Verfahren zur Herstellung Yon Tonerde auf elektrothermischem Wege. Bei der Herstellung von Tonerde aus Bauxit oder anderen tonerdehaltigen hohmaterialien durch elektrothermische Reduktion der Ver unreinigungen ist es bekanntlich äusserst sch wie- rig, besonders die letzten Resten dieser Ver unreinigungen zu entfernen. Eingehende Ver suche haben nun gezeigt, dass die Ursache hierfür in der unrichtigen beziehungsweise un genügenden Verteilung des Kohlenstoffes oder sonstigen Reduktionsmittels im Rohmaterial gemisch liegt.
Es wurde beobachtet, dass die Reduktion der Oxyde im geschmolzenen Zu stande äusserst rasch verläuft. Ausserdem wurde beobachtet, dass beim Zuchargieren von Roh material oft eine Tiegelverengung eintritt, bei der es nicht vermieden werden kann, dass in die Tiegelwand unverarbeitetes Rohmaterial gemisch gelangt.
Im weitem Verlauf des Pro zesses, bei dem sogenannten Garkochen der Charge, wird nun die Tiegelwand teilweise wieder aufgeschmolzen, wobei jedoch, wenn die Verteilung des Kohlenstoffes im Rohma terial nicht sehr fein ist, die Oxyde finit dem übergehen. Es wird daher in der Schmelze während der Operation nur selten das rich tige Verhältnis vorhanden sein. jVenn zuviel Kohlenstoff darin enthalten ist, wird Alumi niumoxyd mitreduziert, und bei zu wenig werden die Verunreinigungen nicht vollkom men entfernt.
Sticht man nun die Charge in einem Moment ab, wo kurz vorher nicht ge nügend Kohle in der Schmelze vorhanden war, so erhält man ein unreines Produkt. Man ist daher trotz richtigerBemessung des Kohlenstoff gehalts in der Rohmaterialtnischung nie sicher, ob man reines Material bekommt.
Die Unsicher heit liesse sich nur vermeiden, wenn man mög lichst lange garkocht. Dies ist jedoch, wie beo bachtet wurde, für die Herstellung reiner Ton erde ebenfalls schädlich, und zwar aus folgendem Grunde. Das am Boden des Ofens liegende titanhaltige Ferrosilizium wird dauernd auf gewirbelt und dadurch oder vielleicht auch durch Verdampfung hochgeführt.
Es gelangt auch an die Oberflüche der Schmelze, wo es in Oxyde verwandelt wird, wenn nicht dau- neutrale Atmosphäre liegt, oder wenn nicht in der Schmelze noch soviel Kohlenstoffüber- schuss vorhanden ist, dass die eventuell neu gebildeten Oxyde wieder reduziert werden kön nen.
Wird jedoch mit Rücksicht auf die vor heraufgeführten Umstände lange gargekocht, so bleibt die Schmelze längere Zeit mit nur ge- ringein Kohlenstoffüberschuss im Ofen, und es können sich daher die hochsteigenden Metalle an der Oberfläche, wo bei Garkochen nicht mehr reduzierende Atmosphäre vorliegt, wie der oxydieren, wodurch wieder Verunreinigung der Tonerde erfolgt.
Die geschilderten Schwie rigkeiten treten auch auf, wenn so langsam chargiert wird, dass während des Chargierens keine Tiegelverengung eintritt, denn bei dem langsamen Chargieren treten leicht Momente ein, wo nicht mehr genügend Kohlenstoff in der Schmelze zur Reduktion der hochsteigen den und wieder oxydierten Metalle beziehungs weise nicht genügend grosse Kohlenoxydent- wicklung vorhanden ist. Ausserdem bedingt langsames Arbeiten erhebliche Vergrösserung der benötigten elektrischen Energie und ver grösserten Verdampfungsverlust.
Es wurde nun gefunden, dass durch mög lichst weitgehende Zerkleinerung der Roh materialien und des Kohlenstoffes und deren innige Mischung es möglich ist, rasch zu char gieren, die Nachteile der Tiegelverengung zu beseitigen und die Garkochzeit soweit zu re duzieren, dass eine Wiederoxydation der hoch steigenden Metalle vermieden wird. Die Mi schung der zerkleinerten Rohmaterialien mit Kohle kann in pulveriger Form jedoch dem Ofen nicht zugeführt werden, da durch die dein Ofen entweichende Gase sehr viel da von verstauben und der Kohlenstoff teilweise verbrennen würde, bevor er in die Schmelze gelangt.
Aus diesem (runde kann dieMischung brikettiert werden, wobei als Bindemittel Pech oder Teer verwendet werden kann, deren Koh lenstoff gleichzeitig teilweise als Reduktions mittel dient.
Die Verwendung vor) Briketts hat den Vorteil, dass der Kohlenstoff mit dem Brikett rasch in das Innere der Schmelze gelangt und nicht an der Oberfläche schwimmt. Es wird dabei durch die vom Innern der Schmelze ausgehende CO-Entwicklung eine gute Durch mischung der Charge erzielt.
Process for the production of clay by electrothermal means. In the production of alumina from bauxite or other alumina-containing hollow materials by electrothermal reduction of the impurities, it is known to be extremely difficult to remove especially the last remnants of these impurities. In-depth tests have now shown that the cause for this lies in the incorrect or insufficient distribution of the carbon or other reducing agent in the raw material mixture.
It has been observed that the reduction of the oxides in the molten state is extremely rapid. In addition, it has been observed that when adding raw material, the crucible is often narrowed, in which case it cannot be avoided that unprocessed raw material mixture gets into the crucible wall.
In the further course of the process, with the so-called boiling of the batch, the crucible wall is now partially melted again, but if the distribution of the carbon in the raw material is not very fine, the oxides pass over finitely. The correct ratio will therefore rarely be present in the melt during the operation. jIf there is too much carbon in it, the aluminum oxide is also reduced, and if there is too little, the impurities are not completely removed.
If you cut off the batch at a moment when there was not enough coal in the melt shortly beforehand, you get an impure product. Therefore, in spite of the correct measurement of the carbon content in the raw material mixture, one is never sure whether one is getting pure material.
The uncertainty could only be avoided if you cook for as long as possible. However, as has been observed, this is also detrimental to the production of pure clay for the following reason. The titanium-containing ferrosilicon lying at the bottom of the furnace is constantly whirled up and carried up by this or perhaps also by evaporation.
It also reaches the surface of the melt, where it is converted into oxides, if the atmosphere is not permanently neutral, or if there is not enough carbon excess in the melt that the possibly newly formed oxides can be reduced again.
If, however, the above circumstances are taken into account for a long time, the melt remains in the furnace for a long time with only a small excess of carbon, and the metals that rise up can build up on the surface where there is no longer a reducing atmosphere during cooking, such as the oxidize, which again results in contamination of the clay.
The difficulties described also occur when charging is carried out so slowly that the crucible is not narrowed during charging, because slow charging can easily lead to moments where there is no longer enough carbon in the melt to reduce the rising and re-oxidized metals there is not enough carbon dioxide development. In addition, slow work causes a considerable increase in the electrical energy required and increased evaporation loss.
It has now been found that by crushing the raw materials and carbon as closely as possible and mixing them intimately, it is possible to charge quickly, to eliminate the disadvantages of the crucible narrowing and to reduce the cooking time to such an extent that reoxidation of the high rising Metals is avoided. However, the mixture of the comminuted raw materials with coal cannot be fed into the furnace in powder form, as the gases escaping from the furnace would collect a lot of dust and some of the carbon would burn before it gets into the melt.
From this (round, the mixture can be briquetted, whereby pitch or tar can be used as a binding agent, the carbon of which also partially serves as a reducing agent.
The use of pre) briquettes has the advantage that the carbon with the briquette quickly gets into the interior of the melt and does not float on the surface. The CO development emanating from the inside of the melt ensures that the batch is thoroughly mixed.