DE958382C

DE958382C - Process for the production of zirconium dioxide by reacting SiO-rich zirconium ores with coke

Info

Publication number: DE958382C
Application number: DED17753A
Authority: DE
Inventors: Douglas W Marshall; John J Scott
Original assignee: DEUTSCHE NORTON GmbH
Current assignee: DEUTSCHE NORTON GmbH
Priority date: 1953-05-27
Filing date: 1954-05-14
Publication date: 1957-02-21

Description

Verfahren zur Gewinnung von Zirkondioxyd durch Reaktion von Si 02 reichen Zirkonerzen mit Koks Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur wirtschaftlichen Befreiung von siliciumoxydreichen Zirkonerzen von dem größten Teil des Siliciumoxyds und anderen Verunreinigungen zwecks Gewinnung möglichst reinen Zirkondioxyds.Process for the production of zirconium dioxide by reacting Si 02 rich zirconium ores with coke The invention is a process for economical Clearance of silica-rich zirconium ores from most of the silica and other impurities for the purpose of obtaining the purest possible zirconium dioxide.

Bisher hat man für diesen Zweck verschiedene Verfahren angewandt. Ein bekanntes Verfahren besteht darin, daß man z. B. einem Zirkonerz, das verhältnismäßig große Mengen Siliciumoxyd und Eisenoxyd enthält, ein Reduktionsmittel, z. B. Koks, zusetzt und die Masse im elektrischen Ofen so weit erhitzt, daß das Siliciumoxyd und das Eisenoxyd reduziert werden und aus dem Silicium und dem Eisen eine Legierung gebildet wird, die sich auf den Boden des Ofens gesondert absetzt und nachher entfernt werden kann. Man mußte hierbei zur Erzielung einer einigermaßen vollständigen Reduktion der Oxyde mit erheblichem Koksüberschuß arbeiten, und durch diesen hohen Koksverbrauch gestaltete sich das Verfahren sehr unwirtschaftlich.Various methods have heretofore been used for this purpose. A known method is that one z. B. a zirconium ore that is relatively contains large amounts of silicon oxide and iron oxide, a reducing agent, e.g. B. coke, adds and the mass is heated in the electric furnace so far that the silicon oxide and the iron oxide is reduced and the silicon and iron become an alloy is formed, which settles separately on the bottom of the furnace and then removed can be. One had to do this in order to achieve a reasonably complete reduction the oxides work with a considerable excess of coke, and because of this high coke consumption the process turned out to be very uneconomical.

Wenn das Zirkonerz im Verhältnis zum Siliciumoxyd nur wenig Eisenoxyd enthielt, hat man zur möglichst weitgehenden Entfernung des Siliciumoxyds auch Eisenspäne zugesetzt, aber dadurch gestaltete sich das Verfahren noch unwirtschaftlicher.If the zirconium ore has little iron oxide in relation to the silicon oxide iron filings are used to remove the silicon oxide as far as possible added, but this made the process even more uneconomical.

Ein anderes bekanntes Verfahren besteht darin, daß man das Zirkonerz und den zur Reduktion des Siliciumoxyds erforderlichen Koks ohne innige Vermischung in den elektrischen Ofen einbringt. Dabei müssen die beiden Massen systematisch gelagert werden. Es kommt daher nur ein Arbeiten in einem Widerstandsofen in Frage. Die Umsetzung geht in der Weise vor sich, daß Si C durch Reaktion des aus dem Zirkon verflüchtigten SiO2 mit dem es umlagernden Koks gebildet und im Ofen festgehalten wird, aus dem es nach Durchführung der Reaktion ausgetragen werden muß, ebenso wie es auch bezüglich des gereinigten Zirkondioxyds zu geschehen hat. Es ist also keinesfalls bei diesem Verfahren ein stetiges Arbeiten mit laufender Zuführung von Zirkonerz und Koks möglich.Another known method is that of the zirconium ore and the coke required to reduce the silica without intimate mixing introduces into the electric furnace. In doing so, the two masses must be systematic be stored. It is therefore only possible to work in a resistance furnace. The implementation proceeds in the way themselves that Si C by reaction of the SiO2 volatilized from the zirconium is formed with the coke surrounding it and is held in the oven, from which it is discharged after the reaction has been carried out must be done, as must also be done with regard to the purified zirconium dioxide Has. So it is by no means a constant work with ongoing work with this method Feeding of zirconium ore and coke possible.

Diese Möglichkeit ist dagegen bei dem den Gegenstand der Anmeldung bildenden Verfahren gegeben, bei dem das Zirkonerz in Mischung mit dem zur Reduktion dienenden Koks fortlaufend in den Bereich der Elektroden eines Lichtbogenofens gebracht wird. Hierbei tritt keine Bildung von SiC ein, viehmehr wird SiO2 laufend durch sofortige Reaktion mit dem Koks im Bereich der Elektroden zu SiO und/oder Si reduziert und das entstandene SiO und/oder Si in Gas-bzw. Staubform unmittelbar durch die Ofenhaube abgeführt.This possibility, on the other hand, is the subject of the application Forming process given in which the zirconium ore is mixed with the for reduction serving coke continuously brought into the area of the electrodes of an electric arc furnace will. No formation of SiC occurs here, much more SiO2 is continuously being absorbed immediate reaction with the coke in the area of the electrodes reduced to SiO and / or Si and the resulting SiO and / or Si in gas or. Dust form directly through the Oven hood removed.

Da keine Bindung der Zersetzungsprodukte des SiO2 durch Bildung von SiC in Frage kommt, ist nur so viel Koks erforderlich, wie für die Reduktion des SiO2 gebraucht wird. Es wird sogar absichtlich eine kleinere, nämlich höchstens go °/o der stöchiometrischen Menge Koks verwendet, um auf jeden Fall die Bildung von SiC zu vermeiden.Since there is no binding of the decomposition products of SiO2 through the formation of SiC is considered, only as much coke is required as for the reduction of the SiO2 is needed. It even becomes a smaller one on purpose, namely at most go ° / o the stoichiometric amount of coke used to definitely get the formation of SiC to avoid.

Für die Erreichung des gewünschten Ergebnisses ist ferner der Betrieb des Lichtbogenofens mit einer geeigneten Spannung von Bedeutung. Durch Versuche ist festgestellt worden, daß diese Spannung zwischen 8o und 16o Volt. liegen muß, wobei die Zufuhr des Gemisches so langsam vor sich gehen muß, daß sich unter den Elektroden ständig geschmolzenes Zirkondioxyd befindet.The operation is also responsible for achieving the desired result of the arc furnace with a suitable voltage is important. Through trials this voltage has been found to be between 8o and 16o volts. must lie the supply of the mixture must be so slow that the Electrodes are constantly molten zirconium dioxide.

Das Verfahren spielt sich also wesentlich anders ab als die erwähnten bekannten Verfahren und gestaltet sich besonders wirtschaftlich, nicht nur wegen des geringen Koksverbrauchs, sondern auch infolge der Möglichkeit des stetigen Arbeitens.The procedure is therefore much different than the ones mentioned known processes and is particularly economical, not only because of the low coke consumption, but also as a result of the possibility of constant work.

Die Zeichnung stellt einen Lichtbogenofen zur Durchführung des neuen Verfahrens dar.The drawing represents an electric arc furnace to carry out the new one Procedure.

Fig. i ist eine Vorderansicht des Ofenmantels; Fig. 2 eine entsprechende Draufsicht, Fig. 3 ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig. i, Fig. 4 ein Teilschnitt nach der Linie 4-4 der Fig. 2,; Fig. 5 und 6 sind Teilschnitte nach den Linien 5-5 und 6-6 der Fig, i; Fig. 7 und 8 zeigen Wasserkühlrohre in Draufsicht; Fig. 9 zeigt ein Fahrgestell für den Ofen in Vorderansicht; Fig. io zeigt das Fahrgestell in der Draufsicht; Fig. i-i ist ein Schnitt nach der Linie iiii der Fig. 9; Fig. 12 ist eine Vorderansicht des vollständig zusammengesetzten Ofens.Fig. I is a front view of the furnace shell; FIG. 2 is a corresponding plan view, FIG. 3 is a section along line 3-3 in FIG. 1, FIG. 4 is a partial section along line 4-4 in FIG. 2; Figures 5 and 6 are partial sections on lines 5-5 and 6-6 of Figure i; 7 and 8 show water cooling tubes in plan view; Fig. 9 shows a chassis for the furnace in a front view; Fig. 10 shows the chassis in plan view; Fig. Ii is a section on line iiii of Fig. 9; Figure 12 is a front view of the fully assembled oven.

Gemäß Fig. 1, 2 und 3 kann der Ofenmantel aus zwei miteinander verschweißten Stahlplatten bestehen. Er hat ovalen Querschnitt und verengt sich von unten nach oben. An der oberen Kante des Mantels 2o ist ein Flansch 21 angeschweißt, mit dem eine abwärts gerichtete Leiste 22 verschweißt ist. Am unteren Ende ist an den Mantel 2o ein breiter Flansch 23 angeschweißt, der gleichfalls aus einer Stahlplatte bestehen und durch Schweißung mit einer abwärts gerichteten Leiste 24 verbunden sein kann. Wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, verläuft die Außenkante des Flansches 23 in Kreisform, während die Innenkante oval ist. An der Außenseite des Mantels 2o und am Flansch 23 sind je zwei stählerne Versteifungsrippen 25, 26, 27 und 28 angeschweißt.According to FIGS. 1, 2 and 3, the furnace shell can be welded together from two Steel plates are made. It has an oval cross-section and narrows from below above. A flange 21 is welded to the upper edge of the jacket 2o, with which a downward bar 22 is welded. At the bottom is on the coat 2o a wide flange 23 is welded, which also consist of a steel plate and connected to a downwardly directed ledge 24 by welding. As can be seen from Fig. 3, the outer edge of the flange 23 is circular, while the inner edge is oval. On the outside of the jacket 2o and on the flange 23 two steel stiffening ribs 25, 26, 27 and 28 are welded on.

An der Außenseite des Mantels 2o sind in der Nähe seines oberen Endes in der langen Achse des Ovals Stahlhaken 3o angeschweißt, mit denen Kettenhaken eines Hebezeuges, z. B. eines Laufkranes, in Eingriff gebracht werden können, um den Mantel 2o von dem durch das Schmelzen entstandenen, aus Zirkondioxyd bestehenden Gußblock abzuheben.On the outside of the jacket 2o are near its upper end Steel hooks 3o welded on the long axis of the oval, with which chain hooks a hoist, e.g. B. an overhead crane, can be engaged to the jacket 2o from the zirconium dioxide formed by the melting Lift off casting block.

Zwei gebogene Rohre 32, von denen in Fig. 7 eines dargestellt und das andere zu diesem doppelt symmetrisch ist, sind mit sehr feinen Lochungen 33 versehen, die vorzugsweise so angeordnet sind, daß sie, wenn die Rohre sich gemäß Fig. 4 und 5 in ihrer Gebrauchsstellung befinden, Wasser einwärts und aufwärts aussprühen. Am einen Ende eines jeden Rohres 32 befinden sich zwei Kniestücke 34, 35, die mit einemAnschlußnippel 36 verbunden sind. Am anderen Ende ist jedes Rohr durch eine Kappe 37 verschlossen. Die Rohre 32 sind unterhalb des Flansches 21 hinter der Leiste 22 durch vier Bolzen 4o befestigt, die durch. den Flansch 21 hindurchgehen und mit Hilfe von Muttern 42 Auflagen 41 tragen, auf denen die Rohre 32 ruhen.Two bent tubes 32, one of which is shown in FIG. 7 and the other is doubly symmetrical to this, have very fine perforations 33 provided, which are preferably arranged so that when the tubes are in accordance with Figures 4 and 5 are in their position of use, spraying water inward and upward. At one end of each tube 32 there are two elbows 34, 35, which with a connection nipple 36 are connected. At the other end, each pipe is through one Cap 37 closed. The tubes 32 are below the flange 21 behind the bar 22 fastened by four bolts 4o, which through. go through the flange 21 and with With the help of nuts 42 supports 41 on which the pipes 32 rest.

Fig. 8 zeigt zwei gebogene Rohre 45, von denen das eine in der daigestellten Weise ausgeführt und das andere wiederum doppelt symmetrisch dazu ausgebildet ist. Diese Rohre weisen ebenfalls Lochungen 46 auf und sind mit Kniestücken 47 und 48 und einem Anschlußnippel49 an einem Ende versehen und am anderen Ende durch eine Kappe 5o abgeschlossen. Gemäß Fig. i und 6 können diese Rohre dicht am Mantel 2o mittels Stützen 52 gehalten werden, die außen an den Mantel 2o angeschweißt sind. Ihre Befestigung geschieht durch Hakenbolzen 53, die durch zylindrische Büchsen 54 der Stützen 52 hindurchgehen und durch Muttern 55 fest angezogen werden können. Die Löcher 46 der Rohre 45 sind gemäß Fig. 6 so gerichtet, daß sie das Wasser nach innen sprühen und dadurch die von den Rohren 32 und 33 ausgehende Wasserberieselung verstärken.Fig. 8 shows two bent tubes 45, one of which is in the shown Way carried out and the other is in turn formed doubly symmetrical to it. These tubes also have perforations 46 and are equipped with elbows 47 and 48 and a connection nipple 49 at one end and through a at the other end Cap 5o completed. According to Fig. I and 6, these tubes can close to the jacket 2o are held by means of supports 52 which are welded to the outside of the jacket 2o. They are attached by hook bolts 53 through cylindrical bushings 54 of the supports 52 can go through and can be tightened by nuts 55. The holes 46 of the tubes 45 are directed according to FIG. 6 so that they the water after spray inside and thereby the water sprinkling emanating from the pipes 32 and 33 strengthen.

Die Rohre 32 und 33 sind mittels der Nippel 36 und 49 an Wasserschläuche 57, 58, 59 und 6o (Fig. 12) angeschlossen.The pipes 32 and 33 are connected to water hoses by means of the nipples 36 and 49 57, 58, 59 and 6o (Fig. 12) connected.

Obgleich die Schmelztemperatur von Zirkondioxyd außerordentlich hoch ist, nämlich etwa 27ö0° C, und Stahlblech bei etwa 1500° C schmilzt, schützt die Wasserberieselung des Mantels 20 in Verbindung mit der hohen Wärmeleitfähigkeit von Stahl den Mantel vor dem Schmelzen. Das Wasser berieselt die ganze Oberfläche des Mantels 20 vom oberen bis zum unteren Ende. Da der Mantel abwechselnd maß und trocken und häufig sehr heiß wird, setzt er sehr schnell eine Rostschicht an, und diese erhöht seine Benetzungsfähigkeit.Although the melting temperature of zirconium dioxide is extremely high is, namely about 27ö0 ° C, and steel sheet melts at about 1500 ° C, protects the Water sprinkling of the jacket 20 in connection with the high thermal conductivity of steel the jacket before melting. The water sprinkles the whole surface of the shell 20 from the top to the bottom. As the coat alternately measured and If it gets dry and often very hot, it quickly builds up a layer of rust, and this increases its wettability.

Gemäß Fig. g und 1o besitzt das Fahrgestell eine kreisförmige Tragplatte 65 aus Stahlblech, an deren Rand eine abwärts gerichtete Leiste 66 aus Stahlblech angeschweißt ist. An die obere Fläche der Tragplatte 66 ist ein ebenfalls aus Stahlblech bestehender Behälter 67 mit ovalem Boden angeschweißt, der dieselbe Form wie das untere Ende des Ofenmantels 2o (Fig. 3) hat. Jedoch ist der Behälter 67 in etwas kleineren Abmessungen als der Mantel 2o und der Flansch 23 gehalten, so daß diese über den Behälter 67 gestülpt werden rönnen. Wie Fig. 12 zeigt, wird beim Aufsetzen des Mantels mit dem Flansch 23 auf die Tragplatte 65 ein glattes Stück Gummischlauch 69 mit sich überlappenden Enden als Dichtung und Puffer zwischengelegt.According to Fig. G and 1o, the chassis has a circular support plate 65 made of sheet steel, on the edge of a downwardly directed bar 66 made of sheet steel is welded on. On the upper surface of the support plate 66 is a Container 67, also made of sheet steel, welded on with an oval bottom, which has the same shape as the lower end of the furnace shell 2o (Fig. 3). However is the container 67 in somewhat smaller dimensions than the jacket 2o and the flange 23 held so that they can be slipped over the container 67. As Fig. 12 shows, when the casing is placed with the flange 23 on the support plate 65 a smooth piece of rubber hose 69 with overlapping ends as a seal and buffer interposed.

Das Fahrgestell besteht gemäß Fig. 9 und ii aus zwei parallelen stählernen I-Trägern 7o, die an die Unterseite der Tragplatte 65 angeschweißt sind, und aus drei rechtwinklig zu ihnen verlaufenden TI-Trägern 71, die ebenfalls mit der Unterseite der Platte 65 durch Schweißen verbunden sind. An die äußeren Träger 71 sind Zugösen 72 angeschweißt, in die ein Kettenhaken eingehängt werden kann, um das Fahrgestell auf der Fahrbahn 73 entlang zu ziehen. Vier auf den Schienen 73 laufende Räder 75 sind auf Stahlachsen 76, die in an die Unterseiten der Träger 7o angeschweißten Lagerbüchsen 77 drehbar sind, zwischen diesen und Achsbunden 78 befestigt.According to FIGS. 9 and ii, the chassis consists of two parallel steel ones I-beams 7o, which are welded to the underside of the support plate 65, and from three TI beams 71 running at right angles to them, also with the underside of the plate 65 are connected by welding. Drawbar eyes are attached to the outer carrier 71 72 welded on, in which a chain hook can be hooked to the chassis to pull along the roadway 73. Four wheels 75 running on the rails 73 are on steel axles 76 which are welded to the undersides of the girders 7o Bearing bushes 77 are rotatable, fastened between these and axle collars 78.

Der Verarbeitung in dem Ofen wird Erz von geringem Eisengehalt unterworfen. Es kann sich dabei um Zirkonsand handeln, der ein sehr gehaltreiches Erz und verhältnismäßig billig ist. Ein typisches Zirkonerz hat folgende Zusammensetzung: 'Tafel I Gewichtsprozente Zirkondioxyd, Zr0........... 65 bis 67 Siliciumoxyd, Si 02 . . . . . . . . . . 32 bis 34 Eisenoxyd, gerechnet als Fe203 o,oi bis 0,30 Titanoxyd, T102 ............ o,o? bis 0,30 Aluminiumoxyd, A13 03 ....... weniger als i Andere Bestandteile außer Hafniumoxyd, Hf 02 ....... Spur Für .die meisten Zwecke wird der Hafniumoxyd-Behalt von Zirkondioxyd mit als Zirkondioxyd angeführt, weil in den meisten chemischen Reaktionen Hafniumoxyd ebenso wie Zirkondioxyd wirkt und mit ihm in vielen physikalischen Eigenschaften übereinstimmt. - Fast alle zirkondioxydhaltigen Erze haben einen kleinen Gehalt an Hafniumoxyd, vielleicht von der Größenordnung 20/,. Die Anwesenheit von Hafniumoxyd in dem Erz und in dem Endprodukt ist selbst bei einem Anteil von io °/o oder mehr ohne Bedeutung für das vorliegende Verfahren, das in bezug auf Hafniumoxyd ebenso wie in bezug auf Zirkondioxyd wirkt. Sogar 'bei einem Erz, das an Hafniumoxyd reicher als an Zirkondioxyd wäre, würde das Ergebnis des Verfahrens dasselbe sein, d. h., es würde auch das Hafniumoxyd gereinigt werden. Wenn also im nachstehenden von Zirkondioxydgehalt. gesprochen wird, ist darin' auch. jeder Hafniumoxydgehalt eingeschlossen.Low iron ore is subjected to processing in the furnace. It can be zircon sand, which is a very rich ore and relatively cheap. A typical zirconium ore has the following composition: 'Panel I Weight percent Zirconium dioxide, Zr0 ........... 65 to 67 Silicon oxide, Si 02. . . . . . . . . . 32 to 34 Iron oxide, calculated as Fe203 o, oi to 0.30 Titanium oxide, T102 ............ o, o? to 0.30 Aluminum oxide, A13 03 ....... less than i Other ingredients besides Hafnium Oxide, Hf 02 ....... trace For most purposes, the hafnium oxide content of zirconium dioxide is listed as zirconium dioxide, because in most chemical reactions hafnium oxide acts like zirconium dioxide and has many physical properties. - Almost all ores containing zirconium dioxide have a small amount of hafnium oxide, perhaps of the order of 20%. The presence of hafnium oxide in the ore and in the final product, even at a level of 10% or more, is of no consequence to the present process, which is as effective with hafnium oxide as with zirconium dioxide. Even with an ore richer in hafnium oxide than zirconium dioxide, the result of the process would be the same, that is, the hafnium oxide would also be purified. If so in the following of zirconium dioxide content. is spoken is in it too. any hafnium oxide content included.

Bevor der Mantel 2o und der Ofenboden auf dem Fahrgestell vereinigt werden, wird der Bodenbehälter 67 mit Zirkonerz angefüllt. Es kann sich dabei um dasselbe Erz handeln, das dem Konzentrationsprozeß unterworfen werden soll, oder man könnte ein anderes Erz von im allgemeinen ähnlichen Eigenschaften verwenden, z. B. Baddeleyit, das ein verhältnismäßig reines Zirkondioxyd alluvialer Herkunft ist. In der Regel wird der Bodenbehälter 67 bis zum Rande gefüllt. Hiernach wird der Ofen, wie in Fig. x2 dargestellt, so zusammengesetzt, daß der Mantel 2o auf der Fahrgestellplatte 65 ruht und den Behälter 67 umgibt, worauf dasselbe Erz, das zum Füllen des Behälters 67 verwendet worden ist, oder ein ähnliches Erz in den Ringraum zwischen dem Mantel 2o und der Außenseite des ovalen Behälters 67 geschaufelt wird, bis dieser Raum vollständig angefüllt ist.Before the jacket 2o and the furnace bottom unite on the chassis the bottom container 67 is filled with zirconium ore. It can be about trade the same ore that is to be subjected to the concentration process, or another ore of generally similar properties could be used, z. B. Baddeleyit, which is a relatively pure zirconium dioxide of alluvial origin is. As a rule, the bottom container 67 is filled to the brim. After that, the furnace, as shown in Fig. x2, assembled so that the jacket 2o on the chassis plate 65 rests and surrounds the container 67, whereupon the same ore that has been used to fill the container 67, or a similar ore in the Annular space between the jacket 2o and the outside of the oval container 67 is shoveled until this space is completely filled.

Hierauf wird in den Mantel 2o in einer ebenen Lage von etwa 2o cm Tiefe die zu behandelnde Mischung. eingefüllt. Das Maß 2o cm gilt für Öfen von verschiedenen Abmessungen, weil die Tiefe der ersten Schicht eine Funktion des Schmelzpunktes des Gemisches ist. Die Schichtstärke könnte in einem ziemlich weiten Bereich größer oder kleiner sein, doch hat sich eine Stärke von etwa 2o cm als zweckmäßig erwiesen.This is followed by 2o in the coat in a level position of about 20 cm Depth the mixture to be treated. filled. The dimension 2o cm applies to ovens of different Dimensions because the depth of the first layer is a function of the melting point of the mixture is. The layer thickness could be greater in a fairly wide range or smaller, but a thickness of about 20 cm has proven to be useful.

Die Mischung besteht aus dem in Tafel I angegebenen Erz zuzüglich 45 bis go °/o der stöchiometrisch zum Reduzieren des Si OZ des Erzes zu Silicium erfo@ ierlichen Menge Kohle. Die zu verwendende Koksmenge hängt von der Menge des im Koks enthaltenen Kohlenstoffes ab, die vorher durch Analyse von Proben festgestellt worden ist. Es kann sich um metallurgischen, Petroleum- oder Pechkoks handeln. Der Koks für das Gemisch kann geglüht oder angeglüht sein, doch wird trockener Koks zur Erleichterung der Speisung vorgezogen. Die Stückgröße des Kokses kann verschieden sein. Gewöhnlich wird eine Stückgröße von etwa 12 mm bis herab zu feinen Teilchen von Siebgröße i6oo (16oo Maschen je cm2) vorgezogen, aber gewöhnlich sollten Y5 °/o des Kokses eine Stückgröße von höchstens 6 mm haben.The mixture consists of the ore specified in Table I plus 45 to go% that stoichiometric to reduce the Si OZ of the ore to silicon Successful amount of coal. The amount of coke to use depends on the amount of carbon contained in the coke, which was previously determined by analysis of samples has been. It can be metallurgical, petroleum or pitch coke. Of the Coke for the mixture may be annealed or partially annealed, but dry coke becomes preferred to facilitate feeding. The lump size of the coke can vary be. Usually a lump size of about 12 mm down to fine particles screen size i6oo (16oo meshes per cm2) preferred, but usually Y5 ° / o of the coke is not more than 6 mm in size.

Das Zirkonerz od. dgl. sollte eine erhebliche Menge feiner Teile enthalten, und da Zirkonerz in Siebgrößen von etwa goo bis zu Feinheitsgraden unter io ooo vorkommt, kann es im Naturzustand benutzt .werden. Eine Aussiebung einer typischen Partie von Zirkonerz hat folgendes ergeben: Tafel 1I Rückstand auf Sieb Gewichts- von Maschenzahl je cma Prozente 900 o,13 1225 2,93 i 6oo 35,80 1900 7,80 2500 10,47 3600 3350 4200 4,73 5200 3,93 7000 0,00 10000 o,17 Durchfall durch io ooo 0,20 9966 Verlust......................... 0,34 ioo,oo Es wird dann über der Lage des Gemisches eine Strombrücke aus elektrisch leitendem, d. h. geglühtem Koks hergestellt. Die Stärke der Koksstücke kann bis zu etwa 5 cm betragen, aber auch kleiner sein bis herab zu etwa i2 mm. Im allgemeinen werden Stückgrößen von etwa 25 mm vorgezogen. Die Breite der Koksbrücke sollte etwa dem Durchmesser der Elektroden entsprechen; jedenfalls braucht sie nicht breiter zu sein. In dem Gemisch wird zweckmäßig ein die Brücke aufnehmender Graben vorgesehen. Die Brücke sollte sich zwischen den äußeren .Kanten der Elektroden -erstrecken.The zirconium or the like should contain a considerable amount of fine parts, and since zirconium ore occurs in sieve sizes from about goo to degrees of fineness below 10,000, it can be used in its natural state. A screening of a typical batch of zirconium ore showed the following: Plate 1I Residue on sieve weight of mesh count per cma percent 900 o, 13 1225 2.93 i 6oo 35.80 1900 7.80 2500 10.47 3600 3350 4200 4.73 5200 3.93 7000 0.00 10000 o, 17th Diarrhea from io ooo 0.20 9966 Loss ......................... 0.34 ioo, oo A current bridge of electrically conductive, ie, annealed, coke is then established over the layer of the mixture. The thickness of the coke pieces can be up to about 5 cm, but can also be smaller, down to about 12 mm. In general, piece sizes of about 25 mm are preferred. The width of the coke bridge should roughly correspond to the diameter of the electrodes; in any case, it does not need to be wider. A trench receiving the bridge is expediently provided in the mixture. The bridge should extend between the outer edges of the electrodes.

Nun kann das Fahrgestell auf den Schienen 73 so bewegt werden, daß der Ofenmantel 2o symmetrisch zu den Elektroden 8o (Fig. 12) zu liegen kommt, und dann werden diese so weit gesenkt, daß sie mit der Koksbrücke in Berührung kommen. Die Elektroden 8o werden in bekannter Weise durch einen sie tragenden selbsttätigen Regelmechanismus bei Zunahme des Stromes (in Kilowatt ausgedrückt) gehoben und bei Abnahme des Stromes gesenkt.Now the chassis can be moved on the rails 73 so that the furnace jacket 2o comes to lie symmetrically to the electrodes 8o (FIG. 12), and then these are lowered so far that they come into contact with the coke bridge. The electrodes 8o are self-actuating in a known manner by one that carries them Control mechanism when the current increases (expressed in kilowatts) raised and at Reduced decrease in current.

Es ist nicht möglich, die Stromverhältnisse in dem Ofen oder den Widerstand der Brücke oder des sich bildenden Bades von Zirkondioxyd anzugeben. Die Stromverhältnisse ändern sich bei verschiedenen Ofengrößen und von Zeit zu Zeit auch bei einem bestimmten Ofen, während der Widerstand in weiten Grenzen selbst in einem einzelnen Ofengang veränderlich ist. Jedoch müßte die elektromotorische Kraft zwischen 8o und 16o Volt gehalten werden. Bei größerer elektromotorischer Kraft nehmen die reduzierenden Bedingungen so weit ab, daß weniger von dem im Erz enthaltenen und mit dem Zr 02 zu Zirkon (ZrSi04) verbundenen Si 0, abgeschieden wird, so daß das Enderzeugnis zuviel Si02 enthält. Bei höherer Spannung ergeben sich längere Lichtbögen und größere Gaswirbelung; daher gelangt mehr atmosphärische Luft unter die Elektroden, so daß die reduzierende Wirkung des Kokses in dem Gemisch gehemmt und die im Enderzeugnis enthaltene Menge von Si O2 vergrößert wird, was auf eine derartige Herabsetzung des Handelswertes dieses Erzeugnisses hinausläuft, daß das Verfahren unwirtschaftlich wird. Ferner wirken die Elektroden selbst stark reduzierend, wenn sie in das geschmolzene Bad eintauchen, und wenn sie im Durchschnitt ziemlich nahe an das Bad heranreichen, kommen sie mit ihm infolge des Spiels der Regelvorrichtung und der Bewegung der Flüssigkeit häufig in Berührung. Befinden sich dagegen die Elektroden durchschnittlich in hoher Lage, wie es der Fall ist, wenn mit hoher Spannung gearbeitet wird, so treten sie mit der Flüssigkeit weniger oder überhaupt nicht in Berührung. Es sollte also im Interesse einer wirtschaftlichen Durchführung des Verfahrens in der Praxis die elektromotorische Kraft nicht größer als x6o Volt sein.It is not possible to give the current ratios in the furnace or the resistance of the bridge or the bath of zirconium dioxide that is being formed. The current ratios change with different furnace sizes and from time to time also with a certain furnace, while the resistance can be varied within wide limits even in a single furnace. However, the electromotive force would have to be kept between 8o and 16o volts. With greater electromotive force, the reducing conditions decrease to such an extent that less of the Si 0 contained in the ore and bonded with the Zr 02 to form zirconium (ZrSi04) is deposited, so that the end product contains too much Si02. With higher voltage, longer arcs and greater gas turbulence result; therefore, more atmospheric air passes under the electrodes, inhibiting the reducing effect of the coke in the mixture and increasing the amount of SiO2 contained in the final product, which tends to lower the commercial value of that product to such an extent that the process becomes uneconomical. Furthermore, the electrodes themselves have a strong reducing effect when they are immersed in the molten bath, and if they come fairly close on average to the bath, they often come into contact with it due to the play of the control device and the movement of the liquid. If, on the other hand, the electrodes are on average in a high position, as is the case when working with high voltage, they come into less contact with the liquid or not at all. In the interests of economical implementation of the process, the electromotive force should not be greater than x60 volts in practice.

Andererseits wird bei Herabsetzung der elektromotorischen Kraft die reduzierende Wirkung so weit vergrößert, daß das Si02 nicht nur von dem ZrSi04 abgeschieden, sondern auch zu metallischem Silicium Si reduziert wird. Bei niedriger Spannung wird dieses nicht vollständig als gasförmiges Silicium abgeführt, und tatsächlich findet sich beim Arbeiten unter 8o Volt ein großer Teil von ihm in dem durch das Verfahren erzeugten Block, und ein Teil von ihm verbindet sich nach Abstreifen des Ofenmantels von dem Block wieder mit Sauerstoff. Es wird aber weder Si OZ noch Si noch Zr Si 04 in dem durch das Verfahren entstehenden Block gewünscht, d. h., von jedem soll so wenig wie möglich vorhanden sein. Durch Herabsetzung der Spannung auf unter 8o -Volt wird ein häufiger oder stetiger Kontakt der Graphit- oder Kohleelektroden mit dem Bad hervorgerufen und dadurch die reduzierende Wirkung stark vergrößert.On the other hand, when the electromotive force is decreased, the reducing effect so much that the Si02 is not only deposited from the ZrSi04, but also to metallic silicon Si is reduced. At low voltage this is not completely discharged as gaseous silicon, and indeed When working below 8o volts, a large part of it is found in the through the Process generated block, and part of it connects after stripping the Oven jacket from the block again with oxygen. But it becomes neither Si OZ nor Si Zr Si 04 is still desired in the ingot resulting from the process, d. h., from everyone should have as little as possible. By relieving the tension Frequent or steady contact between the graphite or carbon electrodes is below 8o volts caused by the bath and thereby greatly increases the reducing effect.

Eine weitere Erklärung dafür, daß die Bedingungen bis zu einem gewissen Grade, aber nicht stärker reduzierend sein sollen, liegt darin, daß sich bei den erreichten hohen Temperaturen das SiO2 von dem Zr, - Si 02 abspaltet, daß aber die Temperatur nicht überall in dem sich bildenden Bade hoch genug sein kann, um das gesamte oder annähernd das gesamte Si 0, zu verflüchtigen, so daß die Bedingungen genügend reduzierend gehalten werden müssen, um das Si02 zu Si oder zu einem niedrigeren Oxyd oder niedrigeren Oxyden des Siliciums zu reduzieren. Wenn aber ein großer Teil des im Zirkon enthaltenen Si 02 zu Silicium reduziert wird, findet sich in dem erzeugten Block eine erhebliche Menge Silicium, das in Abwesenheit von irgendeiner nennenswerten Menge metallischen Eisens in der Schmelze nicht auf den Boden niedersinkt, sondern den ganzen Block durchsetzt. Einer der Zwecke der Erfindung war aber gerade die Vermeidung der Verwendung der teuren Eisenspäne; doch darf dies nicht zur Erzeugung eines minderwertigen Zirkondioxyds führen, und Zirkondioxyd, das freies Silicium enthält, ist eben für manche Zwecke minderwertig.A further explanation for the fact that the conditions should be reducing to a certain extent, but not more, is that at the high temperatures reached, the SiO2 splits off from the Zr, - Si 02, but the temperature is not everywhere in the forming bath may be high enough to cover the entire or almost the entire Si 0, so that the conditions must be kept sufficiently reducing to volatilize to the Si02 to Si or to a lower oxide or lower oxides to reduce the silicon. If, however, a large part of the Si 02 contained in the zirconium is reduced to silicon, a considerable amount of silicon is found in the block produced, which in the absence of any significant amount of metallic iron in the melt does not sink to the bottom but permeates the entire block . One of the purposes of the invention, however, was precisely to avoid the use of expensive iron filings; but this must not lead to the production of an inferior zirconium dioxide, and zirconium dioxide, which contains free silicon, is inferior for some purposes.

Durch Vermeidung einer zu stark reduzierenden Reaktionszone wird der Si0z Gehalt zu Siliciummonoxyd oder einem anderen bei verhältnismäßig niedriger Temperatur flüchtigen Siliciumoxyd reduziert. Ferner wird durch Zuführung des Gemisches zu Stellen, die unmittelbar unter den Elektroden liegen, das teilweise reduzierte Siliciumoxyd so gut wie vollständig ausgetrieben. Unter den Elektroden herrscht eine große Hitze, und es gibt dort keine kühlen Stellen. Nach Ansicht der Anmelderin zerfällt das Zirkon Zr OZ - Si OZ in Zr02 + SiO oder möglicherweise Si02, wobei der frei werdende Sauerstoff sich mit dem Kohlenstoff des Kokses verbindet; und ein Rauch, bestehend aus CO-Gas, Si0-Gas und reoxydierten, kondensierten Si02-Teilchen, zieht aufwärts durch die Ofenhaube und wird durch Ventilatoren abgeführt. Für die Durchführung des Prozesses sind eine Haube und ein Ventilationssystem zu verwenden, wie sie in der einschlägigen Technik bekannt sind.By avoiding an excessively reducing reaction zone, the Si0z content to silicon monoxide or another at relatively lower Temperature of volatile silicon oxide reduced. Furthermore, by adding the mixture to places immediately below the electrodes, the partially reduced Silica almost completely driven off. There is under the electrodes a great deal of heat and there are no cool places there. According to the applicant The zirconium Zr OZ - Si OZ breaks down into Zr02 + SiO or possibly Si02, whereby the released oxygen combines with the carbon of the coke; and a smoke consisting of CO gas, Si0 gas and reoxidized, condensed Si02 particles, pulls upwards through the furnace hood and is removed by fans. For the A hood and ventilation system must be used to carry out the process, as they are known in the relevant art.

Die Begrenzung auf höchstens 9,o0/, der stöchiometrischen Menge von Kohlenstoff in Verbindung mit der Zuführung des Gemisches unmittelbar unter den Elektroden hat zu einer großen Änderung in der vorliegenden Technik geführt und macht die Verwendung von Eisen unnötig, das nicht nur teuer, sondern auch schwer zu beseitigen ist.The limitation to a maximum of 9, o0 /, the stoichiometric amount of Carbon in connection with the supply of the mixture immediately below the Electrodes has led to a great change in the present technology and makes the use of iron unnecessary, which is not only expensive but also heavy is to be eliminated.

Bei dem bekannten Verfahren gemäß der USA.-Patentschrift 1427 816 wird in einem elektrischen Ofen ein Erz geschmolzen, das 64,9% Zr 02, 190/, S102, 7,50% Fe, 0, und 1,1% T102 enthält bei einem Glühverlust von 2,8 °/°. Dabei wird festgestellt, daß bei Verwendung von 13,2 °/° Koks das Erzeugnis die folgende Oxydanalyse ergab: 97,7 °/° Zr 02, 0,3 °/° S'021 o,20/0 Fe203 und o,5 °/°T102. Es wird aber nicht dem elementaren Silicium in dem Block Rechnung getragen, das sicher in erheblicher Menge auftrat, weil viel mehr Koks verwendet wurde als das Maximum gemäß der vorliegenden Erfindung. Es wurden 7,3 °/° Fe. 0, reduziert, wofür 1,64 °/° Kohlenstoff nötig waren. Für die Reduktion vono,6 °/° Ti 02 waren ferner o,18 °/° Kohlenstoff erforderlich,. Die erforderliche Gesamtmenge von Kohlenstoff betrug daher 1,82 °/°. Vergrößert man diese um io °/° zur Umwandlung in Koks, so ist die Berechnung völlig einwandfrei, weil Koks gewöhnlich go °/° oder mehr Kohlenstoff enthält. Hieraus folgt, daß die gemäß dem genannten Patent verwendete Koksmenge zum Reduzieren des Eisenoxydes und des Titanoxydes sehr nahe bei 2 °/° lag, so daß 11,2 °/° Koks für die Reduktion von Siliciumoxyd übrigblieben. Da in dem Erz 1g0/0 Si02 enthalten waren, betrug der stöchiometrische Kohlenstoffbedarf nur 7,6 °/° oder rund 8 °/° Koks. Es ist also ersichtlich, daß bei dem Verfahren des genannten Patents erheblich mehr als der stöchiometrische Bedarf an Kohlenstoff oder Koks verwendet wurde, während bei dem vorliegenden Verfahren die Verwendung von höchstens go °/° der stöchiometrischen Menge entscheidend ist. ersichtlich sind. Die Stahlrohre 81 und 82 führen das Gemisch unmittelbar den Elektroden zu, und das Gemisch folgt den Elektroden in der Längsrichtung und gelangt in den Sumpf von geschmolzenem Gut unmittelbar unter den Elektroden, wodurch den Anforderungen in dieser Hinsicht genügt wird. Die Achsen der Rohre 81 und 82 befinden sich in derselben Ebene wie die Achsen der Elektroden 8o.In the known method according to US Pat. No. 1,427,816, an ore is melted in an electric furnace which contains 64.9% Zr 02, 190 /, S102, 7.50% Fe, 0, and 1.1% T102 a loss on ignition of 2.8 ° / °. It is found that when using 13.2 ° / ° coke the product gave the following oxide analysis: 97.7 ° / ° Zr 02, 0.3 ° / ° S'021 o, 20/0 Fe 2 O 3 and 0.5 ° / ° T102. However, no account is taken of the elemental silicon in the ingot, which certainly occurred in considerable quantities because much more coke was used than the maximum according to the present invention. It was 7.3 ° / ° Fe. 0, reduced, for which 1.64 ° / ° carbon were necessary. For the reduction of 0.6 ° / ° Ti 02, 0.18 ° / ° carbon was also required. The total amount of carbon required was therefore 1.82%. If this is increased by 10 ° / ° to convert it into coke, the calculation is completely correct, because coke usually contains 20 ° / ° or more carbon. It follows that the amount of coke used according to the cited patent to reduce the iron oxide and the titanium oxide was very close to 2 ° / °, so that 11.2 ° / ° coke remained for the reduction of silicon oxide. Since the ore contained 1g0 / 0 Si02, the stoichiometric carbon requirement was only 7.6 ° / ° or around 8 ° / ° coke. It can therefore be seen that in the process of the cited patent considerably more than the stoichiometric requirement of carbon or coke was used, while in the present process the use of at most go ° / ° of the stoichiometric amount is decisive. can be seen. The steel pipes 81 and 82 directly supply the mixture to the electrodes, and the mixture follows the electrodes in the longitudinal direction and enters the sump of molten material just below the electrodes, thereby satisfying the requirements in this regard. The axes of the tubes 81 and 82 are in the same plane as the axes of the electrodes 8o.

- Der Ofen wurde 1o Stunden und 15 Minuten bei stetiger gleichmäßiger Zufuhr des Gemisches gemäß Tafel III in Betrieb gehalten. Nach dieser Zeit wurden die Elektroden angehoben und der Ofen abkühlen gelassen, worauf nach 16 Stunden der Mantel von dem Block abgestreift wurde. Natürlich wurde das Kühlwasser während des Ofenganges und während des Kühlens des Blockes in dem Mantel angestellt gehalten.- The furnace became 10 hours and 15 minutes with steadily more uniform Feed of the mixture according to Table III kept in operation. After that time were the electrodes were raised and the oven allowed to cool, followed by 16 hours the coat has been stripped from the block. Of course the cooling water was during of the furnace aisle and kept engaged during the cooling of the block in the jacket.

Der als Ergebnis dieses Verfahrens erhaltene Block hatte folgende Zusammensetzung Beispiel Bei Verwendung des in der Zeichnung dargestellten Ofens, bei dem die Höhe des Mantels 1,37 m betrug und die anderen Abmcssungen den Verhältnissen der Zeichnung entsprachen, wurde der Bodenbehälter 67 gefüllt, wie oben angegeben. Der Mantel 2o wurde auf die Platte 65 gestellt, der Raum zwischen dem Mantel und dem ovalen Bodenbehälter wurde in der ebenfalls angegebenen Weisegefüllt, und der zusammengesetzte Ofen wurde mit einer etwa 2o cm dicken Schicht des Gemisches von Zirkonsand und Koks beladen. Das Gemisch hatte folgende Zusammensetzung Tafel III . Gewichtsprozente Zirkondioxyd, Zr0............ 6o,oo Siliciumoxyd, Si 02 ........... 30,10 Eisenoxyd, als Fe203 gerechnet 0,04 Titanoxyd, Ti 02 ............. 0,24 Aluminiumoxyd, Ale 03 . . . . . . . . etwa 0,50 Koks (88,8 °/° Kohlenstoff) .... 8,88 Andere Stoffe außer Hafnium- oxyd, Hf02 ............ . etwa o,25 Es wurde sodann eine etwa 1o cm tiefe Koksbrücke zwischen den Standorten der Elektroden gelegt, wie beschrieben, und die Elektroden 8o wurden auf diese Brücke heruntergelassen, um dann den Strom bei ioo Volt anzustellen. Das Gemisch wurde stetig in einer Menge von 225 kg/Stunde in gleichmäßigem Strom durch starke Stahlrohre 81 und 82 zugeführt, deren Lagen- und Winkelverhältnisse gegenüber den Elektroden 8o in Fig. 12 und gestrichelt in Fig. 2 Tafel IV Gewichtsprozente Siliciumoxyd, S102 ....... ,o,14 Eisenoxyd, als Fee 01 gerechnet .............. o,io Titanoxyd, T102 . . . . . .. . . 0,47 Aluminiumoxyd, A1203. . . . weniger als i,oo Andere Stoffe, außer Zirkon- dioxyd und Hafniumoxyd weniger als 0,50 Zirkondioxyd und Hafnium- oxyd .................. alles übrige In dem Block befand sich im wesentlichen kein Silicium, und am Boden des Blockes befand sich kein Metallkuchen: Metallkuchen von Ferrosilicium sind beim Schmelzen der Oxyde, die meistens etwas Eisenoxyd enthalten, die Regel, und in vielen Fällen werden Eisenspäne zugesetzt, wie oben angegeben. Jedoch ist Zirkonsand auffallend frei von Eisenverbindungen, und aus ihm hat sich nach Entfernung des -- Siliciumoxydes ein sehr reines Zirkondioxyd ergeben.The block obtained as a result of this procedure had the following composition: Example Using the furnace shown in the drawing, in which the height of the jacket was 1.37 m and the other dimensions were as shown in the drawing, the bottom container 67 was filled as indicated above . The jacket 20 was placed on the plate 65, the space between the jacket and the oval bottom container was filled in the manner also indicated, and the assembled furnace was loaded with an approximately 20 cm thick layer of the mixture of zircon sand and coke. The mixture had the following composition Plate III . Weight percent Zirconium dioxide, Zr0 ............ 6o, oo Silicon oxide, Si 02 ........... 30.10 Iron oxide, calculated as Fe203 0.04 Titanium oxide, Ti 02 ............. 0.24 Aluminum oxide, ale 03. . . . . . . . about 0.50 Coke (88.8 ° / ° carbon) .... 8.88 Other substances besides hafnium oxide, Hf02 ............. about o.25 A coke bridge about 10 cm deep was then placed between the locations of the electrodes, as described, and the electrodes 80 were lowered onto this bridge in order to then turn on the current at 100 volts. The mixture was fed steadily in an amount of 225 kg / hour in a steady flow through strong steel pipes 81 and 82, the position and angle ratios of these with respect to the electrodes 8o in FIG. 12 and in dashed lines in FIG. 2 Plate IV Weight percent Silicon oxide, S102 ......., o, 14 Iron oxide, as a fairy 01 calculated .............. o, io Titanium oxide, T102. . . . . ... . 0.47 Aluminum oxide, A1203 . . . . less than i, oo Other substances, except zirconium Dioxide and Hafnium Oxide less than 0.50 Zirconium dioxide and hafnium oxide .................. everything else There was essentially no silicon in the block and no metal cake at the bottom of the block: ferrosilicon metal cakes are the rule in melting the oxides, which usually contain some iron oxide, and in many cases iron filings are added as noted above. However, zircon sand is remarkably free of iron compounds, and after removal of the silicon oxide a very pure zirconium dioxide has been obtained.

Das neue Verfahren ist sehr wirtschaftlich und liefert ein kristallines Zirkondioxyd des angegebenen Reinheitsgrades. -In der dargestellten Ausführung können Öfen großer Abmessungen für die Durchführung des Prozesses gebaut werden, z. B. mit einem Mantel von etwa 2,75 m Höhe.The new process is very economical and produces a crystalline one Zirconium dioxide of the specified degree of purity. -In the version shown, you can Furnaces of large dimensions can be built to carry out the process, e.g. B. with a coat about 2.75 m high.

Das Gemisch wird durch die Rohre 81 und 82 so langsam zugeführt, daß unter den Elektroden ständig ein Sumpf von geschmolzenem Zirkondioxyd aufrechterhalten wird, d. h., das eingeführte Gemisch schmilzt so gut wie augenblicklich. Dadurch ist die Möglichkeit gegeben, den Siliciumoxydgehalt zu einem gasförmigen Oxyd mit weniger * Sauerstoff als Si 02 zu reduzieren.The mixture is fed through the pipes 81 and 82 so slowly that constantly maintaining a sump of molten zirconia under the electrodes will, d. that is, the mixture introduced melts almost instantly. Through this there is the possibility of using the silicon oxide content to form a gaseous oxide less * to reduce oxygen than Si 02.

Die Neigung der Rohre 81 und 82 ist eine solche, daß das zulaufende Gemisch auf die Elektroden 8o trifft, um dann senkrecht an ihnen abwärts zu gehen, so daß es unmittelbar unter die Elektroden gelangt.The inclination of the tubes 81 and 82 is such that the tapered Mixture hits the electrodes 8o, in order to then go vertically downwards on them, so that it gets directly under the electrodes.

Graphitelektroden brennen nicht so schnell ab wie solche aus amorphem Kohlenstoff und stellen sich daher bei den hier auftretenden hohen Temperaturen im Verbrauch billiger. Graphit ist übrigens auch ein besserer Stromleiter als amorphe Kohle, so daß die Elektroden kleiner sein können. Überdies bestehen Graphitelektroden aus reinerem Kohlenstoff als solche aus amorphem Kohlenstoff.Graphite electrodes do not burn off as quickly as those made from amorphous ones Carbon and therefore arise at the high temperatures that occur here in the Consumption cheaper. By the way, graphite is also a better conductor of electricity than amorphous Carbon so that the electrodes can be smaller. There are also graphite electrodes made of purer carbon than amorphous carbon.

Der erzeugte Block nimmt nicht das ganze Volumen des Mantels 2o ein, weil etwa 4o bis 6o °% nur teilweise konzentriertes Gut darstellen, das leicht von dem Block von konzentriertem Zirkondioxyd getrennt werden kann. Derartiges teilweise konzentriertes Gut wird mit Erz zum Beschicken des Ofens- bei. Pinem folgenden Ofengang gemischt. Die Beschickung für nachfolgende Ofengänge ist also reicher an Zirkondioxyd und ärmer an Siliciumoxyd, als in Tafel I angegeben, nämlich etwa wie folgt: Tafel V Gewichtsprozente Zirkondioxyd, ZrO2 . . . . . . . . . . 67 bis go Siliciumoxyd, S'03 . . . : . . . . . . xo bis 32 Eisenoxyd, als Fe$ 03 gerechnet o,or bis o,3o Titanoxyd, T'0$ ............ 0,05 bis o,4o Aluminiumoxyd, A1 e03 ....... weniger als x Andere Stoffe, außer Hf0$ und Kohlenstoff ............... Spur Die Beschickung für den Ofen kann also irgendwo zwischen den kombinierten Grenzen der Tafeln I und V liegen.The block produced does not take up the entire volume of the jacket 2o, because about 40 to 60 °% represent only partially concentrated material which can easily be separated from the block of concentrated zirconium dioxide. Such partially concentrated material is with ore for charging the furnace with. Pinem mixed in the following oven course. The charge for subsequent furnace runs is therefore richer in zirconium dioxide and poorer in silicon oxide than indicated in Table I, namely roughly as follows: Plate V Weight percent Zirconium dioxide, ZrO2. . . . . . . . . . 67 to go Silicon oxide, S'03. . . :. . . . . . xo to 32 Iron oxide, calculated as Fe $ 03 o, or to o, 3o Titanium Oxide, T'0 $ ............ 0.05 to 0.4o Aluminum oxide, A1 e03 ....... less than x Other substances, except Hf0 $ and Carbon ............... trace The load for the furnace can therefore be anywhere between the combined limits of panels I and V.

Claims

PATENT CLAIM: Process for the production of zirconium dioxide by reducing Si0z-rich zirconium ores with coke, characterized in that a mixture of ore and coke in such a ratio that the carbon content of the coke is between 45 and go ° continuously directly under the carbon or graphite electrodes of an electric arc furnace / o is the amount required for the complete reduction of the Si 02 to silicon, and that the electrodes are operated with a voltage between 8o and 16o volts, the supply of the mixture being so slow that it is below the Electrodes are constantly molten zirconium dioxide. Documents considered: USA: Patent No. 2 2o6 287.