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KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

PATENTSCHRIFTPATENT LETTERING

KLASSE 12: Chemische Apparate und Processe.CLASS 12: Chemical apparatus and processes.

Patentirt im Deutschen Reiche vom 30. November 1894 ab. Patented in the German Empire on November 30, 1894 .

Es ist eine bekannte Thatsache, dafs der in der Natur vorkommende Schmirgel nicht reiner Korund, sondern ein Gemenge desselben mit Metalloxyd, namentlich Eisenoxyd, darstellt. Von letzterem enthält der Schmirgel bis zu 30 pCt. Da nun die Gegenwart des Eisenoxyds die Schleiffähigkeit des Schmirgels wesentlich beeinträchtigt, so erscheint es wünschenswerth, dasselbe aus dem Schmirgel zu entfernen, ohne dafs jedoch bisher ein technisch durchführbares Verfahren zur Erzielung einer solchen Reinigung bekannt geworden wäre.It is a well-known fact that emery found in nature is not purer Corundum, but a mixture of the same with metal oxide, namely iron oxide. The emery contains up to 30 pCt of the latter. Now there is the presence of the iron oxide the sanding ability of the emery is significantly impaired, so it seems desirable to remove the same from the emery without, however, hitherto a technically feasible method for achieving a such purification would have become known.

Das Verfahren, welches den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet, erzielt diese Reinigung in technisch durchführbarer Weise und besteht in Folgendem:The method which is the subject of the present invention accomplishes this Cleaning in a technically feasible manner and consists of the following:

Naturschmirgel wird mit einer dem Eisenoxydgehalt entsprechenden Menge Kohle (gepulverten Koks oder Holzkohlepulver) gemischt und in einem elektrischen Schmelzofen der Hitze eines Lichtbogens eines elektrischen Wechselstromes ausgesetzt. Es ist wesentlich, dafs nur Wechselstrom verwendet wird, da Gleichstrom neben der Hitzewirkung auch noch chemische Wirkungen ausüben würde, die streng vermieden werden müssen.Natural emery is powdered with an amount of coal corresponding to the iron oxide content Coke or charcoal powder) and mixed in an electric furnace to the heat of an electric arc of an electric Exposed to alternating current. It is essential that only alternating current is used, since direct current would also have chemical effects in addition to the heat effect, which must be strictly avoided.

Unter der Einwirkung der Hitze schmilzt die Masse zusammen, gleichzeitig aber wird das in derselben enthaltene Eisenoxyd von der Kohle zu metallischem Eisen reducirt, welches schmilzt und sich zu isolirten Klumpen zusammenfindet. Under the action of the heat, the mass melts together, but at the same time becomes the iron oxide contained in the coal is reduced to metallic iron, which melts and forms isolated lumps.

Der natürliche Schmirgel enthält auch noch bis zu 5 pCt. chemisch gebundenen Wassers, dessen Gegenwart namentlich da störend ist, wo der Schmirgel bei hoher Temperatur zu Scheiben gebrannt wird. Bei dem beschriebenen Verfahren verliert die Masse diesen Wassergehalt, so dafs nicht nur eisen-, sondern auch wasserfreier Korund erhalten wird.The natural emery also contains up to 5 pCt. chemically bound water, the presence of which is particularly disturbing where the emery is too high at a high temperature Discs is burned. In the process described, the mass loses this water content, so that not only iron-free but also water-free corundum is obtained.

• Bei Durchführung dieses Verfahrens bedient man sich vortheilhaft des in der beiliegenden Zeichnung dargestellten Ofens.• When carrying out this procedure, it is advantageous to use the one in the enclosed one The furnace shown in the drawing.

Die Wandung A dieses Ofens besteht aus Chamottestein - Mauerwerk und ruht auf Trägern H, so dafs zwischen dem Ofen und dem Boden ein Raum B entsteht, in welchen der geschmolzene Schmirgel durch die Oeffnung D abfliefsen kann. In den Ofen ragen die beiden Kohlenelektroden C C eines elektrischen Wechselstromes hinein.The wall A of this furnace consists of chamotte brickwork and rests on supports H, so that a space B is created between the furnace and the floor, into which the molten emery can flow off through the opening D. The two carbon electrodes CC of an electrical alternating current protrude into the furnace.

Der Betrieb ist wie folgt:The operation is as follows:

Zunächst wird die am Boden des Ofens befindliche runde Oeffnung D mit einem schmelzbaren Plättchen P — etwa aus Glas — bedeckt. Darauf werden die Elektroden eingeführt und auf 3 bis 4 cm einander genähert, und nun das Innere des Ofens mit Schmirgel und Kohlenstaub beschickt, wobei zwischen die Elektroden einige Kohlenstückchen als Stromvermittler gebracht werden. First of all, the round opening D located at the bottom of the furnace is covered with a fusible plate P - made of glass, for example. Then the electrodes are inserted and brought closer to each other within 3 to 4 cm, and the inside of the furnace is now charged with emery and coal dust, with a few pieces of coal being placed between the electrodes as a power supply.

Sobald der Strom geschlossen wird, erhitzen sich sofort die Kohlenstückchen auf hohe Weifsglut und der Schmirgel fängt an zu schmelzen. Die wenigen Kohlenstückchen mischen sich mit dem schmelzenden Schmirgel, werden von dem Eisenoxyd zur Reduction absorbirt und es entsteht bald zwischen den Kohlenelektroden ein Lichtbogen, der sich durch ein summendes Geräusch erkennbar macht.As soon as the stream is closed, the pieces of coal immediately heat up to high White glow and the emery begins to melt. The few bits of coal mix with the melting emery, are absorbed by the iron oxide for reduction and soon an electric arc is created between the carbon electrodes, which cuts through makes a humming noise recognizable.

Um diesen Lichtbogen bildet sich nach einiger Zeit eine geschmolzene Schmirgelmasse,After some time, a molten emery compound forms around this arc,

(2. Auflage, ausgegeben am 7. Februar 1903.) (2nd edition, issued February 7 , 1903.)

die nach dem umgebenden ungeschmolzenen Material S hin eine starre Rinne bildet.which, towards the surrounding unmelted material S , forms a rigid channel.

. Aus den Ritzen der Wandung des Ofens und der Oberfläche des Schmirgels entweicht Kohlenoxydgas, das angezündet mit blauen Flämmchen brennt, die wie Irrlichter den ganzen Ofen umspielen, ein Zeichen, das die Reduction des Eisenoxyds im Gange ist.. Escape from the cracks in the wall of the furnace and the surface of the emery Carbon dioxide gas that burns when ignited with blue flames that look like will-o'-the-wisps play around the whole furnace, a sign that the reduction of the iron oxide is in progress.

Ist nun die Erhitzung so weit fortgeschritten, dafs das Glasplättchen P schmilzt, so fliefst der geschmolzene Schmirgel in hellweifs leuchtendem Strahl in den Raum B ab, dessen Boden vortheilhaft mit gewöhnlichem groben Schmirgelpulver bestreut ist, um das Ghamotte-Mauerwerk vor der Einwirkung der aufserordentlich hohen Temperatur des Flusses zu schützen.If the heating has progressed so far that the glass plate P melts, the molten emery flows off in a bright white shining jet into room B , the floor of which is advantageously sprinkled with ordinary coarse emery powder, around the chamotte masonry before the action of the extraordinarily high ones To protect temperature of the river.

Es wird dafür gesorgt, dafs von oben neuer Schmirgel nachrutschen kann, was durch Einstofsen der festen Rinde vermittelst eines Eisenstabes geschieht. Der neu hinzutretende Schmirgel kühlt den letzten abfliefsenden Schmirgel derart ab, dafs die Oeffnung D am Boden sich von selbst durch den erstarrenden Schmirgel schliefst und den Durchlafs erst dann wieder gestattet, wenn dieser völlig geschmolzen ist.It is ensured that new emery can slip in from above, which is done by inserting the solid bark by means of an iron rod. The newly added emery cools the last emery emery draining off in such a way that the opening D on the bottom closes by itself due to the solidifying emery and only allows passage again when it is completely melted.

Bisweilen empfiehlt es sich auch, von unten mit einem eisernen Haken dem Abflufs etwas nachzuhelfen. Auf diese Weise wird ein continuirlicher Betrieb des Ofens ermöglicht, bei dem in Zwischenräumen von io bis 15 Minuten der geschmolzene eisenfreie Schmirgel ausfliefst und immer neu aufgeschüttete Mengen zur Schmelzung gelangen.Sometimes it is also advisable to add something to the drain from below with an iron hook to help out. In this way, a continuous operation of the furnace is made possible that in intervals of 10 to 15 minutes the molten, iron-free emery flows out and the amounts are constantly being replenished Get melted.

Das erstarrte Product stellt eine krystallinische Masse dar, die nach wechselnden zufälligen Versuchsbedingungen entweder fast farblos von quarzartigem Fettglanz ist, mitunter mattrosafarbig (Rubin) oder deutlich blau erscheint und dann in Hohlräumen kleine Drusen schön tiefblauer durchsichtiger Saphirkryställchen ausgeschieden hat.The solidified product represents a crystalline mass, which after changing accidental Test conditions is either almost colorless with a quartz-like greasy sheen, sometimes a matt pink color (Ruby) or appears clearly blue and then in cavities small drusen of beautiful deep blue transparent sapphire crystal are excreted Has.

Was die Menge des angewendeten Kohlenpulvers anbelangt, so würde einem Gehalte von etwa 25 pCt. Eisenoxyd im Schmirgel ein Zusatz von 5 pCt. Kohlenpulver entsprechen. Da nun aber die in die geschmolzene Masse hineinragenden Kohlenelektroden ebenfalls sich an der Reduction betheiligen und sich entsprechend abnutzen, so reicht ein Zusatz von nur 4 pCt. Kohle aus.As for the amount of powdered charcoal used, one would find a content of about 25 pCt. Iron oxide in emery an addition of 5 pCt. Correspond to coal powder. Now, however, the carbon electrodes protruding into the molten mass also move participate in the reduction and wear out accordingly, an addition of only 4 pCt. Coal out.

Das ausgeschiedene Eisen enthalt natürlich kleine Mengen Aluminium, weil nach völliger Ausscheidung des Eisens ja die reducirende Wirkung der kleinen Mengen überschüssiger Kohle nicht plötzlich aufhört, andererseits aber ein kleiner Üeberschufs von Kohle nöthig ist, wenn man sicher sein will, dafs das Eisen völlig entfernt werde.The excreted iron naturally contains small amounts of aluminum, because after complete Excretion of iron is the reducing effect of small amounts of excess Coal does not suddenly stop, but on the other hand a small surplus of coal is necessary, if one wants to be sure that the iron will be completely removed.

Dieses Aluminium-Eisen wird theils beim Zerschlagen der Schmelze in groben Blöcken gesammelt, theils nach weiterer Zerkleinerung vermittelst des elektro-magnetischen Scheideapparates ausgeschieden.This aluminum-iron is partly used in the The melt is broken up into coarse blocks, partly after further comminution by means of the electro-magnetic separator eliminated.

Bei der bisherigen Ausübung des Verfahrens im Grofsen wurde mit einer Wechselstrommaschine von 300 Ampere und 110 Volt Spannung gearbeitet. Während des Betriebes betrug die Stromstärke 250 bis 300 Ampere bei einer Klemmenspannung von 40 bis 60 Volt.In the previous practice of the procedure in Grofsen, an alternating current machine was used of 300 amps and 110 volts voltage worked. During operation the current was 250 to 300 amperes with a terminal voltage of 40 to 60 volts.

Sowohl Stromstärke als auch Spannung unterliegen beim Betrieb, besonders beim Abfliefsen und Nachströmen des Schmirgels ziemlich bedeutenden Schwankungen.Both current and voltage are subject to operation, especially when draining and emery influx of fairly significant fluctuations.

Ein wesentlicher Vortheil des Verfahrens ist darin zu erblicken, dafs für dasselbe als Ausgangsmaterial das beim Mahlen des Schmirgels sich ergebende todtgemahlene Staubpulver, welches einen geringen technischen und commerciellen Werth hat, Verwendung finden kann. Mit Kohle in den Ofen gebracht, schmilzt es zu der beschriebenen eisenfreien compacten Masse zusammen.An essential advantage of the process is to be seen in the fact that it is used as the starting material the dead-ground dust powder resulting from grinding the emery, which has little technical and commercial value, can be used. Brought into the furnace with coal, it melts to the iron-free compact mass described.

Claims

Godfather sayings:

1. Process for converting natural emery into iron and anhydrous Corundum in such a way that the emery is mixed with coal in one exposing the electric furnace to the heat of the arc of an alternating current, until the mass has melted.

2. An apparatus for carrying out the method characterized by claim 1 in continuous operation, characterized by an opening (D) located at the bottom of the electric melting furnace, temporarily closed by an easily meltable plate P.

1 sheet of drawings.