DE1169681B - Process for the production of magnesium - Google Patents

Description

Verfahren zur Herstellung von Magnesium Die industrielle Herstellung von Magnesium erfolgt im allgemeinen auf elektrolytischem Wege. Gegen elektrolytische Verfahren sprechen die doch sehr hohen Investitionskosten und der hohe Aufwand für den doch recht beträchtlichen Strombedarf.Process for the production of magnesium Industrial production of magnesium is generally carried out electrolytically. Against electrolytic Procedures speak for the very high investment costs and the high effort the quite considerable electricity demand.

Seit mehreren Jahrzehnten wurden zahlreiche Versuche zur Herstellung von Magnesium auf elektrothermische Weise, insbesondere nach elektrosilikothermischen und/oder aluminothermischen Verfahren, durchgeführt.For several decades there have been numerous attempts at manufacture of magnesium in an electrothermal way, especially after electrosilico-thermal and / or aluminothermic processes.

Das Prinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens beruht auf einer Reduktion von Magnesiumoxyd oder dieses enthaltender Produkte mit Hilfe eines metallischen Reduktionsmittels, insbesondere von Silicium oder Ferrosilicium, im Vakuum und Kondensieren der sich bei der Reduktion bildenden Magnesiumdämpfe.The principle of the method according to the invention is based on a reduction of magnesium oxide or products containing it with the help of a metallic Reducing agent, in particular of silicon or ferrosilicon, in a vacuum and condensing the magnesium vapors formed during the reduction.

Zur Durchführung der Reduktion kann man die Ausgangsstoffe in fester Phase zur Reaktion bringen. Jedenfalls erfolgt jedoch bei diesen Verfahren die Erwärmung der Reaktionsmasse unter weniger günstigen Bedingungen, weil das Ausgangsmaterial, wie Dolomit, Kalk usw., in fester Phase vorliegt, die eine sehr schlechte Wärmeübertragung und schlechte elektrische Leitfähigkeit besitzt. Darüber hinaus erfordert das Abziehen der Reaktionsprodukte aus fester Phase unter anderen Unzulänglichkeiten die vollständige Entleerung des Ofens nach jeder Charge und die relativ aufwendige Trennung des Ferrosiliciumrückstandes von der Schlacke. Bei den Retortenverfahren, das ist Reduktion auf rein thermischem Wege, wie bei dem »Pidgeon«-Verfahren, findet die Reaktion in fester Phase statt. Unter den Verfahren in fester Phase sind, soweit bekannt, diese Retortenverfahren die einzigen, nach denen Magnesium in größerer Menge industriell hergestellt wird. Sie weisen jedoch als Hauptnachteil Vorrichtungen riesigen Ausmaßes in bezug auf die damit erreichte Leistung auf, die hohe Investitionskosten einschließlich hohem Aufwand für Handarbeit und Wartung mit sich bringen.To carry out the reduction, the starting materials can be solid Bring phase to reaction. In any case, however, the heating takes place in these processes the reaction mass under less favorable conditions because the starting material, such as dolomite, lime, etc., is in the solid phase, which has very poor heat transfer and has poor electrical conductivity. It also requires peeling of the solid phase reaction products are complete, among other shortcomings Emptying the furnace after each batch and the relatively complex separation of the ferrosilicon residue from the slag. With the retort process, that is reduction to a purely thermal one As in the "Pidgeon" method, the reaction takes place in a solid phase. As far as known, among the solid phase processes are these retort processes the only ones according to which magnesium is produced industrially in large quantities. However, their main drawback is that of huge size devices the performance achieved in this way, the high investment costs including high Involve manual labor and maintenance.

Um diese Unzulänglichkeiten zu vermeiden, hat man sich vorgestellt, daß man die Reaktionspartner in einem Bad in Form einer Schmelze aus der Schlacke reagieren läßt, wobei das, Schlackenbad die für die Reaktion erforderliche Wärmeenergie infolge von Widerstandsheizung aufbringt. Die Reaktionsrückstände werden flüssig abgezogen.In order to avoid these inadequacies, one imagined that the reactants in a bath in the form of a melt from the slag lets react, the slag bath providing the thermal energy required for the reaction as a result of resistance heating. The reaction residues become liquid deducted.

Diese flüssigen Schlacken sind jedoch sehr aggressiv gegen die Ofenauskleidungen, so daß man im allgemeinen nicht die hierfür üblichen feuerfesten Baustoffe verwenden kann. Nach dem Verfahren der deutschen Patentschrift $06171 soll dieses Problem gelöst werden, indem man den Ofenmantel mit Wasser kühlt. Die Ofenauskleidung besteht damit aus angewachsener Schlacke, d. h. aus Schlacke, welche an den gekühlten Wänden erstarrt.However, these liquid slags are very aggressive to the furnace linings, so that one generally does not use the refractory building materials customary for this purpose can. According to the method of the German patent specification $ 06171 this problem can be dissolved by cooling the furnace jacket with water. The furnace lining is made thus from grown slag, d. H. from slag, which on the cooled walls stiffens.

In der Praxis erweist sich jedoch diese erstarrte Schlackenschmelze als nicht genügend dicht und wird vom Ferrosilicium allmählich infiltriert. Das Ferro-Silicium durchdringt damit die Ofenauskleidung und führt zu der schweren Gefährdung des Ofenmantels, örtlich durchgeschmolzen zu werden, und Kurzschlüssen der Elektroden. Darüber .hinaus muß man für das Abstechen des Rückstandes in Form von Ferrosilicium ein weiteres Stichloch unterhalb des Niveaus der Elektroden vorsehen und dieses Stichloch für jeden Abstich des Ferrosiliciums aufschmelzen. Nach Beendigung des Ferrosiliciumabstichs isst das Ferrosilicium sehr stark in den Bereich des Stichlochs eingedrungen, erstarrt hier und erschwert den folgenden Abstich außerordentlich, so daß er praktisch undurchführbar wird. Es bleibt somit keine andere Möglichkeit mehr, als den Ofen abzustellen und das Ofenfutter auszubrechen, um den Ferrosiliciumrückstand austragen zu können.In practice, however, this solidified slag melt turns out to be as not sufficiently dense and is gradually infiltrated by ferrosilicon. That Ferro-silicon thus penetrates the furnace lining and leads to the serious hazard the furnace shell to be melted through locally and short-circuits of the electrodes. In addition, you have to tap off the residue in the form of ferrosilicon Provide another tap hole below the level of the electrodes and this Melt the tap hole for each tapping of the ferro-silicon. After the Ferrosilicon tapping eats the ferrosilicon very heavily in the area of the tap hole penetrated, freezes here and makes the subsequent tapping extremely difficult, so that it becomes practically impracticable. So there is no other option more than turning off the furnace and breaking out the furnace lining to remove the ferrosilicon residue to be able to unsubscribe.

Eine andere Unzulänglichkeit der Ofenisolierung in Form von angewachsener Schlacke ist der große Energieverbrauch bei Betriebsführung mit kalten Wänden.Another inadequacy of furnace insulation in the form of overgrown Slag is the big one Energy consumption during operational management with cold walls.

Nach einem anderen Merkmal des Verfahrens nach obiger Patentschrift muß die Charge außerordentlich fein gemahlen sein. Die entweichenden Magnesiumdämpfe reißen nun Staub aus dem Einsatz mit und verunreinigen damit das im Kondensator aufgefangene Magnesium.According to another feature of the method according to the above patent specification the batch must be ground extremely finely. The escaping magnesium vapors pull dust from the insert with it and contaminate the condenser captured magnesium.

Nach dem Verfahren der oben zitierten deutschen Patentschrift wird die Verwendung einer Aluminium-Silicium-Eisen-Legierung als Reduktionsmittel empfohlen, jedoch enthalten derartige erhältliche Materialien, welche zur Zeit noch recht kostspielig sind, praktisch unschmelzbare Carbide, welche das Abziehen von Ferrosilicium während des Verfahrens wesentlich erschweren oder sogar unmöglich machen.According to the method of the German patent cited above the use of an aluminum-silicon-iron alloy as a reducing agent is recommended, however, such available materials contain what are currently quite expensive are, practically infusible carbides, which remove ferrosilicon during make the procedure much more difficult or even impossible.

Statt angewachsener Schlacke als Auskleidung könnte man ein Ofenfutter aus Köhlenstoffmaterial verwenden.Instead of grown slag as a lining, one could use furnace lining Use made of carbon material.

Bei einem Verfahren entsprechend der Erfindung zur Reduktion von Magnesiumoxyd sollte man in einem derartigen Fall erwarten, daß eine Kohlenstoffauskleidung von den in den Ausgangsmaterialien enthaltenem Magnesiumoxyd unter Bildung von Kohlenmonoxyd angegriffen wird, um so mehr, als bekanntlich Magnesium auf carbothermische Weise aus Magnesit hergestellt werden kann.In a method according to the invention for reducing magnesium oxide in such a case one should expect a carbon lining of the magnesium oxide contained in the starting materials with the formation of carbon monoxide is attacked, all the more so as magnesium is known to be carbothermal can be made from magnesite.

Schließlich wird unter dem Einfluß des Kohlenstoffs auch die Kieselsäure und die Aluminiumsilikate unter Lieferung von Kohlenmonoxyd und Siliciummonoxyd über 1200° C, vorzugsweise zwischen 1400 und l500° C, im Vakuum reduziert, wie dies z. B. in der schweizerischen Patentschrift 215 137 beschrieben ist.Finally, under the influence of carbon, the silica also becomes and the aluminum silicates with the supply of carbon monoxide and silicon monoxide above 1200 ° C, preferably between 1400 and 1500 ° C, reduced in vacuo, like this z. B. is described in Swiss patent specification 215 137.

Die Anwesenheit von Kohlenmonoxyd und Siliciummonoxyd soll jedoch bei der Magnesiumherstellung nach dem er$ndungsgemäßen Verfahren vermieden werden, da die naszierenden Magnesiumdämpfe mit diesen reagieren und Magnesiumoxyd, Kohlenstoff und Silicium liefern. Das so erhaltene Magnesium würde sonst mit Magnesiumoxyd, Kohlenstoff und Silicium verunreinigt sein.The presence of carbon monoxide and silicon monoxide is said to be be avoided in the production of magnesium by the process according to the invention, because the nascent magnesium vapors react with them and magnesium oxide, carbon and supply silicon. The magnesium obtained in this way would otherwise be mixed with magnesium oxide, Carbon and silicon may be contaminated.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gelingt jedoch die silicothermische Herstellung von Magnesium durch Reduktion von Magnesiumoxyd oder magnesiumoxydhaltigen Substanzen, vorzugsweise von gebranntem oder gesintertem Dolomit, bei Temperaturen über dem Schlackenschmelzpunkt im Vakuum mit Silicium oder Ferrosilicium als Reduktionsmittel in Gegenwart von Aluminiumoxyd, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man auf eine Charge flüssiger Schlacke, welche sich in einem mit Kohlenstoffmaterial ausgekleideten Ofen befindet, das magnesiumoxyd'haltige Material einbringt, wobei die Schlacke ein Molverhältnis Ca0 : Si0_, >_ 1,8 und A1.,03 : Sioz > 0,26 aufweist.According to the process according to the invention, however, the silicothermal one succeeds Production of magnesium by reducing magnesium oxide or those containing magnesium oxide Substances, preferably of burnt or sintered dolomite, at temperatures above the slag melting point in a vacuum with silicon or ferrosilicon as reducing agent in the presence of aluminum oxide, which is characterized in that one is on a Batch of liquid slag, which is in a lined with carbon material Furnace is located, the magnesium oxide-containing material brings in, the slag has a molar ratio Ca0: Si0_,> _ 1.8 and A1.0: Sioz> 0.26.

Durch die Einhaltung der oben angegebenen Schlackenzusammensetzung erreicht man, daß die Kohlenstoffauskleidung an der Reaktion nicht teilrrimmt. Dies ist außerordentlich überraschend und von hoher technischer Bedeutung.By adhering to the slag composition specified above it is achieved that the carbon lining does not participate in the reaction. this is extremely surprising and of great technical importance.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Betriebsdauer von mehreren Jahren ohne Unterbrechung der Magnesiumproduktion erreicht, wobei über mehrere Jahre eine Schlackenschmelze mit hohem Kieselsäuregehalt bei Temperaturen gegen 1500° C im Vakuum mit der Kohlenstoffauskleidung der Wände in Berührung steht und man während dieser ganzen Betriebszeit ohne Schwierigkeiten das sich am Boden sammelnde Ferrosilicium im flüssigen Zustand abziehen kann.The inventive method an operating time of several Years without interruption in magnesium production, with over several years a slag melt with a high silica content at temperatures around 1500 ° C is in contact with the carbon lining of the walls in a vacuum and one that collects on the ground without difficulty during this entire period of operation Ferrosilicon can withdraw in the liquid state.

Ein einziger 1400-kW-Ofen erbringt eine Tagesleistung von 2,5 t und genügt damit für die Deckung eines Viertels des französischen Jahresbedarfs und über eines Drittels der französischen Jahresproduktion seit 1961. A single 1400 kW furnace has a daily output of 2.5 t, which is enough to cover a quarter of the French annual demand and over a third of the French annual production since 1961.

Auf diese Weise erhält man ein Magnesium mit einer Reinheit von über 99.90,`o, insbesondere auch 99,950!o, wenn man von einem manganoxydfreien Dolomit ausgeht, wogegen für die Handelsguten nicht über 99,8% gefordert wird.In this way you get a magnesium with a purity of over 99.90, `o, especially 99.950! O, if you think of a manganese oxide-free dolomite goes out, whereas for the commercial goods not more than 99.8% is required.

Die Schwierigkeiten und Investitionskosten, die Wartung und Handarbeit der für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahiens erforderlichen Anlage sind wesentlich geringer als die bei anderen bereits angedeuteten großtechnischen Magnesiumverfahren, d. h. Elektrolyse und Pidgeon-Verfahren.The difficulties and investment costs, the maintenance and manual labor the system required to carry out the process according to the invention are much lower than the large-scale ones already indicated for others Magnesium process, d. H. Electrolysis and Pidgeon Process.

Die gesamte Stromaufnahme für einen 1400-kW-Ofen in Verbindung mit seinem Kondensator liegt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren unter 11 kWh/kg Magnesium und damit wesentlich tiefer als für leistungsfähigere Öfen, da man bekanntlich in der Praxis mit 16 bis 17 kWh/kg Magnesium nach einem elektrolytischen Verfahren in modernsten Einrichtungen rechnen muß (s. Ulmann, »Enzyklopädie der technischen Chemie«, Bd. 12, Auflage 1960, S.81).The total power consumption for a 1400 kW stove in connection with In the process according to the invention, its capacitor is below 11 kWh / kg of magnesium and thus much deeper than for more powerful ovens, as it is well known that in in practice with 16 to 17 kWh / kg magnesium using an electrolytic process must calculate in the most modern facilities (see Ulmann, »Encyclopedia of technical Chemistry ", Vol. 12, edition 1960, p.81).

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise in einem wärmeisolierten Ofen durchgeführt, wogegen nach dem Verfahren der deutschen Patentschrift 806171 die Wände gekühlt werden. Durch die Wärmeisolierung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine beträchtliche Herabsetzung der Stromkosten erreicht.The inventive method is preferably carried out in a thermally insulated Oven carried out, whereas according to the method of German Patent 806171 the walls are cooled. Due to the thermal insulation in the method according to the invention a considerable reduction in electricity costs is achieved.

Die Anwesenheit von Aluminiumoxyd in der Schlacke obiger Zusammensetzung begünstigt die Fließfähigkeit und setzt die Gleichgewichtstemperatur der Reaktion durch die Bildungswärme von Calciumaluminiumsilikat 2 Ca0 # Si0.2 - xA1,0, herab (x ist die Anzahl an Aluminiumoxydmolekülen je 2 Molekül Dolomit). Damit wird bei den Reaktionsbedingungen eine carbothermische Reduktion von Kieselsäure und Magnesit vermieden.The presence of aluminum oxide in the slag of the above composition promotes flowability and sets the equilibrium temperature of the reaction by the heat of formation of calcium aluminum silicate 2 Ca0 # Si0.2 - xA1,0 (x is the number of aluminum oxide molecules per 2 molecules of dolomite). This is at the reaction conditions a carbothermal reduction of silica and magnesite avoided.

Die Anwendung von Dolomit gegenüber Magnesit in dem erfindungsgemäßen Verfahren erwies sich als überlegen, nicht nur wegen des anwesenden Kalkgehalts, sondern auch wegen der größeren Reaktionsgeschwindigkeit mit dem Silicium.The use of dolomite versus magnesite in the invention Process proved to be superior, not only because of the lime content present, but also because of the greater rate of reaction with the silicon.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet man vorzugsweise Dolomit und das Reduktionsmittel in einer Korngröße zwischen 2 und 20 mm, vorzugsweise 5 bis 15 mm, wobei selbstverständlich auch ein Stauben des Einsatzes praktisch verhindert wird.In the process according to the invention, preference is given to using dolomite and the reducing agent in a grain size between 2 and 20 mm, preferably 5 up to 15 mm, which of course also practically prevents the insert from dusting will.

Man kann das Aluminiumoxyd ganz oder teilweise durch Ton ersetzen und gegebenenfalls ein Flußmittel - wie Flußspat - zugeben, um die Schmelztemperatur herabzusetzen.You can replace all or part of the aluminum oxide with clay and if necessary a flux - such as fluorspar - add to the melting temperature to belittle.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt die Aufgabe in kleinen Portionen oder kontinuierlich auf die flüssige Schlacke, mit der sehr rasch eine Vermischung infolge der Badbewegung, welche im wesentlichen auf einer magnetischen Rührung und auch der Entweichung von Magnesium beruht, erfolgt. Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zuerst Dolomit und Aluminiumoxyd und dann erst Ferrosficium aufgegeben.In the method according to the invention, the task is carried out in small steps Portions or continuously on the liquid slag, with which one very quickly Mixing as a result of the bath movement, which is essentially magnetic Stirring and also the escape of magnesium is based, takes place. To A preferred embodiment of the method according to the invention is first dolomite and aluminum oxide and only then Ferrosficium abandoned.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zuerst Dolomit und Aluminiumoxyd und dann erst Ferrosilicium aufgegeben.According to a preferred embodiment of the method according to the invention first dolomite and aluminum oxide and only then ferrosilicon is abandoned.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendet man insbesondere Ferrosilicium mit 70'°/o Si und darüber.In the method according to the invention, ferrosilicon is used in particular with 70% Si and above.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine Reaktionstemperatur zwischen 1300 und 1700° C, vorzugsweise um 1500`e C, und ein Druck von mindestens 1,5 mm Hg, vorzugsweise 20 mm Hg, angewandt. Bei 1500° C und 20 mm Hg kann man den Magnesiumoxydgehalt der Schlackenschmelze ohne Mitreißen unerwünschter Substanzen in den Kondensator auf 3% und darunter bringen.In the process according to the invention, a reaction temperature between 1300 and 1700 ° C, preferably around 1500`e C, and a pressure of at least 1.5 mm Hg, preferably 20 mm Hg, is used. At 1500 ° C and 20 mm Hg you can get the Magnesium oxide content of the slag melt without entrainment of undesirable substances bring in the condenser to 3% and below.

Die entweichenden Magnesiumdämpfe werden zweckmäßigerweise in einem abnehmbaren Kondensator aufgefangen und entweder bis zur Kondensation oder bis zur Erstarrung gekühlt. In dem Kondensator befindet sich im allgemeinen ein Tiegel oder eine Pfanne zum Auffangen des flüssigen Magnesiums. In der Kondensatoreinheit ist eine Widerstandsheizung vorgesehen.The escaping magnesium vapors are expediently in one removable condenser and collected either up to condensation or up to Solidification cooled. A crucible or is generally located in the condenser a pan to catch the liquid magnesium. In the condenser unit is a resistance heater is provided.

Der zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendete Elektroofen soll an Hand der Abbildung näher erläutert werden. Die Ofeneinheit weist in einem entsprechenden Mantel eine Kohlenstoffauskleidung 1, die dahinter angeordnete Wärmeisolierung 2, den Stahlmantel 3, die Ofensohle aus Kohlenstoffmaterial 4 mit den Stromzuführungen 5 und dem Schlackenabstich 6 auf.The electric furnace used to carry out the method according to the invention should be explained in more detail using the illustration. The furnace unit has in one corresponding jacket a carbon lining 1, the thermal insulation arranged behind it 2, the steel jacket 3, the furnace base made of carbon material 4 with the power supply lines 5 and the slag tap 6.

Bei Betrieb des Ofens ist das Stichloch 6 mit der Klappe 7 verschlossen. Das Ofengewölbe weist eine strom- und wärmeisolierte Auskleidung 8 auf. Über den Abzug 9 gelangen die Magnetsiumdämpfe in die Kondensatoreinheit. Im Ofengewölbe ist axial der Stutzen 10 zur Einführung der senkrecht in die Schmelze reichenden Elektrode 11 angeordnet. Die Elektrode 11 ist ein wassergekühltes Kupferrohr und trägt an ihrem unteren Ende einen Graphitkörper 12, welcher in die Schmelze eintaucht. Die Beschickung geschieht über Chargierschacht 13. Es können mehrere derartige Chargierschächte vorhanden sein. In der Zeichnung ist der maximale Schlackenstand mit 14-14 und der minimale Schlackenstand 15-15 angezeigt. Wenn der Schlackenstand bis zu 14-14 gestiegen ist, wird Schlacke abgezogen bis auf ein Niveau 15-15.When the furnace is in operation, the tap hole 6 is closed with the flap 7. The furnace vault has a lining 8 that is insulated from current and heat. The magnetic vapors enter the condenser unit via the trigger 9. In the furnace vault, the connecting piece 10 for the introduction of the electrode 11 reaching vertically into the melt is arranged axially. The electrode 11 is a water-cooled copper tube and at its lower end carries a graphite body 12 which is immersed in the melt. The charging takes place via charging shaft 13. There can be several such charging shafts. In the drawing, the maximum slag level is indicated with 14-14 and the minimum slag level 15-15. When the slag level has risen to 14-14, slag is withdrawn to a level 15-15.

Die Kondensatoreinheit besteht aus zwei Hauptteilen, nämlich dem eigentlichen Kondensator und dem Tiegel für das kondensierte Magnesium. Der Kondensator enthält - von innen nach außen -einen elektrischen Widerstand 16, ein Rohr aus Stahlblech 17, ein weiteres Stahlrohr 18 mit Anschlußstück 20 zur Saugleitung und schließlich ein vakuumdichtes Gehäuse 19 aus Stahlblech als Außenwand des Kondensators. Der Heizwiderstand 16 ist abnehmbar, alle anderen Teile sind ebenfalls für die Reinigung auseinandernehmbar.The condenser unit consists of two main parts, namely the actual condenser and the crucible for the condensed magnesium. The capacitor contains - from the inside to the outside - an electrical resistor 16, a tube made of sheet steel 17, another steel tube 18 with connection piece 20 to the suction line and finally a vacuum-tight housing 19 made of sheet steel as the outer wall of the capacitor. The heating resistor 16 is removable, all other parts can also be dismantled for cleaning.

Der Anschluß der Kondensatoreinheit an die Ofeneinheit geschieht über den Flansch 21, welcher wassergekühlt ist. An den entsprechenden Stellen befinden sich Thermoelemente und Temperaturregler. Das im Ofengefäß entwickelte Magnesium gelangt über den Kanal 9 durch den Kondensator in den Tiegel 22, wobei die Dämpfe an der Kondensatorwand 17 kondensiert werden. Die Kühlung des Tiegels geschieht beispielsweise mit einer Sprühvorrichtung 23.The condenser unit is connected to the furnace unit via the flange 21, which is water-cooled. Located in the appropriate places thermocouples and temperature controllers. The magnesium developed in the furnace vessel passes via the channel 9 through the condenser into the crucible 22, with the vapors be condensed on the condenser wall 17. The crucible is cooled for example with a spray device 23.

Die Stromversorgung der Ofeneinheit erfolgt über eine Transformator-Autotransformator-Einheit, die eine stufenlose oder stufenweise (jedoch kleine Stufen) Spannungsänderung gestattet. Eine derartige Anordnung ist erforderlich, um die Stromaufnahme zu regeln und damit die Reaktion selbst jederzeit unter Kontrolle zu halten.The furnace unit is powered by a transformer-autotransformer unit, which allows a stepless or stepwise (but small steps) voltage change. Such an arrangement is necessary to regulate the power consumption and thus to keep the reaction under control at all times.

Der Ofen kann ein Einphasen- oder Dreiphasenelektroofen sein. Ein Einphasenofen ist für ein Ausbringen von etwa 1 t/Tag wirtschaftlich und einfach im Betrieb. Die aus Kohlenstoffmaterial hergestellte Ofensohle ist die eine Elektrode; als zweite Elektrode dient die aus dem Ofengewölbe in die Schlacke eintauchende. Beispiel 1 Wenn nach dem Abschlacken die Schlackenhöhe auf 15-15 gesenkt ist, wird an die Ofeneinheit die Kondensatoreinheit angeschlossen und das Ganze unter Vakuum gesetzt. Während der Entwicklung der Magnesiumdämpfe wird die Kondensatorwand 17 auf 675° C mit Hilfe des Heizwiderstands 16 über eine geeignete Regelvorrichtung gehalten. Gleichzeitig wird der Tiegel 22 durch Besprühen mit Wasser gekühlt.The furnace can be a single phase or three phase electric furnace. A Single-phase furnace is economical and simple for an output of around 1 t / day operational. The furnace base made of carbon material is one electrode; The second electrode is the one that dips into the slag from the furnace vault. Example 1 If the slag level is lowered to 15-15 after deslagging, then the condenser unit connected to the furnace unit and the whole thing under vacuum set. During the development of the magnesium vapors, the condenser wall becomes 17 to 675 ° C with the help of the heating resistor 16 via a suitable control device held. At the same time, the crucible 22 is cooled by spraying it with water.

Die Schlacke hatte folgende Zusammensetzung: 54,5 % Ca0, 28,2 % Si02, 15 0/0 A1203, 2,3 % Mg0. Reaktionsbedingungen: 1500° C, 10 mm Hg. Zusammensetzung der Beschickung: Ferrosilicium 80 % Si, 5 bis 15 mm ...... 14'0%o Gebrannter Dolomit 37 % Mg0, 5 bis 15 mm ...... 77% Aluminiumoxyd, Pulver ........... 91/o Die sich über den Chargierschächten befindenden Trichter enthielten insgesamt 15 000 kg, und zwar in einem Trichter 2100 kg Ferrosilicium, in dem zweiten 1155,0 kg gebrannten Dolomit und in dem dritten 1350 kg Aluminiumoxyd.The slag had the following composition: 54.5% Ca0, 28.2% Si02, 15 0/0 A1203, 2.3% Mg0. Reaction conditions: 1500 ° C, 10 mm Hg.Composition of the charge: Ferrosilicon 80% Si, 5 to 15 mm ...... 14'0% o Burnt dolomite 37% Mg0, 5 to 15 mm ...... 77% aluminum oxide, powder ........... 91 / o The funnels located above the charging shafts contained a total of 15,000 kg, namely 2100 kg ferrosilicon in one funnel and 11 55.0 kg burnt in the second Dolomite and in the third 1350 kg aluminum oxide.

Auch die Chargiertrichter waren unter Vakuum, und zwar 10 mm Hg, und so eingerichtet, daß alle Beschickungsteile gleichzeitig oder in gewissen Abständen hintereinander aufgegeben werden konnten. Es erfolgte beispielsweise die Zugabe, indem im Anfang 13,5 kg Aluminiumoxyd und 115,5 kg Dolomit, nach 6 Minuten 10,5 kg Ferrosilicium und nach weiteren 3 Minuten nochmals 10,5 kg Ferrosilicium aufgegeben wurden. Dieser Chargierzyklus ließ sich automatisch alle 12 Minuten wiederholen.The charging funnels were also under vacuum, namely 10 mm Hg, and set up so that all loading parts at the same time or at certain intervals could be abandoned one after the other. For example, the addition in the beginning 13.5 kg of aluminum oxide and 115.5 kg of dolomite, after 6 minutes 10.5 kg of ferro-silicon and after a further 3 minutes another 10.5 kg of ferro-silicon are added became. This charging cycle could be repeated automatically every 12 minutes.

War die halbe zu chargierende Menge eingebracht, so wurde die Chargierung unterbrochen, inertes Gas, z. B. Argon, eingeleitet, bis der Ofen Normaldruck erreicht hat, und die Schlacke von dem inzwischen erreichten maximalen Schlackenstand 14-14 auf den minimalen Schlackenstand 15-15 abgestochen. Das sich am Boden sammelnde Ferrosilicium wird ebenfalls abgezogen und kann als Desoxydationsmittel für Stahl weiter verwendet werden. Nun wird die ganze Anlage wieder unter Vakuum gesetzt und die zweite Hälfte der zu chargierenden Rohstoffmenge entsprechend der ersten Hälfte aufgegeben.When half of the amount to be charged was introduced, the charge was made interrupted, inert gas, e.g. B. argon, introduced until the furnace reaches normal pressure has, and the slag of the meanwhile reached maximum slag level 14-14 tapped to the minimum slag level 15-15. That gathering on the ground Ferrosilicon is also stripped off and can be used as a deoxidizer for steel continue to be used. Now the whole system is under again Vacuum set and the second half of the raw material quantity to be charged accordingly abandoned the first half.

Nach 22 Stunden war die Reduktion im wesentlichen beendet und es konnte der Ofen wieder auf Normaldruck gebracht werden. Nach Beendigung der ersten Charge wurde bei 6 Ferrosilicium und Schlacke abgestochen. Die Kondensationseinheit wurde abgenommen und zerlegt und der mit Magnesiumschmelze gefüllte Tiegel 22 in die Gießerei gebracht.After 22 hours the reduction was essentially complete and it could be done the furnace can be brought back to normal pressure. After finishing the first batch was tapped at 6 ferrosilicon and slag. The condensation unit was removed and dismantled and the crucible 22 filled with molten magnesium to the foundry brought.

Man erhielt insgesamt 2050 kg gute Barren Magnesium, das entspricht einer Ausbeute von 85'%. Außerdem fielen 11850 kg Schlacke mit 2,3% MgO und 885 kg Ferrosficium mit 35% Si an.A total of 2050 kg of good bars of magnesium were obtained, which corresponds to a yield of 85%. In addition, 11,850 kg of slag with 2.3% MgO and 885 fell kg Ferrosficium with 35% Si.

Nach Reinigen oder Auswechseln der Kondensatoreinheit wurde der Ofen wieder unter Vakuum gesetzt und in obiger Weise eine neue Charge gefahren. Die Chargenzeit beträgt 24 Stunden, die Ofenleistung 2 t/Tag. Beispiel 2 Es wurde analog Beispiel 1 gearbeitet, jedoch vor Beginn jeder Charge noch während des Evakuierens das gesamte benötigte Aluminiumoxyd aufgegeben. Der Dolomit und das Ferrosilicium wurden in gleichen Abständen wie im Beispiel 1 eingebracht. Auf diese Weise erhielt man ein sehr silicium- und aluminiumarmes Magnesium.After cleaning or replacing the condenser unit, the furnace put under vacuum again and run a new batch in the above manner. The batch time is 24 hours, the furnace output 2 t / day. Example 2 The procedure was analogous to the example 1 worked, but before the start of each batch still during the evacuation the entire required aluminum oxide abandoned. The dolomite and ferrosilicon were in introduced at the same intervals as in Example 1. That way you got a very low-silicon and low-aluminum magnesium.

Das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene Magnesium hat eine Reinheit von im allgemeinen über 99,911/o, insbesondere auch bis 99,95%, trotzdem bei Handelsguten nur 99,81% verlangt werden. Der Gehalt an Verunreinigungen beträgt: max. 0,05 0/10 Silicium max. 0,005 % Aluminium max. 0,003 % Eisen 0,01 bis 0,095 % Mangan (aus manganoxydhaltigem Dolomit) Arbeitsbedingungen: Temperatur ........ 1300 bis 1700° C Druck ............. nicht unter 1,5 mm HgThe magnesium obtained by the process according to the invention has a purity of generally over 99.911 / o, in particular up to 99.95%, although only 99.81% is required for commercial goods. The content of impurities is: max. 0.05 0/10 silicon max. 0.005% aluminum max. 0.003% iron 0.01 to 0.095% manganese (from dolomite containing manganese oxide) Working conditions: temperature ........ 1300 to 1700 ° C pressure ............. not below 1.5 mm Hg

Claims (4)

Patentansprüche: 1. Verfahren zur silicothermischen Herstellung von Magnesium durch Reduktion von Magnesiumoxyd oder dieses enthaltender Stoffe, vorzugsweise gebranntem oder gesintertem Dolomit, bei Temperaturen über dem Schlackenschmelzpunkt im Vakuum mit Silicium oder Ferrosilicium als Reduktionsmittel in Gegenwart von Aluminiumoxyd, dadurch gekennzeichnet, daß man die Beschickung in die flüssige Schlacke, welche sich in einem Ofengefäß mit einer Kohlenstoffauskleidung befindet, einbringt und in der Schlacke ein Molverhältnis Ca0 : Si02 > 1,8 und Al2O3: Si0z > 0,26 aufrechterhält. Claims: 1. Process for the siliconothermal production of Magnesium by reducing magnesium oxide or substances containing it, preferably burned or sintered dolomite, at temperatures above the slag melting point in vacuum with silicon or ferrosilicon as reducing agent in the presence of Aluminum oxide, characterized in that the charging is carried out in the liquid slag, which is located in a furnace vessel with a carbon lining and maintains a molar ratio Ca0: Si02> 1.8 and Al2O3: Si02> 0.26 in the slag. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, da.ß man den Dolomit und das Reduktionsmittel in einer Korngröße von 2 bis 20 mm, vorzugsweise 5 bis 15 mm, aufgibt. 2. The method according to claim 1, characterized in that the dolomite and the da.ß Reducing agent in a grain size of 2 to 20 mm, preferably 5 to 15 mm, gives up. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man zuerst den Dolomit mit dem Aluminiumoxyd und danach das Reduktionsmittel aufgibt. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that first the Dolomite with the aluminum oxide and then the reducing agent gives up. 4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Reaktionstemperatur zwischen 1300 und 1700° C, vorzugsweise 1500° C, aufrechterhält und bei einem Druck von mindestens 1.,5 mm Rg, vorzugsweise 20 mm Hg, arbeitet. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 688 436, 806 171; französische Patentschriften Nr. 997 058, 1 037 663, 1153 569; USA.-Patentschrift Nr. 2 365 386.4. The method according to claim 1 to 3, characterized in that a reaction temperature between 1300 and 1700 ° C, preferably 1500 ° C, is maintained and at a pressure of at least 1., 5 mm Rg, preferably 20 mm Hg, works. Considered publications: German Patent Specifications No. 688 436, 806 171; French Patent Nos. 997 058, 1037 663, 1153 569; U.S. Patent No. 2,365,386.