PL29472B1 - Sposób wytwarzania metalicznego magnezu przez redukcje tlenowych zwiazków magnezowych w piecu elektrycznym. - Google Patents

Description

Wynalazek dotyczy wytwarzania me¬ talicznego magnezu przez redukcje tleno¬ wych zwiazków magnezowych w jpiecu elektrycznym.Juz w osiemdziesiatych latach ubieg¬ lego stulecia próbowano zastosowac rów¬ niez i do wytwarzania magnezu wegiel ja¬ ko srodek redukcyjny, który przy hutni¬ czej przeróbce cynku odgrywa tak donio¬ sla role. Próby te rozbily sie jednak o od- wracalnosc reakcji MgO + C = Mg + CO.Przez dlugi czas bylo nawet rzecza wat¬ pliwa, czy tlenek magnezu daje sie w ogó¬ le redukowac za pomoca wegla; pytanie to rozwiazano wreszcie na drodze nauko¬ wych doswiadczen w sensie dodatnim (Slade, Journ. Chem. Soc. 1908, 327), ale i przez, to nie osiagnieto wyniku praktycz¬ nego. Wobec tych trudnosci technika prze¬ szla okolo roku 1915 raczej do alumino- cieplnej i krzemocieplnej redukcji, w ce¬ lu unikniecia tworzenia isie tlenku wegla ze srodka redukcyjnego. W tym samym celu zalecano pózniej uzywanie zelazo¬ krzemu i weglika wapinia jako srodków redukcyjnych. Zasadnicze rozwiazanie te¬ go dlugo bezskutecznie badanego zagad¬ nienia hutniczej przeróbki tlenku magne¬ zu z zastosowaniem wegla jako najtan¬ szego srodka redukcyjnego dopiero przed kilku laty umozliwilo przejscie do meto¬ dy dwuokresowej wytwarzania magnezu, W pierwszym okresie opuszczajaca gora¬ cy piec mieszanina gazów i par magnezuzostaje raptownie (skokiem) ochlodzona ponizej (punktu krzepniecia magnezu i w ten isiposób zostaje zageszczona na pyl o ile moznosci wolny od tlenku magnezu. W nastepnym zas okresie procesu, ,po usu¬ nieciu tlenku wegla, (pyl magnezu prze¬ twarza sie róznymi sposobami na ciekly magnez, zwlaszcza zas przez oddestylowy- wanie magnezu metalicznego w (prózni.Wynalazek niniejszy dotyczy reakcji tlenku magnezu z weglem wedlug dwu¬ stopniowej metody i polega zasadniczo na tym, ze pyl magnezowy, otrzymany w pierwszym okresie, po usunieciu z niego tlenku wegla w obecnosci srodków reduk¬ cyjnych, nie wytwarzajacych gazów, dzia¬ lajacych utleniajaco na magnez, zostaje ogrzany do temperatury, w której odnosny srodek redukcyjny odbiera tlen obecnemu jeszcze lub ponownie wytworzonemu (dzie¬ ki odwróceniu sie reakcji) tlenkowi ma¬ gnezu. Magnez, uchodzacy przy tym w po¬ staci par, zostaje nastepnie zgeszczony na ciekly lub staly metal.Dzieki temu, ze w drugim okresie pro¬ cesu nie oddestylowuje sie obecnego ma¬ gnezu, lecz uzupelnia sie redukcje za po¬ moca srodków redukcyjnych, nie dostar¬ czajacych tlenku wegla, osiaga sie bez znaczniejszego utrudnienia toku pracy lep¬ sza wydajnosc. Zwiekszony wydatek na drogi srodek redukcyjny, stosowany w drugim okresie procesu, równowazy sie uzyciem niewielkiej ilosci tego srodka.Zwiekszenie zuzycia ciepla przy tym nie jest znaczne, poniewaz temperatura redukcji przy stosowaniu wszystkich tych srodków redukcyjnych jest znacznie niz¬ sza od temperatury, w której powinna sie odbywac przeróbka hutnicza tlenku ma¬ gnezu z zastosowaniem wegla. Wystarcza ogrzac mieszanine pylu magnezowego i srodków redukcyjnych w drugim okresie do temperatury nieco wyzszej od tempe¬ ratury destylacji magnezu pod zwyklym cisnieniem, przy czym istnieje równiez mozliwosc pracy pod zwiekszonym cisnie¬ niem. Odpowiednimi srodkami redukcyj¬ nymi, stosowanymi w drugim okresie pracy, sa np. aluminium, krzem (lub ze- lazo-krzem) albo weglik wapnia.Zamiast dodawania wzmiankowanych srodków redukcyjnych do pylu magnezo¬ wego dopiero przed poczatkiem drugiego okresu mozna je z korzyscia wytwarzac juz w okresie pierwszym przez dodawa¬ nie do ladunku pieca, obok odpowiedniego nadmiaru wegla, tlenków wzmiankowa¬ nych powyzej metali, które w temperatu¬ rze roboczej tworza z weglem wegliki lub zostaja przez wegiel zredukowane na me¬ tale, zdolne do redukcji tlenku magnezu.Wedlug szczególnie korzystnej odmia¬ ny sposobu wedlug wynalazku wychodzi sie z surowców magnezu, zawierajacych odpowiednie tlenki w postaci naturalnych domieszek, jak np. przede wszystkim w palonym dolomicie. Z tego najlatwiej do¬ stepnego surowca, zawierajacego magnez, tworzy sie z tlenku wapnia weglik wa¬ pnia w temperaturach (powyzej 1900°C), w których hutnicza przeróbka tlenku ma¬ gnezu za pomoca wegla zachodzi z odpo¬ wiednio duza szybkoscia. Nastepnie we¬ glik wapnia w drugim okresie w tempera¬ turze 1150° — 1500° dziala jako srodek redukcyjny. Jezeli zamiast dolomitu palo¬ nego jako materialu wyjsciowego uzyje sie palonego magnezytu dolomitowego lub palonego magnezytu, to wówczas mo¬ zna zadana zawartosc wapna doprowadzic w postaci naturalnych lub sztucznych do¬ datków lub tez dodac innego tlenku odpo¬ wiedniego, jak tlenku glinu lub dwutlen¬ ku krzemu (np. w postaci piasku). We wszystkich tych przypadkach mozna za¬ stosowac równiez mieszaniny odpowie¬ dnich tlenków. Tlenek zelaza, obecny juz z samej natury w surowcu lub dodatkach, nie dziala szkodliwie, lecz pozytecznie.Jezeli na poczatku drugiego okresu ma sie do czynienia z nadmiarem srodka re- — 2 —dukcyjnego, to mozna go wyzyskac przez doprowadzenie do pieca swiezych ilosci tlenku magnezu.Ladunek pieca, zlozony z mieszaniny materialu wyjsciowego z odnosnym tlen¬ kiem lub mieszanina tlenków i weglem, mozna wedlug znanego sposobu (porów¬ nac patent nr 23468) wprowadzac do ko¬ mory redukcyjnej, ogrzanej do wysokiej temperatury, w równomiernych niewiel¬ kich dawkach. Jezeli materialem wyjscio¬ wym sa surowce, w których zawartosc tlenku magnezu jest dostatecznie duza w stosunku do ilosci nielotnych materialów towarzyszacych, wówczas przy opisanej metodzie pracy mozna uzyskac taki wynik, ze sposród parowych i gazowych produk¬ tów reakcji do skraplacza zostaja porwa¬ ne równiez powstale srodki redukcyjne.Przy wykonywaniu tego sposobu mozna np. wrzucac do pustej, a ogrzanej do wy¬ sokiej temperatury komory redukcyjnej male dawki czesciowe ladunku w postaci brykietów albo tez w postaci uplastycz¬ nionej masy, zwilzonej nieduza iloscia cie¬ klego lepiszcza, przy czym ladunek ten do komory redukcyjnej mozna wprowadzac od spodu w równomiernych niewielkich ilosciach.Jezeli jako srodek redukcyjny zasto¬ suje sie metal, który w temperaturach ro¬ boczych, wlasciwych przeróbce hutniczej tlenku magnezu z zastosowaniem wegla, wykazuje wysoka preznosc pary lub któ¬ rego punkt wrzenia znajduje sie nawet ni¬ zej od tych temperatur roboczych, jak np. w razie uzycia aluminium, to zastoso¬ wany metal podczas reakcji tlenku magne¬ zu z weglem przechodzi przez bezposred¬ nie wyparowanie w faze gazowa, a naste¬ pnie w pyl magnezowy. Przy takim wyko¬ nywaniu sposobu wprowadzaniu dodatko¬ wej ilosci ciepla, potrzebnego na jednocze¬ sne odparowanie srodka redukcyjnego, przeciwstawia sie w pierwszym okresie procesu te korzysc, ze srodek ten mozna wprowadzac w postaci nieoczysfccajonych, z grubsza rozdrobnionych materialów od¬ padkowych, mp. wiórów aluminiowych.Pomimo tego bedzie on wystepowal w py¬ le magnezowym, który powstaje podczas skraplania go w niezmiernie duzym roz^ drobnieniu, dochodzacym az do koloidal¬ nego rozproszenia. PL

Claims (5)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania metalicznego magnezu przez redukcje tlenowych zwiazków magnezowych w piecu elektry¬ cznym procesem dwuokresowym, przy czym wywiazujace sie pary magnezu zge- szcza sie najpierw w postaci taproszkowa- nej, lecz o ile moznosci wolnej od tlenków, a nastepnie z rozpylonych skroplin odde- stylowuje sie czysty magnez, znamienny tym, ze pyl magnezowy, otrzymamy w pierwszym okresie procesu, po usunieciu tlenku wegla ogrzewa sie w obecnosci srodków redukcyjnych, spelniajacych wa¬ runek niedostarczania gazów, dzialaja¬ cych utleniajaco na magnez, do tempera¬ tury, w której odnosny srodek redukcyj¬ ny odbiera tlen pozostalemu jeszcze oraz ponownie wytworzonemu (dzieki odwró¬ ceniu sie reakcji) tlenkowi nnagnezu, po czym magnez, uchodzacy w postaci pary, zgeszcza sie na ciekly lub staly metal.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tym, ze srodki redukcyjne, które maja zachowywac sie czynnie w drugim okre¬ sie, wytwarza sie podczas redukcji tlen¬ ku magnezu w pierwszym okresie przez to, ze do ladunku pieca, oprócz odpowied¬ niego nadmiaru wegla, dodaje sie tlen¬ ków, które w temperaturze roboczej two¬ rza z weglem wegliki lub sa przezen re¬ dukowane na metale, zdolne do redukcji tlenku magnezu. 3. !
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 — 2, zna¬ mienny tym, ze jako material wyjsciowy stosuje sie takie surowce zawierajace ma- — 3 —gnez, które ze wzgledu na wytwarzanie srodków redukcyjnych, dzialajacych w drugim okresie, zawieraja odpowiednie tlenki w postaci naturalnych domieszek.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 2 — 3 z za¬ stosowaniem nadmiaru srodków redukcyj¬ nych, znamienny tym, ze na poczatku dru¬ giego okresu przeróbki doprowadza sie do materialu swieze ilosci tlenku magne¬ zu.
5. 5. Sposób wedlug zastrz. 1 — 4, zna¬ mienny tym, ze do mieszaniny tlenku ma¬ gnezu i wegla dodaje sie porcjami w pierwszym okresie metalu, najkorzystniej aluminium, który nadaje sie do redukcji tlenku magnezu i który w temperaturach roboczych wykazuje ztnacizna preznosc pary. American Magnesium Metals Corporation. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy. ORUK. M. ARCT. CZERNIAKOWSKA 225 PL