151209. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fémek és ötvözetek előállítására fémmel való termikus redukció útján

7 151209 8 nyel is jár, hogy a költséges nem szén-jellegű redukálóanyag jelentős részét megtakaríthatjuk. Ezt az előzetes redukciót vagy a kezelendő anyag egyszerű megolvasztását felhasználhatjuk arra is, hogy a szennyezett kiinduló anyagokat tisztító kezelésnek vessük alá és így először egy pl. réz-, ólom-, foszfor- stb. szennynyezéseket tartalmazó ötvözetet nyerjünk ki, majd a kapott tisztított olvadékot használjuk fel a találmány szerinti redukciós művelet kiinduló anyagaként. Ez a tisztítási művelet a megolvasztással kapcsolatban végzett hőkezelésből is állhat, mint pl. kéntelenítés, arzén és/vagy antimon eltávolítása stb. esetében. A találmány szerinti eljárás során az „A" oxidált kiinduló anyaghoz valamely vasoxidalapú, előnyösen vas((III)-oxid-alapú anyagot is adhatunk. Ilyen esetekben a metallotermikus redukciós reakciót a sztöchiometrikus aránynak legalább megfelelő mennyiségi arányú redukálószerrel folytathatjuk le (az „A" jelentése itt is megegyezik a fentebbi meghatározás szerintivel). Az így alkalmazott vasoxidnak, amely itt hőtermelési célokat szolgál, a redukcióját célszerűen beleilleszthetjük a vasötvözeteknek a találmány szerinti eljárással történő előállítási műveletébe. A találmány szerinti eljárásban az „A" oxidált kiinduló anyagot részben vagy egészben olyan oxidációs fokra is hozhatjuk, amely magasabb, mint az illető anyag szokásos oxidációs foka, majd ilyen állapotban vethetjük alá a redukciós reakciónak, legalább a sztöchiometrikus mennyiségi arányban alkalmazott redukálószer felhasználásával. Így pl. a krómoxidot előbb kromáttá alakíthatjuk át és azután ebben az állapotban vethetjük alá a redukciós műveletnek. A találmány értelmében ezt az előzetes oxidációs műveletet oly módon is lefolytathatjuk, hogy az „A" (jelentése megfelel a fentebbi meghatározás szerintinek) oxidált anyag megolvasztott tömegébe oxigént vagy túlhevített vízgőzt lövelltetünk be. A találmány szerinti metallotermikus redukciós műveletnek alávetett olvadéktömeg hőmérsékletét oly módon is növelhetjük, hogy ebbe az olvadéktömegbe valamely exoterm reakciót adó porkeveréket lövellünk be; ezt a porkeveréket önmagában ismert módon állíthatjuk elő egyrészt valamely oxidált termékből, pl. vas(III)-oxidból, nátriumnitrátból, káliumperklorátból vagy valamely „A" oxidált vegyületből, másrészt valamely „B" fémes redukálóanyagból, amely valamely „F" salakképző anyagot is tartalmazhat (a fentiekben „A", „B" és „F" jelentése megegyezik a fentebbi meghatározás szerintivel). A vas(III)-oxid és/vagy a normálisnál magasabb oxidációs fokú kiinduló anyag és/vagy az említett exoterm keverék felhasználása esetán „in situ" olyan exoterm segédreakciót idézhetünk elő, amelynek hőtermelő hatása hozzáadódik a találmány szerinti metallotermikus redukciós reakció hőtermelő hatásához. A találmány szerinti metallotermikus redukciós reakciót, amelynek során a reagáló anyag-5 tömeg valamely „F" salakképző anyagot is . tartalmazhat, lefolytathatjuk oly módon is, hogy a reagáló tömeg hőmérsékletét oly elektromos kemence segítségével emeljük magasabbra, amely kemencét az említett reagáló tömeg 10 olvadáspontjánál legalább 200 C°-kal magasabb hőmérsékleten üzemeltetünk. Az imént leírt módon kivitelezett metallotermikus reakciót, amelynek során a folyékony tömeg az oxidált állapotú kiinduló anyag-15 ból áll, lefolytathatjuk úgy is, hogy a reagáló tömeg hőmérsékletét egy, e tömeg olvadáspontjánál legalább 200 C°-kal magasabb hőmérsékleten üzemeltetett elektromos kemence segítségével a megfelelő magasra emeljük és 20 ezután vetjük alá a megolvadt tömeget a találmány szerinti metallotermikus redukciós reakciónak. E módszerek segítségével oly reakcióhcmérsékleteken dolgozhatunk, amelyek 200 C°-kal 25 vagy ennél is többel meghaladják a reakció során termelt fém vagy ötvözet olvadáspontját; az ilyen felemelt hőmérsékleteket az alábbiak során „szuper-hőmérséklet" megnevezéssel fogjuk említeni. 30 Az ilyen „szuper-hőmérsékletek" alkalmazása különösen olyan esetekben előnyös, amikor ki akarjuk küszöbölni a metallotermikus redukciónak alávetendő keverék nem kielégítően homogén volta miatt fellépő hamis reakció-35 egyensúlyok bekövetkezését. A metallotermikus. redukciónak alávetésre kerülő folyékony tömeg hőmérsékletét azáltal is csökkenthetjük, hogy ehhez a megolvadt tömeghez a fentebb „A" alatt felsorolt oxidált 40 vegyületek valamelyikét adjuk szilárd állapotban. Csökkenthetjük a hőmérsékletet e módszerrel oly módon is, hogy az említett szilárd oxidált vegyületet eloszlatott állapotban fúvatjuk 45 be a folyékony tömegbe. Befúvathatunk a folyékony oxidált vegyület tömegébe ugyanakkor vasat is eloszlatott szilárd állapotban, amikor is a vas a „B" fémes redukálóanyag szerepét tölti be. 50 A fent említett műveletek esetében a hőbetáplálást tetszés szerint változtathatjuk a fémes redukálószer és/vagy a segéd-adalékként hozzáadásra kerülő oxidált vegyület minőségének és/vagy beadagolás! sebességének 55 és/vagy a belövellt redukálóanyag súlyarányának (a hordozó közeg súlyához viszonyítva) változtatása útján. Ily módon tehát a rendszer hőmérsékletét gyorsan és széles határok között változtathat-60 juk; a hőmérséklet csökkentésének ill. növelésének ez a könnyen végrehajtható volta a találmány egyik lényeges jellemvonását képezi. A találmány szerinti eljárás esetében a felső hőmérsékleti határt csupán a reagáló tömeget 65 tartalmazó berendezés bélésének a magas hő-4