CH149992A - Verfahren zur Verhinderung der Aluminiumkarbidbildung bei der Herstellung von Aluminiumoxyd und Aluminiumsulfid enthaltenden Schmelzen durch Zusammenschmelzen von tonerdehaltigen Stoffen und Schwermetallsulfiden in Gegenwart von Kohle. - Google Patents

Description

  Verfahren zur     Verhinderung    der     Aluminiumlzarbidbildung     bei der Herstellung von     Ainminiumoxyd    und Aluminiumsulfid     enthaltenden        Schmelzen     durch Zusammenschmelzen von     tonerdehaltigen    Stoffen und     Sehwermetallsulfiden     in     Gegenwart    von Hohle.

      Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur  Verhinderung der     Aluminiumkarbidbildung          hei    der Herstellung von Aluminiumoxyd       Lind    Aluminiumsulfid enthaltenden Schmel  zen durch Zusammenschmelzen von     tonerde-          haltigen    Stoffen und     Schwermetallsulfiden     in Gegenwart von Kohle.  



  Solche     Aluminiumoxyd    und Aluminium  sulfid enthaltenden Schmelzen werden bei  dem bekannten     Haglundverfahren    erhalten,  bei dem     tonerdehaltige    Ausgangsmaterialien;  zum Beispiel Bauxit, die Eisen enthalten, mit  Kohle und     Schwermetallsulfiden,    insbeson  dere Eisensulfid verschmolzen werden.     Dabei     entsteht eine     Aluminiumoxyd-Aluminium-          sulfid-Schmelze    und unterhalb.derselben wird  eine Metallegierung in schmelzflüssigem Zu  stande gebildet, die vorzüglich aus Eisen be  steht, das aus dem Ausgangsmaterial und den  Zuschlägen stammt, die ferner Eisenkarbid  und vor allem auch Silizium enthält.

      Ein     grosser    Mangel dieses bekannten Ver  fahrens ist in folgendem zu erblicken. Es ent  steht bei dem Verfahren durch die reduzie  rende Behandlung Aluminiummetall, welches  in die Bodenlegierung übergeht. Da nun das  Aluminiummetall grössere     Verwandschaft    zu  dem Kohlenstoff hat als das Eisen, zersetzt  dasselbe das in dem Eisenbad bereits gebil  dete Eisenkarbid unter Bildung von Alumi  niumkarbid, welches in dem Eisen nicht     lös-          1':ch    ist, in die     tonerdehaltige        Sulfidschmelze     übergeht und sie verunreinigt.  



  Dieser Nachteil soll durch die vorliegende  Erfindung beseitigt werden.  Erfindungsgemäss werden bei der Herstel  lung der Aluminiumoxyd und Aluminium  sulfid enthaltenden Schmelzen durch Zu  sammenschmelzen von     tonerdehaltigen    Stof  fen und Schwermetall-, insbesondere Eisen  sulfiden, in Gegenwart von Kohle die       Schwermetallsulfide    wenigstens teilweise in      solcher     Stückform    aufgegeben, dass sie teil  weise uniersetzt aus der Schmelze in das sich  unterhalb der letzteren bildende Metallbad  hinabsinkt und das sich in demselben an  .sammelnde     Aluminium    zu     Aluminiumsulfid     umsetzen, bevor dasselbe sich mit in dem  Metallbad gebildetem     Schwermetallkarbid,

       insbesondere Eisenkarbid, zu Aluminiumkar  bid umsetzen kann. Das so gebildete leichte  Aluminiumsulfid steigt nach oben und geht  in die Aluminiumoxyd und Aluminiumsulfid  enthaltende Schmelze über.  



  Wird nun ein     Schwermetallsulfid,    zum  Beispiel     FeS2    oder     ZnS,    verwendet, das be  reits bei niedrigeren Temperaturen als den  Temperaturen der eigentlichen     Reaktionszone     des Ofens entsprechend Schwefel abgibt,  dann     wird    der     Pyrit        bezw.    das Zinksulfid  mit Metallen     brikettiert,    die den freiwerden  den Schwefel binden, so dass zum Beispiel bei       Verwendung    von     Pyriten    sich entsprechend  dem Eisenzuschlag     Eisenmonosulfid    bildet,  wodurch die allzu frühe Schwefelabgabe ver  hindert ist.  



  Dieses Eisen     wird    mit dem     Pyrit        bezw.     Zinksulfid innig gemischt und aus der Mi  schung werden Briketts geformt. Das Eisen  kann in der Form von Spänen,     Granalien    oder  dergleichen zugesetzt werden, das heisst in  solcher Form, dass es leicht Schwefel auf  nimmt. Bei der     Brikettierung    wird zweck  mässig ein Material, beispielsweise Bauxit,  zugesetzt, das leicht Feuchtigkeit aufnimmt  und einen Teil derselben für das Zusammen  rosten der Briketts     abgibt.    Die Menge solchen  Zusatzstoffes soll 30% nicht übersteigen und  wird     geeigneterweise        zwischen    10 und 20  gehalten.

   Der Zusatz soll in jedem Falle nicht  so gross sein, dass er die     Aussaigerung    des  Eisensulfids verhindert. Das Eisen in den  Briketts soll aus demselben Grunde nicht zu  fein pulverisiert sein. Bei Verwendung von       Pyrit-Eisenbriketts        wird    die     Eisenmenge    in  der Regel etwas im Überschuss über die für die  Bindung der halben Menge     Pyritschwefel    als       FeS    theoretisch erforderlichen Menge ge  wählt.

   Bei Verwendung von     ZnS-Briketts     wird die Eisenmenge am besten so gewählt,    dass sie mehr als genügend ist, um die ganze  Menge des bei der Zersetzung des Zinksulfids  freigewordenen Schwefels als     FeS    zu binden.  



  Die Briketts können selbstverständlich  auch aus einer Mischung von     Pyrit,    Eisen  und Zinksulfid bestehen. Mit Vorteil können  auch     Zinksulfiderze    benutzt werden, die  gleichzeitig     ZnS    und     Pyrit    oder Magnetkies  enthalten. In die Briketts eventuell einzubin  dender Bauxit wird zweckmässig in     unkalzi-          niertem    Zustande verwendet, der übrige in  der Beschickung enthaltene Bauxit     wird    da  gegen     geeigneterweise    in von Wasser durch       Kalzinierung    oder     Sinterung    befreiter Form  zugeführt.  



  Gemäss dem beschriebenen Verfahren wird  die Bildung von     Aluminiumkarbid    bei der  Herstellung von     Aluminiumoxyd-Meta,llsul-          fidschmelzen    unter Ausgang von     ton2rdehal-          tigen    Stoffen, Kohle und     Schwermetallsulfi-          den    sicher verhindert.  



  Das Verfahren sei anhand nachstehenden  Ausführungsbeispiels erläutert:  Eine Charge aus 100 Teilen gesintertem  Bauxit, 14 Teilen Koks und 20 Teilen Bri  ketts, die aus 13 Teilen     FeS2    und 7 Teilen  Eisenspänen bestehen, wird im elektrischen  Ofen geschmolzen. In den     obern    Schichten des  Ofens fängt das     FeS,    an, den einen Teil des  Schwefels abzugeben. Dieser     Schwefel    wird  aber von den     Eisenspänen    als     FeS    gebunden.  Sobald das Material in die eigentliche Reduk  tionszone hineinkommt, beginnt die Reduk  tion der Verunreinigungen des Bauxits und  Bildung von Aluminiumsulfid durch Reak  tion zwischen Aluminiumoxyd,     Kohle    und  Eisensulfid.

   Hierbei bildet sich eine Schmelze  aus Aluminiumoxyd mit etwa     10%    Alumi  niumsulfid, die daneben geringe Mengen Ver  unreinigungen, insbesondere von andern Sul  fiden, enthält. Das     freigewordeneEisen    nimmt  die aus den Verunreinigungen des Bauxits bei  der Reduktion entstandenen Elemente, wie  Silizium und Titan, sowie auch einige Prozente  reduziertes Aluminiummetall auf und     sinkt     durch die Schmelze. Aus den Briketts bilden  sich grosse Tropfen und Klumpen, die zum  grossen Teil uniersetzt durch die Schmelze      sinken und sich in dem gebildeten Eisenbad  auflösen. In dem Eisenbad reagiert das auf  gelöste Schwefeleisen mit in dem Eisen auf  gelöstem Aluminium unter Bildung von Alu  miniumsulfid, das sich ausscheidet und in  die Schmelze herübergeht.

   Dadurch, dass der  Aluminiumgehalt des Eisens in dieser Weise  gering gehalten     wird,    wird die Bildung von  Aluminiumkarbid praktisch vermieden. Aus  der     A1,03-A12S3-Schmelze    wird in bekannter  Weise, beispielsweise gemäss Patent     104,338,     reine Tonerde     herausgewonnen.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Verhinderung der Alumi- niumkarbidbildung bei der Herstellung von Aluminiumoxyd und Aluminiumsulfid ent haltenden Schmelzen durch Zusammen schmelzen von tonerdehaltigen Stoffen und Schwermetallsulfiden in Gegenwart von Kohle, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwermetallsulfide wenigstens teilweise in solcher Stückform chargiert werden,

   dass diese Stücke beim Schmelzprozess teilweise unzer- setzt aus der Schmelze in das sich unterhalb der letzteren bildende Metallbad hinabsinken und dort den Umsatz des in demselben sich ansammelnden Aluminiums zu Aluminium sulfid bewirken, bevor dasselbe sich mit in dem Metallbad gebildeten Schwermetallkar- bi.d zu Aluminiumkarbid umsetzen kann. UNTERANSPRÜCHE: l.. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die in Stückform chargierten Schwermetallsulfide andere Stoffe beigemengt enthalten. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die in Stückform chargierten Schwermetallsulfide Eisen bei gemengt enthalten. 3. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stückige Teil der Beschickung aus Briketts von Eisen und Pyrit besteht. 4. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der stückige Teil der Beschickung aus Briketts von Eisengranalien und Zinksul fid besteht.

   5 Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet, dass die chargierten Stücke einen Zusatz von im Höchstfalle 30 % Feuchtig keit aufnehmender und abgebender Stoffe enthalten. C. Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1, 2 und 5, dadurch gekenn zeichnet, dass die chargierten Stücke einen Zusatz von unkalziniertem Bauxit enthal ten. 7. Verfahren nach Patentanspruch und Un teransprüchen 1 und 3, dadurch gekenn zeichnet, dass den Briketts zinkhaltige Kiese beigegeben. werden.