DE1294676B

DE1294676B - Niob enthaltendes Vormaterial und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE1294676B
Application number: DE1964U0010880
Authority: DE
Inventors: Hard Robert Amos
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1964-04-30
Filing date: 1964-07-08
Publication date: 1969-05-08

Claims

1 2

Ein Niob enthaltendes Vormaterial als Zusatz- von 6 bis 8 ist ein üblicher Columbit mit 61%

mittel bei der Erschmelzung von Stahl oder zur Ver- Nb₂O₅, 8% Ta₂O₅, und 18% FeO und andere Oxyde

Wendung als Rohmaterial für die Herstellung von geeignet. Für ein Verhältnis zwischen 3 und 6 ist eine

Niobchlorid und Tantalchlorid ist bekannt. Zinnschlacke aus Nigeria geeignet mit weniger als

Es ist auch schon in einem nicht zum Stand der 5 20% Nb₂O₅, weniger als 7% Ta₂O₅ und Oxyden von Technik zählenden älteren Vorschlag (deutsche Aus- Eisen, Zinn, Silicium, Calcium u. dgl. Für ein Menlegeschrift 1236 798) vorgeschlagen worden, hierfür genverhältnis unter 3 verwendet man zweckmäßigerein Vormaterial mit einer Dichte von 7 bis 8,5 g/cm³ weise einen Columbo-Tantalit aus dem Kongozu verwenden, das aus 0,1 bis 40% Tantal, 0,5 bis gebiet mit etwa 40% Nb₂O₅, etwa 40% Ta₂O₅, etwa 10% Sauerstoff in gebundener Form, 4 bis 18% io 10% FeO und etwa 8% MnO mit anderen Oxyden. Eisen, bis 5% Silizium, 2,55 bis 23,9% Kohlenstoff, In einem Großversuch wurde eine Mischung aus wobei der Kohlenstoff bis zur Hälfte seiner Menge etwa 100 Gewichtsteilen Columbit aus Nigeria mit in ungebundener Form vorliegt, Rest 33 bis 70% 64,8% Nb₂O₅, 7,2% Ta₂O₅, 19,8% Fe₂CF, 1,0% Niob und zufällige Verunreinigungen, besteht, mit TiO₂ und 0,03⁰ZoH₂O und 36 Gewichtsteilen Kalzider Maßgabe, daß mindestens 80% des Niobs als 15 niertem Anthrazit mit 91,78% gebundenem Kohlen-Niobcarbid vorliegen. Dieses Vormaterial kann durch stoff, 7,26% Asche, 0,95% flüchtigen Bestandteilen, Zusammenschmelzen vonNioberz und einem kohlen- 0,35% Schwefel und 0,28% Feuchtigkeit verarbeitet, stoffhaltigen Material in einem elektrischen Licht- Man gab diese Mischung auf eine geneigte Pfanne bogenofen hergestellt werden, wobei mindestens so und besprühte sie durch Düsen mit einer 2%igen viel Kohlenstoff verwendet wird, wie zur Reduzierung ao wäßrigen Lösung von Bentonit F und formte sie zu der im Nioberz enthaltenen Nioboxyde zu metal- Kügelchen. Die fertigen Kügelchen enthielten etwa lischem Niob stöchiometrisch erforderlich ist. 10% Wasser, hatten ein Schüttgewicht von etwa

Die Erfindung betrifft ein Niob enthaltendes Vor- 1,77 und enthielten etwa 2,7 Gewichtsteile Bentonit material als Zusatzmittel bei der Erschmelzung von auf 100 Gewichtsteile Columbit. Durch Förderbänder Stahl oder zur Verwendung als Rohmaterial für die as wurden die Kügelchen auf ein bewegliches Gitter geHerstellung von Niobchlorid und Tantalchlorid. Das bracht, wo sie getrocknet und vorgewärmt wurden. Vormaterial ist dadurch gekennzeichnet, daß es aus Dann wurden die Kügelchen in einen Ofen gebracht 33 bis 70% Niob, 0,1 bis 40% Tantal, 4 bis 18% und dort in feine Kohle eingebettet, um sie bei der Eisen, bis 5% Silizium, 5 bis 16% Kohlenstoff, Rest Wanderung durch den Ofen vor den oxydierenden Sauerstoff und zufällige Verunreinigungen besteht, 30 Ofengasen zu schützen. Die Verweilzeit im Ofen wobei der Kohlenstoffgehalt wenigstens dem stöchio- betrug etwa 30 Minuten, und sie wurden mit einer metrischen Äquivalent des Sauerstoffs der durch Temperatur zwischen 1340 und 1400° C dem Ofen Kohlenstoff reduzierbaren Oxyde entspricht, und entnommen. Nach dem Kühlen siebte man auf einem mindestens 80% des Niobs als Niobcarbid vorliegen, vibrierenden Sieb mit einer Maschenweite von und daß es die Form von gesinterten Kügelchen mit 35 4,7 mm ab.

einem Durchmesser von mindestens 4,5 mm und einer Die gröberen Teilchen bestanden aus Kügelchen.

scheinbaren Dichte von nicht mehr als 3 g/cm³ hat. Das durch das Sieb Hindurchgefallene bestand aus

Vorzugsweise enthält das Vormaterial 0,5 bis 5% der einbettenden Kohle und zerbrochenen Kügel-

Sauerstoff und8bisl5%Eisen. eben. Da das reduzierte Produkt magnetisch ist,

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur 40 konnten die zerbrochenen Kügelchen von der einHerstellung des beschriebenen gesinterten Vor- bettenden Kohle durch Magnete getrennt werden,
materials durch Umsetzen von Nioberz und einem In den Kügelchen waren im Mittel 93% des Niobs kohlenstoffhaltigen Material. Das Verfahren ist da- und des Tantals reduziert. Die Analyse eines Musters durch gekennzeichnet, daß soviel festes kohlenstoff- zeigte 42,25%Niob, 5,39% Tantal, 14,64% Eisen, haltiges Material verwendet wird, als zur Reduzie- 45 14,0% Kohlenstoff, 12,0% Sauerstoff, 2,09% rung der im Nioberz enthaltenen Oxyde und zur Silicium und zufällige Verunreinigungen als Rest. Überführung von wenigstens 80% des Niobs in Die Kügelchen hatten eine Schüttdichte von Niobcarbid erforderlich ist, daß aus den Ausgangs- 1>6 g/cm³, wobei die scheinbare Dichte der einzelnen stoffen Kügelchen von mehr als 4,5 mm Durchmesser Kügelchen zwischen 2 und 2,5 g/cm³ lag.
geformt und diese Kügelchen in ein kohlenstoff- 50 Diese Agglomerate wurden Schmelzen von Stahl haltiges Reduktionsmittel eingebettet werden, worauf mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt von 0,18 bis ohne Schmelzen bis zur Temperatur der Bildung von 0,23% bei 1600° C zugesetzt, um Zusätze von 0,03 Niobcarbid erhitzt und so lange bei dieser Tempe- und 0,5% Niob zu erreichen. Innerhalb von 40 Seratur gehalten wird, bis wenigstens 80% des Niobs künden wurden 80% und mehr der Zusätze in dem in Carbid übergeführt sind. 55 geschmolzenen Stahl gelöst.

Zusatzmittel nach der Erfindung schwimmen leicht Patpntansn "ehe··
auf geschmolzenem Stahl, da ihre scheinbare Dichte raieniansprucne.
nicht mehr als 3 g/cm³ ist. Sie haben ferner eine gute 1. Niob enthaltendes Vormaterial als Zusatz-Löslichkeit in geschmolzenem Stahl und erlauben mittel bei der Erschmelzung von Stahl oder zur eine gute Verwertung des Niobs. 60 Verwendung als Rohmaterial für die Herstellung

Zur Herstellung der Zusammensetzungen können von Niobchlorid und Tantalchlorid, dadurch

geeignete Erze oder Mischungen von Erzen verwen- gekennzeichnet, daß es aus 33 bis 70%

det werden, je nachdem, welche speziellen Eigen- Niob, 0,1 bis 40% Tantal, 4 bis 18 % Eisen, bis

schäften der Stahl haben soll. Wünscht man ein Ver- 5% Silicium, 5 bis 16% Kohlenstoff, Rest Sauer-

hältnis von Niob zu Tantal zwischen 8 bis 10, so 65 stoff und zufällige Verunreinigungen besteht, wo-

verarbeitet man zweckmäßigerweise einen Columbit bei der Kohlenstoffgehalt wenigstens dem stöchio-

aus Nigeria mit etwa 67% Nb₂O₅, 6,5% Ta₂O₅, metrischen Äquivalent des Sauerstoffs der durch

10% FeO und andere Oxyde. Für ein Verhältnis Kohlenstoff reduzierbaren Oxyde entspricht und

mindestens 80% des Niobs als Niobcarbid vorliegen, und daß es die Form von gesinterten Kügelchen mit einem Durchmesser von mindestens 4,5 mm und einer scheinbaren Dichte von nicht mehr als 3 g/cm³ hat.

2. Vormaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es 0,5 bis 5°/» Sauerstoff und 8 bis 15 Vo Eisen enthält.

3. Verfahren zur Herstellung eines gesinterten Vormaterials nach Anspruch 1 oder 2, durch Umsetzen von Nioberz und einem kohlenstoffhaltigen Material, dadurch gekennzeichnet, daß soviel festes kohlenstoffhaltiges Material verwendet wird, als zur Reduzierung der im Nioberz enthaltenen Oxyde und zur Überführung von wenigstens 80% des Niobs in Niobcarbid erforderlich ist, daß aus den Ausgangsstoffen Kügelchen von mehr als 4,5 mm Durchmesser geformt und diese Kügelchen in ein kohlenstoffhaltiges Reduktionsmittel eingebettet werden, worauf ohne Schmelzen bis zur Temperatur der Bildung von Niobcarbid erhitzt und so lange bei dieser Temperatur gehalten wird, bis wenigstens 80% des Niobs in Carbid übergeführt sind.