Bøger af Helmut Winterhager

Die Elemente der IV. bis VI. Nebengruppe des periodischen Systems sind aIle im Vergleich zu Eisen ausgepriigte Karbidbildner. Das wird deutlich. wenn man die Freien Bildungsenthalpien der entsprechenden Metallkarbide neben der des Eisenkarbids betrachtet (Tabelle 1) Tabelle 1: F reie Bildungsenthalpien der Karbide der Elemente aus der IV. bis VI. Nebengruppe im Vergleich mit Eisenkarbid 0 0 bei 298 K und 1500 K Verbindung Freie Bildungsenthalpie aus den Elementen is G /f cal/mol] A G /[ call mol] 298 1500 TiC - 43 030 - 40 130 ZrC - 43 440 - 40 800 V C - 34 900 - 33 700 2 - 21 750 - 19 950 VC 75 O . VC - 23 650 - 21 850 Nb C - 45 700 - 44 500 2 NbC - 33 120 - 31 200 Ta C - 46 850 - 46 250 2 - 28 600 - 30 520 TaCO 7 .

Nachdem die schmelzHuBelektrolytische Darstellung der Alkali-, Erdalkali- und Leichtmetalle bereits kurze Zeit nach Erfindung der Dynamomaschine groB­ technisch verwirklicht werden konnte, befaBte man sich im In- und Ausland mit dem Gedanken, durch Erzelektrolysen im SchmelzHuB auch die Schwermetalle aus ihren Rohstoffen sich zugute zu machen. Die ersten Angaben iiber SchmelzHuBelektrolyseverfahren zur Verarbeitung von sulfidischen NE-Metallerzen sind in den Patentschriften von TOWNSEND [1], sowie VALENTINE und BETTS [2] enthalten. Nach diesen Patentvorschlagen konnen aus sulfidischen Rohstoffen, namentlich Bleiglanz, unter Anwendung eines geschmol­ zenen Halogensalzes bzw. Alkali-Halogen-Sulfid-Schmelzgemisches als Losungs­ mittel, auf schmelzHuBelektrolytischem Wege unmittelbar die Metalle ausgebracht werden. Wenn auch in den nachfolgenden J ahren haufiger auf die Moglichkeiten einer industriellen Ausnutzung dieses direkten Metallgewinnungsverfahrens hin­ gewiesen wurde und man diesen ProzeB voriibergehend fiir die Darstellung von Blei und Zink sogar im groBtechnischen MaBstab untersuchte, sind aus den bisher im Schrifttum bekanntgewordenen Schwermetallsulfid-SchmelzHuBelektrolysen nur vereinzelt Hinweise und Angaben iiber die optimalen Arbeitsbedingungen und erzielten Versuchsergebnisse zu finden.

Die vorliegende Arbeit vermittelt einen Überblick über die Ergebnisse orien­ tierender chemischer Untersuchungen, Elektronenmikrosonde-Aufnahmen sowie Schleuderversuche zur Bestimmung der Art und Form von Blei- und Kupfer­ verlusten in Bleischachtofenschlacken und über Laborversuche zur Abtrennung der in Form von Emulsionen in den Schlackenschmelzen enthaltenen MetalI­ mengen auf elektrokinetischem Wege. Im Rahmen der elektro kinetischen Versuchsreihen wurden sowohl in syntheti­ schen eisenoxydulfreien und eisenoxydulhaItigen Silikatschmelzen als auch in ge­ schmolzenen Bleischachtofenschlacken das Verhalten und die Beweglichkeit von Blei-, Kupfer-, Blei-Kupferstein-, Nickelsulfid- und Kupfersteintröpfchen im horizontalen elektrischen Feld näher überprüft. Die Ergebnisse dieser Versuche zeigen, daß in Abhängigkeit einer Reihe chemischer und physikalischer Einfluß­ größen im untersuchten Feldstärkebereich von 1 bis 3 V/ern die Wanderungs­ geschwindigkeiten der Metall- und Steintröpfchen in den Schlackenschmelzen Werte von 0,2 bis 15 cm/sec erreichen können. Den Herren Dipl.-Ing. IHoR STRATICZUK und DipL-Ing. WALTER IWANOWSKY, ' die im Rahmen ihrer Diplomarbeiten einen Teil der vorliegenden Untersuchungen durchführten, danken wir an dieser Stelle. Herrn DipL Phys. R. SAMANS und Herrn M. CROMBACH danken wir für die Mithilfe bei der Durchführung der mikroskopischen und elektronenstrahlmikroanalytischen Untersuchungen. 42 Literaturverzeichnis [1] WINTERHAGER, H., und R. KAMMEL, Erzmetall14 (1961), S. 319. [2] WINTERHAGER, H., und R. KAMMEL, Erzmetall14 (1961), S. 441. [3] RUDDLE, E. W., Difficulties encountered in Smelting in the Lead Blast Furnace. lnst. of Mining and Metallurgy, London 1957. [4] WIESE, W., Erzmetall 16 (1963), S. 386 und 452.

In dem kurzen Zeitraum von nur 10 Jahren h~t sich das Titanmetall von einem "e;seltenen Metall"e; zu einem "e;Nutzmetall"e; entwickelt. Die fur die praktische Verwendung besonders wertvollen Eigenschaften: hoher Schmelz- punkt, hohe Festigkeit, gute Legierbarkeit bei hervorragender chemischer Bestandigkeit und niedriger Wichte machen es verstandlich, da auf dem Gebiete der Titanmetallurgie eine besonders intensive Forschungs- und Entwicklungsarbeit geleistet wird. Das lebhafte Interesse fur den Werkstoff Titan spiegelt sich im Schrift- tum wieder, das gerade in den letzten Jahren auerordentlich stark ange- wachsen ist. Die letzte zusammenfassende Darstellung, in welcher das Schrifttum uber Titan vollstandig berucksichtigt worden ist, findet sich in GMELINs Handbuch der anorganischen Chemie (1), in dem das Titan-Schrift- tum bis Dezember 1949 ausgewertet wurde. Die vorliegende Zusammenstellung berucksichtigt die Angaben uber die Ti- tanmetallurgie im internationalen Schrifttum von Januar 1950 bis Dezember 1955. Im Gegensatz zu "e;GMELINs Handbuch"e; mute verstandlicherweise eine Beschrankung auf diejenigen Gebiete vorgenommen werden, die sich mit der Metallurgie des Titans befassen. Berichte, die nicht allgemein zuganglich sind, konnten nur soweit berucksichtigt werden, als Referate hieruber vorlagen.

dieser Stelle. Prof. Dr.-Ing. HELMUT WINTERHAGER Dr.-Ing. ROLAND KAMMEL 49 5. Literaturverzeichnis [1] MÜLLER, R., Allgern. u. techno Elektrometallurgie. Springer-VerI., Wien 1932. [2] BILLITER, J., Techn. Elektrochemie, Bd. 1. Knapp-VerI., Halle 1952.

Legierungselemente Kupfer, Magnesium, Eisen und der Gasgehalte von Stickstoff, Sauerstoff und Wasserstoff.

durchlassigkeit und bei nicht zu hohen Konzentrationen eine Selektivitat fUr Kat- (Kationenaustauschmembranen) bzw. Anionen (Anionenaustauschmembranen). auf.

Wti.rmeausdehnungsverhaltens im Temperaturbereich 0 von 100 bis 900 C sollen zusatzliche Werkstoffdaten ermittelt wer­ den.

Ergebnisse fruherer Arbeiten am Institut (1) haben die grundsatz­ liche Eignung des Plasmaschmelzverfahrens zur Herstellung hoch­ schmelzender Karbide nachgewiesen. Die hierbei und aus anderen Literaturangaben, insbesondere uber das Schmelzen von Urankarbid, gewonnenen Erfahrungen sollten in einem Plasmastrahlofen zum 0 Schmelzen von Karbiden mit sehr hohem Schmelzpunkt (Fp ) 2500 C) ihre Anwendung finden, wobei zusatzlich auf den Modellcharakter des Of en aggregates fur eine eventuelle technische Nutzung des Verfahrens geachtet wurde. 2. Plasmaschmelzen und konkurrierende Verfahren zur Herstellung von Hartstoffen Zum Schmelzen von hochschmelzenden Karbiden sind sehr hohe Tempe­ raturen bei gleichzeitig genugend groBen Warmemengen notwendig, weshalb der Einsatz von Plasmabrennern gerade in diesem Zweig der metallurgischen Technik von Interesse ist. AuBere Kennzeichen eines Plasmas sind sein hoher Warmeinhalt und seine elektrische und thermische Leitfahigkeit. Fur technische Prozesse genugt es, diese beiden kennzeichnenden Eigenschaften, die sich bei reinen Gleichstrombrennern, und urn diese soll es sich im weiteren Verlauf der AusfUhrungen ausschlieBlich handeln, durch Brennerdaten wie Stromstarke, Brennspannung, Dusenquer­ schnitt und Gasdruck ausdrucken lassen, zu beherrschen. Hierbei verzichtet man ausdrucklich auf die Messung der eigentlichen Plas­ matemperatur, die sich sehr schwierig aus der Elektronendichte­ verteilung, den thermischen Anregungsfunktionen und den Spektral­ linienemissionskoeffizienten ermitteln laBt (2-6).