KRALJEVINA JUGOSLAVIJA
UPRAVA ZA ZAŠTITU
RAZRED 12 (3)
INDUSTRISKE SVOJINE
IZDAN 1 AVGUSTA 1938.
PATENTNI SPIS ST. 14198
Sludien & Vervvertungs-Aktiengesellschafc, Neuhausen, Švica.
Postoi.e\ za izdelovanje magnezija.
Prijava z dne 18. oktobra 1936.	Velja od 1. m: rca 1938.
Naznačena prvenstvena pravica z dne 23. derembta 193.'). (Anglija).
Magnezij se pridobiva danes predvsem le še z elektrolizo in magnezijevega klorida oziroma dvojnih soli ali mešanic soli, ki vsebujejo magnezijev klorid, v staljenem stanju. Izvršitev elektrolitičkih postopkov za izdelovanje magnezija kaže razmeroma velike težkoče, posebno z ozirom na klor, ki nastane na anodi, in ki ga je treba nazaj dovajati v krožni tok. Nadalje ni enostavno, magnezijev klorid sušiti oziroma obrezvoditi. Tudi odstranitev zadnjih sledov kloridov, ki preostajejo v dobljeni kovini, je zvezana s težavami. Posledica tega je, da so proizvajalni stroški magnezija po elektrolitičnem postopku razmeroma visoki.
Nekoliko let sem se zelo trudijo, da bi se pridobival magnezij po čisto termični poti.
Po liekom termičnoin postopku se segreje magnezijev oksid z ogljikom na zelo visoko temperaturo; s tem se reducira magnezijev oksid do kovine. Pri tem nastajata magnezijeva para in ogljikov monoksid po naslednji enačbi:
Mg() + C = Mg + CO Če ohladimo magnezijevo paro, da bi ohranili kovino v tekoči oziromd trdni obliki, se ne nlore preprečiti precej obsežna povratna reakcija po enačbi:
Mg = CO + MgO + C ttidi če se para v kar najkrašem času Ohladi.
Da bi dobili magnezijeve pare brez primesi plinov, ki motijo, se je predlagalo, da se reducira magnezijev oksid s kalcijevim karbidom, aluminijem, silicijem ali
terosilicijem. Redukcija s kalcijevim karbidom, ki se vrši po naslednji enačbi
MgO T CaC-j = Mg + CaO + 2 C poteka skrajno počasi in le pni zelo visokih temperaturah. Uporabo aluminija preprečuje že previsoka cena tega redukcijskega sredstva. Ni ti uporaba silicija oziroma ferosilicija kot redukcijskega sredstva se do sedaj ni mogla uveljaviti v velikem obsegu.
Predležeči izum se nanaša na termični postopek za proizvodnjo magnezija ali magnezijevih spojin, ki omogoča, da se izognemo večini težkoč, ki se pojavljajo pri ostalih postopkih. Po novem postopku se reducira magnezijev sulfid do kovine potom karbida ene kovine zemeljskih al-kalij, predvsem s kalcijevim karbidom, najbolje v reducirajoči ali nevtralni atmosferi (vodik, argon itd.). Pri tej redukciji ne nastajajo nikaki plinasti stranski produkti, ki bi mogli povzročiti povratno presnovo magnezija. Nadalje je to razmeroma jaka eksotermična reakcija, kakor je razvidno iz naslednje enačbe:
MgS + C a Ca = Mg + CaS 4- 2 C 4-4 17,7 kcal.
Zaradi tega je ta reakcija napram znanim znatno olajšana in se je lahko izvede pri nizkih temperaturah. Lahko se izvede pri zmanjšanem, kakor tudi pri atmosferskem pritisku. Skrbi se za to, da so prostor za reakcijo kakor tudi odvodi ter naprave za predlogo kovine kolikor mogoče brez plinov, ki vsebujejo vlago, dušik, dušikove spojine, vodik in kisik. Malenkostne mndžine teh plinov lahko pustimo.
Din. 10.—
zmanjšajo pa izplen magnezije, ker se tvori magnezijev nitriti ali magnezijev oksid. Če se uporablja kot reducirajoča oziroma nevtralna atmosfera vodik, tedaj je upoštevati, da vsebuje elektrolitično pridobljeni vodik v splošnem majhne množine vodne pare in kisik.
Da dobimo velik izplen magnezije je važno, da se uporablja magnezijev sulfid in karbid v fini razdelitvi. Te surovine je uporabljati seveda kolikor mogoče suhe.
Reakcija se pospeši ter se pridobiva večja množina magnezija, če se doda iz magnezijevega sulfida in karbida sestoje-či reakcijski masi primerno vtekočilno sredstvo, katerega vrelišče je višje kakor je destilacijska temperatura magnezija. Kot vtekočilno sredstvo je posebno prikladno kalcijev klorid brez vode ali mešanica kalcijevega klorida brez vode z aluminijevim fluoridom.
Mešanica magnezijevega sulfida in karbida, z vtekočilnim sredstvom ali brez njega, se dovaja v segreti reakcijski prostor, v katerem se razkraja magnezijev sulfid po zgoraj navedeni enačbi. Neodločeno naj bo, ali se vrši v prisostvu vte-kočilnega sredstva vmesna reakcija, ko se na primer magnezijev sulfid deloma pretvarja z vtekočilnim sredstvom v magnezijev klorid, ki se nato reducira od kalcijevega karbida. Temperaturo prostora za reakcijo je prednostno tako izbrati, da se nastajajoči magnezij iz reakcijske zmesi lahko odstrani potom destilacije. Ker destilira magnezij pri atmosferskem pritisku pri približno 1120°, je umestno izbrati nekoliko višjo temperaturo, na primer 1200 ah 1250°C. Če je zaželjeno, je seveda možno uporabljati višjo temperaturo. Če se dela pri znižanem pritisku, je temperatura lahko nižja. Če se izvede redukcija brez vtekočilnega sredstva, je priporočljivo zvišati jo znatno nad 1300°C. Dobre rezultate dobimo brez vtekočilnega sredstva na primer pri temperaturi približno 1600°C. Umestnejše je pač, da se dela pri 1250°C pri uporabi vtekočilnega sredstva. Iz reakcijskega prostora uhajajoče pare magnezija se zbirajo ter se pridobivajo v taljenem ali trdnem stanju.
Magnezij se neposredno po kondenzaciji lahko zveže z drugimi kovinami v svrho pridobivanja magnezijevih zlitin, tako na primer z aluminijem ali berilijem.
Ta postopek se lahko izvede neprenehoma.
Pri izvršitvi tega postopka je umestno, da se skrbi za to, da se dobi reakcijski preostanek v obliki suhe mase, ki se lahko odstrani iz peči neprenehoma, na primer z vijačnim prevažalnikom. Težje je odstra-
nili testasto žlindro.
Lahko se namesti filter ali sito, skozi katerega mora nastajajoča magnezijeva para. Kot sito se lahko uporablja na primer preluknjana grafitna plošča.
Za izvršitev tega postopka potrebni magnezijev sulfid se lahko pridobiva s segrevanjem neke magnezijeve spojine, na primer magnezijevega karbonata ali bolje še magnezijevega oksida, z žveplenimi plini v prisotnosti ogljika. Namesto žvepla se lahko uporabljajo primerne spojine žvepla, na primer žveplov vodik. Z žveplovim ogljikom in magnezijevim oksidom se vrši presnova razmeroma lahko in sicer po naslednji enačbi:
MgO + CSa = MgS T CO + S
Če se vzame magnezijev karbonat namesto magnezijevega oksida, nastaja poleg CO še CO2. Če se dela z žveplenim ogljikom, ni potrebna prisotnost ogljika.
Magnezijev sulfid se tvori pri temperaturah na primer 700—1000"C. Skrbeti je za to, da je atmosfera, v kateri se vrši reakcija, po možnosti brez vlage, brez kisika ali zraka. Pri uporabi žveplovega ogljika se tvori magnezijev sulfid pri temperaturi približno 800°C. Če se uporablja kau-stično žgan magnezit (temperatura žganja na primer 600—800"C), žveplo in leseno oglje (ali šota, rujavi premog itd.) se voli umestno temperaturo približno 950#C. Če se uporablja kot material, ki vsebuje ogljik, navaden koks, je eventualno potrebno, da se zviša temperatura do približno na 1200°C.
Magnezijev sulfid se lahko razkraja na zraku in še bolj v prisotnosti vlage. Če se ne uporablja takoj po pridobitvi, ga je treba shraniti v dobro zaprtih posodah, pred vlago. Izum seveda ni omejen edino na redukcijo magnzijevega sulfida; na sličen način se lahko uporabljajo za proizvajanje kovinskega magnezija magnezijevemu sulfidu sorodne surovine, na primer magnezijev oksisulfid ali magnezijev klo-rosulfid ali mešanice teh, s karbidom kovine zemeljskih alkalij, prednostno kalcijevim karbidom.
Iz reakcijskih ostankov se lahko pridobiva nazaj žveplo po znanih postopkih.
Primer. 25 delov v prah zmleti kalcijev karbid s 16,7 delov magnezijevega sulfidi in 8,3 delov kalcijevega klorida brez vode se segrejeo pri atmosferskem pritisku v atmosferi vodika ali argona. Nastajajo pare magnezije, ki se komprimirajo v predlogi.
Patentne zahteve;
1.	Postopek za izdelovanje magnezija,
označen s tem, da se reducira potom segrevanja magnezijev sulfid s karbidom kovine zemeljskih alkalij, prednostno s kalcijevim karbidom.
2.	Postopek za izdelovanje magnezija po zahtevi 1, označen s tem, da se dela s temperaturo nad vreliščem magnezija (pri vsakokratnem pritisku).
3.	Postopek po zahtevah 1 in 2, ozna-
čen s tem, da se izvede reakcija v prisotnosti kakega vtekočilnega sredstva, na primer kalcijevega klorida ali mešanice kalcijevega klorida in kalcijevega fluorida.
4.	Postopek po zahtevah 1, 2 ali 3, označen s tem, da se izvede redukcija v reducirajoči oziroma nevtralni atmosferi, na primer v argonu ali vodiku.