DE860277C - Process for the aluminothermic reduction of metal oxides - Google Patents

Process for the aluminothermic reduction of metal oxides

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DE860277C
DE860277C DEG1904D DEG0001904D DE860277C DE 860277 C DE860277 C DE 860277C DE G1904 D DEG1904 D DE G1904D DE G0001904 D DEG0001904 D DE G0001904D DE 860277 C DE860277 C DE 860277C
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DE
Germany
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metal oxides
aluminum
oxide
react
reduction
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Expired
Application number
DEG1904D
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German (de)
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Richard Fey
Fritz Dipl-Ing Stadler
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ELEKTROMETALLURGIE GmbH
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ELEKTROMETALLURGIE GmbH
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00General methods of reducing to metals
    • C22B5/02Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/04Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes by aluminium, other metals or silicon
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
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Description

Verfahren zur aluminothermischen Reduktion von Metalloxyden Bekanntlich besteht das Wesen der aluminoirhermisohen Reduktion vorn Metalloxyden darin, das betreffende Oxyd mit Aluminium in: Form vom: Grieß oder Granalien in einer Menge zu vermischen, die dem Oxydgehalt idhs, zu reduzierenden Metalloxydes entspricht. Nach Zündung dieses . Gemisches mit einer Zündkirsche verbrennt das Aluminium auf Kosten des Sauerstoffs aus den betreffenden Oxyden unter bedeutender Wärmeentwicklung zu Aluminiumoxyd.. Dieses auf der hohen Bildungswärme des Aluminiumoxydes beruhende Verfahren entwickelt jedoch bei vielen Metalloxyden keine genügend( große Wärmemenge, um die Reaktion zum Ablauf zu bringen. Es ist daher oft erforderlich, neben der höchsten Oxydationsstufe des Metalloxydes zusützlidh Metalloxyde und sonstige Stoffe in dien Prozeß einzuführen, die in der Lage sind, Sauerstoff abzugeben. Dieser erhöhten Sauerstoffmenge muß naturgemäß eine entsprechend erhöhte Aluminiummenge gegenüberstehen.Process for the aluminothermic reduction of metal oxides is known the essence of the aluminothermic reduction of metal oxides is that Oxide concerned with aluminum in: Form of: semolina or granules in a quantity to mix, which corresponds to the oxide content idhs, to be reduced metal oxide. After igniting this. Mixing with a firing cherry burns up the aluminum Cost of oxygen from the oxides in question with significant heat generation to aluminum oxide .. This is based on the high heat of formation of aluminum oxide However, with many metal oxides, the process does not develop enough (large amount of heat, to get the reaction to run. It is therefore often required in addition to that highest oxidation level of the metal oxide plus metal oxides and other substances to introduce into the process that are able to give off oxygen. This increased The amount of oxygen must naturally be offset by a correspondingly increased amount of aluminum.

Auch bei Anwendung dies aluminothermisohen VerfGhrens zur Herstellung von Ferrolegierungen gelten die oben angeführten Gesichtspunkte. So wird beispielsweise bei der HerstelJung@von Ferrotitan entweder Titansäure oder ein entsprechendes Erz, wie Rutil odier Ilmenit, mit Aluminium gemischt. Zur Erzeugung der entsprechenden Eisen legierung könnte .das Eisen in Form vorn Eisensdrrott zur Mischung ztgesdhaagen -werden. Dieses Gemisch ist aber nicht reaktionsfähig, und aus diesem Grund muß der Mischung Eisenoxyd und, da dieses noch nicht wirksam genug ist, außerdem ein stark sauerstoffabgebendes Mittel, z. B. Kaliumperchlorat, zugesetzt werden. Die zur Reaktion zu bringende Aluminiummenge muß so gewählt werden, daß sie den Sauerstoff sowohl des zu reduzierenden Metalloxydes als auch des Eisenoxydes und des Kaliumperchlorates aufnimmt. Erst bei genügend hohem Sauerstoffgehalt und entsprechend hohem Aluminiumgehalt läuft die Reaktion unter Bildung von Ferrotitan und Aluminiumoxyd ohne zusätzliche Wärme von außen ab.Even when using this aluminothermic process for production of ferro-alloys, the points outlined above apply. For example at the manufacture of ferrotitanium either titanic acid or a corresponding ore, like rutile or ilmenite, mixed with aluminum. To generate the appropriate Iron alloy could .the iron in the form of iron rod to the Mixture ztgesdhaagen -will. However, this mixture is not reactive, and For this reason the mixture must contain iron oxide and, since this is not yet effective enough is, moreover, a strong oxygen releasing agent, e.g. B. potassium perchlorate added will. The amount of aluminum to be reacted must be chosen so that they the oxygen of both the metal oxide to be reduced and the iron oxide and potassium perchlorate. Only when the oxygen content is high enough and The reaction proceeds with the formation of ferrotitanium with a correspondingly high aluminum content and aluminum oxide without additional heat from the outside.

Die Erzeugung der erforderlichen Wärme zur Deckung des Wärmebedarfs des technischen: Prozesses, d. h. also zur Deckung der Schmelzwärme für dias Erzeugnis und zur Deckung des. Wärmeverlustes durch Strahlung odk dgl., bedingt einen, erheblichen Mehraufwand an Aluminium als an sich für die Reduktion; des betreffenden Metalloxydes erforderlich wäre.The generation of the heat required to cover the heat demand of the technical: process, d. H. thus to cover the heat of fusion for the product and to cover the heat loss due to radiation or the like, requires a considerable amount More expenditure on aluminum than per se for the reduction; of the metal oxide concerned would be required.

Aufgabe der Erfindung ist es; diesen. Mehraufwand an Aluminium einzuschränken oder ganz zu vermeiden. Gemäß der Erfindung gelingt dies überra,schenderweise dann, wenn im Gegensatz zur bisherigen Übung (las betreffende zu reduzierende Metalloxyd einerseits und das Aluminium andererseits getrennt geschmolzen und durch. Zusammengießen, gegebenenfalls unter Zusatz einer Zündmischung in Form einer Zündkirsche, zur Rccaktion gebracht werden. Es kann auf diese Weise mit einem gegenüber dem üblichen, technischen: Verfahten erheblich verminderten Sauerstoffgalt dies Ausgangsgemisches und dementsprechend mit einer erheblich verminderten Menge an Aluminium gearbeitet werden.The object of the invention is; this. Restrict the additional cost of aluminum or to avoid it altogether. According to the invention, this succeeds surprisingly, if in contrast to the previous exercise (read the relevant metal oxide to be reduced on the one hand and the aluminum on the other hand melted separately and through. Pouring together, optionally with the addition of an ignition mixture in the form of an ignition cherry, for action to be brought. In this way it can be compared to the usual, technical: Process significantly reduced oxygen this starting mixture and accordingly be worked with a significantly reduced amount of aluminum.

Das Verfahren gemäß der Erfindung eröffnet die verschiedensten Möglichkeiten. So können Metalloxyde grundsätzlich in ihrer niedrigsten Oxydationsstufe zur Reaktion gebracht werden. Es ist auf diese Weise möglich, ein Metalloxyd zunächst auf einem beliebigen anderen Weg in eine niedere Oxydationsstufe zu überführen, worauf dieses Zwischenerzeugnis dem aluminotherm.ischen Prozeß nach der Erfindung unterworfen wird. Die aufzuwendendeAluminiummenge ist dlann bedeutend geringer als bei der Reduktion des höheren Oxydes. Es ist ferner möglich, bei Anwendung der Maßnahmen nach der Erfindung auf zusätzliche Oxyde oder sonstige sauerstoffabgebende Mittel zu verzichten. Angewendet auf das Beispiel der Erzeugung von Ferrotitan ist es daher möglich, auf den Zusatz von: Kaliumperchlorat ganz oder zum mindesten weitestgehend zu verzichten. Es kann ferner das in dem Prozeß zur Bildung der Ferrolegierung erforderliche Eisen in nicht oxydischer Form zugesetzt werden. Sofern daher bei der Erzeugung des Ferrotitans in den verwendeten Erzen, wie Ilmenit, Rutil oder anderen Titanoxydträgern, das Eisen für die Ferrotitanhildung nicht ausreicht, kann dieses in Form von Eisenschrott zur Verfügung gestellt werden, wobei der Schrott zusammen mit dem Erz niedergeschmolzen wird. Jede @dieser Maßnahmen ist verbunden mit einer Verminderung der für die Durchführung des Prozesses erforderlichen Aluminiummenge.The method according to the invention opens up a wide variety of possibilities. In principle, metal oxides can react in their lowest oxidation state to be brought. It is possible in this way to first apply a metal oxide on one to convert any other way into a lower oxidation state, whereupon this Intermediate product subjected to the aluminothermic process according to the invention will. The amount of aluminum to be used is then significantly less than in the case of reduction of the higher oxide. It is also possible, when applying the measures according to Invention to forego additional oxides or other oxygen-releasing agents. Applied to the example of the production of ferrotitanium, it is therefore possible on to avoid the addition of: potassium perchlorate completely or at least as far as possible. It can also contain the iron required in the process of forming the ferroalloy be added in non-oxidic form. If, therefore, in the production of ferrotitanium in the ores used, such as ilmenite, rutile or other titanium oxide carriers Iron is not sufficient for ferrotitanium formation, this can be in the form of iron scrap are made available, the scrap being melted down together with the ore will. Each @these measure is associated with a reduction in the amount of time required for implementation the amount of aluminum required for the process.

Wenn auch das Aluminium sparende aluminothermische Verfahren gemäß,der Erfindung an dem Beispiel der Ferrotitanerzeugung erläutert wurde, so ist seine Anwendung keinesfalls auf diesen Sonderfall beschränkt. Es, kann vielmehr in allen. Fällen zur Anwendung gelangen, in denen es sich .darum handelt, Metalloxyde im reinen Zustand oder in der Form von Erz zu reduzieren, wobei entweder auf -die Erzeugung von; technisch reinen Metallen, von: Ferrolegierungen oder sonstigen Legierungen hingearbeitet wird.Even if the aluminum-saving aluminothermic process according to the Invention was explained using the example of ferrotitanium production, so is his Application is by no means restricted to this special case. It can, rather, in all. Cases used in which it is .that is, metal oxides in the pure State or reduce in the form of ore, either on -the production from; technically pure metals, of: ferro-alloys or other alloys is being worked towards.

Claims (3)

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur aluminot erwischen Reduktion .-von Metalloxyden., dadurch. gekennzeichnet, da:ß die Metalloxyde und das als Reduktionsmittel dienende Aluminium getrennt geschmolzen und durch Zusammengießen, gegebenenfal.ls unter Zusatz einer Zündmischung, zur Reaktion gebracht werden. PATENT CLAIMS: i. Method of catching aluminot reduction.-Of Metal oxides., Thereby. characterized because: ß the metal oxides and that as a reducing agent Serving aluminum melted separately and poured together, if necessary with the addition of an ignition mixture, are made to react. 2. Verfahren; nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalloxyde in ihrer niedrigsten Oxydationsistufe zur Reaktion gebracht werden. 2. procedure; after Claim i, characterized in that the metal oxides are in their lowest oxidation state be made to react. 3. Verfahren nach Anspruch i oder 2, dadürch gekennzeichnet, d@aß das zu reduzierende Metalloxyde und das Aluminium in Abwesenheit zusätzlicher sauerstoffabgebender Mittel zur Reaktion gebracht werden.3. The method according to claim i or 2, characterized in that d @ ate the metal oxide to be reduced and the aluminum in the absence of additional oxygen-releasing agents are made to react.
DEG1904D 1942-11-13 1942-11-13 Process for the aluminothermic reduction of metal oxides Expired DE860277C (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006008450A2 (en) * 2004-07-16 2006-01-26 Transition International Limited Cored wire composition for increasing titanium content of steel

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006008450A2 (en) * 2004-07-16 2006-01-26 Transition International Limited Cored wire composition for increasing titanium content of steel
WO2006008450A3 (en) * 2004-07-16 2006-05-04 Transition Internat Ltd Cored wire composition for increasing titanium content of steel

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