DD284826A5

DD284826A5 - Verfahren zur herstellung disperser metallpulver

Info

Publication number: DD284826A5
Application number: DD89329225A
Authority: DD
Inventors: Olga N Leontieva; Antonina V Shoitova; Alexandr A Royanov; Dmitry I Ryzhonkov; Igor D Morokhov; Jury A Bolotov; Julia M Gavrilova; July L Krasulin
Original assignee: Institut Metallurgii Imeni A.A. Baikova,Akademii Nauk Sssr,Su
Priority date: 1988-11-25
Filing date: 1989-06-02
Publication date: 1990-11-28
Also published as: EP0397877A4; WO1990006200A1; JPH03502345A; EP0397877A1; FI903712A0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung disperser Metallpulver durch Behandlung von Hydraten der mineralischen Metallsalze mit Alkalilaugen, welches die Filtration der anfallenden Hydroxide, ihre Trocknung und Reduktion mit Wasserstoff vorsieht, in dem man erfindungsgemaesz fest Hydrate der Metallsalze verwendet, die Alkalilauge mit einer Konzentration von 6 bis 15 Mol/l bei einem 1,5 bis 2fachen UEberschusz an Alkali, das in dieser Lauge enthalten ist, bezogen auf die stoechiometrisch fuer die Bildung eines Hydroxids erforderliche Menge, nimmt, und die Reduktion der Hydroxide bei einer um 200 bis 300C hoeheren Temperatur als die Temperatur des Reduktionsbeginns der Hydroxide von entsprechenden Metallen bei einem Verbrauch an Wasserstoff von 2,5 bis 6 m3/Mol Meh, berechnet auf das Ausgangssalz durchfuehrt, und nach der Reduktion die erhaltenen Pulver mit einem Inertgas passiviert. Die vorliegende Erfindung kann in der Landwirtschaft zur Stimulierung des Pflanzenwachstums und in der Industrie fuer die Entwicklung von Werkstoffen mit vorgegebenen Eigenschaften zum Einsatz kommen.{disperse Metallpulver; Hydrate; mineralische Metallsalze; Alkalilauge; Filtration; Hydroxide; Trocknung; Reduktion; Wasserstoff; Alkali; Pulver; Inertgas}

Description

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Verfahren zur Herstellung disperser Metallpulver Anwendungsgebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Pulvermetallurgie und sie betrifft insbesondere Verfahren zur Herstellung disperser Metallpulver.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Die genannten dispersen Metallpulver finden eine umfassende Anwendung in verschiedenen Branchen der Volkswirtschaft und sie sind besonders bei der Entwicklung neuer Werkstoffe mit prognostizierbaren Eigenschaften perspektivisch. Sie können ebenfalls zur Intensivierung verschiedener technologischer Prozesse eingesetzt werden. So werden disperse Metallpulver, beispielsweise aus Eisen oder Kupfer, in der Landwirtschaft und in der Biotechnologie als Wachstumsstimmulatoren, in der Elektrotechnik bei der Entwicklung von stromleitenden Polymeren, im Maschinenbau bei der Entwicklung von Werkstoffen mit feinkörnigem Gefüge und mit erhöhten mechanischen, Antikorrosions- und Magneteigenschaften, bei der Herstellung von Einzelteilen aus denselben mit einem Komplex von Eigenschaften verwendet. Disperse in einer keramischen Matrix verteilten Metallpulver werden in der Energiewirtschaft, Flugzeugindustrie und in der kosmischen Technik eingesetzt, wo hohe Anforderungen an Hitzebeständigkeit und Hitzefestigkeit der Verbindungen gestellt werden.

Der Nutzeffekt von der Verwendung disperser Metallpulver wird in vielem durch ihre Eigenschaften sowie durch die Wirtschaftlichkeit und Ausmaße ihrer Produktion bestimmt.

Das Verfahren zur Herstellung disperser Metallpulver soll eine ausreichende Leistung aufweisen und die Herstellung solcher disperser Metallpulver, die praktisch keine Beimengungen aufweisen, mit bestimmten Abmessungen und mit minimaler Streuung in der Fraktionszusammensetzung gewährleisten. Das Verfahren soll eine gleichmäßige Verteilung der dispersen Metallpulver in einer keramischen Matrix bewirken·

Es besteht eine Reihe von Verfahren zur Herstellung disperser Metallpulver.

Entwickelt wurde ein Verfahren zur Herstellung von hochdispersen Kupfer-, Uickel- und Kobaltpulvern durch Pyrolyse von Formiaten dieser Metalle im Argon-Medium (N.N.Chochlacheva, V.N.Poderno, M.E.Shilovskaya und M.A.Tolstaya, "Pulvermetallurgie") 1980, Nr. 3, S. 1-6). Durchschnittliche Abmessungen der Pulverteilchen betragen von 20 bis 80nm. Einzelne Teilchen des Kupferpulvers zeichnen sich jedoch durch große Abmessungen aus, das heißt, daß eine Inhomogenität der Fraktionszusammensetzung zu verzeichnen ist. Das Verfahren erlaubt auch nicht, disperse Pulver anderer Metalle herzustellen. Die Metallformiate sind außerdem ziemlich schwer zugänglich.

Bekannt ist ebenfalls ein Verfahren zur Herstellung eines dispersen Metallpulvers, das die Elektroerosion-Dispergierung im fließendem Wasser von Metallteilen zwischen den Aluminiumelektroden, die Bearbeitung der anfallenden Trübe mit Alkalilauge beziehungsweise mit einer Säure und die Abscheidung des Pulvers aus der Trübe vorsieht. Das Verfahren ermöglicht es, disperse Pulver korrosionsbeständiger Metalle und Legierungen mit sphärischer Form mit einer Teilchengröße von 0,01 bis 10 /um herzu-

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stellen (SU-PS Bfг. 833377). Die gemäß diesem Verfahren hergestellten Pulverteilchen weisen jedoch eine breite Streuung in der Fraktionszusammensetzung auf und enthalten außerdem Beimengungen.

Bekannt ist auch ein Verfahren zur Herstellung eines dispersen Metallpulvers mit einer Teilchengröße von 15 bis 60 nm im Ergebnis einer Reaktion zwischen dem Wasserstoff und den Dämpfen einer Halogenverbindung von Cu; Au; Ag; Hg; W; Hi; Bi; Fe; Go; Sb; Cd; Sn; Ta; Nb; In; Cr; Zn; V; Pd und Pt bei einer Temperatur von 1173 bis 1473 K (US-PS Hr. 4383852). Die Reaktion verläuft im Bereich einer Laminarströmung eines Gasgemisches, die man dadurch schafft, daß die Strömungsgeschwindigkeit von H₂ höher als die Strömungsgeschwindigkeit des Trägergases mit den Dämpfen der Halogenverbindungen ist. Die Ausbeute an Endprodukt beträgt von 70 bis 98 %. Das Verfahren wird in einer senkrechten Reaktionssäule durchgeführt, die mit Heizkörpern versehen ist. Der Wasserstoff wird von unten nach oben durch eine Gasleitung zugeführt, die an der Säulenachse angeordnet ist und ungefähr in der Mitte der Säulenhöhe mit einer Düse endet. In dieser Höhe ist die Säule mit einer, beziehungsweise mit mehreren, heizbaren Kammern verbunden. Am Säulenboden befindet sich die Schmelze einer Halogenverbindung. Von oben wird der Kammer über die Gasleitung, die über dem Schmelzespiegel zu Ende ist, Trägergas zugeleitet. Die Dämpfe werden im Strom des Trägergases der Reaktionssäule dem periphärisehen Bereich des Wasserstoffstromes zugeführt. Im oberen Teil der Säule gibt es eine Sammelleitung zum Sammeln des Pulvers und eine Gasleitung für die Ableitung der nichtumgesetzten Ausgangskomponenten. Als Ausgangskomponenten können nur Halogenverbindungen verwendet werden. Das Verfahren bedarf außerdem einer komplizierten Apparatur und es ist ziemlich energieintasiv.

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Bekannt ist ein Verfahren (US-PS Nr. 3326677) zur Herstellung (verfestigter Dispersionslegierungen) disperser Metallpulver, das chemische Abscheidung von Metallhydroxide aus einer Mehrkomponenten-Lösung ihrer Nitrate, einschließlich Hydrate, ihre Filterung, Trocknung und anschiießende selektive Reduktion mit Wasserstoff vorsieht.

Das Verfahren ermöglicht es, das disperse Metallpulver gleichmäßig in einer keramischen Matrix zu verteilen. Das gemäß diesem Verfahren herzustellende Produkt weist Jedoch unvermeidlich Beimengungen auf, die aus der Lösung bei der Abscheidung mitgerissen werden. Als Ausgangsverbindungen kann man außerdem lediglich !Titrate verwenden.

Hierdurch erlaubt es keines der bekannten Verfahren, ohne eine komplizierte Technologie und einer aufwendigen apparativen Gestaltung engfraktionierte disperse Metallpulver, die frei von Beimengungen wären, mit der Möglichkeit ihrer gleichmäßigen Ver-⁴ teilung in einer Matrix herzustellen.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist die wirtschaftliche Herstellung disperser Metallpulver.

Darlegung des Y/esens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Entwicklung eines Verfahrens zur Herstellung disperser Metallpulver, welches es ermöglicht, Pulver einer Reihe von Metallen mit der Teilchengröße

bis 1000 /Um, mit einer engen Fraktionsverteilung, mit einem minimalen Gehalt an Beimengungen und mit einer Möglichkeit der gleichmäßigen Verteilung der Metallpulver in einer keramischen Matrix herzustellen, wobei die Bedingungen der Prozeßführung im Verfahren zur Herstellung disperser Metallpulver durch Behandlung der Hydrate der mineralischen Metallsalze mit Alkalilaugen, Filtration der anfallenden Hydroxide, ihre Trocknung und Reduktion mit Wasserstoff zu ändern, erfüllt sind·

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe derart gelöst, daß man feste Hydrate der Metallsalze verwendet, die Alkalilauge mit einer Konzentration von 6 bis 15 y^=· bei einem 1,5 bis 2maligen Überschuß an Alkalilauge, die in dieser Lauge enthalten ist, bezogen auf die für die Bildung des Hydroxids erforderliche stöchiometrische Menge, nimmt, und die Reduktion der Hydroxide bei einer Temperatur um 200 bis 300 ⁰C höher als der Reduktionsbeginn der Hydroxide der entsprechenden Metalle bei einem Verbrauch an Wasserstoff von 2,5 bis 6 nr/Mol.Me.h, berechnet auf das Ausgangssalz, durchführt, und nach der Reduktion die hergestellten Pulver mit einem Inertgas passiviert.

Die Umsetzung des festen Ausgangssalzes und der Alkalilauge fördert die Bildung von Zonen der Phasen-Kontaktumsetzung im gesamten Pulvervolumen und demzufolge von Reaktionszentren auf Kosten der Protonenentnahme aus dem Hydratwasser. Die sich vollziehende Umsetzung gewährleistet die Substitution der Azidoliganden des festen Salzes durch Hydroxylgruppen auf Kosten des sich entwickelnden Prozesses in Mikrovolumina, der zur Bildung eines wasserarmen Hydroxids führt. Das wasserarme Hydroxid stellt eine nichtstöchiometrische Verbindung dar, die sich der Filtration aussetzen läßt. Die Umsetzung der Lösung des Ausgangs-

salzes mit der Alkalilauge wird dagegen zum Niederschlagen des Metallhydroxids in Form eines lockeren Kolloidniederschlages mit einem großen Gehalt an Wasser führen, der sich der Filtration fast nicht aussetzen läßt· Bei der Abscheidung reißen die voluminösen Kolloidteilchen unvermeidlich Ionen aus der Lösung mit, wodurch das Produkt verunreinigt wird.

Die Alkalilauge nimmt man mit einer Konzentration von 6 bis 15 Mol/l, weil bei einer Konzentration unter 6 Mol/l die Auflösung von Salz die Substitutionsreaktion von Azidoliganden durch Hydroxylgruppen passiviert, weshalb praktisch die umsetzung der Lösungen erfolgt, was zur Bildung eines Kolloidniederschlages führt· Eine Konzentration über 15 Mol/l ist nicht zweckmäßig, weil neben den kleinen Teilchen auch größere Teilchen entstehen, was es nicht erlaubt, eine enge Fraktionszusammensetzung aufrechtzuerhalten. Der Überschuß an Alkali im Vergleich zum stöchiometrisehen Gehalt ist für die Erreichung eines Überschußes an Hydroxylionen notwendig, die zur Zerstörung der Bindungen beitragen. Ein größerer als zweimaliger Überschuß ist im Zusammenhang mit der unvermeidlichen Vergrößerung des Reaktionsvolumens nicht zweckmäßig.

Die Reduktion der angefallenen wasserarmen Hydroxide führt man bei einer Temperatur um 200 bis 300 ⁰C höher als der Reduktionsbeginn des Hydroxids eines entsprechenden Metalls durch, weil bei einer dem Reduktionsbeginn nahen Temperatur die Reduktion nicht vollständig zustandekommt. Bei einer Temperatur um mehr als 300 ⁰G höher des Reduktionsbeginns erfolgt das Wachstum der Metallpulverteilchen, was äußerst unerwünscht ist.

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Der Verbrauch an Wasserstoff in einem Bereich von 2,5 bis 6 vor/ Mol Me.h ist für den vollständigen Verlauf der Reduktion erforderlich. Der Verbrauch an Wasserstoff unter 2,5 nr/Mol Me.h ermöglicht es nicht, eine Verbindung bis zu einem Metall vollständig zu reduzieren· Eine weitere Vergrößerung des Verbrauchs an Wasserstoff (über 6 m /Mol Me.h) verursacht das Austragen des Metallhydroxids aus der Reaktionszone zusammen mit Gasstrom und die Senkung der Ausbeute an Endprodukt.

Kraft dessen, daß die herzustellenden dispersen Metallpulver eine große Aktivität und Reaktionsfähigkeit aufweisen und an der Luft einfach verbrennen können, ist es erforderlich, diese mit einem Inertgas zu passivieren, das an der Pulveroberfläche durch Adsorptionskräfte gehalten wird.

Mit dem Ziel der Erhöhung der gleichmäßigen Verteilung eines dispersen Metallpulvers in einer keramischen Matrix wird es empfohlen, vor der Trocknung die herzustellenden Metallhydroxide mit wäßriger Lösung, beziehungsweise Ammoniaklösung des Salzes eines anderen Metalls zusätzlich zu behandeln.

Bei der Durchführung des bekannten Arbeitsganges der Bearbeitung der Metallsalze mit Alkalilaugen tritt ein unerwarteter Effekt auf, wenn als Ausgangshydrat ein festes Hydrat eines mineralischen Metallsalzes genommen wird. In diesem Fall erhält man im Ergebnis der Reaktion anstelle des zu erwartenden gelartigen Metallhydroxids ein feinkristallines, gut filtrierbares und wasserarmes Metallhydroxid. Die Verwendung des wasserarmen Metallhydroxids in den nächsten Stufen ermöglicht es, die Dauer der Trocknung und Filtration zu reduzieren, die Temperatur der Re-

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duktion herabzusetzen und die Eigenschaften des dispersen Metallpulvers auf Kosten des Fehlens von Beimengungen und einer engen Praktionsverteilung zu verbessern.

Das vorgeschlagene Verfahren zur Herstellung eines dispersen Metallpulvers ermöglicht es, Pulver zu entwickeln, die folgenden Anforderungen entsprechen: sehr geringe Teilchengröße, d. h. höchstens 1000 nm; ihre enge Praktionsvertellung und praktisches Pehlen von Beimengungen. Das Verfahren ermöglicht außerdem, das sich diesperse Metallpulver in einer keramischen Matrix sehr gleichmäßig verteilen.

Als Ausgangsrohstoff können billige und nichtdefizitäre Hydrate der Metallsalze sowie Abfälle der Erzaufbereitung verwendet werden.

Das entwickelte Verfahren zeichnet sich durch eine einfache Technologie und apparative Gestaltung der Prozeßführung aus. In diesem Verfahren können standardisierte Ausrüstungen eingesetzt werden. Das Verfahren ermöglicht es außerdem, disperse Metallpulver von umfassender Nomenklatur herzustellen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist sehr wirtschaftlich, weil bei der Reduktion des wasserarmen Hydroxxids die Wärmeaufnahme auf das 4fache verringert wird. Das entwickelte Verfahren ist umweltfreundlich, weil sich alle verbrauchten Lösungen leicht neutralisieren lassen und das technologische Wasser in einem geschlossenen Umlaufsystem zirkulieren kann.

Hierdurch wird das vorgeschlagene Verfahren durch eine einfache

technologische Prozeßführung und apparative Gestaltung sowie durch Wirtschaftlichkeit und iniverseile Anwendungsmöglichkeiten gekennzeichnet, weil es sich für die Herstellung disperser Metallpulver verschiedener Metalle eignet und ökologisch rein ist.

Ausführungsbeispiele

Das Verfahren zur Herstellung disperser Metallpulver ist einfach in der technologischen Gestaltung und soll nachfolgend in mehreren Ausführungsbeispielen näher erläutert werden.

Die Ausgangskomponenten werden in Behälter für flüssige und Schüttgüter aufgegeben, wobei feste Hydrate der Metallsalze und Alkalilauge oder eine konzentrierte Ammoniaklösung getrennt aufgegeben werden, über eine Dosierungsvorrichtung wird einem Reaktor zunächst eine Alkalilösung mit vorgegebener Konzentration zugeführt und dann wird ein festes Metallsalzhydrat in denselben aufgegeben. Die Reaktion verläuft während 1 bis 1,5 Stunden bei Raumtemperatur. Wach der Beendigung der Reaktion wird die Reaktionsmasse einem Behälter-Vakuumfilter zugeführt, dann wird eine Wascheinrichtung eingeschaltet. Hach dem sorgfältigen Waschen mit destilliertem Wasser im Vakuumfilter tritt die Masse des wasserarmen Metallhydroxids in einen Infrarottrockner ein, in dem das Hydroxid bei einer Temperatur von 100 ⁰C getrocknet wird und dann tritt es in ein Meßgefäß für Schüttgüter ein. Daraus wird das wasserarme Hydroxid in bestimmten Portionen einem Wirbelofen zur Reduktion mit Wasserstoff zugeführt, in dem der Reduktionsprozeß bei einer um bis 300 ⁰C höheren Temperatur als der Reduktionsbeginn von Hydroxiden entsprechender Metalle und bei einem Wasserstoffverbrauch von 2,5 bis 6 nr/Mol Me.h während einer bestimmten Zeit zustande-

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kommt. Nach der Beendigung der Reduktion bei der Abkühlung des Ofens wird demselben ein Strom von Intergas zugeführt und es kommt zur Passivierung des dispersen Metallpulvers. Dann wird das Fertigprodukt aus dem Ofen herausgetragen und ausgewogen·

Bei der Verwendung des Salzes eines anderen Metalls wird die wäßrige Lösung dieses Salzes über ein Meßgefäß einem zusätzlichen Behälter zugeführt, in den das Metallhydroxid nach der Filtration und Waschung eintritt. In einer gewissen Zeit wird das mit der Lösung des Salzes eines anderen Metalls bearbeitete Metallhydroxid erneut abgefiltert, gewaschen und dann führt man die angefallene Masse dem Infrarottrockner zu.

Zur besseren Erläuterung der vorliegenden Erfindung werden nachstehende konkrete Beispiele angeführt.

Beispiel 1

160 g Salz NiCl₂.6H₂O behandelt man mit 300 ml einer wäßrigen NaoH-Lösung mit einer Konzentration von 15 Mol/l bei Raumtemperatur. Der Überschuß an Alkali beträgt 1,5, bezogen auf die stöchiometrisch erforderliche Menge. In 1 Stunde wird die Mutterlauge abgefiltert und die feste Phase sorgfältig gewaschen. Dann wird das hergestellte Pulver des Nickelhydrooxids an der Luft innerhalb von 5 Stunden getrocknet. Die Reduktion des Niekelhydroxids mit Wasserstoff erfolgt bei einer Temperatur von 400 ⁰C, was um 200 ⁰C höher als die Temperatur des Reduktionsbeginns von Nickelhydroxid ist, bei einem Verbrauch an Wasserstoff von 3m /Mol Ni.h im Gasstrom, Das hergestellte Ni-Pulver wird mit Stickstoff passiviert.

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Das disperse Nickelpulver weist eine Teilchengröße von 3 bis 30 nm auf. Beimengungen wurden nicht nachgewiesen. Die Ausbeute an Endprodukt beträgt 92 %.

Beispiel 2

140 g Salz PeSo..7HpO behandelt man mit 200 ml konzentrierter wäßriger Ammoniaklösung (13>4 Mol/l) bei Raumtemperatur. Der Alkaliüberschuß beträgt 2. In 2 Stunden wird die Mutterlauge abgefiltert, die feste Phase wird sorgfältig mit V/asser gewaschen. Dann wird das hergestellte Pulver des Eisenhydroxids an der Luft innerhalb von 5 Stunden getrocknet. Die Reduktion des Eisenhydroxids mit Wasserstoff führt man bei einer Temperatur von 370 ⁰C, was um 200 ⁰C höher als die Temperatur des Reduktionsbeginns von Eisenhydroxid ist, bei einem Verbrauch an Wasserstoff von 5 nr/Mol Fe.h in einem Gasstrom durch. Das hergestellte Eisenpulver wird mit Stickstoff passiviert.

Das disperse Eisenpulver weist eine Teilchengröße von 3 bis 30 nm auf. Der Gehalt an Schwefel beträgt 0,0001 %. Die Ausbeute an Endprodukt beträgt 85 %»

Beispiel 3

200 g Salz CuSO₄.5H₂O behandelt man mit 4OO ml äthanolischer NaOH-Lösung mit einer Konzentration von 7 Mol/l bei Raumtemperatur. Der Überschuß an Alkali beträgt 1,75· In 1,5 Stunden wird die Mutterlauge abgefiltert, die feste Phase wird sorgfältig gewaschen. Dann wird das hergestellte Pulver des Kupfer-

hydroxids an der Luft innerhalb von 3 Stunden getrocknet. Die Reduktion führt man bei einer Temperatur von 430 ⁰C, was um 200 ⁰C höher als die Temperatur des Reduktionsbeginns von Kupferhydroxid ist, bei einem Verbrauch an Wasserstoff von 2,4 nr/Mol Cu.h in einem Gasstrom durch. Das hergestellte Kupferpulver wird mit Stickstoff passiviert.

Das disperse Kupferpulver weist eine Teilchengröße von 300 bis 500 nm und ein Streuvermögen von 10 % auf, der Gehalt an Schwefel beträgt 0,0001 %. Die Ausbeute an Endprodukt beträgt 90 %.

Beispiel 4

140 g Salz NiSO..7HpO behandelt man mit 250 ml wäßriger alkoholischer NaOH-Lösung mit einer Konzentration von 6 Mol/l bei Raumtemperatur. Der Überschuß an Alkali beträgt 1,5« In 1,5 Stunden wird die Mutterlauge abgefiltert und die feste Phase sorgfältig gewaschen. Das hergestellte Pulver des Nickelhydroxids wird an der Luft bei einer Temperatur von 100 ⁰C während 1 Stunde getrocknet. Die Reduktion führt man bei einer Temperatur von 500 ⁰C, was um 300 ⁰C höher als die Temperatur des Reduktionsbeginns von Nickelhydroxid ist, bei einem Verbrauch an Wasserstoff von 6 nr/Mol Ni.h in einem Gasstrom durch.

Das hergestellte Hickelpulver wird mit Stickstoff passiviert.

Das disperse Nickelpulver weist eine Teilchengröße von 3 bis 30 nm auf. Der Gehalt an Schwefel beträgt 0,0001 %. Die Ausbeute an Endprodukt macht 90 % aus.

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146 g Salz Ni(ЕГО^)₂.6H₂O behandelt man mit 200 ml wässriger NaOH-Lösung mit einer Konzentration von 10 Mol/l bei Raumtemperatur. Der Überschuß an Alkali beträgt 2. In 1,5 Stunden wird die Mutterlauge abgefiltert und die feste Phase sorgfältig gewaschen· Dann wird das hergestellte Pulver des Nickelhydroxids an der Luft innerhalb von 3 Stunden getrocknet. Die Reduktion erfolgt bei einer Temperatur von 500 ⁰C, was um 300 ⁰C höher als die Temperatur des Reaktionsbeginns von Nickelhydroxid ist, bei einem Verbrauch an Wasserstoff von 5 tut /Mol Ni. h im Gasstrom. Das hergestellte Nickelpulver wird mit Stickstoff passiviert.

Das disperse Nickelpulver weist eine Teilchengröße von 3 bis 30 nm auf. Beimengungen wurden nicht nachgewiesen.

Beispiel 6

145 g Salz Fe(NO-J₂.6H₂O behandelt man mit 250 ml wäßriger NH.OH-Lösung mit einer Konzentration von 8 Mol/l bei Raumtemperatur. Der Überschuß an Alkali beträgt 2. In 2 Stunden wird die Mutterlauge abgefiltert, der Niederschlag wird sorgfältig gewaschen. Das hergestellte Pulver des Eisenhydroxids wird an der Luft während 23 Stunden getrocknet. Die Reduktion führt man bei einer Temperatur von 350 ⁰C, was um 180 ⁰C höher als die Temperatur des Reduktionsbeginns von Eisenhydroxid ist, bei einem Verbrauch an Wasserstoff von 6 nr/LIol Fe.h in einem Gasstrom durch.

Das erhaltene Eisenpulver weist eine Teilchengröße von 3 bis 30 nm auf. Es wurden keine Beimengungen nachgewiesen. Die Ausbeute an Endprodukt beträgt 90 %.

Beispiel 7

1 kg Salz AlCl₃.6H₂O behandelt man mit 2 Liter wäßriger NH.OH-Lösung mit einer Konzentration von 13»4 Mol/l bei Raumtemperatur« Der Überschuß an Alkali beträgt 2. In 1 Stunde wird die Mutterlauge abgefiltert, die feste Phase gewaschen und unter Vermischen mit 220 g Salzlösung von KiCIp.6HpO in 500 ml konzentrierter Ammoniaklösung behandelt. In 2 Stunden wird die Masse abgefiltert und sorgfältig gewaschen. Das hergestellte Pulver wird in einem Trockenschrank bei einer Temperatur von 100 ⁰C getrocknet. Die Reduktion führt man bei einer Temperatur von 500 ⁰C, was um 300 ⁰C höher als die Temperatur des Reduktionsbeginns von Nickelhydroxid ist, bei einem Verbrauch an Wasserstoff von 2,5 nr/Mol Ni.h in einem Gasstrom, durch. Man erhält Pulver folgender Zusammensetzung: 20 % Ni und 80 % AlpO~ mit einer gleichmäßigen Verteilung des Nickels in einer keramischen Matrix. Der Gehalt an Chlor beträgt unter 0,01 %.

Beispiel 8

1 kg Salz AlCl-.6H₂O behandelt man mit 2 Liter wäßriger NH₄OH-Lösung mit einer Konzentration von 13,4 Mol/l bei Raumtemperatur. Der Überschuß an Alkali beträgt 2. In 1 Stunde wird die Mutterlauge abgefiltert, die feste Phase wird gewaschen und unter Vermischen mit 248 g der Lösung von NaJMo/O. in 500 ml warmem Wasser (2,4 Mol/l) behandelt. In 2 Stunden wird die

Masse abgefiltert und sorgfältig gewaschen. Das hergestellte Pulver wird in einem Trockenschrank bei einer Temperatur von 100 ⁰C getrocknet. Die Reduktion führt man bei einer Temperatur von 600 ⁰C, was um 290 ⁰C höher als die Temperatur des Reduktionsbeginns von Mo/O^ ist, bei einem Verbrauch an Wasserstoff von 2,5 m^J/Mol Mo.h in einem Gasstrom durch.

Das erhaltene Pulver hat folgende Zusammensetzung:

35 % Mo und 65 % Al₂O^ mit einer gleichmäßigen Verteilung des Molybdäns in einer keramischen Matrix. Es wurde kein Natrium nachgewie sen.

Beispiel 9

1 kg Salz ZrOCl₂.8H₂O behandelt man mit 2 later wäßriger NH₄OH-Losung mit einer Konzentration von 13,4 Mol/l bei Raumtemperatur. Der Überschuß an Alkali beträgt 2. In 1 Stunde wird die Mutterlauge agbefiltert, die feste Phase mit 68,2 g der Na₂VZO.-Losung in 300 ml V/asser (0,8 Mol/l) unter Vermischen behandelt. In 2 Stunden wird die Mutterlauge sorgfältig abgefiltert und gewaschen. Das hergestellte Pulver wird in einem Trockenschrank bei einer Temperatur von 100 ⁰C getrocknet. Die Reduktion führt man bei einer Temperatur von 800 ⁰C, was um 300 ⁰C höher als die Temperatur des Reduktionsbeginns von WO., ist, bei einem Verbrauch an Wasserstoff von 6 nr/Mol VY. h in einem Gasstrom, durch. Man erhält Pulver folgender Zusammensetzung: W 10 % und ZrO₂-90 % mit einer gleichmäßigen Verteilung des Wolframs in einer keramischen Matidx. Es wurden keine Beimengungen nachgewiesen.

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Beispiel 10

1 kg Salz ZrOCl₂.8H₂O behandelt man mit 2 Liter wäßriger NH.OH-Lösung mit einer Konzentration von 13»4 Mol/l bei Raumtemperatur. Der Überschuß an Alkali beträgt 2. In 1 Stunde wird die Mutterlauge abgefiltert, die feste Phase wird gewaschen und mit 172 g der NiCl₃.6H₂O-Losung in 500 ml wäßriger konzentrierter ΝΗ,ΟΗ-Lösung behandelt. In 2 Stunden wird die Masse abgefiltert und sorgfältig gewaschen. Das hergestellte Pulver wird in einem Trockenschrank bei einer Temperatur von 100 ⁰C getrocknet. Die Reduktion führt man bei einer Temperatur von 400 ⁰C durch, was um 200 ⁰C höher als die Temperatur des Reduktionsbeginns von Nickelhydroxid ist, bei einem Verbrauch von Wasserstoff von 4 m /Mol Ni.h in einem Gasstrom durch. Man erhält Pulver folgender Zusammensetzung: 10 % Ni und 90 % ZrO₂ mit einer gleichmäßigen Verteilung des Nickels in einer keramischen Matrix. Der Gehalt an Chlor beträgt 0,01 %.

Beispiel 11

1 kg Salz AlCl-.6H₂O behandelt man mit 2 Liter wäßriger NH.OH-Lösung mit einer Konzentration von 13»4 Mol/l bei Raumtemperatur. Der Überschuß an Alkali beträgt 2. In 1 Stunde wird die Mutterlauge abgefiltert, die feste Phase wird gewaschen und mit 84,7 g wäßriger PeCl_-Lösung in 400 ml Wasser (1,7 Mol/l) behandelt. In 1,5 Stunden wird die Masse abgefiltert und sorgfältig gewaschen. Das hergestellte Pulver wird in einem Trockenschrank bei einer Temperatur von 100 ⁰C getrocknet. Die Reduktion führt man bei einer Temperatur von 420 ⁰C, was um 250 ⁰C

höher als die Temperatur des Reduktionsbeginns von Eisenhydroxid ist, bei einem Verbrauch an Wasserstoff von 4,5 varJ Mol Pe.h in einem Gasstrom durch.

Man erhält ein Pulver folgender Zusammensetzung:

15 % Pe und 85 % -^р^З ^^ ^e^^ner gleichmäßigen Verteilung des Eisens in einer keramischen Matrix. Der Gehalt an Chlor beträgt unter 0,01 %.

Claims

2 δ Α 9 О

Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung disperser Metallpulver, das die Behandlung von Hydraten der mineralischen Metallsalze mit Alkalilaugen, die Filtration der anfallenden Metallhydroxide, ihre Trocknung und Reduktion mit Wasserstoff vorsieht, dadurch gekennzeichnet, daß man feste Hydrate der Metallsalze verwendet, die Alkalilauge mit einer Konzentration von 6 bis 15 Mol/l bei einem 1,5-bis 2fachen Überschuß an Alkali, das in dieser Lauge enthalten ist, bezogen auf die stöchiometrisch für die Bildung eines Hydroxids erforderliche Menge, nimmt und die Reduktion der Hydroxide bei einer um 200 bis 300 ⁰C höheren Temperatur als der Reduktionsbeginn der Hydroxide der entsprechenden Metalle bei einem Verbrauch an Wasserstoff von 2,5 bis 6 nrVMol Me.h, berechnet auf Ausgangssalz, durchführt und nach der Reduktion die erhaltenen Pulver mit einem Inertgas passiviert.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die herzustellenden Metallhydroxide vor der Trocknung zusätzlich mit einer wäßrigen, beziehungsweise Ammoniaklösung des Salzes eines anderen Metalls behandelt.