an den Wänden der meistens aus keramischem Material bestehenden Reaktionskammern fest und bewirkt hier unter teilweiser Reduktion eine Zerstörung der Masse. Zum Teil wird das verdampfte Chromchlorid auch unverändert vom Reduktionsgas fortgeführt und setzt sich an den kalten Stellen der Apparatur ab. Unterhalb des Schmelzpunktes des Chrom(z)-chlorids verläuft die Reaktion aber nicht mit genügender Geschwindigkeit.Process for the extraction of chromium It is known that chromium compounds, like chromium oxides or chromium chlorides, at elevated temperature with hydrogen in chromium can be transferred. However, this process has been used in technical applications up to now not found because of considerable technical difficulties in carrying it out result. So z. B. when using the technically easily accessible chromium (3) chloride the drawback asserts that in the course of the reduction chromium (?,) chloride is an intermediate product forms that melts at about goo ° and at the temperatures required for reduction of over iooo ° volatilized. The formation of the fusible intermediate causes the reaction material to stick together, causing the hydrogen to act is made so difficult that the reaction in technically appropriate times cannot be completed. The evaporated chromium chloride also settles partly on the walls of the reaction chambers, which are mostly made of ceramic material solid and causes a destruction of the mass here with partial reduction. To the Part of the evaporated chromium chloride is also carried on unchanged by the reducing gas and settles on the cold parts of the apparatus. Below the melting point of the chromium (z) chloride, however, the reaction does not proceed with sufficient speed.

Es wurde nun gefunden, daß die Reduktion von reduzierbaren Chromhalogeniden mit Wasserstoff wesentlich leichter durchgeführt werden kann, wenn man sie in Gegenwart von Metallen. Metallegierungen oder solchen Verbindungen von Metallen, die leicht reduzierbar sind, oder Gemischen dieser Stoffe vornimmt. Zweckmäßig werden innige Mischungen der fein verteilten Stoffe der genannten Art mit den zu reduzierenden Chromhalogeniden verwendet. Als Zusatzstoffe können z. B. verwendet werden Nickel, Kupfer, Ferrochrom, ferner leicht reduzierbare Verbindungen, wie Kupferchlorür, Nickeloxyd, Kobaltcarbonat. Auch können Mischungen derartiger Verbindungen unter sich und mit Metallpulvern Anwendung finden. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Zusatz von Chrompulver erwiesen. Während nämlich z. B. bei rooo° ohne Chromzusatz nur etwa die- Hälfte des angewandten Chromchlorids in Chrom umgewandelt werden kann, werden nach Zumischen von Chrompulver beim Arbeiten unter sonst gleichen Bedingungen über 98 °(o des Chlarids in Chrom umgesetzt. Ein ähnlicher Effekt wird durch den Zusatz von Eisenpulver erzielt. Ebenso können Mischungen von Chromchlorid und Eisenchlorid, wie sie z. B. beim chlorierenden Aufschluß von Chromeisenstein erhalten werden, mit Vorteil verwendet werden. Das Eisenchlorid wird hierbei schon bei relativ niederer Temperatur zu Eisen reduziert.It has now been found that the reduction of reducible chromium halides with hydrogen can be carried out much more easily if you have them in the presence of metals. Metal alloys or such compounds of metals that are easily are reducible, or mixtures of these substances. Intimate ones are appropriate Mixtures of the finely divided substances of the type mentioned with those to be reduced Chromium halides used. As additives can, for. B. are used nickel, Copper, ferrochrome, also easily reducible compounds such as copper chloride, Nickel oxide, cobalt carbonate. Mixtures of such compounds can also be used and with metal powders. Has proven to be particularly advantageous an addition of chromium powder proved. Namely while z. B. at rooo ° without the addition of chromium only about half of the applied chromium chloride can be converted into chromium, after adding chrome powder when working under otherwise identical conditions over 98 ° (o of the chloride converted into chromium. A similar effect is achieved by the additive obtained from iron powder. Mixtures of chromium chloride and iron chloride, how they z. B. obtained in the chlorinating digestion of chrome iron stone, can be used to advantage. The iron chloride is here already at a relatively low level Temperature reduced to iron.

Die Reduktion der Chromhalogenide wird zweckmäßig bei Temperaturen von 90o bis 13c0° ausgeführt. Die Reaktionsprodukte «-erden in Form von Pulver oder als zusammenhängende schwammige Sinterkuchen gewonnen, die ohne Schwierigkeit aus der Reduktionskammer zu entfernen sind. Verwendet man als Ausgangsmaterial technisches, kohlenstoffhaltiges Chromchlorid, so findet beim Arbeiten nach vorliegendem Verfahren gleichzeitig eine Entkohlung statt. Der Kohlenstoffgehalt geht dabei bis auf weniger als 11, des ursprünglichen Gehaltes zurück. Mit besonderem Vorteil kann in letzterem Falle als Zuschlagsstoff Eisenoxyd verwendet werden, wobei der Kohlenstoffgehalt z. B. von i,5 % auf etwa o,1 °1o vermindert werden kann.The reduction of the chromium halides is expedient at temperatures executed from 90o to 13c0 °. The reaction products «earth in the form of powder or obtained as a coherent spongy sinter cake, which made up without difficulty must be removed from the reduction chamber. If you use technical, carbon-containing chromium chloride, so takes place when working according to the present method decarburization takes place at the same time. The carbon content goes down to less than 11, the original salary back. The latter can be of particular advantage Trap used as an additive iron oxide, with the carbon content z. B. from 1.5% to about 0.1 ° 1o can be reduced.

Zwecks Erzielung reiner Produkte empfiehlt es sich, mit reinem Wasserstoff zu arbeiten. Insbesondere ist es in diesem Falle erforderlich, den Wasserstoff von Sauerstoff, Wasserdampf und anderen sauerstoffhaltigen Verunreinigungen sorgfältig zu befreien.In order to achieve pure products, it is advisable to use pure hydrogen to work. In particular, it is necessary in this case to remove the hydrogen from Oxygen, water vapor and other oxygen-containing contaminants carefully to free.

Das nach vorliegendem Verfahren erhältliche Chrom kann, im Gegensatz zu dem auf aluminothermischem Wege hergestellten, sowohl für sich als auch in Mischung mit den zugesetzten Metallen leicht auf feinkörnig-s Pulver verarbeitet und in dieser Form für bestimmte ineta:llurgische Verfahren mit besonderem Vorteil verwendet werden.The chromium obtainable by the present process can, in contrast to that produced by the aluminothermic route, both by itself and as a mixture with the added metals easily processed on fine-grained powder and in this Form for certain ineta: llurgical procedures can be used with particular advantage.

Beispiel 1 In einem elektrisch geheizten Ofen, der mit keramischem Material (z. B. Pythagorasmasse) ausgekleidet ist, wird ein inniges Gemisch von 1o kg durch Sublimation gereinigtem Chrom (3) -chlorid mit 6 kg Chrompulver mit sorgfältig von Sauerstoff und Wasserdampf befreitem Wasserstoff bei einer Strörnungsgeschwindigkeit von 15 cbm pro Stunde zunächst 2 Stunden lang bei 50ö bis 700° behandelt, worauf die Temperatur auf 120o° gesteigert wird. Nach 8stündiger Behandlung bei 120o° hat sich das Gemisch in eine Zusammenhängende, poröse und metallisch glänzende Masse umgewandelt. Das Chromchlorid ist praktisch vollständig zu Chrom recluziert. Das meist als Sinterkuchen gewonnene Produkt kann ohne Schwierigkeit zu einem staubfeinen Pulver von beliebiger Feinheit zerkleinert werden. Das erhaltene Chrom ist praktisch vollständig rein. Ein Teil des gewonnenen Produktes kann für den nächsten Arbeitsgang als Zusatzmaterial verwendet werden.Example 1 In an electrically heated oven with ceramic Material (e.g. Pythagoras mass) is lined, an intimate mixture of 1o kg of chromium (3) chloride purified by sublimation with 6 kg of chromium powder hydrogen carefully stripped of oxygen and water vapor at a flow rate of 15 cbm per hour initially treated for 2 hours at 50 ° to 700 °, whereupon the temperature is increased to 120o °. After 8 hours of treatment at 120o ° the mixture turns into a cohesive, porous and metallic shining mass converted. The chromium chloride is practically completely reduced to chromium. That The product, which is usually obtained as a sinter cake, can be turned into a fine dust without difficulty Powders of any fineness can be crushed. The chromium obtained is practical completely pure. Part of the product obtained can be used for the next operation can be used as additional material.

Beispiel 2 Ein inniges, aus 1o kg technischem Chrom(3)-chlorid (mit 42 °1o Kohlenstoff, auf den Chromgehalt bezogen) und 3 kg feinpulverigein Eisen bestehendes Gemisch wird mit gereinigtem Wasserstoff bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 15 cbm pro Stunde zunächst 2 Stunden lang bei 50o bis 700° behandelt, worauf die Temperatur auf z2oo° gesteigert wird. Nach 8stündiger Behandlung bei i2oo° hat sich das Gemisch in eine zusammenhängende, poröse und metallisch glänzende Masse von folgender Zusammensetzung umgewandelt: 50,2 °/o Chrom, 48,0 °J0 Eisen, 1,4 °/o Kohlenstoff.Example 2 An intimate mixture consisting of 10 kg of technical chromium (3) chloride (with 42 ° 10 carbon, based on the chromium content) and 3 kg of finely powdered iron is mixed with purified hydrogen at a flow rate of 15 cbm per hour for 2 hours Treated at 50o to 700 °, whereupon the temperature is increased to z2oo °. After 8 hours of treatment at 1200 °, the mixture has been transformed into a coherent, porous and metallically shiny mass of the following composition: 50.2 % chromium, 48.0 ° J0 iron, 1.4% carbon.

In ähnlicher Weise kann: ein Gemisch von 5 kg kohlenstofffreiem, durch Sublimation gereinigtem Chrom(3)-chlorid und 2,5 kg kohlenstofffreiem Eisenpulver mit von Sauerstoff und Wasserdampf befreitem Wasserstoff bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 8, cbm pro Stunde zunächst 2 Stunden lang bei 50o° und alsdann 12 Stunden lang bei iooo° behandelt werden. Es bildet sich ein kohlenstofffreies Produkt von folgender Zusammensetzung: 57,4 °/Q Eisen, 42,17 °/o Chrom.In a similar way: a mixture of 5 kg of carbon-free, through Sublimation of purified chromium (3) chloride and 2.5 kg of carbon-free iron powder with hydrogen freed from oxygen and water vapor at a flow rate of 8. cbm per hour, initially for 2 hours at 50 ° and then for 12 hours be treated at iooo °. A carbon-free product of the following is formed Composition: 57.4% iron, 42.17% chromium.

Vom angewandten Chromchlorid werden somit 98,8 % umgesetzt. Unter gleichen Bedingungen, aber ohne Eisenzusatz, «-erden nur 6o °1o Chromchlorid umgesetzt. 98.8% of the chromium chloride used is thus converted. Under the same conditions, but without the addition of iron, only 60 ° 10 chromium chloride is converted.

Die nur schwach gesinterten Produkte lassen sich leicht pulverisieren.The poorly sintered products can be easily pulverized.

Beispiel 3 Ein inniges Gemisch von 5 kg Chrom (3)-chlorid (mit etwa q. % Kohlenstoff, auf den Chromgehalt bezogen) und r,5 kg Eisenoxyd wird zunächst bei 50o bis 60o° etwa 11/2 Stunden lang mit hochreinem Wasserstoff bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 7,5 cbm pro Stunde behandelt. Hierbei, findet zunächst eine Reduktion des Chrom (3)-chlorids in Chrom(2)-chlorid statt, wobei unter Auflockern der Masse der freigelegte Kohlenstoff in flüchtige Verbindungen übergeführt wird. Bei vorsichtigem, nicht zu raschem Aufheizen kann eine Bildung von Chromoxyd, dessen Reduktion schwerer als die des Chlorids verläuft, hierbei leicht vermieden werden. Zwecks vollständiger Reduktion wird alsdann die Temperatur allmählich auf 120o° gesteigert. Nach 8stündiger Behandlung bei 1200° sind 88 °/o der angewandten Chrom (3)-chloridmenge zu Chrom reduziert, und der Kohlenstoffgehalt beträgt, auf die metallischen Bestandteile umgerechnet, nur noch o,18Example 3 An intimate mixture of 5 kg of chromium (3) chloride (with about q. % Carbon, based on the chromium content) and 1.5 kg of iron oxide is first treated with high-purity hydrogen at 50 ° to 60 ° for about 11/2 hours treated at a flow rate of 7.5 cbm per hour. In this case, the chromium (3) chloride is first reduced to chromium (2) chloride, whereby the exposed carbon is converted into volatile compounds while loosening the mass. With careful, not too rapid heating, the formation of chromium oxide, the reduction of which is more difficult than that of chloride, can easily be avoided. The temperature is then gradually increased to 120 ° for the purpose of complete reduction. After 8 hours of treatment at 1200 °, 88% of the amount of chromium (3) chloride used is reduced to chromium, and the carbon content, converted to the metallic components, is only 0.18

Claims (1)

PATENTANSPRUCE: Verfahren zur Gewinnung von Chrom durch Reduktion von Chromhalogeniden, gegebenenfalls auch solchen, die Kohlenstoff enthalten, mit Wasserstoff bei erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion nach Zusatz von fein verteilten, bei den Reduktionstemperaturen nicht schmelzenden Metallen, Metallegierungen oder solchen Metallverbindungen, die unter den Arbeitsbedingungen leicht reduzierbar sind, vorteilhaft mit e= reinigtem Wasserstoff, vorgenommen wird.PATENT CLAIM: Process for the production of chromium by reduction of chromium halides, possibly including those that contain carbon Hydrogen at elevated temperature, characterized in that the reduction after Addition of finely divided metals that do not melt at the reduction temperatures, Metal alloys or such metal compounds under the working conditions are easily reducible, advantageously with e = purified hydrogen.
DE1930580541D 1930-08-16 1930-08-16 Process for the extraction of chromium Expired DE580541C (en)

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DE (1) DE580541C (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE747982C (en) * 1939-01-26 1944-10-23 Process for the production of metallic chromium from chromium chloride
DE1180948B (en) * 1957-04-02 1964-11-05 Onera (Off Nat Aerospatiale) Process for the production of a compressible powder from chromium or a chromium alloy suitable for powder metallurgical purposes

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE747982C (en) * 1939-01-26 1944-10-23 Process for the production of metallic chromium from chromium chloride
DE1180948B (en) * 1957-04-02 1964-11-05 Onera (Off Nat Aerospatiale) Process for the production of a compressible powder from chromium or a chromium alloy suitable for powder metallurgical purposes

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