DE601086C - Verfahren zur Herstellung von geschmolzenen oder gesinterten Metalloxyden - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von geschmolzenen oder gesinterten Metalloxyden

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DE601086C
DE601086C DEM121164D DEM0121164D DE601086C DE 601086 C DE601086 C DE 601086C DE M121164 D DEM121164 D DE M121164D DE M0121164 D DEM0121164 D DE M0121164D DE 601086 C DE601086 C DE 601086C
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B1/00Preliminary treatment of ores or scrap
    • C22B1/14Agglomerating; Briquetting; Binding; Granulating
    • C22B1/16Sintering; Agglomerating
    • C22B1/20Sintering; Agglomerating in sintering machines with movable grates

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Description

  • Verfahren zur Herstellung von geschmolzenen oder gesinterten Metalloxyden Es sind eine Reihe von Verfahren zum Schmelzen von Metalloxyden bekannt. Die Oxyde der Erdmetalle, Erdalkalimetalle und des Eisens können z. B. durch Schmelzen im elektrischen Ofen in eine zusammenhängende stückige Form übergeführt werden. Das Arbeiten im elektrischen Ofen ist indessen teuer. Auch läßt sich nicht vermeiden, daß die Oxyde während des Schmelzens das Ofenfutter angreifen und durch die aus dem Ofenfutter gelösten Bestandteile verunreinigt werden. Das Einschmelzen der Oxyde in Öfen führt zudem stets zu einem dichten homogenen Erzeugnis. Diese Beschaffenheit des Schmelzgutes ist indessen nicht immer erwünscht. Für viele Zwecke, z. B. bei der Verwendung der Oxyde als Katalysator, ist ein poriges Erzeugnis besser geeignet, unter der Voraussetzung, daß es trotz der Porosität in sich einen sehr festen Zusammenhalt hat. Zu diesem Erzeugnis. kann man auch nicht durch die bekannten Verblasesinterverfahren gelangen. Bei hochschmelzenden, einigermaßen reinen Oxyden versagte bekanntlich das Verblasesintern bisher nahezu völlig.
  • Es wurde nun gefunden, daß das Schmelzen oder Sintern von Metalloxyden stets- dann zu dem jeweils. gewünschten Erfolg führt, wenn das Schmelzen oder Sintern auf luftdurchlässiger, hitzebeständiger Unterlage ausgeführt und die für das Sintern oder Schmelzen notwendige Wärme durch Verbrennung von in der Beschickung enthaltenem Metall mit Luft erzeugt wird. Je nach der Menge des in der Beschickung enthaltenen Metalls gelangt man dabei entweder zu einem nahezu homogen geschmolzenen Erzeugnis oder zu einem Erzeugnis von der bekannten Sinterstruktur. Auch zwischen dem Schmelzen und Sintern liegende Formen lassen sich einhalten. So ist es z. B. ohne weiteres möglich, ein halbgeschmolzenes, halbgesintertes Erzeugnis zu erzielen. Die Menge des Metalls in der Beschickung kann in weiten Grenzen schwanken. Sie soll indessen noch so groß sein, daß auf r kg der Beschickung a5o bis 500 WE entwickelt werden. Nach oben ist der Metallgehalt nicht begrenzt. Als luftdurchlässige Unterlage kann z. B. ein Rost benutzt werden, der mit einem Belag aus dem fertigen Erzeugnis von geeigneter Korngröße bedeckt ist.
  • Das Verfahren gemäß der Erfindung hat den weiteren großen Vorteil, daß beim Sinter- oder Schmelzvorgang Verunreinigungen nicht in das Gut gelangen können; denn es kann stets das Metall des herzustellenden Oxydes als Wärmequelle verwendet werden. Während des Erhitzens kommt die Beschikkung mit einem Ofenfutter nicht in Berührung. Der Rost wird durch die natürliche Wärmeableitung gekühlt. Zweckmäßig verwendet man den Rostbelag in Korngrößen von z. B. 2,5 bis 6 mm, so daß der Rost nicht von dem erhitzten Gut angegriffen werden kann.
  • Beispielsweise können geschmolzene oder gesinterte Oxyde der Erdmetalle oder Erdalkalimetalle nach dem Verfahren gemäß der Erfindung hergestellt werden. Ein Gemisch der Oxyde dieser Metalle mit metallischem Aluminium, Magnesium, Calcium oder ähnlichen Metallen wird auf eine Sinterpfanne oder einen Sinterrost gebracht. Das in der Beschickung enthaltene Metall wird gezündet, und es wird Luft durch die Beschickung geleitet, bis das Metall in Oxyd umgewandelt ist. Bei der Verbrennung des Metalls werden bei geeigneter Zusammensetzung der Mischung die Schmelztemperaturen des Oxydes bei weitem überschritten,und die Verbrennungswärme bewirkt, da.ß das aus dem Metall entstehende Oxyd mit dem bereits in der Beschickung vorhandenen zusammensintert oder zusammenschmilzt.
  • Nach dem Verfahren gemäß der Erfindung gewonnenes Aluminiumoxyd z. B- läßt sich wegen seiner Reinheit vorzüglich in der keramischen Industrie oder auch an Stelle von Korund für Schleifzwecke verwenden.
  • In der gleichen Weise können auch schwerschmelzende Oxyde der Schwermetalle, z. B. Kupferoxydul, Eisenoxyde, Nickeloxyde, Manganoxyde, Chromoxyde und .ähnliche hergestellt werden.
  • Handelt es sich darum, ein sehr reines Oxyd oder ein besonders hochschmelzendes Oxyd herzustellen, so geht man zweckmäßig von Metallen aus, insbesondere wenn oxydische Ausgangsstoffe von genügender Reinheit nicht zur Verfügung stehen. Das Metall wird zerkleinert und dann auf einer luftdurchlässigen Unterlage gemäß der Erfindung verbrannt. Wird die Zerkleinerung nicht weit genug getrieben, so kann es vorkommen, daß im geschmolzenen oder gesinterten Oxyd noch Reste des Metalls. vorhanden sind. In vielen Fällen kann ein solches Erzeugnis als erwünschtes Endprodukt erscheinen.
  • Soll indessen im Erzeugnis Metall nicht vorhanden sein, so wird erfindungsgemäß das metallhaltige geschmolzene oder gesinterte Oxyd zerkleinert und gegebenenfalls unter Beimischung weiterer Metallmengen das im Gut enthaltene Metall erneut entzündet undverbrannt. Bei der zweiten Schmelzung oder Sinterung kann man an Stelle von Metall oder zusammen mit diesem auch Brennstoff dem zerkleinerten Gut zufügen.
  • Wird eine Mischung von Oxyd und Metall nach dem Verfahren gemäß der Erfindung behandelt, so ist es nicht immer notwendig, daß für die Erzeugung der erforderlichen Wärme das Metall des Oxydes verbrannt wird. Harr-Belt es sich z. B. darum, Oxydgemische oder Lösungen von Oxyden ineinander herzustellen, so kann die Beschickung das eine Metall in Oxydform, das andere in metallischer Form enthalten.
  • Es lassen sich aber auch fast in allen Fällen Metalle verwenden, die bei der Verbrennungstemperatur verdampfen. Das bei der Verbrennung des Metalls entstehende Oxyd wird ganz oder zum größten Teil verflüchtigt und kann aus den Abgasen des Verfahrens abgeschieden werden. Eine weitere Abänderung der Erfindung besteht in der Sinterung von Messingspänen oder ähnlichen Messingabfällen. Hier dient insbesondere das Zink als Wärmequelle. Derart behandeltes Altmessing oder Messingabfälle sind ein hervorragend geeignetes Gut für die Weiterverarbeitung auf Kupfer, z. B. im Schachtofen. Auch andere Metallegierungen lassen sich auf diese Weise in gesintertes oder geschmolzenes Oxyd überführen.
  • Ein weiterer Schritt führt zu der Gewinnung von Zinkoxyd oder Oxyden ähnlich leichtflüchtiger Metalle. Z. B. wird ein oxydhaltiges Ausgangsgut mit Metall, z. B. in Staubform, gemischt -und nach dem Verfahren gemäß der Erfindung behandelt. Ein Teil der in der Beschickung enthaltenen flüchtigen Metalle, die darin in metallischer oder oxydischer Form vorliegen, wird verflüchtigt und aus den Verbrennungsgasen nach bekannten Verfahren gewonnen. Ein anderer Teil bleibt in gesinterter,oder geschmolzener Form auf dem Rost zurück.
  • Besondere Vorteile hat die Erfindung noch bei der Herstellung vori geschmolzenem oder gesintertem Eisenöxydulo:Yyd.
  • Hierfür werden Eisendrehspäne oder anderes kleinstöckiges oder körniges Eisen auf einer Sinterpfanne oberflächlich nach den in der Verbrennung von Metallen bekannten Verfahren gezündet, und es wird dann -in der üblichen Weise Luft durch die Späne hindurch gesaugt. Die Eisendrehspäne verbrennen hierbei unter starker Wärmeentwickhing bei hoher Temperatur, und es ergibt sich ein geschmolzenes Eisenoxyduloxyd. Sind die Drehspäne nicht genügend fein, so bleibt in dem geschmolzenen Eisenoxyduloxyd noch metallisches Eisen zurück. Feine Drehspäne oder ähnlich fein zerkleinertes Eisen, z. B. Eisenfeilspäne, ergeben ein völlig metallfreies Eisenoxydüloxyd.
  • Enthält die Schmelze noch metallisches Eisen, so kann dieses dadurch in Oxyduloxyd übergeführt werden, daß das Schmelzgut auf z. B. unter 6 mm zerkleinert und entweder mit etwa q. °/o Koksgrus oder der entsprechenden Eisenmenge abermals auf dem Sinterrost behandelt wird. Das Ergebnis ist dann ein homogenes geschmolzenes Eisenoxyduloxyd, welches in der bekannten Struktur der Sinterprodukte erstarrt. Man kann auch feinkörniges Eisen, z. B. feine Eisenspäne, mit reinem Eisenoxyd mischen und auf einem Sinterrost behandeln. Hierbei wird zum Teil auch der Sauerstoff des Eisenoxyds an das metallische Eisen gebunden. In beiden Fällen gelangt man zu einem sehr reinen Eisenoxyduloxyd. Es kann auch in der Weise gearbeitet werden, daß ma:n das nach der ersten Ausführungsform der Erfindung gewonnene, noch metallhaltige Eisenoxyduloxyd mit Eisenoxyd und gegebenenfalls Eisen oder Brennstoff mischt und erneut einem Schmelz-oder Sinterprozeß auf einer luftdurchlässigen Unterlage unterwirft. Selbstverständlich kann auch kohlenstoffhaltiges Eisen für das Verfahren verwendet werden, da in manchen Fällen, ein gewisser Bremistoffgehalt der Beschickung das Verfahren gemäß der Erfindung nicht schädlich beeinflußt. Wird ein Teil des Metalls durch Brennstoff ersetzt, so kann man an Metall sparen, was z. B. bei Verwendung von wertvollen Metallen, wie Calcium, Aluminium und ähnlichen Metallen, aus wirtschaftlichen Gründen erwünscht sein kann.
  • Die Verbrennung kann statt mit Luft auch mit anderen sauerstoffhaltigen Gasen durchgeführt werden. Diese Gase können denselben Sauerstoffgehalt wie Luft haben. Es ist aber auch möglich, zur Intensivierung der Verbrennung oder zu ihrer Verzögerung den Sauerstoffgehalt der Luft oder der anderen Gase nach bekannten Verfahren zu erhöhen bzw. zu erniedrigen.
  • Besteht die Beschickung aus feinkörnigen Stoffen oder enthält sie derartige Stoffe in größerer Menge, so kann sie durch Anfeuchten, Krümelung oder ähnliche Maßnahmen für das Verfahren gemäß der Erfindung vorbereitet werden. Einer feinkörnigen Beschikkung können zur Begünstigung des Sinterns oder Schmelzens körnige Stoffe von geeigneter Beschaffenheit in Korngrößen von 3 bis io mm zugesetzt werden.
  • Es besteht schon der Vorschlag, Eisenschwamm als Brennstoff beim Verblasesintern, insbesondere solcher Erze, die viel Gangart enthalten, zu benutzen. Die Erfindung betrifft indessen nicht derartige Sinterverfahren.

Claims (5)

  1. PATENTANsPR(JCNE i. Verfahren zur Herstellung von geschmolzenen oder gesinterten Metalloxyden, wie Eisenoxyduloxyd, Kupferoxydul, Oxyde der Erdmetalle oder der Erdalkalimetalle oder Gemische dieser Oxyde miteinander oder mit anderen Metalloxyden. dadurch gekennzeichnet, daß das Metall als solches oder in Mischung mit seinem Oxyd auf einer hitzebeständigen luftdurchlässigen Unterlage, z. B. Sinterband oder Sinterpfanne, bis zur Zündung erhitzt wird und Luft durch das Gut gedrückt oder gesaugt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß nicht genügend gesintertes oder geschmolzenes oder noch Metall enthaltendes Gut zerkleinert und gegebenenfalls nach Mischung mit Metall oder Brennstoff erneut der gleichen Behandlung auf der luftdurchlässigen Unterlage unterworfen wird.
  3. 3. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch i und 2 auf die Sinterung von Messingspänen oder ähnlichen Messingabfällen. q..
  4. Verfahren nach Anspruch i und 2 unter Anwendung von Eisen und Ferrioxyd oder Ferrihydrat oder anderen oxydischen Eisenverbindungen als Ausgangsstoffe.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch i und 2 unter Anwendung eines bei der Verbrennungstemperatur flüchtigen Metalls, z. B. metallischen Zinks in Form von Zinkstaub als Wärme lieferndes Metall.
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