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Verfahren zur Darstellung von wasserfreiem Magnesiumehlorid.
Es ist aus wissenschaftlichen Versuchen bekannt, wasserfreies Magnesiumchlorid durch Überleiten von Chlorgas über ein glühendes Gemenge von Magnesiumoxyd und Kohle zu gewinnen. Die Ausbeute ist indessen bein diesem mehr wissenschaftlichen Verfahren eine äusserst geringe. Andrerseits ist es auch bekannt, dass die Einwirkung von Gasen auf feste
Körper durch Vornahme der Reaktion in Gegenwart von beweglichen geschmolzenen Medien begünstigt wird.
Die Erfindung betrifft nun ein Verfahren zur technischen Darstellung von wasserfreiem Magnesiumchlorid durch Einwirkung von Chlorgas auf Magnesiumoxyd oder eine andere sauerstoffhaltige Magnesiumverbindung in Gegenwart eines beweglichen geschmolzenen Mediums, welches sich dadurch kennzeichnet, dass die Behandlung der Magnesiumverbindung mit Chlorgas im geschmolzenen Medium in einem Tiegel, Converter o. dgl. untei Ausnutzung der Reaktionswärme zur Aufrechterhaltung der erforderlichen Temperatur, zweckmässig nebst einem die Wärmebildung fördernden Zuschlag, wie Kohlenstoff, einer Schwefelverbindung und dgl" zur Durchführung gebracht wird. Mit diesem Verfahren lässt sich eine Ausbeute von go bis 1000/. der theoretischen und daher eine technisch und wirtschaftlich vorteilhafte Arbeitsweise erzielen.
Zum Ingangsetzen des Verfahrens im Reaktionsbehälter empfiehlt es sich, eine kleine Menge eines Gemisches von Kalium-und Natriumchlorid zu verwenden, das zur Hellrotglut erhitzt und in den vorerhitzen Behälter eingebracht wird, um das geschmolzene Medium zu bilden, worauf die weiteren Vorgänge ohne weitere Zutat unter lediglicher Benutzung eines Restes der vorangehenden heissen Schmelze als geschmolzenes Medium vor sich gehen können.
Als Rohstoff kann irgendeine geeignete sauerstoffhaltige Magnesiumverbindung gewählt werden. Es kann hierfür z. B. gemahlener und leicht gebrannter Magnesit dienen. Andernteils lässt sich aus beliebiger Quelle stammendes trockenes Chlorgas benutzen. Die Reaktion wird zweckmässig in einem Eisenbehälter durchgeführt, der innen mit einem Futter aus hart gebrannten, sorgfältig abgedichteten und durch Magnesiazementmörtel verbundenen Magnesitsteinen versehen ist und im Innern nach dem Boden zu, wo eine Einblasdüse für das Chlorgas geschützt angeordnet ist, konisch zuläuft.
In einem geringen Abstand über dem Behälterboden befindet sich ein Abstichloch für das geschmolzene Magnesiumchlorid, so dass beim Abstich der Behälter nicht vollständig entleert wird, sondern ein geringer Teil der heissen Reaktionsmasse in ihm zurückbleibt, um das geschmolzene Medium für das Einleiten des nächsten Blasvorganges zu bilden. Indessen könnte der Reaktionsbehälter zur Entleerung auch kippbar angeordnet werden.
Die normale Arbeitstemperatur wählt man zweckmässig zwischen 700 und goo0 C. Alle Reaktionsvorgänge haben vorteilhaft in ihrer Gesamtheit exothermischen Charakter und die Temperatur kann durch das Mass, in dem das Chlorgas eingeblasen und gleichzeitig die Magnesiumverbindung zugeführt wird, geregelt werden. Die flüchtigen Produkte können durch einen Abzug nach einem Kondensator abziehen oder in sonst passender Weise aufgefangen und behandelt werden.
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. Hei dieser Keaktion ergibt sich nur ein kleiner freier WarmeuberschuB, und aus diesem Grunde ist es hier ziemlich schwierig, die Reaktion im Behälter, wofür eine gewisse Selbsterhitzung praktisch wünschenswert ist, erfolgreich durchzuführen.
Es ist daher angezeigt, zur Rohstoffmasse einen geeigneten Zuschlag, der durch Reaktion mit dem Chlorgas oder im besonderen Falle der Anwendung von Magnesia mit dem Sauerstoff der Magnesia oder mit beiden zusammen eine merkliche Erhöhung der Reaktionswärme hervorruft, hinzuzufügen. Auf diese Weise kann der erwähnte Reaktionsvorgang praktisch erfolgreicher und wirtschaftlicher gestaltet werden. Als Zuschlag in diesem Sinne eignet sich beispielsweise eine Schwefelverbindung, z. B. irgendein Metallsulfid, vorausgesetzt, dass die dabei resultierenden vermischten Chloride leicht voneinander getrennt oder auch für die beabsichtigte Verwendung des Magnesiumchlorides unbeschadet zusammenbenutzt werden können. Natürlicher Bleiglanz oder reine Zinkblende sind gute Beispiele für diesen Zuschlag.
Von diesem Gesichtspunkte ausgehend, nimmt man z. B. molekulare Mengen Magnesit und Bleiglanz oder Zinkblende, mischt dieselben miteinander, bringt die Mischung in die
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wird und besonders wenn die Arbeitstemperatur nicht viel über z. B. 7000 C liegt, wird folgende Reaktion stattfinden :
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wodurch eine weitere kleine Wärmebildung zur gesamten freien Reaktionswärme hinzukommt.
Aus dem resultierenden Schmelzgemisch von Magnesium-und Blei-oder Zinkchlorid kann durch Zusatz von Magnesiumabfällen oder Natrium metallisches Blei oder Zink unter Bildung von Magnesium-oder Natriumchlorid ausgefällt werden. Es kann auch die Abscheidung von Blei oder Zink auf dem Wege fraktionierter Elektrolyse bewirkt werden.
Wenn ein Alkalimetallsulfid benutzt wird, verbleibt das resultierende Chlorid zweckmässig in der Schmelzmasse. In jedem Falle ist das Magnesiumchlorid unmittelbar verwendbar für die Darstellung von Magnesium durch Elektrolyse des geschmolzenen wasserfreien Chlorides und das bei diesem Vorgang frei gewordene Chlor kann in den Reaktionsbehälter zur weiteren Ausnutzung zurückgeleitet werden. Auf diese Weise erhält man eine äusserst vorteilhafte Rückgewinnung des Bleies oder Zinks und des Schwefels des Bleiglanzes oder der Zinkblende.
Statt einer Schwefelverbindung liesse sich auch Kohlenstoff zu demselben Zwecke ver-
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Es verbleibt reines : Magnesiumchlorid.
Statt Kohlenstoff mit dem Reaktionsgut zu vermengen, könnten auch kohlenstoffhaltige Gase zusammen mit dem Chlorgas oder davon getrennt eingeblasen werden. Selbstverständlich liessen sich auch Kohlenstoff und ein Sulfid zu gleicher Zeit verwenden.
Nachstehendes Beispiel mag zur Erläuterung der Gesamtarbeitsweise gemäss der Erfindung dienen :
Kleine Mengen Natriumchlorid und Kaliumchlorid werden gemischt und in einem den Reaktionsbehälter darstellenden Graphittiegel von solchem Fassungsraum, dass er cwta 800 g geschmolzenes Magnesiumchlorid zu fassen vermag, zusammengeschmolzen. Der Tiegel ist mit einem Aufsatz zur Verhinderung des Luftzutrittes und mit einem Abzugrohr zur Ableitung der entstehenden Gase versehen. Chlor wird durch ein dünnes Rohr am Boden des Tiegels eingeblasen und, sobald die Schmelze eine Temperatur von 700 bis goo0 C erreicht hat, wird eine Mischung von Magnesiumoxyd und Kohlenstoff (2 Mg 0 + C) langsam und in kurzen regelmässigen Zwischenräumen eingebracht.
Die Reaktion geht langsam von statten und nach einer Stunde Chlorzufuhr im Überschuss, nachdem etwa 200 1 Chlor eingeblasen worden sind, wird etwa ein Drittel des zugeführten Magnesiumoxydes unter Verdickung der Schmelze umgewandelt sein. Durch weitere Behandlung der Masse in derselben Weise während einer zweiten Stunde verdünnt sich die Schmelze ein wenig und es wird dann ungefähr die Hälfte des zugeführten Magnesiumoxydes umgewandelt sein. Wird diese
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Behandlung bei hoher Temperatur mit einem starken Überschuss von Chlor genügend lange fortgesetzt, so erhält man schliesslich eine annähernd vollständige Umwandlung des zugeführten Magnesiumoxydes.