JPS599608B2 - マグネシウムの製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は酸化物の形のマグネシウムを含有する物質を高
温にて炭素を用いて還元することによるマグネシウムの
製法に関する。

２０００℃を越える温度を使用するこの種の反応は当業
者に既知である。

推定される反応ＭｇＯ十Ｃ：Ｍｇ＋ＣＯは可逆的であり
２つの気体状生成物（マグネシウム蒸気および一酸化炭
素）が同時に形成され、該生成物は低温例えば１１２０
〜２０００℃の温度にて元の物質に戻る傾向を有する。

従って該反応は急冷する必要がある。該反応は該方法に
て工業規模で使用されてはいるが困難であり非経済的で
ある。

今や、鉄、コバルト、ニッケル、クロムまたはマンガン
もまた反応混合物中に確実に存在する場合に、酸化マグ
ネシウムと炭素との間の反応は実質的に２０００℃より
低い温度にて実施できることが判明した。

従って本発明は、酸化物の形のマグネシウムを含有する
物質を炭素を用いて化学量論的に還元することによるマ
グネシウムの製法において、鉄、コバルト、ニッケル、
クロムマ１．＝ハマンガンを、炭素１重量部当り多くと
も２５重量部の金属の量で、金属形態で反応混合物中に
混入すること、かつ、還元反応を１２００〜１６００℃
の一定温度、１０−３〜１０２ｗｒＬＨｇの一定圧力に
て一段階操作で実施すること、を特徴とする方法に関す
る。

還元のために必要とされる炭素を金属例えば鉄と単純に
混合するが、炭素は該金属中に溶体、所望ならば固溶体
として存在してもよい。

該混合物の物理的状態は既知の炭素および鉄（またはコ
バルトまたはニッケル）の状態図より引出すことができ
る。

還元反応は１２００〜１６００℃にて起り、このことは
より簡単な操作および実質的なエネルギーの節約を意味
する。

還元反応において鉄または他の金属は反応完結後に回収
される。

鉄の機能は完全に明らかではなく、例えば触媒として言
及できるであろう。

混合物中の反応は簡単にＭｇＯ ＋Ｃ−）Ｍｇ ＋ＣＯ
により示すことができる。

該反応式から明らかな如く完全な変換のためには酸化マ
グネシウム１分子当り１個の炭素原子が必要とされる。

しかし反応混合物中に過剰量の炭素を用いることも不充
分量の炭素を用いることも可能である。

例えば過剰量の炭素を酸化マグネシウムおよび鉄と混合
することにより、充分に高い圧力を適用した場合には反
応後に得られる生成物はＦｅ，ＣおよびＭｇを含む。

該生成物は例えば鋼または鋳鉄の脱硫のために用いるこ
とができる。

不充分量の炭素を減圧下にて用いた場合には、酸化マグ
ネシウムおよび炭素と最初の比率に再混合することが非
常に容易である残留物が得られ、該再混合物は再加熱す
ることができる。

従って鉄は再循環される。

残留物の良好な加工性は反応を完結させないことによっ
ても得られ、そのため金属粒子の焼結が防がれる。

炭素重量の２５倍までの量の鉄を使用することがより実
際的であり、一方鉄は炭素重量の半分量にてさえも触媒
機能を有する。

鉄は全体的または部分的にコバルト、ニッケル、クロム
またはマンガンで置き換えることができる。

反応を通して金属に対して充分量の炭素が一定不変に存
在する場合には、該金属は炭素と低融点合金（共融混合
物）を形成できるから、反応温度に好適な効果がもたら
される。

例えば共融混合物鉄／炭素は約１１５０℃で溶融する。

反応は１０−３〜１ ０２ｍＨｇの範囲の圧力にて実施
できる。

マグネシウム金属の製造のためには該金属を反，応混合
物から気体状態にて回収することが得策である。

反応をより低い温度にて実施する場合には、反応速度を
増すために減圧を適用することが得策である。

例えば１２００℃の温度および１０’ｍｍ．Ｈｇの圧力
にても高い反応速度が達成される。

Ｆｅ，ＣおよびＭｇを含む前述の生成物は高圧にて生成
される。

今や低い反応温度を使用でき、逆反応Ｍｇ 十Ｃｏ−＋
ＭｇＯ ＋Ｃの抑制のためにはもはやいかな７る問題も
存しないことが判明した。

例えば簡単な水で冷却される冷却器中で９５係より高い
純度のマグネシウム金属が析出する。

容易に酸化されるマグネシウム粉末は形成されず、析出
物は容易に溶融できる。

実施例 ■ Ｆｅ一粉、Ｍｇ０−粉およびＣ一粉を一緒に混合し真空
炉内でジルコニアるつぼ中で加熱した。

出発混合物は酸化マグネシウム２５重量東炭素４重量％
および鉄７１重量係を含んだ。

温度は約１５００℃および圧力は１ ０−３ｍＨｇであ
った。

試験後に残留物はもはや炭素を含まず、１６．８％量の
酸化マグネシウムが尚存在することが判明した。

実施例 ■ ＭｇＯを３５係、Ｃを１５係およびＦｅを５０係含む混
合物５２．４ｆを１２００℃の温度および１ １ −Ｘ １ ０ ” ｍＨｇの圧力にて３時間加熱
した。

２ ４６係の重量損失が生じた。

残留物は尚３．９係の酸化マグネシウムを含んだ。

形成されたマグネシウムは装置の冷却器部分に鏡の様に
析出した。

比較例 ＩＩＡ ＭｇＯを７０係およびＣを３０係含みＦｅを含まない混
合物５２．４１を１．５Ｘ１０−３謹Ｈｇの圧力にて１
２００℃で３時間加熱した。

残留物は尚３８重量係のＭｇＯ を含んでおり、かくし
て魅力的でない低い変換率を示した。

反応温度を１８２０℃に増大させる場合のみ、本発明の
実施例■に示されたのと同じＭｇＯ変換率を得ることが
可能であるようであった。

即ち、この場合、ＭｇＯを７０係およびＣを３０係含み
Ｆｅを含まない同じ混合物を用いて、１． ５ Ｘ １
０−３ｓｙ＋Ｈｇの圧力にて３時間、反応は遂行され
た。

実施例 ■ ＭｇＯを３５重量係、Ｃを１５重量係およびＦｅを５０
重量％誉む混合物２３．８ｆを炉内のジルコニアるつぼ
中で約１４３０℃にておよび３．５ｍＨｇの圧力にて３
時間加熱した。

るつぼから昇華させられたマグネシウム金属は２．７係
の酸素を含んだ。

実施例 ■ ＭｇＯを５０．５重量係、Ｃを１５．３重量係およびＦ
ｅを３４．２重量係含む混合物２４．８．ｌ’をジルコ
ニアるつぼ中で約１３８０℃にておよび１０ｍＨｇの圧
力にて２時間加熱した。

残留物（１３．０Ｅｌ）のＣ一分析により４．５７ｆの
マグネシウムが昇華させられたことが計算された。

実施例 Ｖ ＭｇＯを３５東Ｃを１５係およびＮｉを５０係含む混合
物１９．８ｆをアルミナるつぼ中で１３９０℃の温度お
よび約３ｍｍＨｇの圧力にて２ ■一時間加熱した。

反応混合物の重量損失３ （３５．５％）および残留物の酸素含量（５．Ｏ％）か
ら、約７７係の酸化マグネシウムが変換されたことを計
算することができた。

実施例 ■ ＭｇＯを３５％、Ｃを１５係およびＣＯを５０係含む混
合物２７．９ｆをジルコニアるつぼ中で１ １３８０℃にておよび約４ｍｍＨｇの圧力にて１−２ 時間加熱した。

還元混合物の重量損失（３９％）および残留物の酸素含
量（３．３係）から、約８５係の酸化マグネシウムが変
換されたことを計算することができた。

実施例 ■ ＭｇＯを４０係、Ｃを１８受およびＦｅを４２係含む混
合物９８．：１Ｍ’を気密セラミックチューブ中で約１
３５０℃の温度にておよび約１ ０ｗｎＨｇの圧力にて
加熱した。

１９．７Ｐのマグネシウムが冷却器中に析出した。

該マグネシウムはＯを１．８重量係、Ｃを１．４重量係
およびＦｅを０．１重量係含んだ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 酸化物の形のマグネシウムを含有する物質を炭素を
   用いて化学量論的に還元することによるマグネシウムの
   製法において、 鉄、コバルト、ニッケル、クロムまたはマンガンを、炭
   素１重量部当り多くとも２５重量部の金属の量で、金属
   形態で反応混合物中に混入すること、かつ、 還元反応を１２００〜１６００℃の一定温度、１０−３
   〜１０２閣Ｈｇの一定圧力にて一段階操作で実施するこ
   と、 を特徴とする方法。