DE2615488C3

DE2615488C3 - Verfahren zur Herstellung von Agglomeraten

Info

Publication number: DE2615488C3
Application number: DE2615488A
Authority: DE
Inventors: Anthony Francis Lockport Nasiadka; James Enoch Kenmore Wells Iii
Original assignee: Union Carbide Corp
Current assignee: Union Carbide Corp
Priority date: 1975-04-17
Filing date: 1976-04-09
Publication date: 1979-07-26
Also published as: SE418249B; SE7604398L; NO140988B; DE2615488A1; DE2615488B2; NO761300L; NO140988C; CA1058883A; US4022615A; GB1498609A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Agglomerated

Bei der Herstellung von Silizium und Silizium-Legierungen, die in der Industrie als Zusätze zu Eisen und Stahl verwendet werden, entsteht während des Zerkleinerns und Vermahlens eine bestimmte Menge feinkörnigen Materials, das sich fiber einen längeren Zeitraum hinweg in beträchtlichen Mengen ansammelt und gewöhnlich mit Portlandzement als Bindemittel zu Agglomeraten verarbeitet wird. Diese Agglomerate werden wieder den Ofen zugeführt, um Silizium oder Silizium-Legierungen herzustellen oder als Zusätze verkauft zu werden. Diese Praxis hat jedoch den Nachteil, daß der CaO-Gehalt des Zementbindemittels die Ofenführung ungünstig beeinflußt und das Zementbindemittel außerdem eine beträchtlich lange Zeit zum ^j0 Aushärten benötigt

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, selbsttrocknende Agglomerate aus feinverteilten Teilchen aus Silizium oder Silizium-Legierungen zu entwickeln, die eine ausreichende Gebrauchsfestigkeit erlangen, schnell ^s~> herstellbar sind und kein störendes Bindemittel enthalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daO man feinverteilte Teilchen aus Silizium oder Silizium-Legierungen mit einer wäßrigen Lösung eines ^4<l Alkalimetall-Hydroxids in einer Menge von 0,27 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die Mischung, vermischt und die Mischung kompaktiert.

Ein Ausführungsbeispiel wird im folgenden näher beschrieben. ■»">

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, daß fein verteilte Teilchen aus Silizium oder Silizium-Legierungen mit einer wäßrigen Lösung eines Alkalimetall-Hydroxids in einer Menge von 0,27 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die Mischung, vermischt und zu einem ^Γ)(ι Preßkörper verdichtet werden, wobei das Alkalimetall-Hydroxid mit den Teilchen unter Alkalisilikatbildung reagiert und sich dadurch eine starke Matrix bildet Die Reaktion zwischen den Teilchen und dem Alkaltmetall-Hydroxid ist exotherm, so daß die entwickelte Wärme ^Vt das Agglomerat trocknet

Während die Teilchengröße 0,6 cm und kleiner sein kann, liegt die Konzentration der Alkalimetall-Hydroxidlösung zwischen 1 M bis 12 M. Die bevorzugte nasse Mischung wird in einen geeigneten Behälter gegossen ^w) und kann bei einem Druck von 2812 kg/cm² verpreßt werden. Da die Reaktion zwischen dem Silizium oder den Silizium-Legierungsteilchen und dem Alkalimetall-Hydroxid ziemlich schnell erfolgt, muß die Mischung nach ihrer Herstellung sofort in die Gießform ·■'· eingebracht werden, und da sie außerdem exotherm verläuft, trocknet die freigesetzte Wärme den Preßkörper in einer verhältnismäßig kurzen Zeit, so daß er in fester Form vorliegt und weiterbehandelt werden kann.

Um ein flockenfönniges Produkt zu erhalten, kann die Mischung auch durch Flachwalzen verdichtet werden.

Auch trockenes, festes Alkalimetall-Hydroxid kann mit den feinverteilten Teilchen aus Silizium oder Silizium-Legierungen mit Wasser vermischt und zu Preßkörpern verformt werden, wobei das Wasser dazu dient, das Alkalimetall-Hydroxid aufzulösen und eine bindende Silikatphase bei der Reaktion des aufgelösten Alkalimetall-Hydroxids mit den Metallteilchen zu bilden.

In der vorliegenden Erfindung können bis zu 85 Gew.-% der Teilchen, die nicht aus Silizium oder Silizium-Legierungen bestehen, mit Silizium oder Silizium-Legierungen vermischt werden. Derartige Verbindungen sind z. B. Zirkoniumdioxid und feinkörniges Mangan.

Die folgenden Beispiele erläutern die vorliegende Erfindung:

Beispiel I

Eine trockene Mischung hatte folgende Zusammensetzung:

25 Gew.-% von Teilchen aus einer Silizium-Legierung (63% Si) mit einer Korngröße von 0,417 mm lichter Maschenweite,

45Gew.-% Zirkonsand mit einer Korngröße von 0,417 mm lichter Maschenweite,

30 Gew.-% von Teilchen aus einer Eisen-Mangan-Legierung (0,5% Si, 80% Mn, 12% Fe, Rest C) mit einer Korngröße von 0,6 cm.

1,5 Gew.-% Natriumhydroxid wurden zu 8 Gew.-% Wasser zugesetzt und mit der trockenen Mischung vermischt, wobei sich eine nasse Masse bildete, die unverzüglich in eine Holzform (30 cm χ 30 cm χ 2,5 cm) gepreßt wurde. Nach etwa 30 Minuten war die Masse ein fester harter Körper, in dem die Teilchen in einer Matrix aus Natriumsilikat gebunden waren.

Beispiel II

100 Gew.-% aus Silizium-Legierungsteilchen (63% Si, 6% Mn, 6% Zr, Rest Ca, Al, Fe) mit einer Korngröße von 0,417 mm lichter Maschenweite und feiner wurden mit einer Natriumhydroxid-Lösung (0,5 Gew.-% NaOH in 1,5 Gew.-% Wasser) vermischt. Die nasse Masse wurde mit Flachwalzen bei einem Druck von 2812 kg/cm² verdichtet. Das Produkt hatte Flockenform, eine Länge etwa 0,6 cm und eine lichte Maschenweite von 0,417 mm, wobei die Teilchen in einer Matrix aus Natriumsilikat gebunden waren. Das so hergestellte Material wurde als Impfzusatz bei Grauguß verwendet und erwies sich als ebenso geeignet wie ein als Zusatz verwendetes, in handelsüblichen Größen vorliegendes festes Material gleicher Zusammensetzung.

Silizium-Legierungen beziehen sich hier auf Legierungen, die mindestens etwa 45 Gew.-% Silizium und Eisen, Mangan, Zirkonium, Strontium, Magnesium, Barium und Aluminium enthalten.

In der vorliegenden Erfindung kann sowohl Natriumhydroxid als auch Kaliumhydroxid verwendet werden. Aus wirtschaftlichen Gründen wird jedoch Natriumhydroxid bevorzugt.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung von Agglomerat«], dadurch gekennzeichnet, daß man fein verteilte Teilchen aus Silizium oder Silizium-Legierungen mit einer wässerigen Lösung eines Alkalimetall-Hydroxids in einer Menge von 0,27 bis 2 Gew.-%, bezogen auf die Mischung, vermischt und die Mischung kompaktierL ι ο