CH114950A - Verfahren zum Gewinnen von Metallen und Legierungen. - Google Patents

Description

  Verfahren zum     Gewinnen    von     Metallen    und Legierungen.    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur  Gewinnung von Metallen und Legierungen im  elektrischen Ofen durch Reduktion von     oxy-          dischen    Erzen mit Hilfe von solchen Reduk  tionsmitteln, die selbst durch Reduktion aus       oxydischen    Verbindungen mittelst kohlen  stoffhaltigen Substanzen erzeugt wurden.  



  Es ist dadurch     gekennzeichnet,    dass diese       oxydischen        Verbindungen    mit kohlenstoff  haltigen     Reduktionsmitteln    gemischt und ge  formt zusammen mit den zu reduzierenden  Erzen im elektrischen Ofen geschmolzen  werden.  



  Nach dem neuen Verfahren kann es mög  lich werden, unmittelbar     kohlenstoffarme     Metalle und Legierungen zu erzeugen, selbst  wenn es sich um Metalle handelt, die leicht  Kohlenstoff absorbieren. Beispielsweise wird  ein Gemisch von nachstehend genannten       oxydhaltigen    Stoffen und kohlenstoffhalti  gen     Reduziermitteln    geformt, und diese       Formlinge,    z.     B..    Brikette, Klumpen usw.  werden mit dem     Erz,    aus dem das Metall  oder die     Legierung    erzeugt werden soll; in  den Ofen gegeben. Die Bestandteile der  Formlinge sollen vorteilhaft zuvor fein ge-    körnt oder gepulvert und innig gemischt  sein.

   Die     oxydhaltigen    Stoffe in den     Form-          lingen    werden in dem' Ofen     zunächst    redu  ziert, und das hierdurch erzeugte Metall  wirkt seinerseits als     Reduziermittel    auf das  übrige Gut. Die folgenden Ausführungen  behandeln beispielsweise die     Anwendung    von  Briketten, doch kann auch jede andere Form  in Frage kommen.  



  Die     oxydhaltigen    Stoffe in den Briket  ten müssen von solcher Art sein, dass, wenn  sie mit Kohlenstoff reduziert werden, solche  Elemente, Legierungen, Karbide oder     Silizide     gebildet werden, die eine reduzierende Wir  kung auf das eigentliche Rohgut für das zu  erzeugende Metall oder Legierung ausüben.  Hierfür eignen sich in erster Linie Oxyde  mit hoher Bildungswärme, wie     Erdalkali-          und    Erdoxyde. Doch können manchmal auch  andere Oxyde mit Vorteil verwendet werden.

    Zum Beispiel können folgende Oxyde als Be  standteile der Brikette verwendet werden:  Aluminiumoxyd,     Magnesiumoxyd,    Barium  oxyd,     Calciumoxyd,        Manganoxyd,    Borsäure,  Chromoxyd, Zinkoxyd und andere. Jedes  dieser Oxyde oder ein Gemisch von zwei oder      mehr davon können in den Briketten ver  wendet werden; es können auch Brikette,  welche je aus einem einzelnen Oxyd bestehen,  gemeinsam verwendet werden. Es     kann.    vor  teilhaft sein, durch besondere Zusätze einen  passenden Schmelzpunkt der Schlacke zu er  zielen.

   Diese Zusätze, die natürlich unter       Berücksichtigung    der Art der     oxydhaltigen     Stoffe in den Briketten und der     schlackebil-          denden    Stoffe in den andern Gutteilen ge  wählt werden müssen, können aus Kalk,  Quarz,     Flussspat,    Sulfiden, wie     Ca.lcium-          sulfid    u.     a..    bestehen. Als     Reduziermit-          tel    in den Briketten können kohlenstoffhal  tige Stoffe verwendet werden, wie Holz  kohlen, Graphit, Anthrazit, - Koks,     Lignit,          Lignitkoks,    Torf, Sägemehl u. a.

   Wenn  der angewandte Stoff kein Koks ist,  können die     Brikette    einer     Vorerhitzung,          zwecks    Verkokung, unterworfen werden.  Dies macht gleichzeitig das Brikett hart und  porig. Als Bindemittel können die beim Bri  kettieren üblichen Mittel verwendet. werden,  z. B. Teer, Mergel, Kalkwasser, Ton, Was  serglas,     Sulfitablauge    und dergleichen.     \@"enn          Brikette    von besonderer Festigkeit verlangt  werden, können diese zuvor gesintert oder  gebrannt werden.  



  Soll nach dem neuen Verfahren Metall  mit besonders geringem Gehalt an Kohlen  stoff erzeugt werden, so soll der Anteil an  Kohlenstoff in dem Brikett geringer sein  als die Menge des für die vollständige Re  duktion des     oxydhaltigen    Stoffes in dem  Brikett erforderlichen Kohlenstoffe. Durch  das neue Verfahren können     beispielsweise     gewonnen     (werden:    Chrom, Eisen, Mangan,  Titan,     Vanadium,    Wolfram,     Molybdän    und  Legierungen dieser Metalle untereinander.  



  Zum beispielsweisen Erzeugen von     Ferro-          ehrom    aus dem handelsüblichen Chromerz  (Chromft) oder zum- Erzeugen von Chrom  eisenlegierungen mit geringerem Chrom  gehalt, wie rostfreiem Eisen oder Stahl, aus       C-T'emischen    von Chromerz und Eisenerz oder  metallischem     Eisen,    ist es zweckmässig,     Bri-          kette    zu verwenden, die ein oder mehrere  Oxyde, wie Aluminiumoxyd,     Calciumoxyd       oder     Magnesiumoxy    d enthalten.

       1>E    i der Re  duktion der     Brilzette    in dem     ()feil    wird in  diesem Fall Aluminium,     Calcium    oder Mag  nesium erzeugt,     bezw.    je     naeh    dem Kohlen.       stoffgehalt    in dem Brikett     liarbide,    z. B.       Calciumli:arbid;    diese Metalle     hezw.        Karbide     reduzieren rasch das     C'hromoi@-derz,    das mit.  ihnen zusammen in den O feil eingetragen  wurde.

   Hierdurch werden     Aluminiumoxyd,          Calciumoxyd        bezw.        Magnesiumoxyd        wieder     gebildet, welche dann in die Schlacke über  gehen. Als ein geeignetes     aluminiumoxy        d-          haltiges    Rohmaterial kann Aluminiumoxyd,       Alundum,    Bauxit oder dergleichen als     mag-          nesiumoxydhaltiger        R.ohstolf,        Magnesit.    Po  lomit als     -Caleiumoxydträ,ger        Kalkstein,    ge  brannter Kalk.

   Mergel oder dergleichen ver  wendet werden.  



  Da. bei der Reduktion des     Chromits    die  schlackenbildenden Bestandteile im wesent  lichen     Aluminiumoxyd    und     Nagnesiumoxyd     sind, kann die erzeugte Schlacke als     oxy        d-          haltiger    Rohstoff zur Herstellung der     @ri-          kett(,    verwendet werden. Da die Temperatur  in der     Reduktionszone    des     Ofens    sehr hoch  ist, ist die     Schache    leicht     abstechbar.     



  Besonders wenn die     Brikette    von hohem  spezifischem Gewicht sind, kann es, um zu  verhindern, dass die Brikette in allzu grossem  Massstab in     das    Schlackenbad eintauchen,  vorteilhaft sein, der Beschickung besondere       stüekige        Kohlenstoffmaterialien,    beispiels  weise Holzkohle, in solchen Mengen zuzu  fügen, dass die     Brikette        davon    getragen wer  den.

   Wenn besonders     kohlenstoffarmes    Pro  dukt verlangt wird, ist es aber im allge  meinen vorteilhafter, kohlenstoffhaltige Re  duziermittel von solcher Art zu verwenden,  dass leichte und porige Brikette gebildet wer  den, wodurch man     rnit    keinen oder     geringeren          Mengen    von     stiickigen        Kohlenstoffmateria-          lien    arbeiten kann.  



  Verwendet man einen     L        berschuss    an     Al-          lialtigen    Briketten im     Verhältnis    zu der ein  getragenen Menge von Chromoxyd, so ist es  möglich,     Chromlegierungen    mit einem hohen  Gehalt     an    Aluminium zu erzeugen.

        Bei der     Reduktion    von     Ma.gnesiumoxyd     oder     Caleiumoxyd    oder Aluminiumoxyd ent  haltenden Brikette kann (las Magnesium  bezw.     das        Calcium-    oder Aluminiummetall  gasförmig erhalten werden, wodurch die Re  duktionswirkung auf das Erz wesentlich er  leichtert wird. Als Ofen für die Erzeugung       von    Chrom oder Chromlegierungen können  bei Durchführung des Verfahrens gewöhn  liche Ofen von der Art der     Karbidöten    ver  wendet werden.  



  Die     Erzeugung    von andern Metallen oder  Legierungen kann in ähnlicher Weise durch  geführt werden, wie es oben für Chromlegie  rungen beschrieben worden ist.  



  Will man nach dem     -\'erfa.hren    Eisen oder  Stahl erzeugen, so ist es besonders vorteil  haft, die Bestandteile der Brikette und die       ühige    Beschickung so zu bemessen, dass die  beim Schmelzen gebildete Schlacke sich ihren  Eigenschaften nach zur Erzeugung von Ze  ment eignet. Die Herstellung des Zementes  aus der Schlacke kann nach den üblichen  Verfahren erfolgen. Es wird demgemäss nach  dem neuen Verfahren möglich, als Neben  produkt nicht allein Zement von der Zusam  mensetzung des     Portlandzementes    zu erzie  len, sondern auch den schneller     erhärternden          Tonerdezement    und     -Kall,:zement    herzustel  len.

   Zum Erzeugen von     Portlandzement     kann der     oxydhaltige    Rohstoff in den     Bri-          ketten    zweckmässig aus     einem    oder mehreren       CaO    enthaltenden Stoffen, wie Kalkstein,  Mergel, gebranntem Kalk und aus Ton,  Bauxit o. a. A12 03 enthaltenden Stof  fen und nötigenfalls auch aus Quarz  oder andere     Si    02 enthaltenden Stoffen be  stehen. Will - man einen stark     aluminium-          oxydhaltigen    Zement erzeugen, so verwendet  man am besten Bauxit als     r'12    0; enthalten  des Rohgut.

   Die     Brikette    werden vorzugs  weise unter Verwendung von Kalkwasser,  Ton oder Zement als Bindemittel gemacht.  Schlacken, wie beispielsweise     Calciumsilikate     oder     Mangansilikate    oder     AI-Silikate,    kön  nen ebenfalls zur Herstellung von     Briketten     verwendet werden. Aus den Silikaten ent  stehen dann zuerst     Silizide,    und diese dienen    dann zum Reduzieren des Erzes. Die     Tem-          peratur    wird hoch genug, um sogar Eisen  mit geringem Kohlenstoffgehalt abzustechen.  



  Wenn die Brikette in solchem Überschuss  mit Eisenerz genommen werden, dass mehr  Metall aus den     Briketten    reduziert wird als  nötig ist für die Reduktion des Eisenerzes,  kann das Eisen in     Legierung    mit dem aus den       Briketten    reduzierten Metall, z. B. Silizium,  Mangan, Aluminium, Chrom oder dergleichen  erhalten werden.  



  Die     Gewinnung    von Eisen nach dem  neuen Verfahren kann, wenn das Eisenerz in       stückiger    Form ist, in dem gewöhnlichen  elektrischen Schachtofen durchgeführt wer  den. Ist das Eisenerz fein gekörnt oder     ge-          pulvert,    so verwendet man besser einen Ofen  von der Art der     Karbidöfen.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Gewinnung von Metallen und Legierungen im elektrischen Ofen durch Reduktion von oxydischen Erzen mit Hilfe von solchen Reduktionsmitteln, die selbst durch Reduktion aus oxydischen Verbindun gen mittelst kohlenstoffhaltigen Substanzen erzeugt wurden, dadurch gekennzeichnet, dass diese oxydischen Verbindungen mit kohlen stoffhaltigen Reduktionsmitteln gemischt und geformt zusammen mit den zu reduzierenden Erzen im elektrischen Ofen geschmolzen wer den. UNTERANSPRüCRE 1.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadureii gekennzeichnet, dass die .Formlinge Alu miniumoxyd enthalten. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Formlinge Cal ciumoxyd und Aluminiumoxyd enthalten, so dass die gebildete Schlacke ihrer Zusam mensetzung nach zur Herstellung von Ze ment geeignet ist. 3. Verfahren nach dem Patentanspruch, da durch gekennzeichnet, dass die Formlinge Oxyde mit hoher Bildungswärme enthal ten.

   4-. Verfahren nach dem Patentanspruch, da: durch gekennzeichnet, dass die kohlenstoff haltigen Stoffe in den Formlingen von ge ringem spezifischem Gewicht sind. Verfahren nach dem Patentanspruch zum Gewinnen von Metallen mit niederem Koh lenstoffgehalt, dadurch -ehennzeichnet, dass die Formlinge nur eine solche Menge von kohlenstoffhaltigen Reduziermitteln enthalten,

   die für die Reduktion des ge- samten ozy dhaltigen Gute: in den Briket ten unzureichend ist. G. Verfahren nach dem Patentanspruch, da durch -,ekennzeichnet, dass die Formlinge im Überschuss zugesetzt. werden, derart, dass die erzeugte Legierung Metalle ent hält, die au- den Formlingen reduziert wurden.