AT89984B - Verfahren zur Herstellung von Legierungen der Erdalkalimetalle. - Google Patents

Description

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  Verfahren zur Herstellung von Legierungen der Erdalkalimetalle. 



   Es ist möglich, Legierungen von Erdalkalimetallen mit zahlreichen Metallen (wie Blei, Zink, Anti-   mon, Wismuth. Aluminium, Kupfer usw. ) in der Weise herzustellen, dass man, eine Legierung-   oder eine mechanische Mischung des betreffenden Metalles mit einem Alkalimetall mit Halogenverbin- dungen der Erdalkalimetalle erhitzt. Hiebei findet eine Umsetzung zwischen der Erdalkali-Halogenverbindung mit dem Alkalimetall in der Legierung in der Weise statt, dass das Erdalkalimetall in die Legierung eintritt und in der Halogenverbindung durch das Alkalimetall ersetzt wird. Es hat sich nun bei der praktischen Ausführung dieses Verfahrens gezeigt, dass die Umsetzungsreaktion nach einer gewissen Zeit praktisch aufhört, bevor noch die Gesamtmenge des Alkalimetalles aus der Legierung entfernt ist. 



  Ais Ursache dieser Erscheinung ist nun der Umstand erkannt worden, dass einerseits das Halogensalz mit der Zeit zu   dickflüssig wird (vermutlich   infolge der Bildung von schwerschmelzbaren Oxyehloriden) und dadurch seine Reaktionsfähigkeit verliert und anderseits bei der Reaktion das in das Metallbad eingetretene Erdalkalimetall aus der Salzschmelze soviel Alkalimetall   zurückreduziert,   als durch das Alkalimetall an Erdalkalimetall aus der Salzdecke herausreduziert wird. 



   Auf dieser Erkenntnis fussend, besteht die vorliegende Erfindung darin, dass für eine dauernde gute   Reaktionsfähigkeit   des Halogensalzes Sorge getragen wird. Diese Aufgabe kann in verschiedener Weise gelöst werden. Man kann zu diesem Zwecke der Halogensalzschmelze von vornherein einen möglichst niedrigen Schmelzpunkt und einen möglichst hohen Grad von Dünnflüssigkeit erteilen, indem an Stelle der einfachen Halogensalze Mischungen von Salzen (einschliesslich der chemisch definierten Doppeloder Mehrfachsalze) verwendet werden.

   Durch Veränderung der Art und Anzahl sowie des Mengenverhältnisses der Bestandteile von Salzmischungen lassen sich Salzschmelzen herstellen (was an sich bekannt ist und wovon man bei der   Schmelzelektrolyse   von Metallsalzen bereits vielfach Gebrauch macht), deren Schmelzpunkt unterhalb des Schmelzpunktes der einzelnen Bestandteile der Salzmischung, sogar ihres niedrigst schmelzenden Bestandteiles liegt und mit welchen die für eine schnelle und vollkommene   Durchführung   des Verfahrens erwünschte   Diinnflüssigkeit   meist schon mit den einfachsten Erhitzungsmitteln. wie einem eisernen Schmelzkessel mit Kohlenfeuerung, zu erzielen ist. 



   Die Erfindung umfasst eine grosse Anzahl von Ausführungsformen, von denen einige nachstehend näher erläutert sind. 



   Soll nur ein einzelnes Erdalkalimetall in die Legierung eingeführt werden, stellt man die Salzmischung beispielsweise so zusammen. dass sie zwei oder mehrere verschiedenartige Halogensalze ent-   hält.   z. B.   da,   Chlorid und das Fluorid des zu legierenden Erdalkalimetalles oder neben einem oder mehreren verschiedenartigen   Halogensaizen   des zu legierenden Erdalkalimetalles eine oder mehrere andere seiner chemischen Verbindungen oder eine oder mehrere andere Halogenverbindungen anderer Metalle (mit Ausnahme der anderen Erdalkalimetalle) oder sonstige chemische Verbindungen (mit Ausnahme von Verbindungen der anderen Erdalkalimetalle).

   Nach Einführung des einen Erdalkalimetalles in die Legierung kann man dann erwünschten Falles in einem oder mehreren darauffolgenden Arbeitsgängen noch ausserdem eines oder mehrere der anderen Erdalkalimetalle in die Legierung einführen, indem man diese in gleicher Weise mit    Salzgemischen, welche   die entsprechenden Erdalkalimetalle enthalten, behandelt. 

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 legierung in einem gewöhnlichen eiseren Schmelzkessel einschmilzt. die Salzschmelze jedoch in einem besonderen Ofen. zweckmässig in cinem Tiegelofen oder elcktrischen Ofen. auf den erforderlichen   t'ber-   
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 auf den erforderlichen Grad der Dünnflüssigkeit erhitzt
Ein weiteres Mittel.

   um die Durchführung des Verfahrens möglichst schnell und volkommen zu   gestalten, besteht darin, dass für eine dauernde Reaktionsfäh'gkeit der Salzschmelze dadurch gesorgt   wird. dass man die Erdalkalihalogen-Salzschmelze im Verlaufe des Verfahrens ein oder mehrere Male erneuert.

   Man kann beispielsweise in der Weise verfahren. dass man. wenn die Umsetzungsreaktion nicht mehr genügend schnell vor sich geht. die dickflüssig   gewordene Salzdecke   von der Metallegierung entfernt und eine Decke von frischem Erdalkalihalogensalz auf das Metallbad aufbringt.   Nürlieh   kann man auch nach der Entfernung der   unwirksam   gewordenen   Salzdecke   das Metallbad in ein anderes Schmelzgefäss   umgiessen, in welchem man   vorher eine Decke von frischen Erdalkalichloriden eingeschmolzen hat.

   Um an Erdalkalisalz zu sparen. kann man in der Weise verfahren, dass man die abgegossene Salzschmelze. welche in der zweiten Reaktionsperiode benutzt wurde und deren Menge man zweckmässig so gewählt hat. dass sie nicht zu dickflüssig wird. zur   Einwirkung   auf eine frische Alkalimetall-Legierung in der ersten Reaktionsperiode benutzt. Hiebei kann man die   Dickfliissigkeit   dieser bereits einmal benutzten   Salzdeeke     dadurch   weiter vermindern. dass man eine mehr oder weniger grosse MengefrischenSalzeshinzufügt. 



    Beispiel:     80 kg   einer   Bleinatriumlegierung mit 2#84 o Na wurden in 15 kg   eines geschmolzenen Gemisches von gleichen Teilen   Bariumehlorid     und   Kalziumchlorid eingegossen. hierauf wurde das Bad erhitzt und 
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   0#68 o Ca. 2#25 o Ba und 0#99 o Na. Nach einer weiteren   Stunde ergab sieh folgende Zusammensetzung :   0#64 o Ca, 2#30 o Ba und 0#87 o Na. Es   war also eine weitere   Herabminderung   des Natriumgehaltes und eine Erhöhung des gehaltes an Erdalkalimetallen praktisch nicht mehr eingetreten.

   Nach dieser   eineinhalbstündigen   Einwirkung wurde die zu dickflüssig gewordene Salzdecke abgegossen und das 
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 gegossen.   Nach einer viertelstündigen Erhitzung waren   in der Legierung enthalten :   0-75% Ca, 2-60% Ba   und   0#20 o Na. Bei nochmaliger Erneuerung der Salzdecke   und Erhitzen während kurzer Zeit war das Natrium praktisch vollständig aus der Legierung verschwunden. 



   Eine wesentliche Förderung der Reaktion findet bei dem vorliegenden Verfahren auch statt, wenn man gemäss vorliegender Erfindung entweder das flüssige Bad der Alkalimetall-Legierung oder die Salzschmelze oder beide gleichzeitig   im Verlauf   des Umsetzungsverfahrens in strömendem Zustand erhält. Lässt man z. B. die Salzschmelze und das Metallbad im Gegenstrom zueinander fliessen, so trifft 
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 Salz mit an   Alkalimetall reicherer, leichter umsetzbarer   Legierung   zusammen.   Andere Möglichkeiten   der Ausführung   dieses Verfahrens bestehen darin, dass das Metallbad und die Salzschmelze im Gleichstrom. senkrecht oder in einem beliebigen anderen Winkel relativ zueinander sich bewegen. 



     Eine weitere Ausführung'form   des Verfahrens besteht darin, ein mehrfaches der theoretischen Menge des zur Durchführung der Reaktion erforderlichen Halogensalzes zu verwenden. Bei Anwendung eines solchen erheblichen Überschusses an Halogensalz im Verhältnis zu der Menge des in der Metalllegierung enthaltenen Alkalimetalles ist es möglich, eine hinreichende Reaktionsfähigkeit der Salzschmelze bis zum vollständigen. Übergang des Natriums in die Salzschmelze aufrechtzuerhalten.

   Die Menge der sich durch den Übergang des Alkalimetalles in die Salzschmelze bildenden schwer schmelzbaren Oxychloride bleibt in diesem Falle im   Verhältnis   zu der   Gesamtmenge   des verwendeten Halogensalzes so   gering, dass   der ungünstige Einfluss. den diese   Oxyehloride   auf den Flüssigkeit-grad des Halogensalzes ausüben. unterdrückt wird. Man wird in der Regel mit etwa dem Zwei-bis Fünffachen der theoretisch errechneten Halogensalzmenge arbeiten. um die Reaktion in einer praktisch genügend kurzen Zeit durchzuführen.

   Bei der Herstellung einer Blei-Kalzium-Legierung mit 2 o Kalzium durch Einwirkenlassen von   Kalziumehlorid   auf 100 kg einer Blei-Natrium-Legierung.   welche 2. 3 kg   Natrium enthält, wird man beispielsweise 15 kg Kalziumehlorid verwenden. während die theoretisch zur Umsetzung erforderliche Menge nur   6 keg   beträgt. 

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Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Herstellung von Legierungen der Erdalkalimetalle (einschliesslich des Magnesiums EMI3.5 <Desc/Clms Page number 4> EMI4.1