DE646232C - Verfahren zur Herstellung von magnesiumhaltigen Thomasschlacken - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von mägnesiumhaltigen Thomasschlacken In der Metallurgie des Eisens erhält man bei der Herstellung von Stahl in der Thomasbirne eine Calciumphosphatschlacke, die in feiner Vermahlung seit langer Zeit unter dem Namen Thomasschlacke als Phosphatdüngemittel in der Landwirtschaft bekannt ist.
• Die so in der Landwirtschaft verwendeten Thomasschlacken werden in der nachstehenden Weise erhalten.
• In der Birne gibt man zunächst eine bestimmte Menge Kalk, die von der chemischen Zusammensetzung des zu behandelnden Gußbesatzes abhängig ist. Auf diese Kalkmenge bringt man den Gußbesatz. Darauf bläst man Luft durch diese Masse und erhält in der Birne Stahl neben der Schlacke. Die auf dem Stahl schwimmende flüssige Schlacke kann größtenteils leicht von dem Stahl durch Abgießen getrennt werden. Die abgekühlte Schlacke wird dann schließlich zerkleinert, fein gemahlen und bildet so. die Thomasschlacke des Handels.
• Die erwähnte Arbeitsweise ermöglicht die Erzielung einer Schlacke mit einem Gehalt von 16 bis 22°/o P20,, in Form von Calciumphosphat.
• Seit einiger Zeit ist nun durch Arbeiten der Agrikulturchemie die große Bedeutung der Verwendung von magnesiahaltiger tho masschlacke festgestellt worden. Es wurde gezeigt, daß - das Magnesium, abgesehen von der Rolle, welche die Thomasschlacke schon hinsichtlich der Aufnahme des Phosphors durch die Pflanzen'spielt, eine äußerst wichtige Wirkung sowohl auf die Pflanzen.selbst als auch auf den Boden ausübt, und zwar: r. auf die Pflanzen, weil das Magnesium diesen den hauptsächlichen Baustein des Chlorophylls liefert und die Bildung der Kohlenhydrate fördert; 2. auf den Boden, weil das Magnesium die Eisenoxyd- und Eisenoxydulsalze fällt oder zersetzt, ferner Verluste an Ammoniakstickstoff weitgehend verhindert und das Monocalciumphosphat unter Bildung von Magnesiumphosphat löslich macht, welches viel leichter löslich und daher auch leichter aufnehmbar ist als die in Wasser unlöslichen mehrbasischen Calciumphosphate.
• Auf Grund dieser Feststellungen hat man seit -einer Reihe von Jahren versucht, Magnesiaphosphatschlacken zum Ersatz der Calciumphosphatschlacken herzustellen.
• So wurde in einer französischen -Patentschrift bereits ein Verfahren zur Erzeugung von Magnesiadüngemitteln beschrieben. Dieses Verfahren, das die praktische und wirtschaftliche Herstellung von Kalk- und Magnesiadoppelsalzen behandelt, die als Düngemittel dienen, besteht darin, daß man den Kalk und den kohlensauren Kalk in den chemischen und hüttenmännischen Industrien, die bisher als Rückstände, Abfall- oder -Nebenprodukte Kalksalze ergaben, durch Dolomit ersetzt.
• Indessen wurde in einer späteren französischen Patentschrift derselben Erfinder erklärt, daß die mit natürlichem Dolomit ausgeführten - entsprechenden Versuche erfolglos verlaufen seien. Jedoch seien gute Ergebnisse unter Zuhilfenahme eines neuen:. Verfahrens erzielt worden; dieses Verfahf' besteht in der Verwendung von lIagnesit oet',# natürlichem ".#,Iagnesiunicarbonat (gegebenen'.' falls nach dem Calcinieren) unter teilweiser Hvdratisierung nach kolloidalem Zerreiben als Zuschlag zur Entphosphorung in den nietallurgischen Öfen. Die mit Hilfe von natürlichem Dolomit hergestellte magnesialialtige Phosphatschlacke wies jedenfalls höchstens einen Magnesiagehalt von 4,5110 auf.
• Man ist in der Landwirtschaft aus guten Gründen der Ansicht, daß die MagnesiumphospIiatschlacken zwecks nutzbringender Anwendung bzw. zur Erzielung einer bestmöglichen Nutzleistung mindestens einen 80;o nicht unterschreitenden llagnesiagehalt aufweisen müssen und daß der Durchschnittsgehalt möglichst io0Jo betragen soll.
• Überraschenderweise ist es nun nach der Erfindung gelungen, das gewünschte Erzeugnis mit dein bisher nie erreichten günstigsten "II-O-Gelialt zu erhalten, und zwar durch Ersatz. des natürlichen Dolornits durch gefritteten Dolotnit in bestimmtem Mengenverhältnis und in bestimmter Korngröße.
• Der beim Glühen des natürlichen Dolomits auf hohe Temperaturen in besonderen Öfen entstehende gefrittete Dolomit stellt nicht mehr ein Doppelcarbonat des Calciums und des Magnesiums dar, wie es im natürlichen Dolomit vorliegt, sondern ein Doppeloxyd des Calciurns und llagnesiuius.
• Das erfindungsgemäß erzielte Ergebnis ist einesteils dein Umstand zuzuschreiben, daß der gefrittete Dolomit 36% Magnesiumoxyd enthält, während dagegen der natürliche Dolomit nur 180(o llagnesiumoxyd aufweist; andernteils beruht dieses Ergebnis auf der Tatsache, daß es nicht möglich ist, die Menge an natürlichem Dolomit, die man gegebenenfalls in die Birne einbringen möchte, zu verinehren, da seine Zersetzung zu den entsprechenden Oxyden höhere Wärmemengen benötigen würde, als zur Verfügung stehen, Das Verfahren nach der Erfindung wird in folgender Weise ausgeführt: a) Zunächst bringt man in die Birne eine vorausbestimmte Menge, d. h. 45 bis 5o1/0 der Gesamtmenge des für den üblichen Arbeitsgang erforderlichen Kalkes. (Diese Kalkmenge kann mir einen Teil des in dem Guß enthaltenen Phosphors in Form von Phosphors:iureanhvdrid binden.) b) Darauf setzt man zu dem so eingebrachten Kall; den gesamten Gußbesatz und bläst bis zur Erschöpfung der Kalkmenge. Die aus der Birne schlagende Flamme gibt genau den Augenblick an, von welchem ab der Kalk verschlackt wird. In diesem Augenblick legt man die Birne um.
• c) Nun fügt man eine bestimmte Menge von gefrittetein und gekörntem Dolomit (Erbsengröße) zu, die ungefähr 3o bis 8o0/0 der Gesamtmenge des für den gewöhnlichen Arbeitsgang erforderlichen Kalkes entspricht. Man richtet dann die Birne wieder auf und bläst weiter bis zur Beendigung der Entphosphorung. Schließlich legt man die Birne wieder um und gießt die Schlacke in üblicher Weise ab.
• Beim Arbeiten unter den vorstehend genannten Bedingungen kann man eine Calcium-Magnesium-Qoppelpliosl)liatschlacke mit 8 bis 1o0'0 M-O-Gehalt in Form von Magnesiumphosphat erhalten.
• Wichtig für ein gutes Ergebnis ist erfindungsgemäß die strenge Einhaltung der nachstehenden Bedingungen: i. die Ver«-endung von gefrittetem Dolomit unter Ausschluß von natürlichem, als Doppelcarbonat vorliegendem. Dolomit, 2. die Notwendigkeit der Verwendung von gefrittetem Dolomit in Erbsengröße, 3. die Beschränkung der Zugabe des gefritteten Dolornits auf ungefähr 3o bis 5o0/0 des Kalkgesamtgewichtes. Versuchsergebnisse Die zunächst mit natürlichem Dolomit in Steinforen von der Erfinderin angestellten Versuche hatten (bei mehrfacher Wiederholung) das nachstehende Ergebnis: Menge des behandelten Gusses 20 300 kg, Menge des verwendeten Kalkes i 700 kg, Menge des zugeschlagenen natürlichen Dolomits (roh) i 50o kg, Gehalt der Schlacke an 1'1g0 4,5%.
• Der erhaltene Wert von 4,501o Mg 0 in der Schlacke war um so weniger befriedigend, als die Thomasschlacke auch ohne Dolomitzuschlag einen Gehalt an 11g0 aufwies, der dem vorgenannten Gehalt nicht sehr nachsteht, wie aus dein nachstehenden Versuch hervorgeht: Menge des behandelten Gusses 19 goo kg, Menge des zugesetzten Kalkes 2 80o kg, Gehalt der Schlacke an MgO 3,10"1,-Nachdem die genannte Arbeitsweise den gewünschten Erfolg nicht erbracht hatte, wurden weitere Versuche in der Weise angestellt, daß eine bestimmte Menge Kalk durch wachsende Mengen von gefrittetem Dolomit in der Form, in welcher er gewöhnlich anfällt, nämlich als Steinbrocken von der durchschnittlichen Größe einer kleinen Faust, ersetzt wurde. Nachstehend ist einer dieser Versuche beispielsweise wiedergegeben: Menge des behandelten Gusses 20 700 kg, Menge des verwendeten Kalkes 2 30o kg, Menge des zugeschlagenen gefritteten Dolomits 80o kg. In diesem Falle betrug der Gehalt der Schlacke an Magnesiumoxyd 4:2811, Obwohl das vorstehende Ergebnis nickt günstiger war als bei der Verwendung v `on natürlichem Dolomit erhaltene, wurden die Versuche dennoch fortgesetzt. Anstatt jedoch den gefritteten Dolomit in der angelieferten Form (Faustgröße) zu verwenden, wurde er jetzt vorher bis auf Erbsengröße zerkleinert. Bei der Verwendung des so vorbereiteten Dolomits wurde folgendes Ergebnis erzielt: Menge des behandelten Gusses 20 70o kg, Menge des verwendeten Kalkes 2 Zoo kg, Menge des zugeschlagenen gekörnten gefritteten Dolomits 80o kg. Bei diesem Versuch betrug der Gehalt der Schlacke an Mg 0 8,o8'1,.
• Erfindungsgemäß sind demnach zwei ganz bestimmte Bedingungen für die Erzielung der angestrebten Wirkung unumgänglich notwendig, nämlich a) der gefrittete Dolomit muß in gekörntem Zustand zur Verwendung gelangen, wobei die einzelnen Körner Erbsengröße besitzen müssen, b) Das Mengenverhältnis zwischen dem gefritteten Dolomit und dem angewendeten Kalk muß in der Weise geregelt werden, daß der gefrittete Dolomit in einer Menge von ungefähr 3o bis 50°(o des. insgesamt zur 4nwendung kommenden Kalkes vorhanden ist. Ein geringer Anteil ergibt nämlich eine Schlacke mit einem unzureichenden Magnesiumoxydgehalt, -während ein stärkerer Anteil die Umwandlung des Gusses in Stahl unmöglich macht, und zwar, wie erwähnt, auf Grund der Unzulänglichkeit der bei dem üb- lichen Thomasverfahren verfügbaren Wärme.
• Nachstehend sind noch die Ergebnisse dreier Versuche zur Herstellung von magnesiahaltigen Phosphatschlacken gemäß dem Verfahren der Erfindung wiedergegeben:

  Gefritteter

  Guß Kalk Dolomit

  (gehörnt)

  1. Versuch .... 2110o 1400 1200-kg

  2. - .... 20100 1600 1400 -

  3. - .... 20100 1550 1400 -

  Magnesiagehalt der entsprechenden Schlacken

  1. Versuch. . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 10,o8 °/a,

  2. - ........................ 10,o8

  3. - ........................ 10,04°/0.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCFI: Verfahren zur Herstellung von magnesiumhaltigen Thomasschlacken durch teilweisen Ersatz des im Konverter zugeschlagenen Kalkes durch Dolomit, dadurch gekennzeichnet, daß 30 bis 50'1, des aufgegebenen Kalkes durch gefritteten und gekörnten (Erbsengröße) Dolomit ersetzt werden.