CH370925A - Verfahren zur Herstellung von Wolframmetall durch Reduktion von Wolframverbindungen - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von     Wolframmetall    durch Reduktion von     Wolframverbindungen       Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur  Herstellung von     Wolframmetall    durch Reduktion von       Wolframverbindungen    mit Wasserstoff. Es ist be  kannt, bei dieser Reduktion eine     Zumischung    zu ver  wenden, die bei der Herstellung eines nicht durch  hängenden Drahtes aus     Wolfram    eine Rolle spielt.  



  Die übliche     Zumischung    besteht meist aus     Ka-          liumsilikat    und Aluminiumnitrat oder Aluminium  chlorid.  



  Ein bekanntes, angewandtes     Reduktionsverfah-          ren    umfasst die nachfolgenden Stufen.  



  Durch Erhitzung von     Ammoniumparawolframat     (auch     W-Para    genannt) z. B. in einem sich drehenden  Ofen, wird zunächst W03 erzeugt. Darauf setzt man  als     Zumischung        Kaliumsilikat    zu, worauf eine erste  Reduktion in     W4011    mit     H2    stattfindet. Nach einer  zweiten Reduktion mit Wasserstoff wird     Wolfram     gebildet. Dieses wird mit     Fluorwasserstoff        (HF)    ge  waschen und in     Al(NO3)3    getränkt. Es folgt     eine     dritte     Reduktion    mit Wasserstoff.

   Das erhaltene Wolf  ram wird mit     Wolframpulver    ohne     Zumischung    ver  mischt. Dann erhält man das zur Herstellung eines  nicht durchhängenden Drahtes     verarbeitbare    Wolf  ram. Der     Gesamtprozess    ist also verhältnismässig ver  wickelt.  



  Es ist üblich, die Umwandlung von     W-Para    in       W03    bei 800 bis 900  C durchzuführen, um die  gewünschte, für die Reaktion mit     Kaliumsilikat    er  forderliche     Reaktivität    von     W03    zu erzielen. Die  Temperatur bei der ersten Reduktion liegt zwischen  500 und 550  C und bei der zweiten Reduktion zwi  schen 775 und 900  C.

   Bisher hat man noch keine  klare Einsicht in die Wirkung der     Zumischung.    Er  fahrungsgemäss ist     bekannt,    dass die     Zumischung     während der Reduktion eine gewisse     Funktion    hat,  dass unter Verwendung der     Zumischung    hergestellte    Materialien sich während der Reduktion anders ver  halten als Materialien ohne     Zumischung    und dass  das mit Beimischung hergestellte Material die     Rekri-          stallisierung    des gezogenen     Wolframdrahtes    beein  flusst.  



  Für die Herstellung von     Wolframpulver    ist es  wichtig, die Funktion der     Zumischung    während des  Reduktionsvorganges erklären zu können, da eine  solche     Erklärung    die Möglichkeit     schaffen    würde,  die Verteilung der Körner     im        Wolframpulver    zu       regeln    und somit reproduzierbar zu machen und ge  gebenenfalls in der gewünschten Richtung zu beein  flussen.  



  Es ist bekannt, dass der Zusatz von     Kaliumsili-          kat    zu     H2W04,        W03    oder     W4011    je nach ihrer     Reak-          tivität    unter anderem die     sogenannten        Kaliumsiliko-          wolframate        als    Reaktionsprodukt ergibt.  



  Durch ausgedehnte Untersuchungen ist nun ge  funden worden,     dass    ein sehr     bestimmtes        Kalium-          silikowolframat    besonders wirksam ist. Gemäss der       Erfindung    wird gerade dieses bestimmte     Kalium-          silikowolframat,    und zwar eine Substanz     mit    der       Strukturformel:        K4SiW1204o        (gegebenenfalls    mit Kri  stallwasser) als     Zumischung    verwendet.  



  Es wird ausserdem vorzugsweise     eine    kleine  Menge     Aluminiumnitrat        Al(N03)3    zugesetzt, um un  erwünschte     Agglomeration    des     Wolframpulvers    zu  verhüten.  



  Das     Kristallwasser    in     K4SiW"04o    hängt von  dem     Trocknungsverfahren    des     Stoffes    ab. Es kann  röntgenographisch dargestellt werden, dass das Kri  stallwasser bei Erhitzung auf 300  C ganz     entfernt     werden     kann,    ohne dass sich die     Struktur    des Stof  fes     nennenswert        ändert.     



  Das Verfahren gemäss der     Erfindung    zur Her  stellung von     Wolframmetall    durch     Reduktion    von           Wolframverbindungen    mit Wasserstoff ist dadurch  gekennzeichnet, dass die Reduktion in Gegenwart  eines     Kaliumsilikowolframats    der Formel     K4S'W1204o     (gegebenenfalls mit Kristallwasser) erfolgt. Wird die       Wolframverbindung    mit dem     K4S'W1204o    getränkt,  so ist die letztgenannte Verbindung bei dem sich  einstellenden     pH-Wert    stabil. Man tränkt z.

   B.     NH4          Parawolframat    mit     K4SiW1204o    und etwas     Al(N03)3.     



  Das auf diese Weise mit der     Zumischung    behan  delte     W-Para    wird ohne weiteres, also z. B. ohne  Waschen mit HF, in einer einzigen Stufe mit     H2    zu       Wolframmetall    reduziert.  



  Das neue Verfahren hat unter anderem folgende       Vorteile:     1. Wenn man auf     bekannte    Weise eine Wolfram  verbindung wie z. B. W03,     H2W04    oder     W4011    mit       Kaliumsilikat    tränkt, entstehen in Abhängigkeit von  der     Reaktivität    dieser Stoffe veränderliche Mengen  verschiedener     Kaliumsilikowolframate    + nichtzersetz  tes     Kaliumsilikat    + freies     Si02.    Bei alleinigem Zusatz  von     K4.S'W1204o    ist man nicht abhängig von der       Reaktivität    der Ausgangsstoffe.  



  2. Während des     Tränkens    reagiert das zugesetzte       K4SiW12040        nicht    weiter mit den Ausgangsmate  rialien.  



  3. Das     K4SIW1204,    bietet die Möglichkeit, auch  Ausgangsstoffe mit niedriger Reaktionsfähigkeit ge  genüber     Kaliumsilikat,    also z. B.     NH4        Parawolframat,     zu     verwenden.     



  4. Der Zusatz von     K4S'W1204o    ermöglicht eine  bessere     17berwachung    des Wachstums der Wolfram  körner infolge der regelmässig verlaufenden Bildung    von     Wolframkeimen    gegenüber anderen     .Silikowolf-          ramaten.     



  5. Der Zusatz von     K4SiW1.'04o    ergibt eine Ver  ringerung des     Si0.,-    Gehaltes in der Beimischung,  wodurch ein Waschen mit HF sich erübrigt.  



  6. Der Zusatz von     K4SiW1,04a    bewirkt eine Be  schleunigung des Reduktionsprozesses.  



  Diese Wirkung tritt besonders hervor bei der  Reduktion starker Pulverschichten.  



  Sehr gute Resultate wurden mit 4 bis 4,5 g       K4SiW1204o    und 0,06 bis 0,120 g A1 pro 100 g W  erzielt.  



  Ein höherer Anteil an Al, z. B. 0,l60 g, ergibt  ein weniger starkes Kornwachstum und eine sehr  langsame Reduktion.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von Wolframmetall durch Reduktion von Wolframverbindungen mit Was serstoff, dadurch gekennzeichnet, dass die Reduktion in Gegenwart eines Kaliumsilikowolframats der For mel K4S'W1204o (gegebenenfalls mit Kristallwasser) erfolgt. <B>UNTERANSPRÜCHE</B> 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Reduktion ausserdem in Ge genwart von Aluminiumnitrat erfolgt. 2.

   Verfahren nach Patentanspruch und Unteran spruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wolf ramverbindung mit Kaliumsilikowolframat getränkt und in einer einzigen Stufe mittels Wasserstoff zu Wolframmetall reduziert wird.