KRALJEVINA JUGOSLAVIJA •UPRAVA ZA ZAŠTITU Klasa 40 (2) INDUSTRISKE SVOJINE Izdan 1. Oktobra 1931. PATENTNI SPIS BR. 8366 Oesterreichisch Amerikanische Magnesit Aktiengesellschaft, Radenthein, Austrija. Postupak za izradu metalnog magnezijuma pomoću redukcije magnezijumovih jedinjenja sa ugljem u električnom svetlosnom luku. Prijava od 1. augusta 1930. Važi od 1. januara 1931. Traženo pravo prvenstva od 3. augusta 1929. (Austrija). Postupku je cilj izrada metalnog magne-ziuma iz njegovih jedinjenja, uz dejstvo uglja kao redukcionog sredstva čisto elektrotehničkim putem. Poznato je, da se u ovom cilju magne-zium oksid presuje sa ugljem u elektrode, između kojih se pušta da prelazi svetlosni luk, kao što je to na pr. predlagano i za redukciju zemnoalkalnih metala, ili se me-šavina magnezium oksida i uglja zagreva pomoću svetlosnog luka. Ovi postupci imaju nezgodu, da postali metalni magnezium i usled svoga afiniteta sa kiseonikom, pri visokoj temperaturi redukcionog procesa, biva pod uticajem obrazovanih reakcionih gasova, kao i u svakom slučaju pristupnog vazduha, ponovo pretvoren u magnezium oksid. S toga je predlagano, da se pri redukciji magneziumovih jedinjenja u svetlosnom luku, uticaj reakcionih gasova, naročito ugljenoksida, koji se obrazuje, na redukovani metal na taj način spreči, što se redukcija vrši u struji indiferentnog gasa, kao vodonika (nemački patent 49327). A i ovaj postupak ima znatan nedostatak. Ra-zblaživanjem ugljenoksida biva istina nasuprot uticano na povratno oksidisanje o-brazovanog magneziumovog metala, no ipak usled ove mere biva metal, pri kondenzo-vanju, izdvojen u tako razblaženom obliku, da se fine metalne kapljice u trenutku svo- ga postanja prevlače tankom oksidnom kožicom. Ovim se sprečava njihovo utica-nje u veće kapi kao i postajanje metalne mase. Da bi se uticaj ugljenoksida, koji postaje pri redukciji, smanjio na magne-ziumovu paru na dejstvujući način potrebno je razblaživanje gasa do na 10%. Po reakcionoj jednačini MgO + C = Mg + CO biva pod pretpostavkom, da magneziumova para sadrži jednoatomni magnezium na 1 molekul magneziumove pare obrazovan 1 molekul CO. Kod desetostrukog ugljenoksida dakle metalna para čini samo 9,1% ukupnog gasa. Ako se osim toga uzme u obzir da kondenzovanje metala nastupa pri 1200°, pri kojoj je temperaturi zapre-mina gasne mešavine skoro l'/a puta veća no pri normalnoj temperaturi, to izlazi da se neposredno po izvršenom kondenzova-nju u kubnom metru gasne mešavine nalazi samo 16 gr. metalnog magneziuma u fino izdeljenom obliku. Zgušnjavanje magneziumovih para pruža sloga znatne teškoće, koje do sada nisu mogle biti sa-vladahe. Ovaj postupak omogućuje, da se pri redukciji magneziumovih jedinjenja pomoću uglja u električnom plamenom luku uz pri-dolazak kakve struje indiferentnih gasova. Din. 15. pređuzima kondenzovanje metala iz metalne pare na taj način, što metal dospeva do izdvajanja u visokoj koncentrisanosti. Ovo po pronalasku biva time postignuto, što se mešavina metalne magle, koja se obrazuje sa reakcionim gasovima i prido-datim indiferentnim gasovima, na pr. vo-donikom, pušta da struji kroz kondenzator, u kome je postavljeno jako elektrostatičko polje. Od električnog čišćenja prašine na ovamo, poznato je da se na čvrste ili tečne deliće, koji su suspendirani u gasovima, električnim poljem tako utiče da delići bivaju bacani na jednu od obeju elektroda. Ovaj proces nastaje usled niza efekata. Najpre je od važnosti udarno jonizovanje koje čini, da se elektrode visokog napona usled sabljanja potencijalnih linija nastupa odilaženje elektriciteta, pojava, koja je poznata kao svetlosno pražnjenje. Pomoću takvih pretećih elfkiroda bivaju napunjeni suspendirani delići i privučeni drugom (o-bično izvedenom sa velikom površinom) elektrodom, da bi na njoj ostali prionuti. Jednovremeno sa elektrode visokog napona izilazi poznati električni vatar, koji isto tako učestvuje u transportu delića ka drugoj elektrodi. Najzad fini delići prašine ili kapljice tečnosti imaju po prirodi negativno punjenje tako, da čisto elektrostatičko privlačenje stvara po Coulomb-ovom zakonu dalji delimični razlog za izdvajanje. Kod ovog postupka kondenzovanje se odigrava u oblasti temperature, u kojoj su gasovi već po prirodi jako jonizirani. Ovi jonovi dejstvuju na kondenzovanje metala kao kondenzaciona jezgra. Dalje metalne kapljice imaju u trenutku kondenzovanja već po prirodi negativna električna punjenja, ako je u kondenzatoru postavljeno jako elektrostatičko polje, to usled toga metalne kapljice lete sa velikom brzinom prema anodi i tamo odskaču. Dalje je poznato da površinski napon metala pri prenašanju pretrpljuje znatne izmene. Ako su se sad pojedini delići magneziumovog metala u trenutku kondenzovanja okružili tankom oksidacionom kožicom, to se ova prenašanja i promenom površinskog napona dovodi do prskanja tako, da se pojedini metalni delići po svom nailaženju na anodu stiču ujedno i obrazuju kapljice u uzajamnoj vezi, koje se skupljaju u oblik metalne mase. Pri tome je važno, da električno polje dolazi do dejstva u jednom odeljku kondenzovanja, čija se temperaturna zona nalazi između 1200° (kondenzacione temperature magneziuma) i 650° (tačke topljenja magneziuma). Pošto se usled visokog jo-niziranja gasova pri visokim temperaturama treba bojati pretege električnog napona, to je korisno, da se za kondenzovanje u električnom polju potraže one temperaturne oblasti, koje su samo toliko udaljene od tačke topljenja metalnog magneziuma, da se ovaj upravo još u tečnom obliku prikuplja u anodi. Po izabranom obliku izvođenja postupka gasna mešavina, koja iz peći odlazi, biva oslobođena od ugljenoksida i vodonik se dovodi ka peći u kružnom toku. II nacrtu je šematički predstavljena aparatura, koja je podesna za izvođenje postupka. 1 je peć sa svetlosnim lukom, koja se sastoji iz šahta 2 za punjenje, redukcione komore 3, kondenzatora i resivera 5. Re-dukciona komora sadrži jedno ili više rednih ognjišta sa donjim elektrodama 6 i po-merljivim gornjim elektrodama 7 radi proizvođenja svetlosnog luka. Kondenzator je u svom poslednjem delu prema resi veru izveden kao električna komora 8 za taloženje. 9 je elektroda, koja je na pr. izvedena u vidu štapa, koja je vezana sa negativnim polom izvora jednosmislene struje visokog napona. 11 je porcelanski izola tor. Druga elektroda, koja je vezana sa anodom izvora jednosmislene struje visokog napona sastoji se iz metalne obloge 10 komorinog zida, koja na pr. može biti izvedena iz hromnikl-čelika i kao ostali delovi peći — vezana je sa zemljom. Potrebni transformatori i priključci na elektrode 6, 7 i 8, 10 nisu predstavljeni, na nacrtu. Magneziumovo jedinjenje, koje treba da se redukuje, na pr. sinterovano pečeni magnezit, spušta se, pomešano sa potrebnom količinom redukcionog uglja, kroz šaht u zonu svetlosnog luka. Pomoću cevi 12 biva jednovremeno vodonik uduvan u šaht. Redukcija se vrši pomoću uticaja svetlosnog luka, koji prolazi između elektroda 6 i 7 uz sadejstvo uglja u struji vodonika. Obrazovane mag-neziumove pare dolaze, sa uduvanim vo-donikom i gasovima, koji su se obrazovali pri redukovanju, u kondenzator 4, u kome se kondenzovanje vrši pomoću hlađenja mešavine. U električnoj komori 8 za taloženje, u koju odlazeći gasovi i pare treba da dospu sa temperaturom ispod 1200()C. vrši se koagulisanje metalnih kapljica. Metal, koji se prikuplja na anodi 10, teče u resiver 5, odakle tečni magnezium možekod 13 biti ispušten. Mešavina gasovitih reakcionih produkata sa suvišnim vodoni-kom prelazi iz resivera 5, kroz ispusnu cev 14 u perionicu 15, gde biva oslobođena od delića prašine, koji su još za nju prionuti. (Ali može i ovo dalje čišćenje u svakom slučaju biti izvedeno pomoću postupka za električno taloženje). Očiščeni gas dospeva tada kroz cev 16 u aparat 17, za regenerisanje, gde ugljenoksid, pomoću uticaja vodene pare, koja biva proizvedena u kotlu 18 i kroz cev 19 prelazi u aparat za regenerisanje, biva preveden u ugljendioksid. Gasna mešavina, koja se sad sastoji iz vodonika i ugljen-dioksida biva pomoću pranja pritiskom ili adsorpci-onim sredstvom oslobođena od ugljen-dioksida, na pr. biva potiskivana pomoću kompresora 20 u perionicuv21 i zatim dovedena u gasni sud 22. Cisti vodonični gas, koji treba ovde da se prikupi, biva najzad potpuno osušen u podesnom isuši-vaču 24 i pomoću ventilatora 24 kroz cev 13 biva vraćen natrag u šaht 2 za punjenje peći 1 sa svetlosnim Inkom. Patentni zahtevi: 1. Postupak za izradu metalnog magne-ziuma pomoću redukcije magneziumovih je-dinjenja sa ugljem u električnom svetlo-snom luku, uz dovođenje struje indiferentnih gasova, naznačen time, što se mešavina metalne magle, koja se obrazuje sa reakcionim gasovima i dodatim indiferentnim gasom, na pr. vodonikom, pušta da struji kroz kondenzator, u kome je postavljeno jako elektrostatičko polje. 2. Oblik izvođenja postupka po zahtevu 1, naznačen time, što se mešavina para i gasova pušta u dejstvo sa elektrostatičkim poljem u temperaturnoj oblasti ispod 1200° koja se samo za toliko nalazi iznad 650°C, da metalni magnezium upravo još u tečnom obliku biva prikupljen na anodi. . ■ ' I~\\ w V v v v ^ Ad patent broj 8566