136226. lajstromszámú szabadalom • Eljárás a redukálási hőmérsékletnél illanó fémek elektrotermikus előállítására oxidjaiknak szénnel való redukálásával

Megjelent 1954. évi augusztus hó 15-én. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 136.226. SZÁM. 40. c. 16. OSZTÁLY. - S-19215. ALAPSZÁM. Eljárás a redukálást hőmérsékletnél illanó fémek elektrotermikus előállítására oxidjaiknak szénnel való redukálásával Studiengesellschaft für Metallgewinnung m. b. H., Frankfurt a/M. A bejelentés napja: 1942. november 9. Németországi elsőbbsége: 1941. november 12. A találmány eljárás redukáló elpárologtatással előállítható fémek, mint pl. magnézium, cink, elektrotermikus előállítására, oxidoe vegyületekből, redukálószerként szén alkalmazásával, villamos kemencében. ' Az említett fémeket, főleg a magnéziumot elektrotermikusán eddig úgy állították, elő, hogy a magnéziumoxid és szén, illetve koksz finomra őrölt keverékét kötőanyag, mint kátrány vagy kátrányszurok hozzáadása után alaktestekké sajtolták, majd előzőleg égették, és ezt követően felülről a villamos kemencébe töltötték, illetve bezsilipelték, miközben a reakciós hőt a kemence fedelében elrendezett két vágy több grafitelektróda közt keletkező fény ív létesítette. A reakciós térben szénoxiddal együtt keletkező illékony magnéziumot előnyösen e tér elhagyása után gyorsan lehűtik, és szilárd alakban leválasztják. A keletkezett magnézium visszaoxidálásának meggátlásia végett a magnézdumgőzt jelentős mennyiségű hideg, közömbös vagy redukáló hatású gázok bevezetésével gyorsan oly alacsony hőmérsékletre hűtik, hogy a fémmaignézium és a szénoxid egymásmellett állandó. Abban a törekvésben, hogy ennél az eljárásnál a reakciós térnek a reakciót károsan befolyásoló lehűlését, meggátolják, ami a laza reakciósanyagnak felülről szakaszonként való bevitele következtében áll elő, javasolták már a keveréknek a reakciósítérbe alulról többé vagy kevésibbé folyamatosan bevándorló oszlop alakjában való adagolását. Ekkor azonban a reakciós tér tömítése okozott nehézségeket, ami pedig a magnéziumgőzök könnyű gyúlékonyeága következtében igen fontos, és amit azzal igyekeztek kiküszöbölni, hogy a reakcióskeveréket csekély mennyiségű folyékony kötőanyag beadagolásával képlékennyé és sikamlóssá tették, úgyhogy a képlékeny keverékből álló vándorló oszlop maga tömített. Hogy az eredetileg hideg reakcióskeveréknek a kemencébe való beadagolásakor a reakciós térben a hőmérséklet helyi csökkenését meggátolják, azt javasolták, hogy a vándorló oszlopot a magas hőmérsékletű körzetbe keresztm&tszetének fokozatos növelése közben vezessék be. Kitűnt azonban, hogy ezek a rendszabályok sem elegendőek ahhoz, hogy a reakciós térben a helyi hőmérsékletcsökkenést kielégítő mértékben meggátolják. Ennek azonban azért van nagy műszaki jelentősége, mert a reakciós térben bekövetkező mindenfajta hőmérsékletcsökkenés nem csupán a reakciósebességet csökkenti,- hanem a magnézíumgőznek magában a kemencében, vagyis a kemencéiből való kilépésekor alkalmazott tervszerű hűtés előtti viszszaoxidálását is elősegíti. A reakciós térben bekövetkező hátrányos hőmérsékletcsökkenés oka a legutóbb említett eljárásnál is abban keresendő, hogy a reakciós elegyhez adagolt képlékenyítő kötőanyag elpárologtatása és krakkolódása jelentékeny melegszükséglettel jár. Kitűnt tehát, hogy az egyetlen szer alkalmazása, mely eddig a reakciós térbe vándorló reakciós eleggyel való megbízható tömítést biztosította, a reakciós anyagnak összefüggő oszlop alakjában való folyamatos beadagolásával elért előnyt újból kérdésessé teszi. A találmány szerinti eljárástól a reakciós térben a helyi hőmérsékletcsökkenést úgy gátoljuk meg, hogy az önmagában ismert módon képlekenyíitően ható kötőanyaggal való keverés nélkül a reakciós kemencébe beadagolt, szénből, és magnéziumoxidbá'i álló reakciós elegyet önmagát elektródaként használjuk, mimellett másrészt a kemence tömítését azzal érjük-el, hogy a kötőanyagmentes reakciós elegyet a kemencébe megfelelően tömörített alakban adagoljuk. Ha e keveréknek a kemencébe Vándorló oszlopán villamos áram folyik át, az jelentősen előmelegedik, és emellett a kötőanyag hiánya miatt a reakciós térből eredő melegnek a kötőanyag elpárologtatósához, illetve krakkolásához szükséges mennyiségét megtakarítjuk. A találmány szerinti eljárással az üzem szempontjából lényeges egyéb számos előnyt érünk el, melyeket az alábbiakban röviden tárgyalunk: Egy vagy adott esetben több párhuzamosan kapcsolt ellénelektródának a reakciós térben való elrendezése feleslegessé válik, mert a reakciós elegy önmaga elektródaként hat. Ennek következményeként a grafitelektródák leégése jelentősen csökken. Ezenkívül a találmány szerinti eljárás következtében az eddig szükségszerűen rézsútosan elrendezett elektródák helyett a kemence fedelén függőlegesen átvezetett elektródát alkalmazhatunk. Ezzel az