DE908302C - Verfahren zum Herstellen kohlenstoffarmer Ferrolegierungen und Metalle - Google Patents

Description

• Verfahren zum Herstellen kohlenstoffarmer Ferrolegierungen und Metalle Kohlenstoffarme Ferrolegierungen und Metalle, wie entsprechendes Ferromangan und Manganmetall, gewinnt man bekanntlich aus manganreichen Erzen durch aluminothermische Reaktion oder silikothermisch im Elektroofen. Voraussetzung dafür ist, daß die Phosphor-, Eisen- und Kieselsäuregehalte der Erze hinreichend niedrig sind. Bei mäßigen Kieselsäuregehalten aber zu hohen Eisen- und Phosphorgehalten der Erze kann man bekanntlich derart verfahren, daß man die Manganerze zunächst im Elektroofen unter Zugabe von so viel an Reduktionsmitteln, wie Koks oder Mangansiliziumlegierungen, vorreduziert, daß die Hauptmenge des Eisens und des Phosphors als Schmelze abgetrennt und die höheren Manganoxyde zu Manganoxydul reduziert werden, das mit der Gangart eine Schlacke bildet. Diese Schlacke ergibt dann, möglichst in der gleichen Hitze mit Mangansilizium und Kalk behandelt, eine rnanganreiche, eisen-, phosphor- und kohlenstoffarme Legierung und eine kalkreiche, noch Mangan enthaltende Schlacke, deren Menge um so größer ist, je höher der Kieselsäuregehalt der Erze war. Die Ausnutzung des wertvollen Elektroofenraumes ist also um so schlechter, je höher der Kieselsäuregehalt der Erze und je größer die zu bewältigende Schlackenmenge ist. Manganreiche Erze oder auch auf anderem Wege gewonnene manganreiche Rohstoffe, z. B. Schlacken, mit so mäßigen Kieselsäuregehalten, daß die vorstehend gekennzeichnete Arbeitsweise im Elektroofen wirtschaftlich sein würde, stehen im deutschen Raum nur in sehr geringer Menge zur Verfügung, so daß die Herstellung ausreichender Mengen von kohlenstoffarrnem Ferromangan mit etwa i bis 2% C oder Manganmetall auf große Schwierigkeiten stößt. Der bereits mehrfach vorgeschlagene Weg, aus den wenig geeigneten Manganerzen durch chemische Lauge- und Fällungsprozesse geeignete manganreiche Verbindungen zu gewinnen, erfordert entsprechende, teils kostspielige chemische Einrichtungen, die überdies für chemische Prozesse sehr große Mengen durchsetzen müßten, so daß eine schnelle und dennoch wirtschaftlich tragbare Lösung auf diesem Wege nicht zu erwarten ist.
• Demgegenüber zeigt die Erfindung einen Weg, mit den vorhandenen technischen Hilfsmitteln und Einrichtungen auch aus solchen Manganerzen, die zur Herstellung von kohlenstoffarmem Ferromangan mit etwa i bis 2% C oder Manganmetall ungeeignet sind, hinreichende Mengen wirtschaftlich herzustellen. Das Verfahren besteht darin, daß aus den verfügbaren Manganerzen oder anderen manganhaltigen Rohstoffen zunächst im Hochofen oder auch im Elektroofen ein übliches kohlenstoffreiches Ferromangan mit etwa 5 bis 6% Kohlenstoff und den den Rohstoffen entsprechenden Eisen-und Phosphorgehalten hergestellt wird. Dieses Ferromangan dient nun als Rohstoff, in dem die Trennung des Mangans von der Kieselsäure bereits vollzogen ist, für die Herstellung des kohlenstoffarmen Ferromangans oder Manganmetalls. Zu diesem Zweck wird das Ferromangan zerkleinert und mit einer solchen Menge geeigneter Oxydationsmittel, wie z. B. Eisenoxyden, Walzsinter, Eisenerzen, Kalziumsulfat (Anhydrit), Bariumsulfat (Schwerspat), Strontiumsulfat, Mangansulfat, Eisensulfat, Mangannitrat, Eisennitrat, Manganoxyden und Mangan- bzw. Eisen-Mangan-Erzen, vor allem solchen mit höheren Manganoxyden, einzeln oder gemeinsam vermengt, daß beim Niederschmelzen dieses Gemenges im Elektroofen die Hauptmenge des Mangans in die Schlacke übergeht, das Eisen und der Phosphor des Ferromangans und der Zuschläge hingegen als Metallschmelze abgestochen werden können. Die manganreiche phosphor- und eisenarme Schlacke wird in bekannter Weise mit Mangansilizium unter Zusatz von Kalk möglichst in der gleichen Hitze zu Ferromangan oder Manganmetall reduziert.
• Durch Versuche wurde nachgewiesen, daß durch die bezeichneten Oxydationsmittel, in geeigneten Mengenverhältnissen mit Hochofenferromangan vermengt, sich nach dem Niederschmelzen manganreiche, eisen- und phosphorarme Schlacken ergeben, die für die Herstellung von kohlenstoffarrnem Ferromangan oder Manganmetall geeignet sind. Der im Ferromangan enthaltene Kohlenstoff wird zum Teil durch die angeführten Oxydationsmittel oxydiert, zum anderen Teil schwimmt er auf der Schlacke, so daß er bei der Herstellung des Mangans aus diesen Schlacken nicht stört.
• Die Oxydation des kohlenstoffhaltigen Ferromangans kann auch durch Glühen an der Luft oder durch Lagern an feuchter Luft bzw. durch Zersetzen mit Wasser bzw. Wasserdampf erfolgen und auch dadurch, daß es im zerkleinerten Zustand mit einer solchen Menge von sauerstoffhaltigen Säuren, wie Schwefel- und/oder Salpetersäure, auch mit schwefelsauren Beizablaugen, die schon Eisensulfat enthalten, zur Reaktion gebracht wird, daß nach dem Trocknen und Erhitzen durch die gebildeten Sulfate, z. B. Mn S 04, und/oder Nitrate die weitere Oxydation des Ferromangans, z. B. entsprechend der Gleichung Mn504+4Mn=q.MnO+MnS, erfolgt.
• Das beschriebene Verfahren eignet sich in entsprechender Abwandlung auch zur Herstellung von Chrommetall oder kohlenstoffarmen Chromlegierungen, indem z. B. aus gangartreichen Chromerzen im Hochofen oder Elektroofen zunächst ein kohlenstoffreiches Ferrochrom von der Gangart abgeschieden wird, das nach Zerkleinern und Vermengen mit den Oxydationsmitteln und/oder geeigneten Chromverbindungen, wie z. B. Chromsulfat, Chromnitrat und Erdalkalichromaten, in der für das Ferromangan beschriebenen Weise weiterbehandelt wird.
• Auch die Herstellung von Vanadinmetall oder kohlenstoffarmen Vanadinlegierungen aus entsprechenden kohlenstoffreichen Legierungen ist auf diesem Wege möglich, wobei als spezifische Oxydationsmittel Vanadinsulfat, Vanadinnitrat und die Erdalkalivanadate genannt seien.
• Die Oxydation der nach der Erfindung zunächst hergestellten kohlenstoffhaltigen Ferrolegierungen kann auch durch sauerstoffhaltige Säuren, z. B. mit Schwefel und/oder Salpetersäure, erfolgen, mit denen die Ferrolegierungen in solcher Menge zur Reaktion gebracht werden, daß nach dem Trocknen und Erhitzen die gebildeten Sulfate und Nitrate die Oxydation der Legierungen im gewollten Umfang bewirken.
• Das dem beschriebenen Verfahren zugrunde liegende allgemeine Prinzip besteht in jedem Fall darin, daß durch die Herstellung der kohlenstoffreichen Legierungen, z. B. im Hochofen, die Abtrennung der Gangart der Erze oder Rohstoffe bewirkt und die gewonnene kohlenstoffhaltige Ferrolegierung durch Vermengen und Erhitzen mit geeigneten Oxydationsmitteln in einen gangartärmeren, vorwiegend oxydischen Rohstoff übergeführt wird"der,dann für die bekannten Verfahren der Herstellung kohlenstoffarmer Ferrolegierungen geeignet ist.

Claims (2)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Herstellen kohlenstoffarmer Ferrolegierungen und Metalle, dadurch gekennzeichnet, daß aus den die herzustellenden Metalle enthaltenden Rohstoffen, z. B. entsprechenden Erzen, zunächst im Hochofen oder Elektroofen in bekannter Weise unter Abtrennung der Gangart eine kohlenstoffreiche Legierung, z. B. Ferromangan, Ferrochrom oder Ferrovanadin, hergestellt und aus diesen Ferrolegierungen durch Oxydation, 'gegebenenfalls unter Aufgabe einschlägiger Metalloxyde, oder durch Zersetzen mit Wasser bzw. Wasserdampf ein gangartarmer, vorwiegend oxydischer Rohstoff gewonnen wird, aus dem man nunmehr ein kohlenstoffarmes Metall oder eine entsprechende Ferrolegierung in bekannter Weise gewinnt.
2. 2. Verfahren nach Anspruch z zür Abtrennung des Eisens und des Phosphors aus den kohlenstoffhaltigen Ferrolegierungen, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxydation bzw. Zersetzung der kohlenstoffhaltigen Legierung mit Luft oder Wasser oder Wasserdampf nur so weit geführt wird, daß sich beim Erhitzen und Niederschmelzen die Hauptmenge des Eisens und des Phosphors als Metallschmelze abscheidet.