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.