DE692991C - Verfahren zum Gewinnen von Magnesium - Google Patents

Description

• Verfahren zum Gewinnen von Magnesium Es ist bekannt, oxydische Magnesiumverbindungen, wie geglühten Magnesit oder Dolomit, bei hoher Temperatur im Vakuum durch Cälciumcarbid in ruhenden Retorten oder ähnlichen mit Außenheizung zu reduzieren. Dabei entstehen gemäß der Umsetzungsgleichung Mg0+CaCQ '-- Mg +Ca0+zC' dampfförmiges Magnesium und ein mehr oder weniger pulveriger Rückstand von Kalk und Kohle.
• _ Dieses Verfahren hat den Nachteil, daß mehr oder weniger große Mengen des bei der Umsetzung entstehenden, aus einem lockeren Gemenge bestehenden Reaktionsrückstandes mit in den für die Abscheidung des Magnesiums bestimmten Verdichtungsraum gelangen, und zwar entweder durch einfaches Verstäuben oder aber dadurch, daß sie von den Magnesiumdämpfen mitgerissen werden.
• Diese Erscheinungen zeigen sich in verstärkter Form in Öfen, in denen das Reaktionsgut bewegt wird, z. B. in Dreh- oder Schachtöfen. Die in den Kondensationsraum gelangten Reaktionsrückstände wirken' sich nachteilig beim späteren Aufschmelzen des kondensierten Metalls aus, indem sie das.einwandfreie Zusammenfließen des Magnesiums erschweren.
• Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Versinterung (Agglomeration) dieser bei der Reduktion von magnesiumoxydhaltigen Rohstoffen mit Calciumkarbid entstehenden, im wesentlichen aus Kalk und Kohle bestehenden Reaktionsrückstände durch Zugabe von Kieselsäure, beispielsweise- Quarzpulver oder Tonerde oder beiden zusammen in Form von geglühtem Ton, in dem A1203 und S102 etwa im Verhältnis 1 : 2 vorliegen, zum Reaktionsgut. Bei den Reaktionstemperaturen setzt sich der Kalk mit Kieselsäure zu Cal:. ciumsilikat bzw. mit der Tonerde zu Calciumaluminat um, deren Schmelzpunkte wesentlich unter demjenigen des Kalkes liegen, so daß bei den für die Reaktion erforderlichen Temperaturen von 1200 bis 14000 gesinterte Rückstände entstehen.
• Zweckmäßig werden die zugesetzten Mengen an Kieselsäure bzw. Tonerde so hoch bemessen, daß. dibasisclies Calciumsilikat llzw. monobasisches Calciuinaluininat gemäß den Gleichungen 1. 2MgO+2CaC2+SiO= -= 2 Ca 0 - Si 02 + 4. C -;- 2 M-.2. Mg O + Ca C2 + Ale 03 =CaO-Ale03+2C+Mg gebildet werden.
• Die Kieselsäure bzw. Tonerde können auch in geringeren Anteilen, als den vorstellenden Gleichungen entspricht, dein Reaktionsgut zugemischt werden; die zugegebenen Mengen werden jedoch zweckrnäßig wenigstens so hoch bemessen, daß die Bildung der verhältnismäßig niedrigschmelzenden tribasischen Verbindungen (3 Ca O - S i 02 ; 3 Ca O - A1.= 03) möglich ist. Zusätze von Kieselsäure oder Tonerde, , welche die aus den vorstellenden Gleichungen zu errechnenden Mengen übersteigen, wirken sich dagegen insofern nachteilig aus, als dann die Möglichkeit der Bildung von Magnesium- und Calciuinoxyd enthaltenden Doppelverbindungen gegeben ist, so daß demzufolge eine Verringerung der Ausbeute an Magnesium eintritt.
• Anstatt erfindungsgemäß ein Ausgangsgemisch von Magnesiuinoxyd und Calciumcarbid unter Zuschlag von Kieselsäure zu verwenden, kann man gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung auch unmittelbar ein Gemisch von Magnesiumsilikat und Calciumcarbid zur Reaktion bringen, wobei die Magnesia des Magnesiumsilikats durch das Calciumcarbid reduziert wird und der hierbei gebildete Kalk sich finit dein Kiesielsäurerest zu Calciumsilikat umsetzt, das ebenfalls in gesinterter (agglomerierter) Form anfällt. Hierfür können beispielsweise sowohl synthetisch hergestelltes Magnesiumsilikat als auch natürlich vorkommendes Silikät, z. B. Serpentin, der letztere nach Entfernung seines Wassergehalts, verwendet werden. -Bei der Gättierung ist in diesem Falle stets zu beachten, daß im Reaktionsgut mindestens so viel Kalk vorhanden ist bzw. während der Reaktion entsteht, daß die gesamte vorhandene Kieselsäure zu zweibasischem Calciumsilikat gebunden wird. Gegebenenfalls muß eine der überschüssigen Kieselsäure entsprechende Menge an Kalk zugeschlagen werden. Es ist unvorteilhaft, eine größere Menge all Kalk zuzusetzen, da dann der das keaktionsgut durchsetzende Kalküberschuß zu einer Herabminderung der Reaktionsgeschwindigkeit führt.
• Beispielsweise ist, wenn auf die Bildung eines dibasischen Calciumsilikats hingearbeitet werden soll, beim Einsatz von Serpentin, dessen Zusaininensetzung im geglühten (wasserfreien) Zustand der Formel 3 M90 -:2 S i 02 entspricht, gemäß der Umsetzungsgleichung 3Mg0-2Si02+3CaC2+Ca0 =2 (2Ca0-Si02) +3Mg+6C -ein Reaktionsgemisch zu wählen, das aus i Mol wasserfreiem Serpeiltin, 3 Mol Calciunicarbid und z Mol gebranntem Kalk bestellt.
• Den gemäß Erfindung anzuweildenden Reaktic)nseniischen können, wie an sich bei der Reduktion voll inagnesiunioxydhaltigen Rohstoiien mittels Carbiden bekannt ist, reaktionsfördernde Stoffe, beispielsweise Chloride oder Fluoride der Erdalkali- und Alkalinietalle oder Kryolith, zugesetzt werden. Beispiele 1. 70 kg eines aus 45 Gewichtsteilen gebranntem ilIagnesit (go °% MgO enthaltend), So Gewichtsteilen Calciumcarbid (So °/a CaC2 enthaltend) und 51 Gewichtsteilen Tonerde bestehenden Gemisches werden zu zylindrischen Formlingen mit einem' Durchmesser von 2o mm und einer Hölle von 15 mm verpreßt, worauf die Preßkörper in einem Vakuumdrehofen bei einer Temperatur von 13;o° zur Reaktion gebracht werden. Nach Verflüchtigung des bei der Umsetzung entstandenen Magnesiumdampfes und dessen Abscheidüng in einer Vorlage bleibt als Rückstand im Umsetzungsraum ein versintertes Erzeugnis, das im wesentlichen die Form der eingesetzten Preßkörper beibehalten hat.
• 2. roo kg eines zu Formlingen verpreßten Gemisches, das aus 2q.0 Teileis eines bei goo° C geglühten Serpentins, 24o Gewichtsteilen So °/oigem C@lciumearbid, 56 Gewichtsteilen gebranntem Kalk und 16 Gewichtsteilen Flußspat besteht, wird in gleicher Weise, wie im Beispiels beschrieben, im Vakuumdrehofen behandelt. Nach der Verflüchtigung des bei der Umsetzung gebildeten Magnesiums verbleibt im Umsetzungsraum ein bei' der Ofentemperatur fester versinterter Rückstand, der im wesentlichen aus Dicalciumsilikat besteht.
• Es ist schon vorgeschlagen worden, bei der Gewinnung von Magnesium aus Magnesiumoxyd oder Magnesiumoxyd enthaltenden Rohstoffen durch Reduktion mit metallischem Aluminium der Beschickung Calciumoxyd zuzuschlagen, um so zu flüssigen, aus Calciumaluminat bestehenden Schlacken zu ge= langen. Beim vorliegenden Verfahren wird jedoch nur eine Sinterung der Reaktionsrückstände angestrebt, und der bei der Reduktion von Magnesiumsilikat mit Calciuincarbid gegebenenfalls in Frage kommende Kalkzuschlag soll auch nur verhindern, daß gewisse Mengen an Magnesia durch die gebildete Kieselsäure bzw. Tonerde gebunden werden und damit für die Gewinnung verlorengehen.

Claims (1)

1. PATENT ANSPRÜCIiE: i. Verfahren zum Gewinnen von Magnesium aus oxydischen Magnesiumverbindungen durch Reduktion mit Calciumcarbid, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Sinterns der Reaktionsrückstände zu dem Reaktionsgemisch Zuschläge von Kieselsäure oder Tonerde oder beiden, gegebenenfalls in Form von geglühtem Ton, gegeben werden. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz an Kieselsäure in einer Menge erfolgt, die zur Bildung von Dicalcium- bzw. Tricalciumsilikat oder einem in seiner Zusammensetzung zwischen beiden liegenden Stoff ausreicht. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die zugesetzte Menge an Tonerde zur Bildung von Monocalciumaluminat bzw. Tricalciumaluminat oder einem in seiner Zusammensetzung zwischen beiden liegenden Stoff ausreicht. 4. Verfahren nach Ansprüchen i und z, dadurch gekennzeichnet, daß die Kieselsäure in einer an Magnesiumoxyd gebundenen Form (Magnesiuinsilikat) im Reaktionsgut enthalten ist. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dein aus Magnesiumsilikat und Calciumcarbid bestehenden Reaktionsgemisch so viel Kalk zugegeben wird, wie zur Bindung überschüssiger Kieselsäure zu zweibasischem Calciumsilikat erforderlich ist.