DE57768C - Verfahren und Apparat zur Gewinnung- von Metallen aus ihren Oxyden - Google Patents

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

KLASSE 40: Hüttenwesen.

In der Patentschrift No. 51892 des Erfinders ist ein Verfahren zur Gewinnung von Metallen aus ihren Sauerstoffverbindungen beschrieben, nach welchem man die betreffenden Metalloxydmaterialien schmilzt und in die geschmolzene Masse unter Druck ein reducirendes Gas einleitet.

Der Zweck des den Gegenstand vorliegender Erfindung bildenden Verfahrens ist es nun, der praktischen Ausführung des obigen Verfahrens zu dienen.

Bei dem vorliegenden neuen Verfahren wird das Einblasen von reducirendem Gas vermittelst Rohre dadurch vermieden bezw. ersetzt, dafs man die Eigenschaft der Wände aus Graphit (oder-einem anderen analogen Material, wie Retortenkohle u. s. w.), im Glühzustande Gase durchzulassen, ausnutzt.

Die das Metall in Form seiner Oxydverbindung enthaltenden Materialien (mögen diese Oxyde bereits vorhanden gewesen oder durch Vorbehandlung — etwa Röstung — erst gebildet worden sein) werden nach vorliegender Erfindung, gewünschtenfalls unter Zusatz von Flufsmittel , geschmolzen und im schmelzflüssigen Zustand in einen Tiegel oder Behälter gegossen, dessen Wandung ganz oder theilweise aus Graphit besteht, welcher (wie es für die Herstellung von Graphittiegeln üblich ist) mit einem geeigneten Bindemittel gemischt ist.

Der Tiegel wird in einem Ofen, zweckmäfsig mit reducirender Flamme, erhitzt, die denselben umspülenden reducirenden Gase dringen durch die Graphitwä'nde hindurch und reduciren aus dem flüssigen Tiegelinhalt das Metall.

Da der Erfolg dieses Verfahrens vollständig von dem Flüssigkeitszustand der behandelten Masse abhängt, so mufs man das anzuwendende Schmelzmittel sorgfältig auswählen.

Für die Behandlung der schmelzbaren Oxyde, wie Bleioxyd oder des magnetischen Eisenoxyds, ist der Zusatz eines Schmelzmittels entbehrlich.

Für die Behandlung der nicht schmelzbaren Oxyde dagegen, wie Eisenoxyd, Chromoxyd, · Aluminiumoxyd oder ähnliche Oxyde ist es zweckmäfsig, dieselben mit Flufsspath zu schmelzen.

Wenn die Metalloxyde mit anderen Mineralien, Gesteinen oder Gangarten, wie z. B. Kalk, Thon, Quarz, verunreinigt sind, fügt man die entsprechenden Flufsmittel nach den bekannten metallurgischen Regeln hinzu. Dieses Verfahren kann für die Reduction aller Metalle angewendet werden, deren Sauerstoffverbindungen in den geschmolzenen Zustand übergeführt werden können. Aber zur Gewinnung dieser Metalle ist es nothwendig, dafs dieselben schwerer sind als die Schmelze; anderenfalls würden sie auf der Oberfläche schwimmen und sich oxydiren. So führt man das vorliegende Verfahren, beispielsweise zur Gewinnung von Aluminium, etwa folgendermafsen aus.

Die mit Fluorcalcium zusammengeschmolzene Thonerde wird in einem Tiegel oder Behälter aus Graphit reducirt, welcher, wie oben erwähnt, die Eigenschaft hat, Gasen den Durchtritt zu gestatten. Dieser Behälter befindet sich inmitten einer reducirenden Flamme, welche durch die Tiegelwandung hindurch auf die zu behandelnden Stoffe reducirend wirkt

und das Aluminium in den metallischen Zustand überführt.

Damit dieses Metall infolge seiner Leichtigkeit nicht auf der Oberfläche der Schmelze schwimmen kann, wo es sich oxydiren würde, vermindert man das specifische Gewicht der Schmelze durch Zusatz von Aluminiumkaliumdoppelfluorid bezw. erniedrigt man den Schmelzpunkt der Masse in ähnlicher Weise, wie für die elektrolytische Aluminiumgewinnung, durch Zusatz von Kryolith oder andere Fluorverbindungen.

Auf solche W^eise erhält man metallisches Aluminium ohne Anwendung von Elektricität.

Die für diese Behandlung der metallhaltigen ■Mineralien oder Stoffe angewendeten Tiegel oder Behälter können beliebig beschaffen oder in beliebiger Art hergestellt sein, wenn dieselben nur den oben geschilderten Anforderungen entsprechen. Zur Ausführung des Verfahrens im Grofsbetrieb bedient man sich zweckmäfsig eines Flammofens, auf dessen Sohle sich die zu behandelnden Materialien befinden, und welche aus verhaltnifsmäfsig dünnen Graphittafeln besteht, die in ähnlicher Weise hergestellt werden, wie es z. B. bei Graphittiegeln üblich ist. Die reducirende Flamme leitet man in eine unterhalb der Sohle befindliche Kammer derart, dafs sie diese glühenden Tafeln durchdringen und auf die über denselben befindliche Masse reducirend wirken.

Auf beiliegender Zeichnung ist ein für vorliegendes Verfahren geeigneter Ofen beispielsweise veranschaulicht.

Fig. ι ist ein Längsschnitt des nach vorliegender Erfindung angeordneten Ofentheils nach Linie 1-2-3-4-5-6 der Fig. 2, welche einen Horizontalschnitt nach Linie 7-8 der Fig. ι darstellt, während Fig. 3 ein Querschnitt nach Linie 9-10 der Fig. 2 ist.

In dem von massivem Mauerwerk a- umschlossenen Ofen ruht auf Steinlagern c die aus Graphitplatten b zusammengesetzte Herdsohle. Das durch Kanäle d in den Flammenraum eintretende Heizgas gelangt theilweise auch durch die Durchlässe e in die unterhalb der Herdsohle befindliche Kammer f, während Verbrennungsluft durch die Kanäle g in den über der Sohle befindlichen Ofenraum streicht.

Die Speisung dieses Ofens mit Luft und Gas kann in beliebiger Weise bewirkt werden.

Das Wesentliche an dem Ofen, der demgemäfs auch, ohne von dem Wesen der Erfindung abzuweichen, verschieden gestaltet sein kann, ist eine derartige Einrichtung, dafs die reducirenden Gase durch stark erhitzte Wände aus Graphit oder analogem Material hindurchdringen und so auf das auf der anderen Seite dieser Wände befindliche schmelzflüssige, das Metall enthaltende Material reducirend wirken.

Es mufs bemerkt werden, dafs man Graphittiegel zur Gewinnung von Metallen benutzt hat, indem man in diesen Tiegeln die betreffenden Mineralien, gemischt mit Holzkohle, Koks, Anthracit u. s. w., ohne das Mineral in den geschmolzenen Zustand überzuführen, reducirt hat. Das vorliegende Verfahren dagegen besteht in der Anwendung von Graphittiegeln oder -Behältern, in welche die Metallsauerstoffverbindungen in geschmolzenem Zustande eingeführt und daselbst auch in diesem flüssigen Zustande behandelt werden, indem dieselben ohne irgend welchen Kohlezusatz lediglich der Einwirkung reducirender Gase ausgesetzt werden, die durch die Graphitwände hindurchgehen. Diese eigentümliche Anwendung des Graphits bezw. der analogen Materialien ist neu und bildet die kennzeichnende Grundlage der vorliegenden Erfindung.

Claims (2)

1. Patent-Ansprüche:

   ι . Verfahren zur Reduction von Metallen aus ihren in geschmolzenem Zustande (mit oder ohne Zusatz von Schmelzmitteln) übergeführten Sauerstoffverbindungen, darin bestehend, dafs man dieselben ohne Zusatz von Kohle der Einwirkung von Gasen der reducirenden Ofenflamme aussetzt, welche Gase dadurch in die Schmelze gelangen, dafs dieselben durch die aus Graphit oder gleichwirkendem Material bestehenden Wandungen bezw. Wandungsteile des die Schmelze enthaltenden Behälters hindurchdringen (diffundiren).
2. 2. Ein zur Ausführung des im Anspruch 1. bezeichneten Verfahrens geeigneter Ofen, dadurch gekennzeichnet, dafs die Sohle desselben aus Gräphittafeln ganz oder theilweise zusammengesetzt ist.

   Hierzu ι Blatt Zeichnungen.