DE648839C

DE648839C - Process for the production of alloys from lead or zinc with magnesium or alkaline earth metals

Info

Publication number: DE648839C
Application number: DEA61181D
Authority: DE
Original assignee: American Smelting and Refining Co
Current assignee: American Smelting and Refining Co
Priority date: 1930-03-20
Filing date: 1931-03-18
Publication date: 1937-08-11

Description

Verfahren zur Herstellung von Legierungen aus Blei oder Zink mit Magnesium oder Erdalkalimetallen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur' Herstellung von Legierungen aus Blei oder Zink bzw. aus Blei-Zink gemeinsam mit Magnesium oder Erdalkalimetallen unter einer flüssigen Halogensalzdecke mit Hilfe eines Carbids der Erdalkalimetalle und ist im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelze des Badmetalls mit einer Salzdecke von Alkalichloriden und von solchen Salzen, welche durch Reaktion mit dem Sauerstoff bzw. dem @ Erdalkalimetall des Carbids Oxyhalogenide zu bilden vermögen, wie z. B. Calciumchlorid, Bariumchlorid, Magnesiumchlorid, versehen wird und dann die Carbidzusätze hinzugefügt werden. Hierbei ist maßgebend, daß diese Salze vor der Bildungsreaktion der Metallegierung der Schmelze zugesetzt werden.Process for the production of alloys from lead or zinc with magnesium or alkaline earth metals The invention relates to a process for the production of Alloys of lead or zinc or of lead-zinc together with magnesium or alkaline earth metals under a liquid halogen salt cover with the help of a carbide of the alkaline earth metals and is essentially characterized in that the melt of the bath metal with a salt cover of alkali chlorides and such salts, which by reaction to form oxyhalides with the oxygen or the alkaline earth metal of the carbide fortune, such as B. calcium chloride, barium chloride, magnesium chloride is provided and then the carbide additives are added. It is decisive that this Salts are added to the melt before the metal alloy formation reaction.

Es ist schon die Darstellung einer Blei-Calcium-Legierung durch Erhitzen von Calciumcarbid und Blei unter Verwendung von Flußmitteln vorgeschlagen: die Arbeitstemperatur beträgt dabei aber iaoo bis iq.oo° C, und das Zusetzen der Flußmittel erfolgt lediglich, damit die nach der Bildung der Metallegierung vom abgeschiedenen Kohlenstoff okkludierten . Metallteilchen nach unten durchfallen können. Ferner ist es an sich bekannt, einer Salzschmelze Natriumchlorid zuzusetzen.It is already the representation of a lead-calcium alloy by heating suggested by calcium carbide and lead using flux: the working temperature but is iaoo to iq.oo ° C, and the flux is only added, so that after the formation of the metal alloy from the deposited carbon occluded . Metal particles can fall through. It is also known per se, a Add sodium chloride to the molten salt.

Durch die Verwendung einer Salzdecke aus oxyhalogenidbild@enden Salzen in Verbindung mit Alkalichloriden vor dem Zusatz des Erdalkalimetallcarbids gemäß der Erfindung wird nun die außerordentlich vorteilhafte Wirkung erreicht, daß die Legierungsbildung bei einer Badtempetatur unter 8oo° C möglich ist, so daß eine allgemein übliche Betriebseinrichtung, nämlich eine Eisenapparatur, verwendet werden kann; was die Kosten des Betriebes wesentlich ermäßigt.By using a salt cover made of oxyhalide-forming salts in connection with alkali chlorides before the addition of the alkaline earth metal carbide according to the invention is now achieved the extremely advantageous effect that the Alloy formation is possible at a bath temperature below 8oo ° C, so that a common operating equipment, namely an iron apparatus, can be used can; which significantly reduces the costs of the operation.

Das Zufügen dieser besonderen Salzdecke vor der Hauptreaktion weist noch den weiteren Vorteil auf, daß auch ein Verarbeiten von Carbiden in handelsüblichem Zustand, d. h. mit starker Verunreinigung durch Oxyde, mit hoher Ausbeute durchgeführt werden kann.The addition of this particular salt cover before the main reaction shows still have the further advantage that carbides can also be processed in commercially available Condition, d. H. with severe contamination by oxides, carried out with high yield can be.

Die herzustellende Legierung wird entweder vom Metall des Carbids oder vom Metall aus der Salzdecke gebildet, welche durch die Reaktion mit dem Carbid zersetzt wird. Welches besondere Metall so legiert wird, hängt von den verschiedenen Metallen, die für die Decke und für das Carbid verwendet werden, und von ihrer Stellung in der Spannungsreihe ab. Es wird also, wenn das Metall des Carbids höher in der- Spannungsreihe als das Metall der chloridischen Salzdecke steht, das C.'arbidmetall mit dem Chlorid reagieren usich mit dem daraus sich ergebenden Ch.Iqpr sich vereinigen, uln das Metall aus der Salzdecke freizumachen, das mit dem Badinhalt legiert wird. Durch geeignete Auswahl des Zusr:tzes zum Metallbad und der Salzdecke lä ßt sich ;wie Legierung der angegebenen Metalle in iin wesentlichen allen gewünschten VerliiiItnissen herstellen.The alloy to be produced is either from the metal of the carbide or from the metal from the salt cover, which is formed by the reaction with the carbide is decomposed. Which particular metal is alloyed in this way depends on the different Metals used for the ceiling and for the carbide and their position in the voltage series away. So it becomes when the metal of the carbide higher in the series than the metal of the chlorideic salt cover, which C. 'carbide metal reacts with the chloride with the resulting Ch.Iqpr unite, uln to free the metal from the salt cover, that with the bath contents is alloyed. By suitable selection of the additive to the metal bath and the salt cover can be; like alloying of the specified metals in essentially all desired Establish relationships.

Soli beispielsweise eine Legierung von Zink mit Blei hergestellt werden, so wäre eine Salzdecke von Zinkchlorid und N7atriumchlorid zu verwenden, und Calcitirncarbid würde als Zusatz zum Metallbad benutzt Eierden. Das Calciumcarbid reagiert dann zuerst mit dem Zinkchlorid nach untenstehender Gleichung (i), bei der Calciumclilorid und freie Kohle sich bilden und Zink freigesetzt wird, das sich mit dein Blei unter Bildung einer Blei-Zink-Legierungvereinigt. Ferner reagiert es mit dein Blei, wobei sich freier Kohlenstoff und eine Calcium-Blei-C'.erbindung bilden. Letztere setzt sich sodann mit dem Zinkchlorid unter Bildung von Calciumchlorid in eine Blei-Zinl>-Verbindung uni (Gleichungen .2). Durch das \ atriumchlorid wird der Schmelzpunkt der Salzdecke zur wirksamen Durchführung obiger Reaktionen herabgesetzt. CaC.+ZnCl.=CaCI.+Zn-f-2C (i) Ca C., -[- Pb = Ca Pb -1- -z C (2) Ca Pb -1- Zn Cl, = Ca Cl.. -1- Pb Zn Bei der Herstellung einer Bl°i-Magn:esium-Lebierung wird eine M#igresitimchloriddeck:e an Stelle der obenerwähnten Zinkchloriddecke verwendet. Unter entsprechender Reaktion wird das I-lagnesium in eine Magnesium-Blei-Legierung übergeführt.For example, if an alloy of zinc with lead was to be made, a salt cover of zinc chloride and sodium chloride would be used, and calcite carbide would be used as an additive to the metal bath. The calcium carbide then first reacts with the zinc chloride according to equation (i) below, in which calcium chloride and free carbon are formed and zinc is released, which combines with the lead to form a lead-zinc alloy. It also reacts with the lead, forming free carbon and a calcium-lead-carbon bond. The latter then forms a lead-tin compound with the zinc chloride, forming calcium chloride (equations .2). The atrium chloride lowers the melting point of the salt cover so that the above reactions can be carried out effectively. CaC. + ZnCl. = CaCI. + Zn-f-2C (i) Ca C., - [- Pb = Ca Pb -1- -z C (2) Ca Pb -1- Zn Cl, = Ca Cl .. -1- Pb Zn In the production of a Bl ° i-Magn: esium livery a M # igresitimchloriddeck: e is used in place of the above-mentioned zinc chloride cover. With a corresponding reaction, the I-lagnesium is converted into a magnesium-lead alloy.

Es kann ferner Barium mit Blei legiert werden unmittelbar aus Baritimcarbid unter Verwendung einer Salzdecke aus C_'alciumchlorid und Natriumchlorid (Ba.C=Ba+zC) oder aus einer Salzdecke von Bariunichlorid und Natriumchlorid unter Verwendung von C alciuincarl)id als Zusatz zum Metallbad Ba Cl. -;- Ca G = Ca Cl. -E- Ba + 2 C).Barium can also be alloyed with lead directly from barite carbide using a salt cover made of calcium chloride and sodium chloride (Ba.C = Ba + zC) or from a salt cover using barium chloride and sodium chloride von C alciuincarl) id as an additive to the metal bath Ba Cl. -; - Ca G = Ca Cl. -E- Ba + 2 C).

Legierungen von Magnesitun und den Erdalkalimetallen mit Zink können in entsprechender Weise durch Verwendung eines Zinkbades, einer chloridischen Salzdecke und eines Carbidzusatzes unter den oben angeführten Bedingungen gebildet werden.Alloys of magnesite and the alkaline earth metals with zinc can in a corresponding way by using a zinc bath, a chloride salt cover and a carbide additive can be formed under the above-mentioned conditions.

Die Durchführung des vorliegenden Verfahrens geschieht beispielsweise wie folgt: Eine Blei- oder Zinkmenge wird in den allgemein üblichen Bleischinelzkessel von beispielsweise 16 Tonnen Fassung gebracht und eingeschmolzen. Gewöhnlich werden Temperaturen von 535 bis 76o' C für diesen Zweck .e@@-ngehalten. Um die Berührung der endgül-..,, ;;en Legierung mit Luft zu vermeiden und 'ir(die Hitze im Kessel zu erhalten, kann der ;,Fessel mechanisch zugedeckt werden. Um das Bad in Bewegung zu halten und um eine innige NXlischung des Bades und der Zusätze herbeizuführen, können geeignete Vorrichtungen zum Umrühren vorgesehen werden. Sodann wird eine schmelzbare Salzdecke auf die Oberfläche des Bades gebracht. Darauf werden die Carbidzusätze dein Bade hinzugefügt und rasch darin verrührt.The present method is carried out, for example as follows: A quantity of lead or zinc is poured into the commonly used lead shinel kettle Brought and melted down, for example, 16 tons. Become common Temperatures of 535 to 76o 'C for this purpose .e @@ - held. About the touch the final - .. ,, ;; en alloy with air and avoid 'ir (the heat in the boiler the fetter can be covered mechanically. To keep the bathroom moving to hold and to bring about an intimate mixture of the bath and the additives, suitable stirring devices can be provided. Then becomes a fusible salt cover brought to the surface of the bath. On top of that are the carbide additives your bath is added and quickly stirred into it.

Als Umrührvorrichtung ist es zweckmäßig, eine solche Einrichtung ztt verwenden, die eine Drehung iin Bade hervorruft und einen Wirbel in der Mitte des Bades herbeiführt. Die Carbide «-erden dann in diesen Wirbel eingeführt und rasch unter die Oberfläche des geschmolzenen Bades gezogen, um ihre Oxydation durch Luft auf ein '.#lindestniaß herabzusetzen.As a stirring device, it is useful to ztt such a device use which causes a rotation in the bath and a vortex in the center of the Brings about bath. The carbide "earths" are then introduced into this vortex and rapidly drawn under the surface of the molten bath to allow its oxidation by air to a '. # minimum ness.

Zweckmäßig wird die Salzdecke entwässert, bevor sie dein Bade hinzugefügt wird, da völlig entwässerte Chloride wirkungsvoller mit den später dein Bade zugeführten Carbiden reagieren. Die Entwässerung kann dadurch herbeigeführt werden, daß die Chloride geschmolzen und auf eine Temperatur von etwa 65o bis 710' C erhitzt werden. Bei dieser Temperatur entweicht ein größerer Teil des Wassers als Dampf. Ein geringer Rest verbleibt aber noch chemisch gebunden, der ini Verlaufe des chemischen Verfahrens störend wirken kann. Es ist erwünscht, auch dieses restliche Wasser noch auszutreiben, be-`or das eigentliche Verfahren zur Bildung der Metallegierung beginnt. Dieses Austreiben des Kristallwassers geschieht gemäß der Erfindung mit Vorteil dadurch, daß man dasselbe Erdalkalimetallcarbid zur Entwässerung benutzt, das später auch für die Bildung der Metallegierung verwendet werden soll. Um dabei das Verfahren nicht zu stören, wird zweckmäßig die Bemessung so erfolgen, daß zunächst nur der Salzmenge diejenige Menge des Carbids zugeführt wird, die erforderlich ist, um die Entwässerung zu bewirken, und dann erst diejenigen Carbidmengen nachgegeben werden, welche nötig sind, um die Legierung lierzus'tellen. Das Carbid reagiert also zuerst finit dein Kristallwasser und bildet Acetylengas, welches entweicht und die Entwässerung vollendet.The salt cover is expediently drained before it is added to your bath becomes, since completely dehydrated chlorides are more effective with the later added to your bath Carbides react. The drainage can be brought about that the Chlorides are melted and heated to a temperature of about 65o to 710 ° C. At this temperature, a larger part of the water escapes as steam. A minor one The remainder remains chemically bound, however, in the course of the chemical process can be disturbing. It is desirable to drive off this remaining water as well, be-`or the actual process of forming the metal alloy begins. This According to the invention, the water of crystallization is advantageously driven out by that one uses the same alkaline earth metal carbide for drainage that was used later to be used for the formation of the metal alloy. To do the procedure not to disturb, the dimensioning is expediently done in such a way that initially only the The amount of salt added is that amount of carbide that is required to achieve the To cause dehydration, and only then those amounts of carbide are added, which are necessary to make the alloy. So the carbide reacts first finite your crystal water and forms acetylene gas, which escapes and the drainage accomplished.

Die Salzdecke reinigt vollständig die Oberfläche der Carbidteilchen, wodurch eine völige und restlose Oberflächenberührung zwischen diesen Teilchen und dem geschmolzelen Bad erzielt wird. Unter diesen Bedingungen wird das Bad die Carbide in dem obenerwähnten Temperaturbereich sicher zerlegen.The salt cover completely cleans the surface of the carbide particles, whereby a complete and complete surface contact between these particles and the melted bath is achieved. Under these conditions will the bath safely decompose the carbides in the temperature range mentioned above.

Nachdem die gewünschte Legierung gebildet ist, kann die Salzdecke in irgendeiner geeigneten Weise vom Bade entfernt werden, und zwar durch Abschäumen der Salzdecke oder durch Herauspumpen bzw. Abzapfen der Legierung aus dem Kessel.After the desired alloy is formed, the salt cover can removed from the bath in any suitable manner, namely by skimming the salt cover or by pumping out or drawing off the alloy from the boiler.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for the production of alloys from Lead or zinc or from lead-zinc together with magnesium or alkaline earth metals by heating the bath case with an alkaline earth metal carbide under a halogen salt cover, characterized in that the melt of the bath metal with a salt cover of 4 alkali chlorides and of such salts, which by reaction with the oxygen or the Erdal.kalimetall of the carbide are able to form oxyhalides, such as. B. Calcium chloride, barium chloride, magnesium chloride, and then the carbide additives to be added. -9. Method according to claim i, characterized in that the Carbide is stirred into the bath to form a vortex that carries it under the Surface of the bath pulls. 3. The method according to claims i and z, characterized in that that the alkaline earth metal carbide is initially added to the metal bath in small amounts and after the salt cover has been drained, expediently at temperatures below 8oo ° C, add the remainder required to form the alloy.