CH186883A - Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Gewinnung von Magnesium. - Google Patents

Description

  Verfahren und Vorrichtung zur thermischen Gewinnung von Magnesium.    Bei der Gewinnung von Magnesium in  grösserem Massstube durch thermische Reduk  tion von     magnesiumhaltigen    Rohstoffen mit  Hilfe von Reduktionsmitteln wie Aluminium,  Silizium u. a. bei Temperaturen oberhalb  des Siedepunktes des Magnesiums und nach  folgender Kondensation der Magnesium  dämpfe wurde beobachtet, dass insbesondere  bei den tieferen Temperaturen des in Frage  kommenden Temperaturbereiches die Reak  tion nur langsam fortschreitet und zuweilen  sogar vorzeitig zum Stillstand kommt. trotz  dem an sich auf Grund von Laboratoriums  versuchen auch bei diesen tieferen Tempera  turen ein     glatter    und vollständiger Ablauf  der Reaktion zu erwarten war.  



  Die     Untersuchung    der Reaktionsvorgänge  hat nun zu der Erkenntnis geführt, dass der       langsame        bezw.    unvollständige     Reaktionsver-          Iauf    zu einem wesentlichen Teil durch die  Tatsache     bedingt    wird, dass die verhältnis  mässig schweren     Magnesiumdämpfe    bei tie-         fen        Temperaturen,    bei denen der Dampfdruck  des reduzierten Magnesiums noch gering ist,  sich über dem     Reaktionsgemisch    ansammeln  und so dem Fortgang der Reaktion entgegen  wirken.

   Diese     Ansammlung    von Magnesium  dampf über der Reaktionsmasse wird, wie  Versuche gezeigt haben, auch nicht etwa da  durch verhindert, dass man in an sich bekann  ter Weise zwecks Aufrechterhaltung einer       inerten        Reaktionsatmosphäre    einen langsamen  Strom von Wasserstoffgas durch den Reak  tionsraum     hindurchleitet,    solange dieser  Strom nicht unmittelbar die Reaktionsmasse  durchspült, sondern, wie meist der Fall, nur  die obern Teile des Reaktionsraumes durch  strömt;

   denn die     Diffusionsgeschwindigkeit     der beiden Gase ist nur     gering,    und der Mag  nesiumdampf neigt infolge seines mehr als  zwölfmal höheren spezifischen Gewichtes  dazu, nach Art     eines    Bodennebels über der  Reaktionsmasse liegen zu bleiben.  



       Erfindungsgemäss    kann eine rasche und      vollständige Umsetzung des Reaktionsgemi  sches in     technischem        Massstabe    auch bei ver  hältnismässig tiefen Temperaturen erzielt  werden, indem der entwickelte Magnesium  dampf im Masse seiner Entstehung aus der  eigentlichen     Reaktionszone    alsbald entfernt  wird. Diese Entfernung des Magnesiums  dampfes kann auf verschiedene Weise erfol  gen, wobei es sich als zweckmässig erweist,  die nachstehenden, als nutzbringend genann  ten Massnahmen miteinander zu vereinigen.  



  Beispielsweise kann durch Aufrechterhal  tung eines kräftigen     inerten    Gasstromes, der  die     Reaktionsmasse        unmittelbar    bestreicht       und    sie vorzugsweise durchspült, und dessen  Geschwindigkeit die für die blosse Aufrecht  erhaltung einer     inerten        Atmosphäre    erforder  liche Grösse im allgemeinen wesentlich über  schreitet, eine rasche Entfernung bewirkt  werden.

   Diese Entfernung kann noch da  durch unterstützt werden, dass man die Re  aktionsmasse, die bei einem     kontinuierlichen     Verfahren durch den Ofen hindurchgeführt  wird,     in    verhältnismässig dünner Schicht von  grosser Flächenerstreckung auf einer geneig  ten Unterlage anordnet, derart, dass die ent  wickelten     Magnesiumdämpfe,    ihrer eigenen  Schwere folgend, von selbst, und zwar vor  zugsweise in     Richtung    des Materialflusses  abwärts fliessen.

   Gemäss einem besonderen  Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht  die Unterlage für das     Reaktionsgemisch    aus  einer einmal zweckmässig elektrisch beheiz  ten, siebartig durchlöcherten Platte aus hitze  beständigem Werkstoff, durch deren     Öff-          nungen    die     Magnesiumdämpfe    nach unten       austreten        können,    während die zweckmässig  in brikettierter Form zur Anwendung ge  langende ausgebrauchte Reaktionsmasse, ge  gebenenfalls durch schräge     Anordnung    des  Siebes in     Verbindung    mit einer Rüttelbewe  gung derselben, in seitlicher Richtung abge  führt wird.

   Dabei wird der Austritt der       Magnesiumdämpfe    nach unten durch Auf  rechterhaltung des in diesem Falle nur mässi  gen Stromes eines     inerten    Gases durch das  Sieb     hindurch    wesentlich unterstützt.  



  Die hohe Strömungsgeschwindigkeit des         inerten    Gases und damit auch der von ihm  fortgeführten     Magnesiumdämpfe    kann ferner  ohne erhebliche     Vermehrung    der umzuwäl  zenden     Inertgasmenge,    die bei der Konden  sation der Metalldämpfe störend     wirken     würde, in besonders vorteilhafter Weise da  durch erreicht werden, dass der Querschnitt  des Reaktionsraumes, durch den die     inerten     Gase     hindurchströmen,    möglichst gering be  messen wird.

   Von besonderem Vorteil er  weist sich dabei eine Ausbildung des Reak  tionsraumes derart, dass er     einen        Querschnitt     von verhältnismässig grosser     Breitenerstrek-          kung        und    geringer Höhe erhält, wobei die  Reaktionsmasse auf dem breiten Boden in  verhältnismässig geringer Schichthöhe aus  gebreitet und     fortgefördert    wird.  



  Es ist natürlich sehr vorteilhaft, die für  die Fortführung der     Magnesiumdämpfe    be  nötigten     Spülgasmengen    wieder zu verwen  den. Zu diesem Zweck kann das     inerte    Gas  nach Befreiung von seinem     Magnesiumgehalt     durch Kondensation dem Reaktionsraum im  Kreislauf wieder zugeführt werden.

   Dabei  hat es sich als möglich     erwiesen,    ohne wesent  liche Beeinträchtigung des Wirkungsgrades  auf eine restlose     Kondensation    der     Magne-          siumdämpfe,    die eine insbesondere in wärme  technischer     Hinsicht        ungünstige    und um  ständliche Behandlung des Gases erforderlich  machen würde, zu verzichten. Es genügt  vielmehr, für die Kondensation eine verhält  nismässig starke Vergrösserung des Strö  mungsquerschnittes vorzusehen und auch die  Abkühlung in mässigen Grenzen zu halten.

    Die Förderung des Gaskreislaufes     kann    dabei  durch eine zweckmässig     zwischen    dem Kon  densationsraum und der     Wiedereintrittstelle     des     inerten    Gases in die     Reaktionskammer     angeordnete Fördervorrichtung (Pumpe oder       dergl.)    erfolgen.

   Jedoch bedient man sich,  gegebenenfalls in     Verbindung    mit einer sol  chen Vorrichtung, für die Umwälzung der  Gase zweckmässig des schweren Magnesium  dampfes selber, indem man die     Ableitung     der Reaktionsgase in Richtung nach unten  verlegt und die Kondensation des Magne  siums an der untersten Stelle des Kreislaufes      anordnet, wodurch eine mehr oder weniger  automatische Umwälzung der Gase erfolgt.  



  In der Zeichnung ist ein Ausführungs  beispiel eines zur Ausführung des Verfahrens  dienenden Ofens schematisch dargestellt; wo  bei       Fig.    1 einen     Längsschnitt    und       Fig.        \?    einen     Querschnitt    durch den Ofen  nach der Linie     A-B    der     Fig.    1 darstellt.

    1 ist ein     Muffelofen,    dessen lichter Quer  schnitt im Verhältnis zu seiner Breiten  erstreckung     niedrig    gehalten ist,     und    in dem  eine siebartig durchlöcherte Unterlage 2 an  geordnet ist, die vermittels einer Kurbel  scheibe 3 in an sich bekannter Weise in rüt  telnde Bewegung versetzt werden kann. Die       Beheizung    des Reaktionsraumes erfolgt durch  möglichst dicht über der Siebplatte angeord  nete, als Heizwiderstände ausgebildete Strah  lungselemente 4.

   Das Reaktionsgut wird dem  Sieb     \?    durch das mit einer Schleusenvorrich  tung ausgestattete     Einfüllrohr    5 zugeführt,       während    der Austrag der ausgebrauchten  Reaktionsmasse bei 6 erfolgt. 7 sind Wasser  stoffzuleitungen, die ebenfalls nahe oberhalb  der     Siebplatte    2 münden, und durch die ein  Strom von Wasserstoff     unmittelbar    auf die  Siebplatte gerichtet wird.

   Während die grö  beren Stücke der     ausgebrauchten    Reaktions  masse die Siebplatte seitlich verlassen,     tritt     der mit dem entwickelten     llagnesiumdampf     beladene Wasserstoff zunächst nach unten  durch die     Siebplattenlöcher    aus     und    strömt  alsdann der     Kondensationsanlage    8 zu, wo er  von seinem     Magnesiumgehalt    befreit wird.

    Der zurückbleibende Wasserstoff wird dann       ,vermittels    der Pumpe 9, die die durch die  schweren     Magnesiumdämpfe    bedingte Um  wälzung des Gases unterstützt, wiederum den  Zuleitungsrohren 7     zugeführt.    Der durch die       Siebbodenlöcher    hindurchtretende Abrieb des  Reaktionsgemisches wird dagegen nicht  mit dem Wasserstoffstrom nach 8     fortgelei-          tet,    sondern rieselt über den Grat 10 seitlich  in die zweckmässig beheizten Sammelgefässe  11, wo er von Zeit zu Zeit entfernt wird. Aus  der     Kondensationskammer    8 wird das kon  densierte Magnesium nach Bedarf durch die    Öffnungen 12 im flüssigen Zustande "abge  zogen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH I: Verfahren zur thermischen Gewinnung von Magnesi<U>um</U> durch Reduktion von mag- nesiumhaltigen Rohstoffen mit Hilfe von Re- duktionsmitteln in Gegenwart eines In.ert- gases, dadurch gekennzeichnet, dass die ge bildeten Magnesiumdämpfe im Masse ihrer Entstehung aus der eigentlichen Reaktions- zone alsbald entfernt werden.

   UN TERANSPRüCHE :' 1. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildeten Mag- nesium.dämpfe durch kräftiges Bestrei chen des Reaktionsgemisches mit dem Inertgas aus der Reaktionszone entfernt werden. 2. Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die gebildeten Magne- siumdämpfe durch kräftiges Durchspülen des Reaktionsgemisches mit dem Inertgas aus der Reaktionszone entfernt werden. 3.

   Verfahren nach Patentanspruch I und Un teranspruch 2, dadurch gekennzeichnet; dass das Reaktionsgemisch auf einer sieb artigen Unterlage angeordnet wird, durch deren Öffnungen der mit Magnesium dämpfen beladene Inertgasstrom nach un ten austritt, während die festen Reaktions- rückstände seitlich abgeführt werden. 4.

   Verfahren nach Patentanspruch I, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensation des Magnesiumdampf es an der tiefsten Stelle der Anlage erfolgt, imd dass die Umwäl zung des Inertgasstromes durch die schwe ren, nach unten sinkenden, Magnesium dämpfe unterstützt wird. 5. Verfahren nach Patentanspruch I und Un teranspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kondensation der Magnesium dämpfe durch starke Vergrösserung des Strömungsquerschnittes des Gases unter stützt wird.

   PATENTANSPRUCH II Ofen für die Durchführung des Verfah rens nach Patentanspruch I, gekennzeichnet durch eine durchlöcherte Siebplatte, die in einem Ofenraum, dessen lichter Querschnitt im Verhältnis zu seiner Breitenerstreckung niedrig gehalten ist, angeordnet ist. UNTERANSPRUCH: 6. Ofen nach Patentanspruch II, dadurch gekennzeichnet, dass die Siebplatte durch eine Rüttelvorrichtung bewegbar ist.