AT269494B - Verfahren zur Gewinnung der Metalle der Gruppen IVa und Va des periodischen Systems und ihrer Legierungen - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Gewinnung der Metalle der Gruppen IVa und Va des periodischen Systems und ihrer Legierungen 
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   Es wurde auch vorgeschlagen, die Reaktionsprodukte in verdünnte, nicht oxydierende Säure einzu- tragen. Dabei werden alle Reaktionsnebenprodukte von der   Lösung aufgenommen.   Das verbleibende
Amalgam wird dann von der Lösung getrennt und zur Gewinnung der Metalle des Quecksilber abdestil-   liert.   



   Für die Gewinnung von Uran und Thorium bringt das oben genannte Verfahren einen grossen Fort- schritt. Das Verfahren, das auch nur für Uran und Thorium vorgeschlagen ist, führt aber bei der Aufar- beitung der Reaktionsprodukte der Reduktion der Halogenide der Metalle der Gruppen IVa und Va des
Periodensystems nicht zum iel. 



   Bei diesen bildet sich nämlich eine grössere Menge an Schlamm, der hauptsächlich aus feinen
Quecksilbertröpfchen besteht, aber auch einen Teil der zu gewinnenden Metalle enthält. Der Schlamm ist nachträglich durch keine Massnahme mehr aufzutrennen. Diese Schlammbildung verbietet eine tech- nische Anwendung dieses vorgeschlagenen Verfahrens für die Gewinnung der Metalle der Gruppen IVa und Va des Periodensystems. 



   Überraschenderweise wurde gefunden, dass die Schlammbildung bei der Aufarbeitung der Reak- tionsprodukte der Reduktion der Halogenide, vorzugsweise der Chloride der Metalle der Gruppen IVa und Va des Periodensystems mit   Alkali- und/oder Erdalkaliamalgamen   vollkommen unterdrückt wer- den kann, wenn man zur Aufarbeitung wässerige Lösungen von Stoffen verwendet, die mit den Ionen der Metalle der Gruppen IVa und Va wasserlösliche Komplexe zu bilden vermögen. 



   Geeignete Lösungen zur Aufarbeitung sind verdünnte Lösungen von nichtoxydierenden Säuren, vorzugsweise Salz- oder Schwefelsäure, im Verhältnis   1 : 1   bis 1 : 4 mit Wasser verdünnt, denen als Komplexbildner Oxalsäure, Weinsäure, Citronensäure, Salicylsäure oder Sulfosalicylsäure, vorzugs-   weise Oxalsäure, zugesetzt sind.    



   Die genannten Komplexbildner, deren Aufzählung keinen Anspruch auf Vollständigkeit erhebt und keine Einschränkung auf diese Stoffe bedeutet, werden vorteilhaft in solchen Mengen zugesetzt, dass die Lösungen an den Komplexbildnem halb bis ganz gesättigt sind. 



   Sehr gute Trennung ohne Schlammbildung wird auch durch wässerige Flusssäurelösungen, vorzugweise in einer Konzentration von 10 bis 40   Gel.-%   HF erreicht. Die   Flusssäure   bildet mit den Metallen der Gruppen IVa und Va ebenfalls stabile, wasserlösliche Komplexe. Die Gegenwart der Komplexbildner vermag deshalb die Bildung von Schlamm zu verhindern, weil sie die Hydrolyse von nicht umgesetzten Metallchloriden verhindern. Die Hydrolyseprodukte umhüllen nämlich die primär im Reaktionsgemisch vorliegenden feinen Quecksilbertröpfchen und verhindern deren Zusammenlaufen. Dieses Verhalten macht auch erklärlich, dass bei den auch in stark sauren Lösungen sehr leicht hydrolysierenden Metallen der Gruppen IVa und Va nur Komplexbildner die Schlammbildung bei der Aufarbeitung der Reaktionsgemische verhindern, während z.

   B. bei U und Th, bei denen schon in mässig sauren, komplexbildnerfreien Lösungen keine Hydrolyse mehr eintritt, Komplexbildnerzusatz nicht notwendig ist. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren bringt einen grossen Fortschritt dadurch, dass es die saubere Auftrennung der Reaktionsgemische in wässerigen Lösungen auch bei den Metallen der Gruppen IVa und Va des Periodensystems erlaubt und diese Metalle der amalgammetallurgischen Gewinnung zugänglich macht. Die Gewinnung der Metalle aus den nach dem erfindungsgemässen Verfahren aus den Reaktionsgemischen abgetrennten Amalgamen geschieht auf an sich bekannte Weise durch Abdampfen des Quecksilbers. Als besonderer Vorteil der amalgammetallurgischen Verfahren ist zu werten, dass man Metalle sehr hoher Reinheit, vor allem mit äusserst geringem Metalloidgehalt erhält. 



   Durch Mischen von Amalgamen verschiedener Metalle und Abdestillieren des Quecksilbers erhält man direkt ohne Umschmelzen die Legierungen der den Amalgamen zugrundeliegenden Metalle. Auch durch gemeinsame Reduktion der Halogenide verschiedener Metalle, Abtrennung des Mischamalgams aus dem Reaktionsprodukt nach dem erfindungsgemässen Verfahren und Abdestillieren des Quecksilbers kommt man direkt zu Legierungen. 



     Be is pie I 1 : 50 g Titantetrachlorid   werden mit für vollständige Reduktion ausreichender Menge an   O, 50/0igem Natriumamalgam   durch achstündiges Schütteln bei   3500   C zur Reaktion gebracht. Nach Abkühlen wird das Reaktionsprodukt in kalte Salzsäure mit 15   Gew, -0/0 HCI,   in der Oxalsäure bis zur Sättigung aufgelöst wurde, eingebracht und bis zur vollständigen Lösung aller Nebenprodukte gerührt. Das blank zurückbleibende Amalgam wird abgetrennt, getrocknet und durch Erhitzen unter Vakuum alles Quecksilber abgetrennt. Wird bei der Verdampfung zum Schluss eine Temperatur von 8000 C erreicht, verbleiben 10, 5 g eines dicht gesinterten, quecksilberfreien Titanschwammes hoher Reinheit. 



   Beispiel 2 : 50 g Niobchlorid werden mit überschüssigem   l, 50/0igem Natriumamalgam   8 h unter 

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 gutem Schütteln bei 3500 C umgesetzt. Das Reaktionsprodukt wird nach Abkühlen mit kalter   2 Öliger   Flusssäure behandelt. Nach vollständigem Lösen der Nebenprodukte verdünnt man die Flusssäure mit dem gleichen Volumen an heissem Wasser, um ausgefallenes saures Natriumfluorid in   Lösung zu bringen   und trennt das blanke Amalgam ab. Von diesem destilliert man, zuletzt bei 12000 C, das Quecksilber ab und erhält 8 g quecksilberfreien, dichtgesinterten reinen Niobschwamm. 



   Beispiel 3 : Durch Umsetzung eines Gemisches von Titantetrachlorid und Zirkontetrachlorid mit überschüssigem 0, 51oigem Natriumamalgam, Behandlung des Reaktionsgemisches mit   15% figer   Salzsäure, der bis zur Sättigung Oxalsäure zugesetzt wurde, Abtrennung des Amalgams und Abdestillieren des Quecksilbers bei zuletzt 8000 C erhält man Titanzirkonlegierung in Schwammform. 



    PATENTANSPRÜCHE :      l.   Verfahren zur Gewinnung der Metalle der Gruppen IVa und Va des periodischen Systems und ih- 
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 Aufarbeitung der bei der Reduktion gebildeten Reaktionsprodukte durch Behandlung mit wässerigen Lösungen, Abtrennung des Amalgams und Abdestillieren des Quecksilbers vom Amalgam, dadurch   gekennzeichnet,   dass zur Behandlung der bei der Reduktion gebildeten Reaktionsprodukte   wässeri-   ge Lösungen von Stoffen verwendet werden, die mit den Ionen der Metalle der Gruppen IVa und Va des periodischen Systems wasserlösliche Komplexe bilden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Behandlung der Reak- tionsprodukte eine verdünnte Lösung einer nichtoxydierenden Säure, vorzugsweise Salz- oder Schwefelsäure, mit Wasser im Verhältnis 1 : 1 bis 1 : 4 gemischt, verwendet wird, der alsKomplexbildner Oxalsäure, Weinsäure, Citronensäure, Salicylsäure oder Sulfosalicylsäure, vorzugsweise Oxalsäure, zugesetzt wird.

   3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die komplex- bildenden Mittel den Lösungen in solchen Mengen zugesetzt werden, dass die Lösungen an ihnen halb bis ganz gesättigt sind. EMI3.2