DE663308C

DE663308C - Verfahren und Ofenanlage zum Herstellen von Ferrosilicium und Aluminium aus kieselsaeure-, tonerde- und eisenoxydhaltigen Rohstoffen

Info

Publication number: DE663308C
Application number: DED72651D
Authority: DE
Original assignee: PAUL DROSSBACH DR ING
Current assignee: PAUL DROSSBACH DR ING
Priority date: 1936-05-01
Filing date: 1936-05-01
Publication date: 1938-08-03

Description

Verfahren und Ofenanlage zum Herstellen von Ferrosilicium und Aluminium aus kieselsäure-, tonerde- und eisenoxydhaltigen Rohstoffen Verfahren zum Nutzbarmachen kieselsäure-, tonerde- und eisenoxydhaltiger Rohstoffe durch Niederschmelzen dieser Rohstoffe unter Zusatz von Reduktionsmitteln ini Elektroofen auf eine Eisen-Aluminium-Silicium-Legierung und anschließende Raffination dieser Legierung zwecks Gewinnung von Ferrosilicium und Aluminium sind schon vorgeschlagen worden. So wird z. B. nach dem franz. Patent 10 391 (Zusatzpatent zu 393 818) eine Eisen-Aluminium-Silicium-Legierung durch Niederschmelzen von z. B. Agglomeraten der innig gemischten gemahlenen Roh-, stoffe, wie eisen- und siliciumhaltige Erze und Aluminiumsilicate, im Elektroofen hergestellt. Nach dem amerikanischen Patent 297 758 wird so verfahren, daß in einem besonders gebauten Ofen aus z. B. Aluminiumsilicat und Eisen unter Zusatz von Reduktionsmitteln Ferrosilicium und eine vorwiegend Tonerde enthaltende Schlacke erzeugt wird. Nach der deutschen Patentschrift 303 48o werden insbesondere Alaunschiefer oder Graphitschiefer zur Erzeugung einer Eisen-Aluminium-Silicium-Legierung verwendet: Aus nach diesen bekannten Verfahren hergestellten Legierungen kann z. B. nach der deutschen Patentschrift 186182 Aluminium und Ferrosilicium hergestellt werden.
Bei der Anwendung dieses letzteren Verfahrens auf zunächst beliebig zusammengesetzte Eisen-Aluminium-Silicium-Legierungen wurde jedoch festgestellt, daß der Durchführung des Verfahrens insofern Grenzen gesetzt sind, als nur Legierungen bestimmter Zusammensetzung eine technische Anwendung zulassen. Am Ende des Raffinationsverfahrens bleibt nämlich eine aluminiumarme Eisen-Silicium-Legierung zurück, und diese muß zur vollständigen Gewinnung des Aluminiums flüssig gehalten werden. Ist aber die Zusammensetzung der Legierung so gewählt, daß ihr Schmelzpunkt und damit auch die Arbeitstemperatur über 1400' C liegt, so zeigte sich, daß die technische Durchführung des Verfahrens nicht mehr möglich ist, da jeder Baustoff für die Seitenwände des Ofens in kürzester Frist zerstört wird. Zur technischen Durchführufg des Verfahrens'rnuß somit die Arbeitstemperatur unter 1400' liegen. Diese Temperatur wird nur erzielt, wenn das Verhältnis von Eisen zu Silicium in der in der ersten Verfahrensstufe hergestellten Eisen-Aluminium-Silicium-Legierung (82 bis 75) zu (I8 bis 25) bzw. (45bis3o) zu (55bis7o) beträgt, denn Eisen-Silicium-Legierungen von einer diesen Verhältnissen entsprechenden Zusammensetzung sind unterhalb 1400' noch flüssig.
Die Herstellung der später zu raffinierenden Eisen-Aluminium-Silicium-Legierung erfolgt gemäß vorliegender Erfindung in einem Elektrohochofen mit zusätzlicher Koks- bzw. Rohölheizung. Die Zusatzheizung befindet sich oberhalb der Zone der elektrischen Heizung, so daß die Rohstoffe zuerst die Zone der Koks- bzw. Rohölheizung durchwandern. Die Rohstoffe, wie Tone, Schiefertone, Phyllite und ähnliches, je- nach d@.elx,@,"";

Rohölheizung auf die entsprechende Flammentemperatur gebracht, wobei durch Vorwärmen des Windes in bekannter Weise eine wesentliche Steigerung dieser Temperatur erzielt werden kann. In der dann anschließenden Zone der elektrischen Heizung werden die Rohstoffe bis auf die zur Reduktion der Tonerde erforderliche Temperatur gebracht. Durch die zusätzliche Koks- bzw. Rohölheizung wird eine sehr wesentliche Ersparnis an teurer elektrischer Energie erzielt, und durch Verwertung der vorwiegend kohlenoxydhaltigen Ofengase kann in bekannter Weise durch Anwendung von z. B. Gasmaschinen mit gekuppeltem Stromerzeuger elektrische Energie gewonnen werden.
Die Räffinätion der Eisen-Aluminium-Silicium-Legierung unter Gewinnung von Ferrosilicium und reinen Aluminiums wird. in einem Elektroofen durchgeführt, dessen Seitenwände mit Korund ausgekleidet sind, und zwar unter Verwendung eines mit Tonerde gesättigten Elektrolyten. Diese Sättigung ist wesentlich für die Haltbarkeit der Korundauskleidung, und es wurde im Gegensatz z. B. zu dem Verfahren nach der deutschen Patentschrift 488 584 gefunden, daß bei der hier nötigen höheren Temperatur eine Sättigung des Elektrolyten an Tonerde den Betrieb in keiner Weise stört.
Bei der Verwendung z. B. eines Tones mit 53°/o Si 02, 40°/o A'2033 und 4% Fee 03 und eines Eisenerzes mit 850/0 Fe20" 2o0/0 A1203 und 3°/0 S102 wurden folgende Ausbringen erzielt.
Unter Verbrauch von ioo t Ton, 17o t Eisenerz, 38 t Koks, 60o ooo kWh. elektrischer Energie für den Hochofen, 380 ooo kWh elektrischer Energie für die Raffination und 7,8 t Elektroden werden erzeugt 130 t Ferrosilicium mit 2o°/0 Si, 26 t Aluminium und 2ö0 ooo kWh elektrische Energie. Dies gibt umgerechnet auf x kg Aluminium z. B. folgenden Gestehungspreis

Zur Durchführung des Verfahrens eignen sich als Zuschlag besonders Eisenerze mit einem höheren S02- Gehalt, so daß das Verfahren vor allem zur Gewinnung von Eisen und Aluminium aus einheimischen Rohstoffen geeignet ist, da Tone und auch Eisenerze mit höherem Kieselsäuregehalt in ausreichender Menge vorhanden sind.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen von Ferrosilicium und Aluminium durch Reduktion von kieselsaure-, tonerde- und eisenoxydhaltigen Rohstoffen mit kohlenstoffhaltigen Reduktionsmitteln unter Gewinnung einer Eisen-Silicium-Aluminium-Legierung, die anschließend raffiniert wird, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst auf eine Eisen-Silicium-Aluminium-Legierung mit einem Verhältnis von Eisen zu Silicium wie (82 bis 75) zu (i8 bis 25) bzw. (45 bis 30) 2u (55 bis 7o) hingearbeitet wird, die anschließend unter Verwendung eines mit Tonerde gesättigten Elektrolyten bei Temperaturen von i3oo bis 1400' C raffiniert wird, wobei Aluminium und Ferrosilicium entstehen:
2. Ofenanlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch i, gekennzeichnet durch einen Elektrohochofen mit zusätzlicher Koks- oder Rohölheizung zum Erschmelzen der Legierung und einen Elektroöfen, dessen Seitenwände mit Köriind ausgekleidet sind, zum Raffinieren dieser Legierung.