DD290860A5 - METHOD FOR PRODUCING FINE-CORROSIVE SINTERICTIC SILICON CARBIDE, BORCARBID, SILICON NITRIDE AND / OR REACTIVE SILICON - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von feinstkoernigem sinteraktivem Siliciumcarbid, Borcarbid, Siliciumnitrid und/oder reaktivem Silicium, die vorwiegend zur pulvermetallurgischen Herstellung von hochwertigen Konstruktionskeramikbauteilen verwendet werden. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dasz das Ausgangsmaterial trocken und/oder nasz bei hoher Beanspruchungsintensitaet gemahlen wird, wobei als Mahlfluessigkeit bei der Naszmahlung Wasser ohne Zusatz von Antioxidantien und Tensiden oder organische Fluessigkeiten verwendet werden, und die chemische Reinigung der Feinstmahlprodukte durch Laugung mit waeszrigen Loesungen von Mineralsaeuren oder Mineralsaeuregemischen und/oder Alkalihydroxiden, Waschen und Zugabe von Ionenaustauschern erfolgt.{Verfahren; Siliciumcarbid; Borcarbid; Siliciumnitrid; Silicium, feinstkoernig, sinteraktiv; hohe Beanspruchungsintensitaet; chemische Reinigung; Ionenaustauscher}The invention relates to a process for the production of feinstkoernigem sinter-active silicon carbide, boron carbide, silicon nitride and / or reactive silicon, which are used primarily for powder metallurgy production of high-quality construction ceramic components. The process is characterized in that the starting material is ground dry and / or wet at high stress intensity, using as grinding fluid in the nasal addition water without the addition of antioxidants and surfactants or organic liquids, and the chemical cleaning of Feinstmahlprodukte by leaching with aqueous solutions of mineral or mineral acid mixtures and / or alkali hydroxides, washing and addition of ion exchangers. {Process; silicon carbide; boron carbide; silicon nitride; Silicon, very fine-grained, sinter-active; high stress intensity; chemical cleaning; Ion exchangers}
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von feinstkörnigem sinteraktivem Siliciumcarbid, Borcarbid, Siliciumnitrid und/oder reaktivem Silicium, die vorwiegend zur pulvermetallurgischen Herstellung von hochwertigen Konstruktionskeramikbauteilen verwendet werden.The invention relates to a process for the production of very fine sintered silicon carbide, boron carbide, silicon nitride and / or reactive silicon, which are mainly used for powder metallurgy production of high-quality construction ceramic components.
Da die Eigenschaften von Sinterkörpern sehr stark von der Beschaffenheit der Ausgangspulver beeinflußt werden, müssen diese bestimmten Anforderungen hinsichtlich der Korngröße und Korngrößenverteilung sowie in bezug auf Verunreinigungsgehalte entsprechen.Since the properties of sintered bodies are very much influenced by the nature of the starting powders, they must meet certain requirements with regard to grain size and particle size distribution as well as with regard to impurity contents.
Bei den international angewandten Verfahren zur Herstellung sinteraktiver Siliciumcarbid-, Borcarbid-, Siliciumnitrid- und reaktiver Siliciumpulver aus grobkörnigem Material erfolgt die Aufbereitung durch trockene und/oder nasse Zerkleinerung, Klassierung und chemische Reinigung (US-Pat.4123286; US-Pat.4525461;EP0193970; DE 1646666; Herbell, Th.; Glasgow, Th., u.a.: Demonstration of a Silicon Nitride Attrition for Production of Fine Pore Silicon and Silicon Nitride Powders, Am.Ceram.Soc.bull.63 (1984) 9 S. 1176-1178; Shaffer, P.T.B.: „Fine SiC-Powders for High Performance Ceramics, their Production and Characterization", Proceed, of the 9th ann. Conf. on composites and andvanced ceramic mat. 20.-23.1.85 in Columbus, Ohio: The Am.Ceram.Soc. 1985, S. 1135-1145; US-Pat.2972521).In the internationally used methods for producing sintered silicon carbide, boron carbide, silicon nitride and reactive silicon powders from coarse-grained material, the treatment is carried out by dry and / or wet comminution, classification and chemical cleaning (US Pat. Herbell, Th., Glasgow, Th., Et al.: Demonstration of a Silicon Nitride Attrition for Production of Fine Pore Silicon and Silicon Nitride Powders, Am.Ceram.Soc.bull.63 (1984) 9 p. 1176 Shaffer, PTB: "Fine SiC-Powders for High Performance Ceramics, their Production and Characterization", Proceed, of the 9th Ann. Conf. On Composites and and Advanced Ceramic Mat., Feb. 20-23, 1985 in Columbus, Ohio: The Am.Ceram.Soc., 1985, pp. 1135-1145; U.S. Pat.
Die Trockenmahlung des vorzurkleinerten Materials erfolgt nach Angaben in der Literatur in Kugel-, Strahl- oder Schwingmühlen üblicherweise bei vergleichsweise geringer Beanspruchungsintonsität. In technischen Schwingmühlen wird z. B. mit Amplituden unter 4mm bzw. geringen Beschleunigungswerten gearbeitet. Für die Naßmahlung werden vor allem Rührwerkskugelmühlen eingesetzt. Während bei der Mahlung von Siliciumcarbid und Borcarbid außer organischen Flüssigkeiten auch Wasser unter Zusatz von Antioxidantien und Tensiden verwendet werden können (DE3123924, DE-OS3543708, EP0193970), wird hochwertiges Siliciumnitrid wegen seiner leichten Hydrolysierbarkeit ausschließlich durch Mahlung in organischen Flüssigkeiten hergestellt (Freedmann, M.R.; Kiser, J. D., u.a.: Factors influencing the ball milling OfSi3N4 in water. In: Proceedings of the 9th annual conference on composites and advanced ceramic materials, 20.-23.1.85 in Columbus, Ohio: The Americ. Ceram. Soc. [1985] S. 1124-1134).The dry grinding of the vorzurkleinerten material is carried out according to the information in the literature in ball, jet or vibratory mills usually at comparatively low stress intolerance. In technical swing mills z. B. worked with amplitudes below 4mm or low acceleration values. Agitator ball mills are used above all for wet grinding. While in the grinding of silicon carbide and boron carbide except organic liquids and water with the addition of antioxidants and surfactants can be used (DE3123924, DE-OS3543708, EP0193970), high-quality silicon nitride is prepared solely by grinding in organic liquids because of its easy hydrolyzability (Freedmann, MR ; Kiser, JD, et al.: Factors influencing the ball milling OfSi 3 N 4 in water In: Proceedings of the 9th annual conference on composites and advanced ceramic materials, 20-23-18-85 in Columbus, Ohio: The Americ. Ceram. Soc. [1985] p. 1124-1134).
Die Mahlung mit vergleichsweise geringer Beanspruchungsintensität hat den Nachteil, daß die im Grobkorn eingeschlossenen Verunreinigungen nur ungenüpend freigelegt werden und damit nur ein Ausgangsmaterial mit einem hohen Reinheitsgrad eingesetzt werden kann. Außerdem findet durch die bei geringer Beanspruchungsintensität erforderliche längere Mahldauer die Bildung von Oxidationsprodukten der Feinstmahlprodukte im verstärkten Maße statt.The grind with comparatively low stress intensity has the disadvantage that the impurities enclosed in the coarse grain are exposed only unspecified and thus only a starting material with a high degree of purity can be used. In addition, due to the longer milling time required at low stress intensity, the formation of oxidation products of the Feinstmahlprodukte takes place to an increased extent.
Die Naßmahlung in organischen Flüssigkeiten hat den Nachteil, daß hohe Forderungen des Arbeits- und Gesundheitsschutzes beachtet werden müssen. Da im Feinstmahlprodukt noch in jedem Fall Verunreinigungen, wie z. 8. SiO2, Fe und Mahlabrieb, in unzulässig hohen Gehalten vorhanden sind, ist eine naßchemische Behandlung der Feinstmahlprodukte zur Entfernung der Verunreinigungen notwendig. Während der Mahlabrieb üblicherweise durch eine Salzsäurebehandlung gelöst wird, wird zur Lösung der Verunreinigungen SiO2 und Si im allgemeinen eine Behandlung mit Flußsäure-Salpetersäure-Gemischen durchgeführt (DE-OS2452799, US4123286, DE-AS2848452, US4238434, US4318876, US4525461). Außerdem wurden Salzsäure-Flußsäure-Gemische zur Lösung der Verunreinigungen von Siliciumcarbid-, Borcarbid- und Siliciumnitrid-Pulvern eingesetzt (G. Schwier: Forschungsbei icht T84-211 des Bundesministeriums für Forschung und Entwicklung der BRD, 1984, S. 11; Gläser, W. D.: Zur Herstellung von hochreinem Si3N4-Heißpreßpulver und SiC-Sinterpi'lver in: Bunk, W., Böhme, M.: Keram. Komponenten für Fahrzeug-Gasturbinen, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York 1978, Bd. 1, S. 81-86). Bekannt ist weiterhin die naßchemische Behandlung von grobkörnigen Produkten der SiC-Herstellung für Schleifkorngemische mit Natronlauge (Ulimanns Enzyklopädie der technischen Chemie, Band 15, (1964), S. 695, Winnacker-Küchler: Chemische Technologie, Band 1 [1970], S. 463). Der Einsatz verschiedener Mineralsäuren und Mineralsäuregemische zur Lösung von Verunreinigungen aus technischem Silicium, auch durch Anwendung während eines Mahlvorganges, ist ebenfalls bekannt (US-Pat.2972521, US-Pat. 4304763, US-Pat.4379777, DE-OS2722783, DE-OS2729464, DD-WP240728, DD-WP240729, DD-WP240730, Juneja, J.M., u.a.: A Study of the Purification of Metallurgical Grade Silicon. Hydrometallurgy 18 [1986], S.68-75). Bei der Darstellung der bekannten Verfahren zur naßchemischen Behandlung wurde in der Literatur allgemein für die Beurteilung ihrer technischen Durchführbarkeit und ihrer Wirtschaftlichkeit bisher nur das Laugungsmittelsystem zur Lösung der im Siliciumcarbid-, Borcarbid-, Siliciumnitrid- und Siliciumpulver enthaltenen Verunreinigungen betrachtet. Besonders aufwendig werden jedoch gerade die Prozeßstufen zur Abtrennung der gelösten Verunreinigungen vom Feststoff. Auf diese Waschprozesse wird in der Literatur im Zusammenhang mit Dekantier-, Filtrier- und Zentrifugiervorgängen nur kurz verwiesen. Sie sind aber von außerordentlicher Bedeutung für das Erzielen hoher Reinheiten der Siliciumcarbid-, Borcarbid-, Siliciumnitrid- und Siliciumfeinstpulver. Auf Grund der leichten Adsorbierbarkeit von gelösten Verunreinigungen an der großen Oberfläche der feinstkörnigen, gereinigten Pulver ist mit den üblichen Verfahren eine Reinigung nur mit einem erheblichen Verbrauch an Waschlösung und Waschwasser möglich.The wet grinding in organic liquids has the disadvantage that high demands of occupational health and safety must be observed. Since in Feinstmahlprodukt still in any case impurities such. 8. SiO 2 , Fe and Mahlabrieb, are present in impermissibly high levels, a wet chemical treatment of Feinstmahlprodukte to remove the impurities is necessary. While the grinding abrasion is usually achieved by a hydrochloric acid treatment, a treatment with hydrofluoric acid-nitric acid mixtures is generally carried out to dissolve the SiO 2 and Si impurities (DE-OS2452799, US4123286, DE-AS2848452, US4238434, US4318876, US4525461). In addition, hydrochloric acid-hydrofluoric acid mixtures were used to dissolve the contaminants of silicon carbide, boron carbide and silicon nitride powders (G. Schwier: Forschungsbei icht T84-211 of the Federal Ministry for Research and Development of the Federal Republic of Germany, 1984, p 11, Gläser, WD Bunk, W., Böhme, M .: Ceramic Components for Vehicle Gas Turbines, Springer-Verlag Berlin, Heidelberg, New York 1978, Vol. 1: For the production of high-purity Si 3 N 4 Heißpreßpulver and SiC Sinterpi'lver , Pp. 81-86). Also known is the wet chemical treatment of coarse-grained products of SiC production for abrasive grain mixtures with sodium hydroxide (Ulimann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Volume 15, (1964), p. 695, Winnacker-Kuchler: Chemical Technology, Volume 1 [1970], p. 463). The use of various mineral acids and mineral acid mixtures to dissolve technical silicon impurities, also by use during a grinding operation, is also known (U.S. Pat. No. 2,797,221, U.S. Pat. No. 4,304,763, U.S. Pat. No. 4,379,777, DE-OS2722783, DE-OS2729464 , DD-WP240728, DD-WP240729, DD-WP240730, Juneja, JM, et al: A Study of the Purification of Metallurgical Grade Silicon, Hydrometallurgy 18 [1986], pp. 68-75). In describing the known methods of wet chemical treatment, the literature has generally considered only the leachant system for solving the impurities contained in the silicon carbide, boron carbide, silicon nitride and silicon powders to evaluate their technical feasibility and their economics. However, the process stages for separating the dissolved impurities from the solid are particularly complicated. These washing processes are referred to only briefly in the literature in connection with decantation, filtration and centrifuging. However, they are of paramount importance in achieving high purities of the silicon carbide, boron carbide, silicon nitride and silicon fine powders. Due to the easy adsorbability of dissolved impurities on the large surface of the finest-grained, purified powder cleaning is possible with the usual methods only with a considerable consumption of washing solution and wash water.
Ziel der ErfindungObject of the invention
Es ist Ziel der Erfindung, ein effektives Verfahren zur Herstellung von feinstkörnigem sinteraktiven1 Siliciumcarbid, Borcarbid, Siliciumnitrid und/oder reaktivem Silicium zu entwickeln.The object of the invention to provide an effective method for the preparation of sinter-active feinstkörnigem 1 silicon carbide, boron carbide, silicon nitride and / or to develop reactive silicon.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von feinstkörnigem sinteraktivem Siliciumcarbid, Borcarbid, Siliciumnitrid und/oder reaktivem Silicium zu entwickeln, bei dem auch relativ stark verunreinigtes Ausgangsmaterial eingesetzt werden kann, die Mahldauer verkürzt wird und die anschließenden Wasch- und Trennprozesse so geführt werden, daß bei möglichst geringem Verbrauch an Waschlösungen und Waschwasser, geringen Feststoffverlusten und kurzen Behandlungszeiten ein Endprodukt erhalten wird, das nur die zulässigen Verunreinigungsgehalte für sinteraktive Siliciumcarbid-, Borcarbid-, Siliciumnitrid- und/oder reaktive Siliciumfeinstpulver enthält. Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß das Siliciumcarbid, Borcarbid, Siliciumnitrid und/oder Silicium trocken und/oder naß bei hoher Beanspruchungsintensität gemahlen wird, wobei als Mahlflüssigkeit bei der Naßmahlung von Siliciumcarbid, Borcarbid und/oder qualitativ geringwertigem Siliciumnitrid Wasser ohne Zusatz von Tensiden und Antioxidantien und bei der Naßmahlung von Siliciumnitrid hoher Qualität sowie von Silicium organische Flüssigkeiten verwandt t werden, und daß als Laugungsmittel wäßrige Lösungen von Mineralsäuren oder Mineralsäuregemischen und/oder Alkalihydroxiden verwendet werden, die gelösten Verunreinigungen vom Feststoff durch Filtrieren und Waschen mit reinem Laugungsmittel und nachfolgend mit deionisiertem Wasser oder so abgetrennt werden, daß nach Absetzen des Feststoffes die Laugungslösung dekantiert wird und der abgesetzte Feststoff mindestens einmal in reinem Laugungsmittel dispergiert und nach Absetzen des Feststoffes die Waschlösung dekantiert wird, der abgesetzte Feststoff dann mindestens einmal in deionisiertem Wasser und/oder mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln dispergiert und nach Absetzen des Feststoffes die Waschlösung dekantiert wird, der abgesetzte Feststoff dann in deionisiertem Wasser und/oder mit Wasser mischbaren organischen Lösungsmitteln dispergiert wird und dieser Suspension grobkörnige Ionenaustauscher zugesetzt werden, die nach Austausch der gelösten Verunreinigungen und Fremdionen in der Suspension gegen H+- und/oder OKT-Ionen von der gereinigten Suspension abgetrennt werden, und der gereinigte Feststoff abschließend entwässert und/oder getrocknet wird. Erfindungswesentlich ist, daß das als Ausgangsmaterial eingesetzte Siliciumcarbid und Borcarbid einen vergleichsweise hohen Anteil an Fremdphasen im Bereich von 0,1-0,5Ma.-% Fe, 0,1-5Ma.-% Al sowie 0,01-1 Ma.-% Ca, das Siliciumnitrid einen Anteil an Fremdphasen bis zu 2Ma.-%Fe,0,3Ma.-%AI, 0,3Ma.-%Ca (Si3N4 > 96%) und technisches Silicium einen Anteil an Fremdphasen bis zu 3Ma.-% Fe, 0,3 Ma.-% Al, 0,3Ma.-% Ca aufweisen kann. Weiterhin ist erfindungswesentlich, daß bei der Naßmahlung eine organische Mahlflüssigkeit verwendet wird, die nicht oder nur in geringem Maße mit Wasser mischbar ist. Außerdem ist kennzeichnend, daß das Siliciumcarbid, Borcarbid, Siliciumnitrid und/oder Silicium in einer Schwingmühle bei hoher Beschleunigung oder in einer Strahlmühle trocken vorgemahlen wird und gegebenenfalls die anschließende Naßfeinstmahlung in einer Rührwerksmühle oder einer Schwingmühle mit Stahlmahlkörpern erfolgt. Durch die intensive Zerkleinerung werden die Fremdphasen freigelegt, so daß dadurch die chemische Reinigung ermöglicht wird. Erfindungswesentlich ist weiterhin, daß das Absetzen des Feststoffes aus der Suspension und das Dekantieren der wäßrigen Phase in einer Zentrifuge erfolgt.The invention has for its object to develop a process for the production of fine-grained sintered silicon carbide, boron carbide, silicon nitride and / or reactive silicon, in which relatively heavily contaminated starting material can be used, the grinding time is shortened and the subsequent washing and separation processes so be guided that with the least possible consumption of wash solutions and wash water, low solids losses and short treatment times, a final product is obtained which contains only the permissible contamination levels for sintered silicon carbide, boron carbide, silicon nitride and / or reactive Siliziumfeinstpulver. According to the invention, this object is achieved in that the silicon carbide, boron carbide, silicon nitride and / or silicon is ground dry and / or wet at high stress intensity, as the grinding fluid in the wet grinding of silicon carbide, boron carbide and / or low quality silicon nitride water without the addition of surfactants and antioxidants and in the wet grinding of high quality silicon nitride and silicon organic liquids are used t and that are used as a leaching agent aqueous solutions of mineral acids or mineral acid mixtures and / or alkali metal hydroxides, the dissolved impurities from the solid by filtration and washing with pure leachant and subsequently be separated with deionized water or so that after settling of the solid, the leaching solution is decanted and the settled solid dispersed at least once in pure leachant and after settling of the solid What Then the sediment is decanted, the settled solid is then dispersed at least once in deionized water and / or water-miscible organic solvents and decanted after settling the solid, the settled solid is then dispersed in deionized water and / or water-miscible organic solvents, and coarse-grained ion exchangers are added to this suspension, which after exchange of the dissolved impurities and foreign ions in the suspension for H + and / or OCT ions are separated from the purified suspension, and the purified solid is finally dehydrated and / or dried. It is essential to the invention that the silicon carbide and boron carbide used as starting material have a comparatively high proportion of foreign phases in the range of 0.1-0.5% by weight of Fe, 0.1-5% by weight of Al and 0.01-1% by mass. % Ca, the silicon nitride has a proportion of foreign phases up to 2Ma .-% Fe, 0.3Ma .-% Al, 0.3Ma .-% Ca (Si 3 N 4 > 96%) and technical silicon a proportion of foreign phases up to 3 Ma .-% Fe, 0.3 Ma .-% Al, 0.3 Ma .-% Ca may have. Furthermore, it is essential to the invention that in the wet grinding an organic grinding fluid is used, which is not or only to a small extent miscible with water. It is also characteristic that the silicon carbide, boron carbide, silicon nitride and / or silicon is dry pre-ground in a vibratory mill at high acceleration or in a jet mill and optionally the subsequent Naßfeinstmahlung done in a stirred mill or a vibratory mill with Stahlmahlkörpern. Due to the intensive comminution the foreign phases are exposed, so that thereby the chemical cleaning is made possible. It is also essential to the invention that the settling of the solid from the suspension and the decantation of the aqueous phase take place in a centrifuge.
Erfindungswesentlich ist, daß in der Feststoffsuspension durch Zusatz von Kationenaustauschern die Kationen gegen H+-Ionen und nachfolgend gegebenenfalls die Anionen gegen OhT-lonen ausgetauscht werden, wobei die Reihenfolge der Zugabe von Kationen- und Anionenaustauschern froi wählbar ist bzw. auch ein Gemisch von Kationen- und Anionenaustauschern zugesetzt werden kann. Es ist auch möglich, daß die Behandlung der Feststoffsuspension mit Ionenaustauschern nur nach oiner Laugungsstufe erfolgt. Durch den Einsatz der Ionenaustauscher wird praktisch eine völlige Entfernung der gelösten Verunreinigungen und der Restionen des Laugungsmittels erreichtIt is essential to the invention that the cations are exchanged for H + ions and subsequently optionally the anions for OhT ions in the solid suspension by addition of cation exchangers, the order of addition of cation and anion exchangers being selectable or else a mixture of cations - And anion exchangers can be added. It is also possible that the treatment of the solid suspension with ion exchangers takes place only after oiger leaching stage. By using the ion exchangers, practically complete removal of the dissolved impurities and the residual ions of the leaching agent is achieved
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von 3 Aucführungsbeispielen näher erläutert. The invention will be explained in more detail below with reference to FIG. 3 Aucführungsbeispielen.
Ausführungsbeispiel 1Embodiment 1
Nach dem Acheson-Verfahren hergestelltes a-Siliciumcarbid der Körnung 0 bis 100 pm wurde in einer Topfschwingmühle 1,5 Stunden bei einer Mahlkörperfüllung von 80Vol.-% Stahlkugeln und einer Schwingungsamplitute von 7,5mm trocken vorgemahlen, anschließend in einer Rührwerkskugelmühle 40 min bei einem Feststoff:Wasser-Verhältnis von 1:1 und einer Mahlkorperfüllung von 60VoI.-% Stahlkugeln bsi hoher Rührerdrehzahl gemahlen und getrocknet. Die chemische Reinigung des Mahlproduktes erfolgte durch Laugung mit einem Flußsäure-Salpetersäure-Wasser-Gemisch, in das der Feststoff bis zu einem Gehalt von 250g/l eingetragen und unter Rühren behandelt wurde. Nach Zentrifugieren der Suspension und Dekantieren der Laugungslösung wurde der abgesetzte Feststoff zunächst in verdünnter Flußsäure und dann in deionisiertem Wasser dispergiert. Die Waschlösungen wurden jeweils durch Zentrifugieren abgetrennt. Abschließend wurde der Feststoffsuspension ein mit H+-Ionen beladenes, grobkörniges Kationenaustauscherharz zugesetzt und gerührt. Nach dem Ionenaustausch wurde das Harz mittels eines Siebes wieder abgetrennt. Anschließend wurde der lonenaustauschprozeß in der Suspension mit einem mit OH~-Ionen beladenen grobkörnigen Anionenaustauschharz wiederholt. Am Schluß wurde die gereinigte Suspension entwässert und das SiC getrocknet.After the Acheson process produced a-silicon carbide grain size 0 to 100 .mu.m was dry pre-ground in a pot vibration mill for 1.5 hours with a Mahlkörperfüllung of 80Vol .-% steel balls and a Schwingungsamplitute of 7.5 mm, then in a stirred ball mill for 40 min at a Solid: Water ratio of 1: 1 and a Mahlkorperfüllung of 60VoI .-% steel balls bsi high stirrer speed milled and dried. The dry cleaning of the ground product was carried out by leaching with a hydrofluoric acid-nitric acid-water mixture, in which the solid was added to a content of 250g / l and treated with stirring. After centrifuging the suspension and decanting the leaching solution, the settled solid was first dispersed in dilute hydrofluoric acid and then in deionized water. The washings were each separated by centrifugation. Finally, the solid suspension was added to a coarse-grained cation exchange resin loaded with H + ions and stirred. After ion exchange, the resin was separated again by means of a sieve. Subsequently, the ion exchange process in the suspension was repeated with a coarse-grained anion exchange resin loaded with OH.sup. + Ions. At the end, the purified suspension was dewatered and the SiC was dried.
Fo'gende Ergebnisse wurden erzielt:The following results were achieved:
Ausführungsbeispiel 2Embodiment 2
RoIi-Si3N4 wurde in einer Gegenstrahlmühle bei einem Betriebsdruck von 0,4MPa und einem Durchsatz von 10 kg/h trocken vorgemahlen und anschließend in einer Rührwerkskugelmühle 45 Minuten bei einem Feststoff.Flüssigkeits-Verhältnis vor. 1:1, einer Mahlkörper'üllung von 50% Stahlkugel in n-Butano! gemahlen und anschließend getrocknet. Die chemische Reinigung erfolgte durch Laugung mit einem Flußsäure-Salpetersäure-Wasser -Gemisch, in das der Feststoff bis zu einem Gehalt von 250g/l eingetragen und unter Rühren behandelt wurde. Nach Zentrifugieren der Suspension und Dekantieren der Laugungslösung wurde der abgesetzte Feststoff zunächst in verdünnter Flußsäure und dann in Aceton dispergiert. Die Waschlösungen wurden jeweils durch Zentrifugieren abgetrennt. Abschließend wurde der Feststoffsuspension ein Gemisch von grobkörnigem H+-beladenem Kationenaustauscherharz und grobkörnigem OH~-beladenem Anionenaustauscherharz zugesetzt und garührt. Nach Jem Ionenaustausch wurde das Austauscherharz mittels eines Siebes abgetrennt. Am Schluß wurde aus der gereinigten Suspension das Dispersionsmittel abgetrennt und das Si3N4 getrocknet.RoIi-Si 3 N 4 was dry pre-ground in an opposed jet mill at an operating pressure of 0.4 MPa and a throughput of 10 kg / hr, and then vortexed in a stirred ball mill for 45 minutes at a solids to liquid ratio. 1: 1, a Mahlkörper'üllung of 50% steel ball in n-butano! ground and then dried. The chemical cleaning was carried out by leaching with a hydrofluoric acid-nitric acid-water mixture, in which the solid was added to a content of 250g / l and treated with stirring. After centrifuging the suspension and decanting the leaching solution, the settled solid was first dispersed in dilute hydrofluoric acid and then in acetone. The washings were each separated by centrifugation. Finally, a mixture of coarse-grained H + -loaded cation exchange resin and coarse-grained OH ~ -loaded anion exchange resin was added to the solid suspension and stirred. After ion exchange, the exchange resin was separated by means of a sieve. At the end, the dispersant was separated from the purified suspension and the Si 3 N 4 dried.
Folgende Ergebnisse wurden erzielt:The following results were achieved:
Ausführungsbelspiel 3Embodiment 3
ROh-Si3N4 aus technischem Si (Si-Metall Si-96-0,3) wurde analog Ausführungsbeispiel 2 gemahlen und gereinigt.ROh-Si 3 N 4 from technical Si (Si metal Si-96-0.3) was ground and purified analogously to Example 2.
Folgende Ergebnisse wurden erreicht:The following results were achieved:
Die Erfindung hat gegenüber dem Stand der Technik folgende Vorteile:The invention has the following advantages over the prior art:
- Einsatz von stärker verunreinigtem Ausgangsmaterial möglich- Use of more contaminated starting material possible
- Verkürzung der Mahldauer- Shortening of grinding time
- geringere Forderungen des Arbeite- und Gesundheitsschutzes bei der Mahlu.ig beim Einsatz von Wasser ohne Zusatz von Antioxidantien und Tensiden als Mahlflüssig! tit- Lower demands of occupational health and safety in the Mahlu.ig when using water without the addition of antioxidants and surfactants as grinding liquid! tit
- geringerer Verbrauch an Waschlösung und Waschwasser- Lower consumption of washing solution and washing water
- geringere Feststoffverluste bei der chemischen Reinigung- lower solids losses during dry cleaning
- Gewährleistung der praktisch vollständigen Entfernung der Ionen aus der Suspension- Ensuring the virtually complete removal of the ions from the suspension
- Verkürzung der Behandlungszeit bei der chemischen Reinigung- Shortening of treatment time during dry cleaning
Claims (9)
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
DD31128187A DD290860A5 (en) | 1987-12-24 | 1987-12-24 | METHOD FOR PRODUCING FINE-CORROSIVE SINTERICTIC SILICON CARBIDE, BORCARBID, SILICON NITRIDE AND / OR REACTIVE SILICON |
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Publication Number | Publication Date |
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DD290860A5 true DD290860A5 (en) | 1991-06-13 |
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DD (1) | DD290860A5 (en) |
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