AT269495B - Verfahren zur Gewinnung der Metalle Molybdän und Wolfram - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Gewinnung der Metalle Molybdän und Wolfram 
Die Vorteile, die die Amalgammetallurgie,   d. h.   die Verwendung von Quecksilber als Hilfsmetall, bei der Gewinnung von unedlen Metallen durch Reduktion der Halogenide mit Alkali-bzw. Erdalkali- metallen bringt, haben schon mehrfach zu verschiedenen Verfahrensvorschlägen in der Patentliteratur geführt. 



   Die Vorteile bestehen hauptsächlich darin, dass die Umsetzungen mit den durch Quecksilber verdünnten Reduktionsmetallen leicht gesteuert und kontinuierlich gestaltet werden können und dass die Amalgame nichtmetallische Verunreinigungen nicht aufnehmen und von solchen leicht befreit werden können, so dass man nach Entfernung des Quecksilbers auf destillativem Wege sehr reine, vor allem metalloidfreie Produkte erhalten kann. 



   Verfahren, die die Verwendung der Amalgame der Alkali- und Erdalkalimetalle an Stelle der elementaren Metalle zur Reduktion der Verbindungen der unedlen Metalle, vorzugsweise der Halogenide, beschreiben, sind bisher für die Gewinnung von Uran, Thorium, Titan, Zirkonium, Hafnium, Niob und Tantal bekanntgeworden. Während die Umsetzung der Halogenide dieser Metalle mit   denAmal-   gamen keine Schwierigkeiten bereitet, ist die Auftrennung der Reaktionsgemische sehr schwierig. Bei Uran und Thorium gelingt sie durch Behandlung der Gemische mit luftfreien,   verdünnten, nichtoxy die-   renden Säuren. Bei Titan, Zirkonium, Hafnium, Niob und Tantal muss das Reaktionsgemisch mit Säuren, denen komplexbildende Mittel zugesetzt wurden, oder mit der stark komplexbildenden Flusssäure behandelt werden. 



   Verfahren, bei denen die Auftrennung auf trockenem Wege-Abdestillieren aller Nebenprodukte vom zurückbleibenden Metall oder durch Aufschmelzen der Reaktionsprodukte bei höheren Temperaturen, wobei wegen des hohen Dampfdruckes des Quecksilbers Druckapparaturen notwendig sind und bei dem sich Amalgam und salzartige Nebenprodukte trennen-erfolgt, konnten sich nicht einführen. 



   Bei eigenen Untersuchungen hat es sich gezeigt, dass die Halogenide des Molybdäns und des Wolframs, im Gegensatz zu den Halogeniden der andern unedlen Metalle (U, Th, Ti, Zr, Hf, Nb, Ta) durch Zinkamalgam bis zu den Metallen reduziert werden können. 



   Bei der Umsetzung bildet sich ein inniges Gemenge der Amalgame der genannten Metalle, die 
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 ständig vom rein zurückbleibenden Amalgam. Beim Abkühlen erstarrt die   Zinkchloridschmelze   zu einem festen Kuchen, der ohne weiteres mechanisch vom Amalgam, das noch etwas Zinkmetall enthält, abgetrennt werden kann. Vom trockenen und reinen Amalgam kann schliesslich das Quecksilber und das vorhandene Zink abdestilliert werden, wobei die gewünschten Metalle je nach der bei der Schwelung erreichten Endtemperatur als feines Pulver oder als Schwamm zurückbleiben. 

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   Das   erfindungsgemässe Verfahren   erlaubt somit die einfache und wirtschaftliche Gewinnung der Me- talle Molybdän und Wolfram dadurch, dass die Halogenide, vorzugsweise die Chloride des Molybdäns oder des Wolframs mit etwas mehr als der zur vollständigen Reduktion notwendigen Menge an Zink- amalgam umgesetzt werden, das erhaltene Reaktionsgemisch auf eine Temperatur über den Schmelzi punkt des Zinkchlorid erhitzt, nach Abkühlen das erstarrte Zinkchlorid vom   Amalgammechanisch   ab- getrennt wird und schliesslich das Quecksilber und vorhandenes Zink vom zurückbleibenden Metall ab- destilliert werden. 



   Die Reduktion der Halogenide des Molybdäns bzw. Wolframs wird mit einer Menge von 110 bis   2000/0   der für die vollständige Reduktion der Chloride notwendigen Menge an Zinkamalgam, vorzugsweise mit einer Menge von 120 bis 150% durchgeführt und Zinkamalgam mit einer Konzentration von 1 bis
10   Gew.-%   Zink, vorzugsweise 2 bis 5   Gew.. i1fo   Zink eingesetzt. Die Umsetzung verläuft schon bei Nor- maltemperatur mit messbarer Geschwindigkeit. Durch Temperaturerhöhung wird die   Reaktionsgeschwino.   digkeit stark gesteigert. Bei Überschreiten der Temperatur des Schmelzpunktes von Zinkchlorid während der Umsetzung fällt die Reaktionsgeschwindigkeit wieder etwas ab.

   Man wird daher vorteilhafterweise bei Temperaturen wenig unter der Schmelztemperatur des Zinkchlorids arbeiten, obwohl auch bei andern
Temperaturen hohe Umsetzungsgeschwindigkeiten und hohe Ausbeuten erhalten werden. 



   Durch Mischen der auf diese Weise gewonnenen Amalgame des Molybdäns bzw. Wolframs mit
Amalgamen von andern Metallen, die auf anderem Wege,   z. B.   durch Reduktion der Halogenide mit
Alkaliamalgam oder durch elektrolytische Abscheidung der Metalle an der Quecksilberkathode herge- stellt wurden, und Abdestillieren des Quecksilbers und Zinks aus den Mischamalgamen kommt man zu
Legierungen des Molybdäns bzw. Wolframs mit diesen andern Metallen. Die Legierungen können je   nach der beim Abdestillieren erreichten Endtemperatur in Form feiner Pulver oder in Schwammform er-    halten werden.

   Die Pulver, die auf diesem Wege über die Mischamalgame erhalten werden, sind im
Gegensatz zu solchen, die man durch direktes Zusammensintern der   Legierungskomponenten gewinnt,   schon bei niedrigen Arbeitstemperaturen vollkommen homogen. 



   Das bei der   Molybdän- bzw.   Wolframgewinnung nach   dem erfindungsgemässen   Verfahren anfal- lende Zinkchlorid lässt sich ohne weiteres zur Herstellung des für die Reduktion notwendigen Zink- amalgams verwenden. Der erstarrte Schmelzkuchen kann in Wasser gelöst und aus diesem Elektrolyten auf bekannte Weise durch Abscheidung des Zinks an Quecksilberkathoden Zinkamalgam gewonnen wer- den. Reste von   Molybdän- und   Wolframsalzen stören die Elektrolyse praktisch nicht. 



   Ausführungsbeispiele :
1. 100 g Molybdänchlorid, etwa der Formel   MoCl   entsprechend, werden mit   1800 g Zinkamalgam,   das 4   Gew.. i1fo   Zink enthält, durch inniges Mischen während einer Zeit von 4 h, bei einer Temperatur von 200 C zur Reaktion gebracht. Ohne zu Mischen oder   zuSchüttelnwirddasReaktionsprodukt   an- schliessend 30 min auf   3500 C   erwärmt und schliesslich abkühlen lassen. Erstarrtes Zinkchlorid wird dann mechanisch entfernt und das Quecksilber und nicht umgesetztes Zink unter Vakuum vom Amalgam ab- destilliert, wobei die Temperatur schliesslich bis 8000 C gesteigert wird. Es verbleiben 30 g zink-und quecksilberfreies Molybdänmetall in Pulverform. 
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 Reaktionsproduktes 30 min ohne zu mischen auf 3500 C erhitzt.

   Nach Abkühlen wird das erstarrte Zinkchlorid entfernt und vom Amalgam Quecksilber und Zink abdestilliert. Es verbleiben 45 g feingepulvertes,   zink- und quecksilberfreies   Wolframmetall. 



    PATENTANSPRÜCHE :    
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 dass die Halogenide, vorzugsweise die Chloride des Molybdäns bzw. Wolframs mit mehr als der zur vollständigen Reduktion notwendigen Menge an Zinkamalgam umgesetzt werden, das erhaltene Reduktionsgemisch auf Temperaturen über den Schmelzpunkt des Zinkchlorids erhitzt, nach Abkühlen das erstarrte Zinkchlorid vom Amalgam getrennt wird und schliesslich das Quecksilber und überschüssiges Zink vom zurückbleibenden Metall abdestilliert werden.

Claims (1)

1. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Menge von 110 bis 200 Tu der zur vollständigen Reduktion notwendigen Menge, vorzugsweise von 120 bis 150%, an Zinkamalgam verwendet wird.

   3. Verfahren nach denAnsprüchenlund2, dadurch gekennzeichnet, dass Zinkamalgam <Desc/Clms Page number 3> mit einem Gehalt von 1 bis 10 Gew.-% Zink, vorzugsweise von 2 bis 5 Gew.-% Zink eingesetzt wird.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen l bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Umsetzung bei Temperaturen zwischen 20 und 400 C, vorzugsweise bei Temperaturen von 150 bis 2500 C vorgenommen wird.