Verfahren zur thermischen Gewinnung von Magnesium durch Reduktion
von magnesiahaltigen Rohstoffen mit Hilfe von Silicium Bei der thermischen Reduktion
von magnesiahaltigen Rohstoffen mit Hilfe von Silicium bei Temperaturen unterhalb
des Schmelzpunktes der Reaktionsrückstände, sei es unter gewöhnlichem Druck in einer
Wasserstoffatmosphäre oder im Vakuum, und zwar insbesondere, wenn das Reaktionsgemisch
in Form von gepreßten Formkörpern vorliegt, ist beobachtet worden, daß die Reaktion
nicht mit gleichförmiger Geschwindigkeit fortschreitet, sondern sich im Verlaufe
der Zeit mehr und mehr verlangsamt. Auch eine Erhöhung der Temperatur des Reaktionsgemisches
gegen Ende der Reaktion vermag eine wesentliche Beschleunigung derselben nicht herbeizuführen
und bringt die Gefahr mit sich, daß unter Umständen Teile des Reaktionsgemisches
bzw. der Rückstände zum Schmelzen gelangen können, was unerwünscht ist.Process for the thermal production of magnesium by reduction
of magnesia-containing raw materials with the help of silicon During thermal reduction
of magnesia-containing raw materials with the help of silicon at temperatures below
the melting point of the reaction residues, be it under normal pressure in a
Hydrogen atmosphere or in a vacuum, especially when the reaction mixture
is in the form of molded articles, it has been observed that the reaction
does not advance at a steady rate, but progresses
the time slows down more and more. Also an increase in the temperature of the reaction mixture
towards the end of the reaction it is unable to accelerate it substantially
and brings with it the risk that parts of the reaction mixture under certain circumstances
or the residues can melt, which is undesirable.
Es wurde nun beobachtet, daß ein Zusatz von Fluoriden der Alkali-
oder Erdalkalimetalle zum Reaktionsgemisch in geringen Mengen zu einer erheblichen
Beschleunigung der Reaktionsgeschwindigkeit, insbesondere bei fortgeschrittener
Erschöpfung des Reaktionsgemisches, beiträgt. Die Menge dieses Fluorid'zusatzes
kann sich zwischen 0,5 und 5 °/a des eigentlichen Reaktionsgemisches bewegen,
während eine Überschreitung dieser Höchstgrenze sich bereits wieder nachteilig auszuwirken
beginnt. Die besten Ergebnisse werden mit einem Fluoridzusatz von etwa 2 °/o erzielt.It has now been observed that the addition of fluorides of the alkali or alkaline earth metals to the reaction mixture in small amounts contributes to a considerable acceleration of the reaction rate, in particular when the reaction mixture is exhausted. The amount of this fluoride addition can range between 0.5 and 5% / a of the actual reaction mixture, while exceeding this maximum limit already begins to have a disadvantageous effect again. The best results are obtained with a fluoride addition of about 2%.
Am günstigsten wirkt, wie gefunden wurde, ein Zusatz von Kryolith.
In der Wirksamkeit folgen hierauf die Fluoride der Alkalimetalle Natrium und Kalium;
die Fluoride der Erdalkalien, insbesondere Calciumfluorid und Magnesiumfluorid,
wirken ebenfalls günstig, wobei sich die Verwendung des Flußspats, insbesondere
wegen seiner Billigkeit, empfiehlt.It has been found that the addition of cryolite works best.
In terms of effectiveness, this is followed by the fluorides of the alkali metals sodium and potassium;
the fluorides of the alkaline earths, especially calcium fluoride and magnesium fluoride,
also have a beneficial effect, with the use of fluorspar, in particular
because of its cheapness, recommends.
Weiter wurde beobachtet, daß ein Zusatz von Fluoriden zum Reaktionsgemisch
gemäß der Erfindung bei Verwendung der Ausgangsmischungen in der Form von gepreßten
Formkörpern, insbesondere bei solchen Gemischen, in denen auf q. Mol Base (Mägnesiumoxyd
bzw. Magnesiumoxyd -E- Calciumoxyd) höchstens ein Mol Silicium kommt, die Wirkung
hat, daß der Reaktionsrückstand, der in diesem Fall im wesentlichen aus Dicalciumsilicat
besteht, in pulveriger Form anfällt. Ohne einen Zusatz von Fluoriden hinterbleiben
diese Rückstände beim Erkalten wenigstens teilweise in stückiger Form. Liegt aber
der Reaktionsrückstand ausschließlich in Pulverform vor, so wird die Austragung
desselben aus dem Öfen und insbesondere die Ausschleusung desselben aus einem mit
Unterdruck betriebenen Ofen wesentlich erleichtert.
Beispiel In
einem Drehrohrofen wurde im ununterbrochenen Verfahren bei z330 ° C in einer Wasserstdffatmosphäre
ein zu Preßkörpern verformtes Gemisch von 87,5°/o Dolomit und 12,3°/o Ferrosilicium
(93°/oig) verarbeitet. Die chemische Untersuchung des in stückiger Form anfallenden
Rückstandes ergäb einen durchschnittlichen Umsetzungsgrad des angewendeten Siliciums
von 73°/a. Wurde dagegen die gleiche Mischung unter Zusatz von 2 °/o Flußspat, zu-Formkörpern
gepreßt, verarbeitet, so betrug der durchschnittliche Umsetzungsgrad des in Pulverform
ausgetragenen Rückstandes bei der gleichen Durchlaufsgeschwindigkeit im Mittel
9504. It was also observed that an addition of fluorides to the reaction mixture according to the invention when using the starting mixtures in the form of pressed moldings, especially in those mixtures in which q. Mol base (magnesium oxide or magnesium oxide -E- calcium oxide) at most one mole of silicon comes into play, which has the effect that the reaction residue, which in this case consists essentially of dicalcium silicate, is obtained in powder form. Without the addition of fluorides, these residues remain at least partially in lump form when they cool. However, if the reaction residue is exclusively in powder form, the discharge of the same from the furnace and, in particular, the discharge of the same from a furnace operated with negative pressure is made much easier. EXAMPLE A mixture of 87.5% dolomite and 12.3% ferrosilicon (93%), shaped into pressed bodies, was processed in a rotary kiln in an uninterrupted process at about 330 ° C. in a hydrogen atmosphere. The chemical analysis of the residue, which was obtained in lump form, showed an average degree of conversion of the silicon used of 73% / a. If, on the other hand, the same mixture was processed with the addition of 2% fluorspar, pressed into shaped bodies, the average degree of conversion of the residue discharged in powder form at the same flow rate was 9504 on average.
Die Verwendung von Calciumfluorid bei der thermischen Gewinnung von
Magnesium ist bereits früher zu dem Zwecke- vorgeschlagen worden, die Verschlackung
der in flüssiger Form anfallenden Reaktionsrückstände zwecks leichterer Entfernung
derselben aus dem Ofen zu befördern. Diesem Vorschlage konnte man aber nicht entnehmen,
daß die Gegenwart von Fluoriden die Umsetzungsgeschwindigkeit erhöht, noh ist eine
solche Erhöhung von Bedeutung, wäa;@; man, wie bei dem älteren Vorschlag, bei Te`"
`eraturen arbeitet, die zu geschmolzenen R##lionsrückständen führen, da bei jenen
höheren Temperaturen die Reaktion, auch in Abwesenheit von Fluoriden, mit ausreichender
Geschwindigkeit verläuft.The use of calcium fluoride in the thermal extraction of
Magnesium has been suggested earlier for the purpose of slagging
the reaction residues in liquid form for easier removal
to convey the same out of the oven. However, one could not infer from this suggestion that
that the presence of fluorides increases the rate of conversion is noh
such an increase in importance, wäa; @; as with the older proposal, with Te` "
works that lead to molten R ## lion residues, as with those
higher temperatures the reaction, even in the absence of fluoride, with sufficient
Speed runs.