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Verfahren zur elektrothermischen Gewinnung von Magnesium Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zur elektror thermischen Gewinnung des Magnesiums.
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Gemäß diesem Verfahren werden die im Reaktionsofen bei Unterdruck
entwickelten Magnesiumdämpfe in einen Kondenser geleitet, der mit der Unterdruckquelle
in Verbindung steht, wobei die Temperaturen und Drücke irr diesem Kondenser derart
verteilt sind, daB die Dämpfe sich, in einem ersten Abschnitt verflüssigen und in
einem zweiten Abschnitt in fester Farm als Kristalle niedierschaagen.
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Die Erfindung besteht im wesentlichen darin, daß der der flüssigen
Phase entsprechende Teil des Kondersers genügend abgegrenzt wird, um dadurch eine
Verflüssigungskammer herzusteller% die in ihrem unieren Teile mit einem dicht gesahlossenen,
senkrechten, eine Gießfonn enthaltenden Rauar in Verbindung steht, so daß das flüssige
Metall in diese Gießform fällt wobei die Verflüssigungskammer in ihrem oberen
Teile mit dem Kristallisationsabschnitt des Kondensers verbunden ist, der zur Aufnahme
einer verminderten Kristallmenge dient, die sich aus der kleinen Dampfmenge ergibt,
welche der flüssigen Kondensation entgangen ist, und in dem auch diejenigen Staubmengen
.niedergeschlagen werden, die reicht zu dem: in der angeardrwben Staubfilter geleitet
werden;.
In dem abgegrenzten oder Verflüssigungsraum müssen Druck
und Temperatur dem Flüssigkeitsähschnitt des Zustandsdiagramms entsprechen, also
jeweils z. B. 675° C und: 1,5 bis 2 mm, Quecksilbersäule betragen. Die durch ein
Thermoelement geprüfte Temperatur wird durch Wärmeisolierung des waagerechten Rohrstutzens
oder durch: jedes andere geeignete Mittel auf dem gewählten Wert gehalten.
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Die Dampfströme, die unter solchen: Verhältnissen auf die Trenn-,vand
zwischen der Verflüssigungs- und der Kristalli.sationskammer treffen, kondensieren;
zu einer Flüssigkeit, die in dem Maße ihres Entstehens in, die Gießform abfließt,
die sich in dem senkrecht darunter angeordneten, dicht geschlossenen Raum befindet,
in dem ein Druck oder richtiger ein Unterdruck herrscht, der gleich .demjenigen
der Verflüssigungskammer ist.
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Das von der Gießform aufgenommene Metall kann kalt oder warm niedergeschlagen
werden. Kaltes Niederschlagens: Nur der obere Teil des die Gießform tragenden Körpers.
wird auf der Temperatur der Verflüssigungskammer erhalten, wogegen im unteren Teile,
also auch in der Gießform, Raumtemperatur herrscht.
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Die Gießform enthält eine gewisse Ölmenge und befindet sich auch,
in einem Ölbad, so daß die Flüssigkeitstropfen sich im 01 der Gießform in
Gestalt von Kugeln niederschlagen, und im Falle etwa noch vorhandener Verunreinigungen
vom; diesen getrennt werden.
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Das die Gießform umgebende Ölbad: ist vorsichtshalber für den Fall
vorgesehen, da,ß ausnahmsweise Metalldampfströme durch die Abflußöffnung des flüssigen,
Metalls treten und in den senkrecht stehenden Raum, eindringen. In diesem Falle
werden sie durch; das Ölbad niedergeschlagen, daß die kälteste Stelle des senkrechten
Raumes bildet.
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Warmes Niederschlagen: Die Gießform ruht auf einem aus Isolierstoff
bestehenden Boden. Der ganze Teil des senkrechten, Raumes zwischen dem oberen Ende
und dem Isolierboden wird sorgfältig gegen `Värmeau;sstrahlung geschützt oder sogar
erwärmt, wenn dies notwendig ist, um zu erreichen, daß die Temperatur der Gießform
gleich derjenigen der Verflüssigiungskammer ist.
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In diesem Falle wird die in die Gießform abfließende Flüssigkeit auch
während. der ganzen Dauer des Vorganges in flüssigem Zustand erhalten.
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Vor dem Entfernen der Gießform wird der Wärmeschutz oder der unter
Wärmeschutz befindliehe Heizwiderstand abgenommen., der den senkrechten Rohrkörper
umgibt, und durch eine Kühlvorrichtung ersetzt, die in einigen Minuten das Festwerden
des in der Gießform befindlichen Metalls bewirkt. Es genügt dann, die im unteren
Teil des senkrechten Rohrkörpers befindliche Tür zu öffnen, um die Gießform und
das darin befindliche, festgewordene Metall zu. entfernen, wobei das Öl im Bedarfsfalle
vor @ der Wiederbenntzung filtriert wird. Die Zeichnung veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel
eines gemäß der Erfindung verbesserten Kondensers.
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Abb. i ist ein axialer Schnitt durch die Gesamtanordnung des Kon.densersi;
Abb. 2 ist ein Querschnitt gemäß der Linie II-11 der Abb. i ; Abb. 3 ist ein axialer
Schnitt durch eine andere Ausführung der Kammer und der Gießform.
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Der Reaktionsraum i des Ofens, in welchem durch elektrische Erhitzung
bei Unterdruck die Reduktion der Charge erfolgt, steht an einem Ende mit dem Kondenser
in; Verbindung, der z. B. aus einem Blechmantel 2 von allgemein kegelstumpfförmiger
Gestalt besteht, dessen Achse waagerecht verläuft und mit derjenigen: des Kanals
3 übereinstimmt, der aus feuerfestem Material besteht und die Verbindung mit dem
Reaktionsraum herstellt.
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Erfindungsgemäß wird in dem dem Ofen: benachbarten Teil des Kondensers
eine Verflüssigungskammer 4 vorgesehen, die von; feuerfesten Wänden 5, 5a und 6
eingeschlossen. ist und: durch: den Kanal 3 unmittelbar mit dem. Reaktionsramm des
Ofens verbunden ist. An ihrem dem Kanal 3 entgegengesetzten. Ende ist die Kammer
4 durch eine feuerfeste Wand: 6 begrenzt, die sich den; Seitenwänden 5 und 5a dicht
anp,aßt und durch die ein Kanal 7 von sehr engem Querschnitt hindurchführt, der
die Verbindung mit dem äußersten Teil des KonJensers, herstellt, der die Kristallisationskammer
8 enthält. Die Wand 6 bildet die Zugangstür zu der Verflüssigungskammer. Sie ist
mit einem Handgriff g oder sonstigen Mitteln zu ihrer Handhabung versehen und wird,
durch eine; Blech-Buchse io, welche die innere Warndung der Kris.tallisationskamnier
bildet, in der ihr gegebenen, Lage festgehalten. Diese Buchse io besitzt einen sorgfältig
gegen Wärmeausstrahlung geschützten Boden i i, gegen-dessen Mitte ,sich ein Druckpuffer
12 legt. Letzterer befindet sich; am. Ende einer Gewindespindel 13, di.e in ein
Gewindeloch eines Bügels eingeschraubt ist, dessen Schenkel 14 sich gegen die Wand
2 des Kondensers abstützen.
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Diese bekannte Anordnung ist nicht mit all ihren Einzelheiten. dargestellt,
ebensowenig wie die Mittel zum Erwärmen: und zum Abkühlen; die gegebenenfalls zur
Aufrechterhaltung der Temperatur in der Kris.tallisationskarnmer 8 auf annähernd
4oo° C dienen können. Diese Kammer steht durch eine Öffnung 15 des Bodens i i mit
dem hinterer Raum 16 in Verbindung, der durch eine Tür 17 dicht geschlossen und
durch eine Rohrleitung 18 mit der Unterdruckquelle verbunden ist.
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Die Verflüssigungskammer 4, die, wie aus Fig. 2 ersichtlich,, einen
kreisförmigen Querschnitt besitzt, ist im unteren Teile mit einer Öffnung i9 versehen,
die sich über einem trichterförmigen Raume 2o befindet, der in einen feuerfesten
Körper 21 eingearbeitet ist. Letzterer ist in einen Blechhohlkörper 22 eingelassen,
der durch Schweißen mit der Blechwand. 2 des Kond.ensers, verbunden ist, auf der
Außenseite in, Höhe des Körpers 2i einen Wärmeschutzmantel23 trägt und gegebenenfalls
auch
mit Mittel zum Erwärmen ausgerüstet ist. Die die Gießform enthaltende Kammer 24
befindet sich unterhalb des Blechhahlk .örpers 22 und ist mit diesem durch Flansdh,e25
dicht verbunden. Sie ist ton eignem Mantel 26 umgeben. In dem vom; der Kammer 24
und dem Mantel 26 gebildeten Raum läuft Kühlwasser. Die Gießform 27 taucht für den
oben geschilderten Zweck in ein Ölbad.
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Diese Anordnung eignet sich für den Fall, in dem das in der Verflüssigungskammer
4 in der flüssigen Phase entstehende Metall von der- Gießform 27 in festem Zustand
aufgenommen. wird. Der Kühlmantel 26 gestattet es, in der die Gießform enthaltenden
Kammer eigne genügend, tiefe Temperatur aufrechtzuerhalten, damit das durch den
Kanal28 einfließende Metall beim Erreichen der Gießform 27 fest wird. Diese kann
vorteilhaft eine Ölmenge enthalten, in welcher das eintreffende Metall in Form von
Kugeln erstarrt, nach, dem es sich von den Verunreimägungen getrennt hat.
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Soll das flüssige Metall in die Gießform fallen und während der ganzen
Dauer eines Arbeitsvorganges in der flüssigen Phase erhalten werden, so wird eine
Anordnung gemäß F'ig. 3 angebracht, bei welcher die Gießfarm 27 sich in der nächsten
Nähe des Körpers 21 befindet und z. B. auf einem Träger rinnt, der aus einem
Körper 29 aus feuerfestem und isolierendem Stoff besteht. Die die Gießform enthaltende
Kammer ist unten durch einen, mit Dichtungsmitteln versehenen Boden 3o geschlossen,
der gegebenenfalls durch geeignete Mittel gekühlt werden kann. Sie wird durch. Wärmeschutzmittel
oder im Bedarfsfalle ansah durch: Erwärmen auf der Temperatur der Verflüssigungskammer
erhalt. Zu diesem Zweck kann mann mit Wärmeschutzmitteln versehene Schalen anwenden4
die auf der Innenseite gegebenenfalls auch mit Heizwiderständen versehen; sind.
Bei Schluß des Arbeitsvorganges, vor dem Entfernen, der Gießform; werden die Schalen
3 i abgenommen und durch zwei gegebenenfalls wassergekühlte Halbschalen ersetzt.
Das flüssige Metall der Gießform, geht in einigen Minuten in den festen Zustand
über; es braucht dann nur noch der Unterdruck im Ofen vernichtet und die Gießform
herausgenommen zu werden. Gleichzeitig wird auch die Buchse io herausgezogen und
rasch in eine gekühlte Kammer von geeigneter Gestalt eingeführt, die sich. dicht
schließen läßt und in welcher ein derartiger Unterdruck hergestellt wird, daß die
Kühlung oder Kristalle unter Luftabsrhluß erfolgt und derart jeder Metallverlust
vermieden wird.