Verfahren zur Herstellung von kohlenstoffarmen Metallen Die Erzeugung
von Chrom bzw. Ferrochrom erfolgt nach den heute üblichen Verfahren durch Reduktion
von Chromerz bei hohen Temperaturen in einem elektrischen Ofen, und zwar auf dem
Schmelzwege. Diese Herstellungsart ist jedoch insbesondere dann, wenn es sich um
die Gewinnung von kohlenstoffarmem Ferrochrom handelt, sehr schwierig und auch mit
verhältnismäßig hohen Kosten verbunden.Process for the production of low carbon metals The production
of chromium or ferrochrome is carried out by reduction according to the processes commonly used today
of chrome ore at high temperatures in an electric furnace, namely on the
Melting paths. However, this type of production is particularly useful when it comes to
The extraction of low-carbon ferrochrome is very difficult and also with
associated relatively high costs.
Diese Nachteile werden durch das vorliegende Verfahren beseitigt.
Dieses Verfahren, das unter Umgehung des Schmelzvorganges die Erzeugung von kohlenstoffreiem
bzw. kohlenstoffarmem Chrom bzw. Ferrochrom gestattet, besteht darin, daß Chromoxyd
bzw. Chromerz am besten in feinkörnigem Zustand, bei hohen Temperaturen, z. B. etwa
Z=oo bis 1350'C, durch Wasserstoff in Gegenwart eines Stoffes reduziert wird, der,
wie z. B. Siliciumfluorid oder Borfluorid, das bei der Reduktion entstehende Wasser
bei hohen Temperaturen im Augenblick des Entstehens chemisch bindet und mit ihm
eine flüchtige Verbindung bildet. Die an sich bekannte Reduktion von Chromoxyd durch
Wasserstoff allein ist technisch nicht durchführbar. Die große Affinität des Chroms
zum Sauerstoff bei hoher Temperatur verhindert nämlich eine Reduktion, des Chromoxyds
im Sinne der Gleichung Cr2 03 -1- 3 H2 -> a Cr -1- 3 H20, da sich etwa bildendes
Wasser sofort wieder mit dem metallischen Chrom zu Chromoxyd verbindet. Trägt man
jedoch bei der Einwirkung des Wasserstoffs für das Vorhandensein von Stoffen Sorge,
die Wasser im Augenblick des Entstehens zu binden vermögen, so gelingt es, die Reaktion
im Sinne der Reduktion des Chromoxyds durchzuführen. Es ist schon vorgeschlagen
worden, das sich bei der Reduktion von Oxyden durch Kohlenstoff oder kohlenstoffhaltige
Gase in geringen Mengen aus der Feuchtigkeit der Ausgangsstoffe bildende Wasser
dadurch zu beseitigen, daß man dem zu reduzierenden Stoff solche Bestandteile zumischt,
die diese geringen Wassermengen sofort binden. Als solche wurden Verbindungen der
Erdalkalien vorgeschlagen, die sich mit Wasser umsetzen und dabei feste Verbindungen,
insbesondere Oxyde, bilden, gleichzeitig aber das Reduktionsprodukt verunreinigen.
Derartige wasserbindende Stoffe sind bei der Reduktion von Oxyden mittels Wasserstoff
nicht zu verwenden, da in diesem Falle weit größere Mengen dieser Zusatzstoffe benötigt
werden und infolgedessen das Reduktionsprodukt stark verunreinigt wird. Es hat sich
nun gezeigt, daß bei der Verwendung solcher Zusatzstoffe die Reduktion von Oxyden,
besonders auch von Chromoxyd, mittels Wasserstoff wirtschaftlich durchführbar ist,
die das sich bildende Wasser binden und in eine gas-oder dampfförmige Verbindung
überführen. Das Reduktionsprodukt wird dabei in keiner Weise durch andere neugebildete
Oxyde verunreinigt. Derartige Stoffe sind beispielsweise Siliciumfluorid und Borfluorid.
Verwendet man Siliciumfluorid,
so erfolgt die Bindung des Wassers
etwa nach der Gleichung ; 3 H20 -I- 3 SiF4 --r 2 H,SiFs + H2Si03. Die Ausführung
des vorliegenden Verfahrens kann beispielsweise in einem geschlossenen Gaskreislauf
und einem Reaktionsraum, der feststehend oder beweglich ist, erfolgen, und zwar
derart, daß kurz vor dem Reaktionsraum dem zu dem Reaktionsraum strömenden Wasserstoffgas
durch eine besondere Zuleitung gasförmiges Siliciunifluorid bzw. Borfluorid zugeführt
wird. Die wertvollen Stoffe Bor und Fluor können durch Auswaschen des aus dem Reaktionsgefäß
abströmenden Gases wiedergewonnen und von neuem in den Kreislauf gegeben werden.These disadvantages are eliminated by the present method.
This process, which bypasses the melting process, the production of carbon-free
or low-carbon chromium or ferrochrome, consists in the fact that chromium oxide
or chrome ore is best in a fine-grained state, at high temperatures, e.g. B. about
Z = oo to 1350'C, is reduced by hydrogen in the presence of a substance which,
such as B. silicon fluoride or boron fluoride, the water resulting from the reduction
at high temperatures at the moment of formation chemically binds and with it
forms a volatile compound. The known reduction of chromium oxide by
Hydrogen alone is not technically feasible. The great affinity of chrome
to the oxygen at high temperature namely prevents a reduction of the chromium oxide
in the sense of the equation Cr2 03 -1- 3 H2 -> a Cr -1- 3 H20, as something is formed
Water immediately combines again with the metallic chromium to form chromium oxide. One wears
However, care for the presence of substances when exposed to hydrogen,
If the water is able to bind at the moment of its formation, the reaction succeeds
to carry out in terms of the reduction of chromium oxide. It's already suggested
been found in the reduction of oxides by carbon or carbonaceous
Water that forms small amounts of gases from the moisture in the starting materials
to be eliminated by adding such constituents to the substance to be reduced,
which bind these small amounts of water immediately. As such, connections were made to the
Suggested alkaline earths, which react with water and thereby create solid compounds,
especially oxides, but at the same time contaminate the reduction product.
Such water-binding substances are used in the reduction of oxides by means of hydrogen
not to be used, since in this case much larger quantities of these additives are required
and as a result the reduction product is heavily contaminated. It has
has now shown that when using such additives, the reduction of oxides,
especially of chromium oxide, is economically feasible by means of hydrogen,
which bind the water that forms and convert it into a gaseous or vaporous compound
convict. The reduction product is in no way newly formed by others
Oxides contaminated. Such substances are, for example, silicon fluoride and boron fluoride.
If silicon fluoride is used,
this is how the water is bound
roughly according to the equation; 3 H20 -I- 3 SiF4 --r 2 H, SiFs + H2Si03. Execution
of the present process can, for example, be carried out in a closed gas cycle
and a reaction space, which is fixed or movable, take place, namely
such that shortly before the reaction space the hydrogen gas flowing to the reaction space
Gaseous silicon fluoride or boron fluoride is supplied through a special feed line
will. The valuable substances boron and fluorine can be removed by washing them out of the reaction vessel
escaping gas can be recovered and put back into the circuit.
Nach dem vorliegenden Verfahren gelingt es, außer Chromoxyd bzw. Chromerz
auch andere oxydischen Verbindungen zu reduzieren, und zwar die oxydischen Verbindungen
solcher Elemente (z. B. von Titan, Zirkon), deren Affinität zum Sauerstoff geringer
ist als die des jeweiligen Zusatzstoffes zum Sauerstoff, da in diesem Fall das bei
der Reduktion entstehende Wasser stets durch d°n Zusatzstoff gebunden wird. So kann
man beispielsweise bei der Verwendung von Siliciumfluorid oder Borfluorid die oxydischen
Verbindungen aller solcher Elemente reduzieren, deren Affinität zum Sauerstoff geringer
ist als die von Silicium bzw. Bor zu Sauerstoff.According to the present process, apart from chromium oxide or chromium ore
also to reduce other oxidic compounds, namely the oxidic compounds
such elements (e.g. titanium, zirconium), whose affinity for oxygen is lower
is than that of the respective additive to the oxygen, since in this case that at
the water resulting from the reduction is always bound by the additive. So can
for example, when using silicon fluoride or boron fluoride, the oxidic
Reduce compounds of all such elements, their affinity for oxygen is lower
is than that of silicon or boron to oxygen.