DE868520C - Verfahren zur Herstellung von Metallen durch Reduktion - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von Metallen durch Reduktion

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DE868520C
DE868520C DET3888A DET0003888A DE868520C DE 868520 C DE868520 C DE 868520C DE T3888 A DET3888 A DE T3888A DE T0003888 A DET0003888 A DE T0003888A DE 868520 C DE868520 C DE 868520C
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metal product
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DET3888A
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Leo Henry Timmins
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D3/00Diffusion processes for extraction of non-metals; Furnaces therefor
    • C21D3/02Extraction of non-metals
    • C21D3/04Decarburising
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/14Treatment of metallic powder
    • B22F1/145Chemical treatment, e.g. passivation or decarburisation

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Description

  • Verfahren zur Herstellung von Metallen durch Reduktion Die Erfindung betrifft verbesserte Verfahren zur Herstellung von Metallen durch Reduktion. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf die Vakuummetallurgie, und sie offenbart einige neue und besonders wertvolle metallurgische Verfahren, bei denen verschlossene Retorten oder Ofen und damit verbundene Einrichtungen, durch die in den verschlossenen Retorten genügend hohe Temperaturen zur Durchführung metallurgischer Reaktionen zwecks Herstellung von Metallen erzeugt und im Betriebe des Ofens auch beliebig niedrige Drucke im Bereich von zo Mikron bis z mm hergestellt werden können, benutzt werden.
  • Nach der Erfindung wird ein Verfahren offenbart, nach welchem ein zweifacher Nutzeffekt erreicht wird. Dieser doppelte Nutzeffekt wird dadurch erzielt, daß bei dem Verfahren als Reaktionsmittel zwei verschiedene Produkte benutzt werden, die einer Umwandlung in vorteilhaftere marktfähige Formen bedürfen und die miteinander in der Weise zu reagieren vermögen, daß jedes Produkt die gewünschte Umwandlung des anderen fördert und bewirkt. Die Eigenschaften der Reaktionsmittel und der aus ihnen durch Umsatz erzielten Reaktionsprodukte sind derart, daß das -eine erwünschte Umwandlungsprodukt der Reaktion einen verhältnismäßig hohen Dampfdruck (niedrigen Siedepunkt) besitzt und bei den in der Retorte angewendeten Temperaturen und Drücken flüchtig ist und das andere erwünschte Umwandlungsprodukt einen solchen Siedepunkt besitzt, _daß sein Dämpfdruck bei den in der Retorte angewendeten Temperaturen und Drücken so niedrig ist,. däß es in der festen Phase bleibt und praktisch keinen Dampf bildet, durch den sonst der Dampf des ersten Produktes nachteilig verunreinigt werden würde.
  • Die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens benutzten Reaktionsmittel sind bei normalen atmosphärischen Drücken und Temperaturen feste Substanzen. Sie werden in Form von fein zerkleinerten festen Teilchen benutzt, die innig miteinander gemischt werden, damit die beste Berührung zur Förderung der Reaktion erzielt wird. Die Reaktionsmittel werden vorzugsweise in Form von Teilchen benutzt, die so klein sind, daß sie durch ein Maschensieb von 0>149 mm lichter Maschenweite hindurchgehen. Um die Reaktion noch weiter zu fördern, ist es zweckmäßig; die-Reaktionsmittel sogar in einer Teilchengröße zu verwenden, in der sie alle oder praktisch alle durch ein Maschensieb von 0,074 nun lichter Maschenweite hindurchgehen. - Derartige innige Gemische werden. dann beispielsweise zu Förinkörpern verarbeitet und als solche in den Vakuumofen oder die Väkuurnretorte eingesetzt, worauf dieser verschlossen und in Betrieb genommen wird.
  • Während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird fortlaufend Gas aus der benutzten, verschlossenen Retorte gleichzeitig mit der Bildung der festen und gasförmigen Reaktionsprodukte abgezogen. Die für den gegenseitigen Umsatz zwecks Herstellung der gewünschten Umwandlungsprodukte benutzten Reaktionsmittel bestehen aus einem hochkohlenstoffhaltigen Metallprodukt und einem Oxyd eines anderen Metalls, dessen Siedepunkt unter dem des Metalls des. hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes liegt und eine Bildungswärme besitzen kann, die unter der Bildungswärme eines Oxyds-des Metalls des Metallkarbids liegt. Sowohl der Kohlenstoff als auch das Metall des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes reduzieren das Metall des Metalloxyds zur elementaren-Form, wobei in der Retorte eine Gasphase, die Kohlenmonoxyd und elementaren Metalldampf enthält, und eine feste Phase gebildet wird, die das Metall des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes sowohl in der oxydischen Form als auch in der Form eines metallischen Produktes mit niedrigerem Kohlenstoffgehalt als das hochkohlenstoffhaltige Metallprodukt enthält, von dem es sich ableitet. Das Oxyd des Metalls des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes, das im Verlauf des Verfahrens gebildet wird, wirkt auch oxydierend auf den Kohlenstoff, der in dem hochkohlenstoffhaltigen Metallprodukt enthalten ist. Es findet somit ein Übergang von gewissen Mengen Sauerstoff von dem Metalloxyd zu dem Kohlenstoff: durch das Metall des Hochkohlenstoff- -haltigen Metallproduktes statt, so daß dieses als Übertragungsmittel oder als Sauerstoffträger wirkt. Das gasfönnige Produkt, welches das Kohlenmonoxyd und den Metalldampf enthält, wird aus der Retorte fortlaufend abgezogen und einem geeigneten Kondensator zugeführt, in dem es zwecks.Kondensationdes Metalldampfes in den festen oder flüssigen Zustand abgekühlt wird. Das Kohlenmonoxyd selbst kann für Brennzwecke benutzt werden, nachdem es von dem Metalldampf getrennt worden ist.
  • Die Menge des Metalls des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes; die während der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens oxydiert wird, kann reguliert werden, indem die relativen Mengen des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes und des flüchtigen Metalloxyds, die in der in die Retorte eingesetzten Beschickung benutzt werden, verändert werden und indem die angewendeten Reaktionszeiten reguliert werden.
  • Das. feste, nichtmetallische Produkt, das durch Oxydation eines Teiles des Metalls des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes anfällt, und das metallische Produkt, das den Rest des Metalls des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes enthält, können zusammen für irgendwelche Zwecke in Form des anfallenden Gemisches oder in Form eines abgeänderten Gemisches, in welchem -die Komponenten in irgendwelchen geeigneten Teilmengen. vorhanden sind, benutzt werden, oder es kann auch das nichtmetallische Produkt vom metallischen Produkt getrennt und jedes für sich benützt werden. Diese Trennung kann in irgendeiner - geeigneten Weise durchgeführt werden, wie beispielsweise unter Ausnutzung der Schwerkraft - unter Mitverwendung von Luft und Wasser oder durch Flotätionskonzentrationsverfahren öder durch magnetische Scheidung, wenn die magnetische Permeabilität oder die magnetische Suszeptibilität des metallischen Produktes genügend groß ist.
  • Als hochkohlenstoffhaltiges Metallprodukt kann ein hochkohlenstoffhaltiges Produkt oder ein Karbid von Chrom, Mangan, Titan; Molybdän, Wolfram, Vanadin, Zirkon und Hafnium benutzt werden, und als Oxyd eines Metalls mit einem niedrigeren Siedepunkt als der des Metalls des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes und einer niedrigeren Bildungswärme als die Bildungswärme eines Oxyds des Metalls des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes kann Zink- oder Bleioxyd oder auch ein Gemisch dieser Oxyde benutzt werden. Auch Magnesiumoxyd ist ein Oxyd, das bei dem erfindungsgemäßen Verfahren benutzt werden kann, obgleich dessen Bildungswärme höher ist als die Bildungswärme eines gleichwertigen Oxyds irgendeines der Metalle der hochkohlenstoffhaltigen Metallprodukte, die zur Behandlung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren geeignet sind.
  • Als hochkohlenstoffhaltiges Metallprodukt kann auch ein Produkt benutzt werden, das auch Eisen sowie Kohlenstoff und das zu gewinnende-Metall enthält. Es können daher auch die bekannten hochkohlenstoffhaltigen Eisenlegierungen benutzt werden, wie beispielsweise hochkohlenstoffhaltiges Ferrochrom und Ferrornangan.
  • Bei einem Verfahren, bei welchem das Metall eines hochkohlenstoffhaltigen Produktes, das auch Eisen enthält, in die Oxydform umgewandelt wird; enthält das so hergestellte Oxyd, das im Rückstand verbleibt, das Metall mit Bezug auf das Eisen in einem höheren Gewichtsverhältnis, als das Gewichtsverhältnis Metall zu Eisen in der behandelten Ferrolegierung beträgt. Dieses vorteilhafte Ergebnis ist der Tatsache zuzuschreiben, daß das Eisen durch den Kohlenstoff leichter reduziert wird als das Metall des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes und auch der weiteren Tatsache, daß das Metall des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes das Eisen des Eisenoxyds zu reduzieren vermag. Obgleich somit sowohl das Eisen als auch das Metall des zu verarbeitenden hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes durch das Oxyd des Metalls mit dem hohen Dampfdruck oxydiert wird, so ist doch der in dem Rückstand vorhandene Anteil des Oxyds des Metalls des hochkohlenstoffhaltigen Produktes proportional größer als der Anteil des Eisenoxyds, da das Eisen des Eisenoxyds bevorzugt reduziert wird.
  • Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird eine Beschickung hergestellt, die aus einem innigen Gemisch aus dem fein zerkleinerten hochkohlenstoffhaltigen Metallprodukt und dem Metalloxyd besteht, und diese Beschickung wird dann entweder in Form eines Pulvers oder in Form von Agglomeraten geeigneter Größe in einen verschließbaren Vakuumofen oder eine Vakuumretorte eingesetzt, die mit Einrichtungen versehen sind, durch die die Beschickung im Ofen allmählich oder stufenweise auf eine geeignete erhöhte Temperatur erhitzt werden kann und die auch mit einer aus einer oder mehreren Pumpen und anderen wesentlichen Teilen bestehenden Vakuumeinrichtung verbunden sind, durch die in der Retorte oder dem Ofen Drücke erzeugt werden können, die wesentlich unter dem Atmosphärendruck liegen.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren kann bei irgendeiner geeigneten Temperatur und bei irgendeinem geeigneten verringerten Druck durchgeführt werden. Bei der Behandlung einer Beschickung, die eine Verbindung irgendeines besonderen :Metalls enthält, kann die Temperatur und der Druck entsprechend den Eigenschaften des Metalls und den in Aussicht genommenen Resultaten eingestellt werden. Wenn die Vakuumeinrichtung eine feststehende Leistung hat und wenn ein Metall einer in der Beschickung enthaltenen Verbindung verdampft werden soll, so kann die Temperatur auf einen Wert eingestellt werden, der gleich oder höher als die Verdampfungstemperatur des Metalls bei dem geringsten Druck ist, der erreichbar ist, wenn die höchste Leistung der Druckverringerung der Vakuumeinrichtung benutzt wird. Die anzuwendende Temperatur richtet sich auch nach den baulichen Eigenschaften des Ofens und der Leistung der einzelnen Teile des Ofens und des Ofens'als Ganzes, damit er den verschiedenen Temperaturen und der korrodierenden Wirkung der Metalldämpfe und der anderen Gase widersteht, die aus den Reaktionen entstehen, die während des Ablaufs des Verfahrens auftreten.
  • Zweckmäßig werden bei der Durchführung der Erfindung hohe Temperaturen angewendet, damit die Reaktionen zwischen dem hochkohlenstoffhaltigen Metallprodukt und der sauerstoffhaltigen Metallverbindung sowie zwischen den Reaktionsprodukten und zwischen dem Kohlenstoff und den Reaktionsprodukten gefördert werden. Die Erfindung wird zweckmäßig auch bei Verfahren, bei denen ein Metall aus einer in der Beschickung enthaltenen Verbindung verdampft wird, auf die Verdampfung von Metallen beschränkt, die bei der angewendeten Temperatur keine unter dem Dampfdruck von elementarem Blei liegende Dampfdrücke oder bei einer Temperatur von etwa 96o° C einen Dampfdruck nicht unter etwa i mm besitzen.
  • Bei einem bevorzugten Verfahren der Erfindung wird das Erhitzen so durchgeführt und die Vakuumeinrichtung so bedient, daß in der geschlossenen Retorte eine Temperatur im Bereich von etwa 96o bis iioo° C und ein Druck unter i mm aufrechterhalten wird.
  • Bei der Durchführung einer vollständigen Behandlung einer Beschickung in einer verschlossenen Retorte können elektrische Heizvorrichtungen benutzt werden, durch die die Temperaturen innerhalb der Retorte allmählich oder stufenweise erhöht werden, und es kann eine an die Retorte angeschlossene Vakuumeinrichtung benutzt werden, durch die in der Retorte ein Druck von etwa 2o Mikron oder darunter hergestellt werden kann. Bei einer solchen Einrichtung der Vorrichtung und bei Verwendung einer in geeigneter Weise vorbereiteten Beschickung für den Ofen werden die Wärmereguliervorrichtungen für die Entwicklung anfänglich auf eine verhältnismäßig niedrige Temperatur von etwa 45o° C eingestellt, damit eine allmähliche Erwärmung erreicht und eine unzweckmäßige Überhitzung der Retorte und der anderen Teile der Vorrichtung vermieden werden. Wenn dann die Beschickung und die Retorte gleichmäßig auf die Ausgangstemperatur erhitzt worden sind, wird die Temperatur stufenweise erhöht, bis eine Maximaltemperatur von etwa 96o bis iioo° C erreicht worden ist. Die Häufigkeit und die Zeiten der Temperatursteigerungen werden durch die Drücke der Retorte bestimmt, die durch periodisch durchgeführte Registrierungen angezeigt werden. Der ursprüngliche Druck, der bei irgendeiner Temperatur innerhalb der Retorte vor Beendigung der Reaktion entwickelt wird, bleibt nur kurze Zeit aufrechterhalten, und es erfolgt eine allmähliche Druckverringerung, da die Geschwindigkeit der Entwicklung oder Erzeugung von flüchtigen Reaktionsprodukten entsprechend dem allmählichen und fortlaufenden Verschwinden oder Abnehmen der Reaktionsmittel oder der reaktionsfähigen Stoffe der Beschickung geringer wird. Bei der Behandlung einer zinkhaltigen Beschickung und insbesondere, wenn etwas Blei vorhanden ist, wird vorzugsweise die Temperatur in dem Ofen oder der Retorte allmählich auf iioo° C erhöht bei gleichzeitigem Absaugen von Gasen aus der Retorte und fortlaufender Anwendung der Druckreduziervorrichtung, bis in der Retorte ein praktisch konstanter Druck eingetreten ist. Das Auftreten eines konstanten Druckes, der geringer ist als der Dampfdruck des reduzierbaren Metalls in der Retorte bei einer Temperatur von iioo° C kann als ein Anzeichen dafür angesehen werden, daß die Reduktion wahrscheinlich beendet ist. Das Verfahren kann natürlich auch kurz vor Beendigung der Reaktion angehalten werden, wenn eine derartige Arbeitsweise zweckmäßig erscheint.
  • Um bei der Überführung des verdampfbaren Metalls in die elementare Form und bei der Beseitigung des Kohlenstoffes die besten Resultate zu erzielen, sollen die Bestandteile der Beschickung möglichst fein zerkleinert und innig miteinander zu einem möglichst homogenen Gemisch vermischt werden.
  • Werden Beschickungen aus Teilchen benutzt, die durch ein Maschensieb von 0,074 mm lichter Maschenweite hindurchgehen, so kann eine vollkommene Zurückgewinnung des ' verdampfbaxen Metalls in elementarer Form und die Beseitigung des Kohlenstoffes in verhältnismäßig kurzer Zeit bewirkt werden. Werden Beschickungen aus Teilchen benutzt, die durch ein Maschensieb von o,149 mm lichter Maschenweite hindurchgehen, so lassen sich befriedigende und nahezu vollkommene Umsetzungen in etwas längeren Zeiten erzielen. Es können aber :auch Beschickungen benutzt werden, bei denen die eine Komponente aus verhältnismäßig groben Teilchen und die andere Komponente aus einem sehr feinen Pulver bestehen.
  • Die folgenden Beispiele veranschaulichen einige erfindungsgemäß durchgeführte Verfahren, bei denen eine Beschickung aus einem hochkohlenstoffhaltigen Metallprodukt und einem Metalloxyd in einer verschlossenen Retorte auf allmählich zunehmende Temperaturen erhitzt wird und hierbei gleichzeitig die Gase aus der Retorte abgezogen und die Druckreduziervörrichtungen angewendet werden; bis ein praktisch konstanter Druck oder ein solcher unter ioo Mikron erreicht worden ist. Beispiel i Es wurde eine Beschickung zur Behandlung in einer geschlossenen Retorte unter verringertem Druck hergestellt, indem fein zerkleinertes hochkohlenstoffhaltiges Ferrochrom aus festen Teilchen einer Größe, die durch ein Maschensieb von 0,074 mm lichter Maschenweite hindurchging; mit Zinkoxyd in Form eines Staubes innig gemischt wurde, der durch Blasen :einer geschmolzenen Hochofenschlacke mit Luft, die gepulverte Kohle in Suspension enthielt, erhalten wurde. Das benutzte Zinkoxyd bestand aus einem fein zerteilten Produkt aus festen Teilchen, die durch ein Maschensieb von 0,053 mm lichter Maschenweite hindurchgingen. Es enthielt 82,5:% Zinkoxyd und i2;2 0% Bleioxyd (Pb O) und Verunreinigungen, wie 0,25 % Antimon, 0;25 % Zinn, 1,4 0% Schwefel und 0,3 % Eisen. Die flüchtigen Metalle, einschließlich des Antimons, beliefen sich auf etwa 77,7 Gewichtsprozent des Staubes.
  • Die Beschickung enthielt hochkohlenstoffhaltiges Ferrochrom und Zinkoxydstaub in den folgenden Gewichtsverhältnissen Hochkohlenstoffhaltiges Ferrochrom (Cr 66,770/0; Fe 21,o90/0: Si 3,780/0; C 7,39)/o) . . . . . . . . . . . . . . . . . : . . . . . . 8o Teile Zinkoxydstaub (77,7% flüchtiges Metall) . . . . . . . . : . 12o -Das innige Gemisch aus denn hochkohlenstoffhaltigen Ferrochrom und dem Zinkoxydstaub wurde zu Briketts verpreßt. Eine brikettierte Beschickung wurde dann in eine Retorte eingeschlossen, die mit einer elektrischen Heizvorrichtung, durch die verschiedene Temperaturen, ansteigend um etwa 5,5° C, eingestellt werden konnten, sowie mit einem Kondensator für das verdampfte Metall und mit einer Vakuumeinrichtung, durch de in der geschlossenen Retorte bei Abwesenheit von flüchtigen Stoffen in dieser ein Druck unter i, Mikron hergestellt werden konnte, versehen war.
  • Nachdem die brikettierte Beschickung in die Retorte eingesetzt und diese verschlossen und an den Kondensator und die Vakuumeinrichtung angeschlossen worden war, wurde die elektrische Heizvorrichtung eingeschaltet und mit dem Erhitzen der Beschikkung unter verringertem Druck begonnen. Gleichzeitig mit dem Erhitzen wurden die Gase aus der verschlossenen Retorte abgesaugt, bis eine Temperatur von etwa zioo° C und ein Druck von 30 Mikron in der Retorte erreicht worden war, wie es aus der folgenden Aufstellung hervorgeht:
    Zeit in Minuten Druck in Mikron Temperatur ° C
    0 - 345
    15 675
    20 - 700
    40 65 815
    55 8o 88o
    73 28o 970
    93 282 980
    115 250 98o
    135 225 980
    165 200 980
    r80 180 98o
    225 160 98o
    225 Temperaturwechsel ---
    auf io4o °
    a85 330 ib4o
    285 Temperaturwechsel -
    auf iioo °
    345 66o 1r00
    375 550 iioo
    405 400 iioo
    465 310 iioo
    495 250- 1100
    555 200 iioo
    585 175 iioo
    645 16o iioo
    675 1422 1100
    735 125 iioo
    78o 125 iioo
    . 825 105 iioo
    915 8o iioo
    96o 98 iioo
    990 9o iioo
    1030 82 iioo
    io6o 67 iioo
    1095 62 iioo
    1125 53 iioo
    1145 48 iioo
    1185 i AA iioo
    1215 i3 7 iioo
    1240 34 M00
    1275 30 UM
    Die Luft und andere Gase, die vor Beginn des Verfahrens in der Retorte anwesend waren, wurden während der ersten wenigen Minuten des Betriebs aus der Retorte ins Freie abgezogen. Später enthielt das aus der verschlossenen Retorte abgesaugte Gas Kohlenmonoxyd und elementares Metall, einschließlich Zink und Blei, das im Verlaufe des Verfahrens erzeugt und verdampft wurde. Das gasförmige Produkt wurde durch den Kondensator geschickt und abgekühlt, um den darin enthaltenen Metalldampf zu kondensieren.
  • -Die Rückgewinnung an Zink und Blei in dem Kondensator betrug etwa 96 0/0.
  • Die Ausbeute an Chrom in dem Rückstand betrug 1000/0.
  • Der Kohlenstoffgehalt des Rückstandes betrug 0,i8 % und die Beseitigung des Kohlenstoffes g7,10/0. Beispiel 2 Es wurde eine Beschickung zur Behandlung in einer geschlossenen Retorte unter verringertem Druck hergestellt, indem fein zerkleinertes hochkohlenstoffhaltiges Ferrochrom aus festen Teilchen einer Größe, die durch ein Maschensieb von 0,053 mm lichter Maschenweite hindurchgingen, mit reinem Zinkoxyd aus festen Teilchen, die durch ein Maschensieb von 0,053 mm lichter Maschenweite hindurchgingen, innig gemischt wurde.
  • Die Beschickung enthielt hochkohlenstoffhaltiges Ferrochrom und Zinkoxyd in den folgenden Gewichtsverhältnissen Hochkohlenstoffhaltiges Ferrochrom (Cr 66,170/0; Fe 2i,og 0/0; Si 3,78/o; C 7,39 0%) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Teile Zinkoxyd .......................... 194,2 -Das innige Gemisch aus dem hochkohlenstoffhaltigen Ferrochrom und dem Zinkoxyd wurde ohne Zusatz eines Binde- oder Plastifizierungsmittels oder Wasser zu Briketts verpreßt.
  • Eine brikettierte Beschickung wurde dann in eine Retorte eingeschlossen, die mit einer elektrischen Heizvorrichtung, durch die verschiedene Temperaturen; ansteigend um 5,5° C, eingestellt werden konnten, sowie mit einem Kondensator für das verdampfte Metall und mit einer Vakuumeinrichtung, durch die in der geschlossenen Retorte bei Abwesenheit von flüchtigen Stoffen in dieser ein Druck unter io Mikron hergestellt werden konnte, versehen war.
  • Nachdem die brikettierte Beschickung in die Retorte eingesetzt und diese verschlossen und an den Kondensator und die Vakuumeinrichtung angeschlossen worden war, wurde die elektrische Heizvorrichtung eingeschaltet und mit dem Erhitzen der Beschickung unter verringertem Druck begonnen. Gleichzeitig mit dem Erhitzen wurden die Gase aus der verschlossenen Retorte abgesaugt, bis eine Temperatur von etwa iioo° C und ein Druck von 32 Mikron der Retorte erreicht worden war, wie es aus der folgenden Aufstellung hervorgeht:
    Zeit in Minuten Druck in Mikron Temperatur ° C
    o - 250
    15 - 56o
    20 - 69o-
    27 65 730
    38 195 86o
    i 55 90o 920
    70 =25o 970
    8o Temperaturwechsel -
    auf ggo
    go 810 ggo
    115 425 990
    130 328 990
    145 262 990
    175 180 990
    175 Temperaturwechsel -
    auf 1040'
    igo 420 1040
    210 350 i040
    230 305 1040
    230 Temperaturwechsel -
    auf iioo °
    235 710 iioo
    250 655 iioo
    270 550 iioo
    295 485 iioo
    310 420 iioo
    340 335 iioo
    355 300 iioo
    385 269 iioo
    415 19o 1100
    445 150 iioo
    535 11o iioo
    565 ioo iioo-
    745 93 iioo
    835 85 iioo
    930 75 1100
    1045 6o iioo
    iioo 65 1100
    1130 85 iioo
    116o 67 iioo
    1243 57 iioo
    1290 45 Moo
    1385 37 iioo
    1465 32 iioo
    Die Rückgewinnung des Zinks im Kondensator betrug rund ioo 0/0. Die Ausbeute an Chrom im Rückstand in der Retorte betrug ioo 0/0. Der Kohlenstoffgehalt des Rückstandes in der Retorte betrug 0,i8 0/0. Die Kohlenstoffentfernung betrug 97,2 0/0. Der Rückstand enthielt Chrom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62,3 0/ 0 Eisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . z6,69 0/0 Kohlenstoff . . . . . . . . . . . . . . . . 0,i8 0/0 Beispiel 3 Es wurde eine Beschickung für die Behandlung in einer verschlossenen Retorte unter verringertem Druck hergestellt, indem fein zerkleinertes hochkohlenstoffhaltiges Ferrochrom aus festen Teilchen einer Größe, die .durch ein Maschensieb von 0,053 mm lichter Maschenweite hindurchgingen, mit fein zerkleinertem Bleioxyd (Pb O) gemischt wurde, das aus festen Teilchen einer Größe bestand, die durch ein Maschensieb von 0,074 mm licbter Maschenweite hindurchgingen.
  • Die Beschickung enthielt hochkohlenstoffhaltiges Ferrochrom und Bleioxyd in den folgenden Gewichtsverhältnissen Hochkohlenstoffhaltiges Ferrochrom (Cr 66,170/,; Fe 21,90/0; Si 3,78%; C 7,39 %) . . . . . . . . . : . . . . . 36,8 Teile Bleioxyd (92, 8 % Pb) . . . . : . . . . . . . . . 163 -Das innige Gemisch aus dem hochkohlenstoffhaltigen Ferrochröm und dem Bleioxyd wurde mit 5 Gewichtsteilen-Wasser angefeuchtet und zu Briketts verpreßt. Eine brikettierte Beschickung wurde dann in eine Retorte eingeschlossen, die mit einer elektrischen Heizvorrichtung, durch die .verschiedene Temperaturen in kleinen Steigerungen eingestellt werden konnten, sowie mit einem Kondensator für das verdampfte Metall und mit einer Vakuumeinrichtung, durch die in der geschlossenen Retorte bei Abwesenheit von flüchtigen Stoffen in dieser ein Druck unter io Mikron hergestellt werden könnte, versehen war: Nachdem die brikettierte Beschickung in die Retorte eingesetzt und diese verschlossen und an den Kondensator und die Vakuumeinrichtung angeschlossen worden war, wurde die elektrische Heiivorrichtung eingeschaltet und mit dem Erhitzen der Beschikkung unter verringertem Druck begonnen: Gleichzeitig mit dem Erhitzen wurden die Gase aus der verschlossenen Retorte abgesaugt, bis eine Temperatur von etwa iioo° C und ein Druck von 2ö Mikron in der Retorte erreicht worden war, wie es aus der folgenden Aufstellung hervorgeht
    Zeit in Minuten . Druck. in Mikron Temperatur ° C
    o Anheizen
    Trocknen 345
    30 Vakuum angestellt 566
    35 80 69o
    40 30 700
    55 20 710
    70 10 790
    85 17 84o
    ioo 30 goo
    115 55 970
    130 78 990
    145 92 =ööo
    16o IM ioio
    175 110 1020
    190 8o 1035
    205 95 1050
    220 140 1o65
    235 170 io8o
    250 igo iioo
    265 175 iioo-
    . 28ö- 170 iioo
    Zeit in. Minuten Druck in Mikron Temperatur ° C
    295 150 iioo
    310 142 1100
    325 130 iioo
    340 125 1100
    355 113 iioo
    370 IM 1100
    385 =05 iioo
    490 70 iioo
    732 25 iioo
    891 30 iioo
    iooo 20 # iioo
    Die Rückgewinnung an Blei in dem Kondensator betrug rund ioo 0%. Die Ausbeute an Chrom in dem Rückstand in der Retorte betrug ioo 0/0. Der Kohlenstoffgehalt des Rückstandes in der Retorte betrug 0,005 0/0. Die Entfernung des Kohlenstoffes aus dem hochkohlenstoffhaltigen Ferrochrom betrug 99,9 0/0 Beispiel 4 Zur Behandlung in einer geschlossenen Retorte unter verringertem Druck wurde eine Beschickung hergestellt, indem fein zerkleinertes hochkohlenstoffhaltiges Ferrochrom aus festen Teilchen einer Größe, die durch ein Maschensieb von 0,053 mm lichter Maschenweite hindurchgingen, mit fein zerkleinertem Mägnesiumoxyd (Mg O) gemischt wurde, das aus festen-Teilchen einer Größe bestand, die durch ein Maschensieb von 0;07q. mm lichter Maschenweite hindurchgingen.
  • Die Beschickung enthielt das hochkohlenstoffhaltige Ferrochrom und Magnesiumoxyd in den folgenden Gewichtsverhältnissen: Hochkohlenstoffhaltiges Ferrochrom (Cr 66,17 %; Fe 21,09 0%; Si 3,78 0/0; C 7.39 %) . . . . . . -. . . . . . : . . . . ioö Teile Magnesiumoxyd (Mg 0) .:. .. ..... 70,5 -Das innige Gemisch aus dem hochkohlenstoffhaltigen Ferrochrom und dem Magnesiumoxyd wurde zu Briketts verpreßt.
  • Eine brikettierte Beschickung wurde dann in. eine Retorte eingeschlossen, die mit einer elektrischen Heizvorrichtung, durch die verschiedene Temperaturen in kleinen Steigerungen eingestellt werden konnten, sowie mit einem Kondensator für das verdampfte Metall und mit einer Vakuumeinrichtung, durch die in der geschlossenen Retorte bei Abwesenheit von flüchtigen Stoffen in dieser ein Druck unter io Mikron hergestellt werden könnte, versehen war.
  • Nachdem die brikettierte Beschickung in die Retorte eingesetzt und diese verschlossen und an den Kondensator und die Vakuumeinrichtung angeschlossen worden war, wurde die elektrische Heizvorrichtung eingeschaltet und mit dem Erhitzen der Beschikkung unter verringertem Druck begonnen. Gleichzeitig mit dem Erhitzen wurden die Gase aus der ver- i schlossenen Retorte abgesaugt, bis eine Temperatur von ii2o° C und ein Druck von 34 Mikron in der Retorte erreicht worden war, wie es aus der folgenden Aufstellung hervorgeht:
    Zeit in Minuten Druck in Mikron Temperatur ° C
    0 Anheizen -
    25 Trocknen 520
    40 Vakuum angestellt 650
    45 , 400 670
    55 37 730
    68 44 790
    85 65 88o
    105 395 " 915
    120 65o 96o
    135 6z0 995
    153 310 ioio
    175 175 1050
    205 150 io8o
    225 18o i100
    265 113 iioo
    310 130 1120
    335 122 1120
    370 i05 1120
    409 9i 1120
    430 85 1120
    450 76 1120
    510 65 1120
    58o 52 1120
    625 52 1120
    685 48 1120
    750 43 1120
    790 40 1120
    835 36 1120
    86o 36 1120
    895 34 1120
    Die Rückgewinnung von elementarem Magnesium in dem Kondensator betrug etwa 50 °/0. Die Ausbeute an Chrom in dem Rückstand in der Retorte betrug 1o0 0/0. Der Kohlenstoffgehalt des Rückstandes in der Retorte betrug 3,93 0/0. Die Beseitigung des Kohlenstoffes aus dem hochkohlenstoffhaltigen Ferrochrombetrug 35,9 %.
  • Beispiel 5 Für die Behandlung in einem verschlossenen Kessel unter verringertem Druck wurde eine Beschickung hergestellt, indem fein zerkleinertes Titankarbid aus festen Teilchen einer Größe, die durch ein Maschensieb von 0,o74 mm lichter Maschenweite hindurchgingen, mit Zinkoxydstaub gemischt wurde, wie er nach dem Beispiel i benutzt worden ist. Die Beschikkung enthielt Titankarbid und Zinkoxydstaub in den folgenden Gewichtsverhältnissen Titankarbid (C 20,58 0/0; Fe 2,04 %; S 0,12 % Rest Ti) . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ioo Teile Zinkoxydstaub (77,70/, flüchtiges Metall) . . . . . . . . . . 16o -Das innige Gemisch aus dein Titankarbid und dem Zinkoxydstaub wurde innig mit 5 Gewichtsteilen Melasse, 5 Gewichtsteilen Fluorwasserstoffsäure (HF) und 15 Gewichtsteilen Wasser gemischt und das erhaltene Gemisch zu Briketts verpreßt. Eine brikettierte Beschickung wurde in einer Vakuumretorte behandelt, wie sie nach den Beispielen i bis 4 beschrieben worden ist. Während des Erhitzens wurden gleichzeitig die Gase aus der verschlossenen Retorte abgesaugt, bis eine Temperatur von iioo° C und ein Druck von 29o Mikron in der Retorte erreicht worden war.
  • Das Titankarbid und der Zinkoxydstaub reagierten stark miteinander, und das gebildete Kohlendioxyd wurde bei verhältnismäßig hohem Druck (80o bis i5oo Mikron bei Temperaturen bis zu iioo° C) entfernt. Die Kohlenstoffabnahme betrug nur 50 0/0.
  • Die Briketts im Rückstand waren mit einer glänzenden metallischen Schicht im Gewicht von 4,56 0/0 des Gewichtes des Rückstandes überzogen. Der Rest des Rückstandes war nichtmetallisch. Der metallische Teil des Rückstandes war stark magnetisch. Der metallische und der nichtmetallische Teil des Rückstandes hatten gemäß Analyse die folgende Zusammensetzung Metallischer Teil Titan . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48,6 0/ 0 Eisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49,59% Kohlenstoff ............ 1,810/0 Nichtmetallischer Teil Kohlenstoff . . . . . . . . . . . . 11,32 0/0 Eisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,670/0 Die Rückgewinnung der flüchtigen Metalle in dem Kondensator betrug 98,4%.
  • Beispiel 6 Für die Behandlung in einem geschlossenen Behälter unter verringertem Druck wurde eine Beschikkung hergestellt, indem hochkohlenstoffhaltiges Ferromangan, das aus festen Teilchen einer Größe bestand, die durch ein Maschensieb von o,149 mm lichter Maschenweite hindurchgingen und von denen 40 0/0 durch ein Maschensieb von 0,053 mm lichter Maschenweite hindurchgingen, mit Zinkoxydstaub gemischt wurde, wie er nach Beispiel i verwendet worden ist.
  • Die Beschickung enthielt hochkohlenstoffhaltiges Ferromangan und Zinkoxydstaub in folgendem Gewichtsverhältnis: Hochkohlenstoffhaltiges Ferromangan (88 0/0 Mn; 2 0/0 Eisen; 3 0/0 Si; 7 % C) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8o Teile Zinkoxydstaub (77,7 "/,Metall) . . . . . . . . 12o -Das innige Gemisch aus dem Ferromangan und dem Zinkoxydstaub wurde mit 5 Gewichtsteilen Wasser angefeuchtet und das erhaltene Gemisch zu Briketts verpreßt. Eine brikettierte Beschickung wurde dann in einer Vakuumretorte behandelt, wie sie nach den Beispielen i bis 4 benutzt worden ist. Gleichzeitig mit dem Erhitzen wurden die Gase aus der Retorte abgezogen, bis eine Temperatur von iioo° C und ein Druck von 14 Mikron in der Retorte erreicht worden war, wie es aus der folgenden Tabelle hervorgeht:
    Zeit in Minuten Druck in Mikron Temperatur ° C
    o Anheizen -
    20 Vakuum angestellt 540
    25 225 540
    27 Wechsel auf 5g5°
    30 255 60o
    41 275 60o
    4i Wechsel auf 65o° -
    46 36o Ego
    51 122 650
    51 Wechsel auf 7o5° -
    54 95 700
    54 Wechsel auf 76o° -
    58 45 76o
    58 Wechsel auf'815° -
    63 So 8r0
    63 Wechsel auf 87o° -
    77 igo 870
    77 Wechsel auf 90o° ' -
    80 225 89o
    83 7,90 goo
    83 Wechsel auf g25° -
    93 420 930
    93 Wechsel auf g55° -
    =oo 640 g60
    11o 670 g60
    iio Wechsel auf 96o° -
    116 750 965
    ?42 60o 965
    i42 Wechsel auf g70° -
    146 665 970
    146 Wechsel auf g80° -
    150 80o g80_
    I65 655 98o
    165 Wechsel auf ggo° -
    184 66o 1000
    184 Wechsel auf i005° -
    2o6 675 1005
    2o6 Wechsel auf 1015° -
    222 68o 10,5
    29,2 Wechsel auf i025° ,-
    äso 67o 1030
    230 Wechsel auf 1o35° -
    244 635 1040
    244 Wechsel auf 105o° -
    254 670 1050
    254 Wechsel auf io6o° -
    262 615 io6o
    262 Wechsel auf io7o° -
    270 64o 1075
    270 Wechsel auf zo8o' -
    273_ 650 1o85
    273 Wechsel auf Togo' -
    28o 710 iioo
    310 _ 210 iioo
    340 55 iioo
    440 30 iioo .
    640 16 =iöo
    76o 14 iioo
    1035 14 iioo
    Die Rückgewinnung der flüchtigen Metalle in dem Kondensator betrug ioo 0 f 0. Der Kohlenstoffgehalt des Rückstandes betrug 0,0136 0/0. Der Rückstand war mit o,76 0/0 Schwefel aus dem benutzten Zinkoxydstäub verunreinigt, Beispiel 7 Es wurde für die Behandlung in einer geschlossenen Retorte unter verringertem Druck eine Beschickung aus hochkohlenstoffhaltigem Ferromangan und Zinkoxyd der gleichen Zusammensetzung und von der gleichen Teilchengröße hergestellt wie. die im Beispiel 6.
  • Die Beschickung enthielt das hochkohlenstoffhaltige Ferromangan und den Zinkoxydstaub in folgendem Gewichtsverhältnis: Hochkohlenstoffhaltiges Ferromangan (Mn 88 °/o; C 7 0/0; Fe 2 0/0; Si 3 %) .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68,5 Teile Zinkoxydstaub (77,7 % Metall) ....... 12o -Das innige Gemisch aus dem hochkohlenstoffhaltigen Ferromangan und dem Zinkoxydstaub wurde mit iö Gewichtsteilen einer i2,5°/oigen wäßrigen Ammoniaklösung angefeuchtet und zu Briketts verpreßt.
  • Eine brikettierte Beschickung wurde in eine wie im Beispiel 6 beschriebene Vakuumretorte eingesetzt und erhitzt, wobei gleichzeitig die Gase aus der Retorte abgesaugt wurden, bis eine Temperatur von iioö° C und ein Druck von 25 Mikron in der Retorte erzielt worden war.
  • Die Rückgewinnung der flüchtigen Metalle in dem Kondensator betrug ioo %. Der Kohlenstoffgehalt des festen Rückstandes in der Retorte betrug 0,2i °/o* Die folgenden Beispiele veranschaulichen die Ergebnisse, die erhalten wurden, wenn eine Retorte unter verringertem Druck bei gleichzeitigem Absaugen der Gase aus der Retorte erhitzt wird, wobei die verschiedenen, nachstehend beschriebenen Beschickungen aus Ferrochrom und Zinkoxydstaub der Art und Zusammensetzung bestehen, wie sie bei der im Beispiel i beschriebenen Arbeitsweise benutzt worden sind. Die Arbeitsbedingungen entsprachen den in Beispiel i bis 4 beschriebenen. Das Erhitzen wurde bei stufenweise erhöhten. Temperaturen und unter gleichzeitigem Absaugen der Gase durchgeführt, bis eine Temperatur von iioo' C und Drücke von 2o bis 35 Mikron erreicht worden waren.
  • Die Beispiele 8 bis 15 veranschaulichen die Bindemittel, die bei der Herstellung der Briketts benutzt wurden; und die Farbe der Rückstände. In einigen Fällen wirken die Bindemittel als Katalysatoren oder Reaktionsbeschleuniger und beeinflussen die Farbe des Rückstandes, indem sie die Oxydation auf höhere Oxydationsstufen fördern.
  • Bei jedem in den folgenden Beispielen beschriebenen Arbeitsvorgang war die Rückgewinnung der flüchtigen Metalle praktisch ioö 0/0. Die Beschickung bei den in den Beispielen 8 bis 15 beschriebenen Verfahren bestand aus hochkohlenstoffhaltigem Ferrochrom (Cr 66,z7 0/(,; Fe 21,o9 0/0; Si 3,78 %; C 7,39 %) . . . . . . . . 8o Gewichtsteile Zinkoxydstaub (77,7 0/ Metall) . . . . . . . . . . . . 12o -0 Einem odermehrerenBindemitteln oder Katalysatoren wie Wasser, Salzsäure (HCl) oder Flußsäure (H F) ...................... 1o -Beispiel 8 Benutztes Bindemittel: Flußsäure 6 Teile, Wasser 4 Teile. Art der Beschickung: Harte, dichte Briketts. Farbe des Rückstandes: Lebhaft Hellgrün.
  • Metall im Rückstand: 41,1%. Oxyde im Rückstand: 58,90/0. Analysen des metallischen und oxydischen Teiles des Rückstandes:
    Metall Oxyde
    C . . . . . . . . . . . . . . . . 0,0850/0 0,o16 0/0
    Cr ............... 57,67 0/0 6o,07 0/0
    Fe ............... 26,51 0/0 12,03 0/0
    Verhältnis Cr: Fe . . 2,17 5
    Oxydierter Anteil des gesamten Chroms 6o0/,.
    Beispiel 9 Benutztes Bindemittel: Flußsäure (HF) 1,5 Teile, Wasser 8,5 Teile. Art der Beschickung: Harte, dichte Briketts. Farbe des Rückstandes: Lebhaft Hellgrün. Metall im Rückstand: 40,5 0/0. Oxyde im Rückstand: 59,5 0/0. Analyse des metallischen und oxydischen Teils des Rückstandes:
    Metall Oxyde
    C ................ o,240/0 0,045%
    Cr . . . . . . . . . . . . . . . 55,560/0 57,83 0/0
    Fe . . . . . . . . . . . . . . . 26,13 % 11,48 0/0
    Verhältnis Cr: Fe .. 2,13 5,04
    Oxydierter Anteil des gesamten Chroms 60,q.0/..
    Beispiel 1o Benutztes Bindemittel: Flußsäure 3 Teile, Wasser 7 Teile. Art der Beschickung: Harte, dichte Briketts. Farbe des Rückstandes: Lebhaft Hellgrün. Metall im Rückstand: 47 0/0. Oxyde im Rückstand: 53 0/0. Analysen des metallischen und oxydischen Teils des Rückstandes
    Metall Oxyde
    C . . . . . . . . . . . . . . . . 0,073% 0,0550/0
    Cr ............... 55 % 61,35 0/0
    Fe ....:.......... 26,88 0/0 1o,62 0/0
    Verhältnis Cr.: Fe .. 2,05 5,76
    Oxydierter Anteil des gesamten Chroms 55,8 0/0.
    Beispiel 11 Benutztes Bindemittel: Flußsäure 4 Teile, Salzsäure 6 Teile. Art der Beschickung: Harte, dichte Briketts. Farbe des Rückstandes: Dunkelgrün. Metall im Rückstand: 49,5 0/0. Oxyde im Rückstand: 50,5 0/0. Analyse des metallischen und oxydischen Anteils des Rückstandes
    Metall Oxyde
    C . . . . . . . . . . . . . . . . 0,32% 0,02
    Cr . . . . . . . . . . . . . . . 57,750/0 6o,4 0/0
    Fe . . . . . . . . . . . . . . . 26,r3 0/0 =o,47 %
    Verhältnis Cr : Fe . . 2,21 5,76
    Oxydierter Anteil des gesamten Chroms 51,3 0/0
    Beispiel 12 Benutztes Bindemittel: Salzsäure 6 Teile, Wasser 4 Teile. Art der Beschickung: Harte, dichte Briketts. Farbe des Rückstandes: Dunkelgrün. Metall im Rückstand: 57 0/0. Oxyde im Rückstand: 43 0/0. Analyse des metallischen und oxydischen Anteils des Rückstandes
    Metall Oxyde
    C . . . . . . . . . . . . . . . . o,115 % 0,044 "/o
    Cr ............... 56,41 0/0 6o,78 0/0
    Fe ............... 25,57 0/0 9,92 0/0
    Verhältnis Cr: Fe .. 2,2 6,11
    Oxydierter Anteil des gesamten Chroms 45 0/0.
    Beispiel 13 Benutztes Bindemittel: Flußsäure 6 Teile, Wasser 4 Teile. Art der Beschickung: Poröse Agglomerate. Farbe des Rückstandes: Hellgrün. Metall im Rückstand: 51,70/,. Oxyde im Rückstand: 48,30/,. Analyse des metallischen und oxydischen Anteils des Rückstandes
    Metall Oxyde
    C ................ 0,4.0/0 0,180/0
    Cr ............... 55,5 % 63,14%
    Fe . . . . . . . . . . . . . . . 27,07% 4,890/0
    Verhältnis Cr : Fe . . 2,05 12,9
    Oxydierter Anteil des gesamten Chroms q.2,10/0.
    Beispiel 14 Benutztes Bindemittel: Flußsäure 6 Teile, Wasser 4 Teile. Art der Beschickung: Poröse Agglomerate. Farbe des Rückstandes: Lebhaft Grün. Metall im Rückstand: 57,q.0/0. Oxyde im Rückstand: 42,60/,. Analyse des metallischen und oxydischen Anteils des Rückstandes
    Metall Oxyde
    C . . . . . . . . . . . . . . . . 0,033% 0,055 %
    Cr ............... 55,3 0/0 62,82 0/0
    Fe ............... 28,4 % 6,o2 0/0
    Verhältnis Cr : Fe . . 1,95 10,4
    Oxydierter Anteil des gesamten Chroms 40,8 0
    - , _ Beispiel 15 Benutztes Bindemittel: Flußsäure 5 Teile, Wasser 5 Teile: Art der Beschickung: Poröse Agglomerate. Farbe des Rückstandes: Lebhaft Grün. Metall im Rückstand: 35,9,0/,. Oxyde im Rückstand: 64,80/,. Analyse des metallischen und oxydischen Anteils des Rückstandes: .
    - Metall - -- Oxyde
    C . . . . . . . . . . . 0,090/0 0,03810/0
    Cr . . . . . . . . . . . . 53;38 °/0 65 °/o
    Fe . . . . : . . . . . . . . . 27,26 °/0 4,89 %
    Verhältnis Cr: Fe .. 2,03 13,3
    Oxydierter Anteil des gesamten Chroms 40,20/" Die folgende Tabelle veranschaulicht den Grad oder das Ausmaß der Oxydation, das mit denselben Be" schickungen unter verschiedenen Bedingungen erzielt werden kann, wie es aus den Resultaten hervorgeht, die nach der in den Beispielen 8 bis 15 beschriebenen -Arbeitsweise erhalten werden:
    Tabelle _
    Prozentsatz an Verhältniß _ Cr ;Fe
    Bei- oxydierten Metallen im im
    spiel - oxydierten metallischen
    Cr ' Fe , Cr + Fe Produkt
    Produkt
    8 60 39,4 55 5C 2,=7
    9 60,4 39,2 55,2 504 2,I3
    I0 ' 55,8- 30,8 '49,8 5:76 2,05
    11 5I,3 28,7 45,8 5,76 2,2I
    I2 - 45 22,8 37,9 6"1I 2,20
    13 42,1 10,5 34,5 I2#90 2,03
    1q.: 40,8 11;3 - 33>7 - - 10,40: - 2,05
    I5 40,2 9,5 32,8 z3,30 1,95
    Bei einer Oxydation des Chroms, die auf nicht mehr als etwa 42 °/o der Menge beschränkt ist, die in der Beschickung enthalten ist und bei gleichzeitiger praktisch vollkommener Beseitigung des Kohlenstoffes können oxydierte Produkte erhalten werden, die Chrom und Eisen im -Gewichtsverhältnis von etwa -13 Teilen Chrom je z Teil Eisen enthalten, wie es aus den Resultaten hervorgeht, die bei den Verfahren der Beispiele =3, 14 -und 15 erhalten werden. Bei den Verfahren der Bbispiele 13;: 14 und =5 wurden poröse agglomerierte Beschickungen und Fluorwasserstoff als Katalysator oder Oxydationsbeschleuniger be-.nutzt,. und beide Faktoren- tragen zu einer schnellen und bevorzugten Oxydation von Chrom und Kohlenstoff bei.
  • Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens können die innigen Gemische aus fein zerkleinerten Stoffen in Form von Beschickungen benutzt werden, die aus lockeren Pulvern oder harten, dichten Briketts oder porösen Agglomeraten bestehen, und zweckmäßig wird den Gemischen, gleichgültig, in welcher Form sie benutzt werden, ein Katalysator oder Oxydationsbeschleuniger zugesetzt. Die porösen Agglomerate können hergestellt werden, indem das Gemisch mit Wasser befeuchtet, das feuchte Gemisch ohne Druck oder mit geringem Druck in eine geeignete Form übergeführt und diese Formlinge auf eine Temperatur etwas über ioo° C erhitzt werden, -um das Wasser abzutreiben.
  • Als Katalysatoren oder Oxydationsbeschleuniger, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens mit Erfolg angewendet werden können, können Halogensäuren, insbesondere Fluorwasserstoffsäure, Borsäure; Borsäureanhydrid (B203), Natriumborate und Natriumhydroxyd genannt werden. Die Katalysatoren können in irgendwelchen geeigneten Mengen benutzt werden. Mit guten Resultaten wurden Fluorwasserstoffsaure in Mengen von 1 bis 4 Gewichtsprozent der Beschickung, Natriumhydroxyd in Mengen von z bis 3 Gewichtsprozent der Beschickung und Uorsäureänhydrid und die: Boräte in äquivalenten Mengen von 2 bis 4 Gewichtsprozent -Borsäureanhydrid, berechnet auf: das Gewicht der Beschickung; benützt.
  • Die Reduktion des flüchtigen Metalls aus dem benutzten Oxyd erfolgt durch die kombinierte Wirkung des Kohlenstoffes und des Metalls des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes oder Metallkarbids und der zusätzlichen Elemente; wie Eisen und Silicium, die in dem hochkohlenstoffhaltigen Metallprodukt anwesend sein können. Das Oxyd des flüchtigen Metalls wird in einer Menge benutzt, die wesentlich geringer ist, als sie zur Oxydation aller Komponenten des hochkohlenstoffhaltigen Produktes erforderlich sein würde; infolgedessen wirken die Oxyde des Metalls des hochkohlenstoffhaltigen Produktes, einschließlich des Eisensund Siliciums, falls vorhanden, oxydierend auf den Kohlenstoff. Bei einem Verfahren, bei dem wenigstens die Menge des Oxyds des flüchtigen Metalls benutzt wird, die erforderlich ist, sich mit dem gesamten Kohlenstoff zu verbinden, kann die Reduktion des flüchtigen Metalls des Oxyds beendet sein, ehe die Hälfte des Kohlenstoffes entfernt ist: Diese Tatsache wird durch die in der folgenden Tabelle angegebenen Resultate veranschaulicht, die erhalten wurden, indem fünf verschiedene Verfahren gemäß der Erfindung durchgeführt und hochkohlenstoffhaltiges Ferrochrom und Zinkoxyd benutzt wurden.
    Tabelle 2
    Gewichtsverhältnis der Komponenten
    der Beschickung
    Hochkohlen- _ Rück- Zink- Kohlen- Dämpf-
    stoffhaltiges Z stand rückge- stoffent- druck am
    Ferrochrom Oxyd winnung fernung Ende in
    °/ö C % °/o Mikron
    100 66,77 3,09 100 56,6 1o3
    Zoo 1o2,1 1,17 Ioo 84,5 Zoo
    Zoo 110 1,38 Zoo 79>8 95
    1o0 150 0,73 100 .71,5 73
    Zoo 194,2 o,18 Zoo 9712 32
    Aus der Tabelle geht hervor, daß am Ende der in der obigen Tabelle angegebenen Verfahren die Zinkzurückgewinnung ioö °/o betrug. Bei dem ersten angegebenen Verfahren betrug die Beseitigung des Kohlenstoffes nur 56,6 °/o. Bei diesem Verfahren war das Zinkoxyd in einer Menge von etwa 1/3 im Überschuß der Menge vorhanden, die theoretisch erforderlich war, um mit dem gesamten in dem Ferrochrom vorhandenen Kohlenstoff unter Bildung von Kohlenmonoxyd zu reagieren. In dem fünften Verfahren war das Zinkoxyd etwa in einem 3fachen Überschuß zu der Menge vorhanden, die theoretisch erforderlich war, um mit dem Kohlenstoff des hochkohlenstoffhaltigen Ferrochroms unter Bildung von Kohlenstoffmonoxyd zu reagieren.
  • Das Oxyd des flüchtigen Metalls kann in einer Menge benutzt werden, die das 1,33- bis 4fache der Menge beträgt, die theoretisch erforderlich ist, um den gesamten Kohlenstoff des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes oder Metallkarbids zu oxydieren, so daß also ein Überschuß vorliegt, der i/3 bis das 3fache der theoretischen Menge beträgt. Die obengenannten maximalen Mengen mögen Metalloxyd im Überschuß zu der Menge vorsehen, die erforderlich ist, um alle Bestandteile und Komponenten des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes zu oxydieren, aber ein solches Verhältnis ist unerwünscht. Die Menge des benutzten Metalloxyds soll ausreichend sein, einen wesentlichen Teil der Komponenten oder Bestandteile des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes zu oxydieren, aber nicht alle. Eine Menge Metalloxyd, die der 2- bis ?'/,fachen Menge entspricht, die theoretisch erforderlich ist, um den gesamten Kohlenstoff des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes zu Kohlenmonoxyd zu oxydieren, kann gewöhnlich gut benützt werden. Die in jedem Falle zu benutzende Menge ist nach den besonderen Bedingungen dieses Falles zu bestimmen.
  • Die folgende Tabelle veranschaulicht Metalle, deren Karbide oder hochkohlenstoffhaltige Produkte sowie Metalle, deren Oxyde mit Vorteil erfindungsgemäß behandelt werden können, um sowohl Metall zu erzeugen, das durch Verdampfung abgetrennt werden kann, als auch Metall, das in festem Zustande im Retortenrückstand zurückbleibt, wobei die Metalle, deren Dampfdruck dem des Bleis bei einer Temperatur von etwa 96o' C entspricht oder darunterliegt, für die Rückgewinnung durch Verflüchtigung geeignet sind und die Metalle, deren Dampfdruck höher als der von Blei bei einer Temperatur von 96o' C ist, zur Gewinnung im festen Zustande im Retortenrückstand brauchbar sind.
    Tabelle 3
    Siedetemperaturen bei den
    angegebenen Drücken in °C
    Element
    Mikron , I Millimeter
    1 I 10 I 100 I 1 ( 76o
    Kadmium ......... 220 270 330 410 785
    Zink ............ 290 350 420 500 920
    Magnesium ....... 38o 435 52o 620 1025
    Thallium .......... 500 585 660 770 1300
    Wismut........... 535 620 720 835 1435
    Blei . . . . . . . . . . . . . 620 71o 825 96o 1640
    Siedetemperaturen bei den
    angegebenen Drücken in °C
    Element
    Mikron I Millimeter
    1 1 1o 1 10 0 i 1 1 76o
    Titan ............ 750 835 950 1080 -
    Mangan ........... 790 890 1025 1170 1900
    Vanadin........... 940 1030 1140 1220 -
    Chrom ............ 980 1090 1230 1400 2200
    Zirkon ............ 985 1095 1220 1350 -
    Eisen ............. 1140 1240 1400 1590 2225
    Molybdän ......... 1245 1395 - - -
    Wolfram .. .. .. ... 1655 1820
    - - -
    Hafnium ......... - - - - -

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: I. Verfahren zur Gewinnung eines Metallproduktes mit niedrigem Kohlenstoffgehalt aus einem Metallprodukt mit verhältnismäßig hohem Kohlenstoffgehalt, dadurch gekennzeichnet, daß das hochkohlenstoffhaltige Metallprodukt in Mischung mit einem Oxyd eines anderen Metalls, von dem das Metall einen niedrigeren Siedepunkt hat als das Metall des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes, erhitzt und hierbei die angewendete Temperatur so hoch bemessen wird, daß eine Reaktion zwischen dem Kohlenstoff des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes und dem Sauerstoff des Oxyds erzielt, hierdurch das Metall des Oxyds zum elementaren Zustand reduziert und verdampft, der Kohlenstoff oxydiert und aus dem hochkohlenstoffhaltigen Metallprodukt als gasförmiges Kohlenoxyd entfernt wird, so daß ein praktisch kohlenstofffreier oder geringe Mengen Kohlenstoff enthaltender und das Metall des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes enthaltender Rückstand gewonnen wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen des Gemisches aus dem hochkohlenstoffhaltigen Metallprodukt und dem Metalloxyd in einer verschlossenen Retorte oder einem solchen Ofen unter verringertem Druck durchgeführt wird und die angewendete Temperatur und der Unterdruck im Ofen so einreguliert werden, daß zwischen dem Kohlenstoff des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes und dem Sauerstoff des Oxyds eine Reaktion erfolgt, das Metall des Oxyds zum metallischen Zustand reduziert und verdampft, -der Kohlenstoff zu Kohlenmonoxyd oxydiert und zusammen mit den bei der Reaktion gebildeten Gasen und dem verdampften Metall fortlaufend aus dem Ofen abgezogen und der abgezogene Metalldampf durch Abkühlung verdichtet wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen des Gemisches aus dem hochkohlenstoffhaltigen Metallprodukt und dem Metalloxyd in Gegenwart eines Katalysators durchgeführt wird. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein praktisch kohlenstofffreies Metalloxyd für den Umsatz mit dem hochkohlenstoffhaltigen Metallprodukt benutzt wird. 5: Verfahren nach Anspruch i bis q., dadurch gekennzeichnet, daß als hochkohlenstoffhaltiges Metallprodukt ein Metallkarbid oder eine hochkohlenstoffhaltige Eisenlegierung benutzt wird. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Oxyd des Metalls mit dem niedrigeren Siedepunkt als das Metall des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes oder Metallkarbids ein solches benutzt wird, das eine niedrigere Bildungswärme besitzt als ein Oxyd des Metalls des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes oder Metallkarbids. 7. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall des mit dem hochkohlenstoffhaltigen Metallprodukt zu mischenden Oxyds bei einer Temperatur von etwa 96o° C einen Dampfdruck nicht unter etwa i mm und das Metall des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes bei der genannten Temperatur einen Dampfdruck wesentlich unter i mm besitzt. B. Verfahren nach Anspruch i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß als hochkohlenstoffhaltige Metallprodukte Karbide des Chroms, Mangans, Titans,- Molybdäns, Wolframs, Vanadins, Zirkons oder Hafniüms oder hochkohlenstoffhaltige Eisenlegierungen benutzt werden, die ein Karbid der genannten Metalle enthalten, wie Ferrochrom oder Ferromängan. g. Verfahren nach Anspruch i bis 8,- dadurch gekennzeichnet, daß als dem hochkohlenstoffhaltigen Metallprodukt öder Metallkarbid -zuzusetzenden Metalloxyd Zink-, Blei oder Magnesiumoxyd benutzt wird. iö. Verfahren nach Anspruch i bis g, dadurch gekennzeichnet, daß das Erhitzen des Gemisches aus dem hochkohlenstoffhaltigen Metallprodukt oder dem Metallkarbid und denn Oxyd des verdampfbaren Metalls in Gegenwart von Oxydationsbeschleunigern, wie Halogensäuren, einschließlich Fluorwasserstoffsäure, Borsäure, Borsäureanhydrid, Natriumboraten und Natriumhydroxyd durchgeführt wird. =z. Verfahren nach Anspruch i bis io, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxyd in dem zu behandelnden Gemisch in solchen Mengen benutzt wird, daß bei dem Umsatz mehr Sauerstoff zur Verfügung steht, als zur Bildung von Kohlenmonoxyd aus dem gesamten Kohlenstoff des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes oder Metallkarbids erforderlich ist und ein Teildes Metalls des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes öder Metallkarbids in eine im Glührückstand verbleibende Oxydform übergeführt und das Metall des behandelten hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes im Rückstand zum Teil in metallischer und zum Teil in oxydischer Form erhalten wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch z bis ii, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Gemisch aus dem hochkohlenstoffhaltigen Metallprodukt oder dem Metallkarbid und dem Metalloxyd das letztere in solchen Mengen benutzt wird; daß aus diesem bei dem Umsatz wenigstens die il/,fache Menge an Sauerstoff zur Verfügung steht, die theoretisch erforderlich ist, um den gesamten Kohlenstoff des hochkohlenstoffhaltigen Produktes oder Metallkarbids in Kohlenmonoxyd überzuführen: 13. Abänderung des Verfahrens nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Metalloxyd in solchen Mengen benutzt wird, däß die aus diesem bei dem Umsatz zur Verfügung stehende Menge Sauerstoff wenigstens um 1/3 größer ist, als sie erforderlich ist, um den gesamten Kohlenstoff des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes oder Metallkarbids in Kohlenmonoxyd überzuführen, aber nicht so groß ist, daß außerdem auch noch das gesamte Metall des hochkohlenstoffhaltigen Metallproduktes oder Metallkarbids in die Oxydform übergeführt wird, sondern nur beispielsweise etwa 3o bis 6o Gewichtsprozent dieses Metalls.
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