AT222373B - Verfahren zur Gewinnung von Mangan - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Gewinnung von Mangan 
Es ist bekannt, Mangan durch Vakuumdestillation einer manganhaltigen Legierung herzustellen. Als
Ausgangsmaterial kann insbesondere Ferromangan verwendet werden. Wirtschaftlich am vorteilhaftesten wäre die Destillation von im Hochofen oder Elektroofen hergestelltem karburiertem Ferromangan mit 6 oder 7% Kohlenstoff. 



    Die Verwendung von karburiertem Ferromangan als Ausgangsmaterial ist jedoch mit Schwierigkeiten verbunden. Es wurde bereits vorgeschlagen, die Destillation unter einem Druck zwischen 10-1 und     10-4   mm Hg und bei einer Temperatur zwischen 1200 und 13000C durchzuführen. Es ist jedoch ein Erfor- dernis des Verfahrens, dass das Schmelzbad bis zum Ende der Destillation nicht mit Kohlenstoff gesättigt ist. Wird nämlich der Sättigungszustand überschritten, bildet sich auf dem Bad eine Graphitschicht, die jede weitere Destillation stört. Ferner wurde experimentell festgestellt,   dass   ein schneller Anstieg der Temperatur über den Schmelzpunkt zu einer verhältnismässig geringen Verdampfungsgeschwindigkeit führt. 



   Es wurden verschiedene Wege vorgeschlagen, um gleichzeitig eine hohe Verdampfungsgeschwindigkeit und eine hohe Mangangewinnung zu erzielen. Insbesondere nach der franz. Patentschrift Nr.   1. 160. 614   ist als Ausgangsmaterial ein gefrischtesFerromangan mit höchstens 1% Kohlenstoff zu verwenden, während ein stärker karburiertes Ferromangan,   z. B.   mit   6 - 70/0   Kohlenstoff, ausgeschlossen ist. Nach dieser Patentschrift würde die Verwendung eines solchen karburierten Ferromangans dazu zwingen, die Herausnahme des Mangans auf einen solchen Wert zu beschränken, dass das Verfahren nicht mehr wirtschaftlich sein würde. 



   Es wurde ferner vorgeschlagen, die Vakuumdestillation des karburierten Ferromangans so vorzunehmen, dass das Produkt in körniger Form eingesetzt und in dieser Form gehalten wird, ohne dass scheinbares Schmelzen während der Behandlung eintritt. Die Verdampfungsgeschwindigkeit ist annehmbar, wenn die Temperatur stufenweise erhöht wird. Die erste Stufe liegt hiebei unter der Schmelztemperatur der Legierung und bewirkt die Bildung einer graphitischen, aber porösen Schicht rings um jedes Korn. Durch diese Schicht erfolgt die Destillation während der folgenden, oberhalb der Schmelztemperatur liegenden Temperaturstufen. Jedes flüssige Korn ist auf diese Weise von einer Graphithülle umschlossen und von den angrenzenden Körnern isoliert. Bei dieser Arbeitsweise ist jedoch eine Zerkleinerung erforderlich, und die Behandlungen dauern lange.

   Allein die Destillation erfordert 24 Stunden. 



   Nach einem neueren Vorschlag erfolgt die Einführung des Ferromangans in fein zerkleinerter Form und in Mischung mit körnigem Kohlenstoff der gleichen Teilchengrösse und in solcher Menge, dass sich eine Art Schutzschicht zwischen den Körnern der Legierung bildet und ihre Zusammenballung verhindert wird. Die Mischung wird anschliessend direkt auf eine Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes des Ferromangans erhitzt. Bei diesem Verfahren ist es jedoch erforderlich, eine vorherige Zerkleinerung mit allen Nachteilen, die eine solche Behandlung mit sich bringt, vorzunehmen. Ausserdem besteht die Gefahr der Bildung eines Rückstandes, der nicht gewinnbare Manganteilchen enthält. 



     Die Gewinnung vonManganmetall   durch Vakuumdestillation von stark karburiertem Ferromangan aus einem Bad der geschmolzenen Legierung ist somit zur Zeit nicht möglich, weil sich an der Oberfläche des Bades eine undurchlässige Kohlenstoffschicht bildet. 

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   Das vorstehend dargelegte Problem wird durch das Verfahren gemäss der Erfindung gelöst, das darin besteht, den Kohlenstoff des geschmolzenen Ferromangans im Bad zu fixieren, indem dem Bad auf einmal zu Beginn des Schmelzens oder nach und nach eine solche Eisenmenge zugesetzt wird, dass unter Berücksichtigung des aus dem Ferromangan stammenden Eisens der gesamte Kohlenstoff ständig im Bad in dem Masse gelöst wird, in dem er aus seiner Bindung mit dem Mangan im Verlauf der Destillation des letzteren frei wird, wobei schliesslich ein Gusseisen erhalten wird. 



   Die zuzufügende Eisenmenge wird in jedem Einzelfall in Abhängigkeit vom Anfangsgehalt an Eisen und Kohlenstoff, von   derDestillationstemperatur   und vom bekannten   Fe-C-Diagramm   so bestimmt, dass der Kohlenstoff bis zum Schluss der Destillation im Bad bleibt und keine getrennte Phase bildet, die an die 
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 zugesetzt werden. Das Eisen kann vorteilhaft in Form von Schrott zugegeben werden, wobei für die Berechnung der zuzufügenden Menge der Kohlenstoffgehalt des Schrotts zu berücksichtigen ist. 



   Die Destillationstemperatur liegt vorzugsweise zwischen 1200 und   13000C.   Die Destillationsdrucke können zwischen 1 mm und 10 mm Hg variieren. 



   Die Destillation kann bis zu nahezu vollständiger Herausnahme des Mangans, beispielsweise bis zu 
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 Gehalt an Fe und C kann bei einem Wert von nur 0,   1%     liegen. Das im Destillationsofen   verbleibende Produkt ist ein verkäufliches Gusseisen, dessen   l\. 1n -Gehalt   in der Grössenordnung üblicher Gusseisensorten liegt. 



   Das Verfahren gemäss der Erfindung hat den grossen wirtschaftlichen Vorteil, dass nur ein verhältnismässig billiges karburiertes Ferromangan und ein Eisenschrott eingesetzt wird, der während der Verarbeitung in ein Gusseisen umgewandelt wird, dessen Preis zumindest ebenso hoch ist. Die Destillation verläuft ausserdem schnell und kann bis zu einer Gewinnung von wenigstens   90%   des Mangans geführt werden. 



     Beispiel : In   einen Ofen werden nach sorgfältiger Entgasung im Vakuum 200 kg karburiertes Ferromangan, das   80%   Mn,   12%   Fe und   7%   C enthält, und 400 kg Eisenschrott eingesetzt. Der Einsatz wird unter geringem Argondruck geschmolzen. Anschliessend wird der Druck allmählich gesenkt und die Destillation bei einem Druck von etwa 1 mm Hg durchgeführt. Nach   11/4   Stunden werden 140 kg Manganmetall erhalten, das 0, 10% Kohlenstoff und 0,   15%   Eisen enthält. Dies entspricht einer Ausbeute von   91stro,   bezogen auf das ursprünglich im karburierten Ferromangan enthaltene Mangan. Ausserdem werden als Rückstand 450 kg Gusseisen erhalten, das etwa 1% Mangan und 2,   68%   Kohlenstoff enthält.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH : Verfahren zur Gewinnung von Mangan und Gusseisen aus karburiertem, beispielsweise 6-7% Kohlenstoff enthaltendem Ferromangan durch Vakuumdestillation bei 1200-13000C und Drucken zwischen 1 mm und 10-4 mm. dadurch gekennzeichnet, dass das Ferromangan geschmolzen und ihm zu Beginn des Schmelzens auf einmal oder der Metallschmelze nach und nach so viel Eisen zugesetzt wird, dass der gesamte Kohlenstoff von dem vorhandenen Eisen-unter Berücksichtigung des aus dem Ferromangan stammenden Eisens - ständig in dem Masse gelöst wird, in dem er im Verlaufe der Destillation frei wird.