DE1016026B

DE1016026B - Verfahren zur Herstellung von Metallen durch Reduktion

Info

Publication number: DE1016026B
Application number: DED22197A
Authority: DE
Inventors: Dr Alfred Boettcher
Original assignee: Degussa GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 1956-01-26
Filing date: 1956-01-26
Publication date: 1957-09-19
Also published as: GB800689A

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von bestimmten Elementen in metallischer Form aus ihren Halogenverbindungen durch Reduktion mit Hydriden. Es handelt sich dabei um die Elemente der Gruppen IVa und VIa des Periodischen Systems der Elemente, und zwar insbesondere um Titan oder Zirkon, die vor allem bei erhöhten Temperaturen eine hohe Affinität zu Sauerstoff und anderen Gasen aufweisen, wodurch die Reindarstellung dieser Metalle in vielen Fällen außerordentlich erschwert wird.

Für die Gewinnung von Titan, Zirkon, Thorium und ähnlichen Aletallen sind zahlreiche Verfahren bekanntgeworden, die auf einer Reduktion entsprechender Verbindungen beruhen, wobei als Reduktionsmittel Metalle der Alkali- oder Erdalkaligruppe benutzt werden und als Ausgangsstoffe Halogenide oder Oxyde der gewünschten Metalle dienen. Während bei den mit Natrium oder Magnesium arbeitenden Reduktionsmethoden die Halogenverbindungen der herzustellenden Metalle meist in flüssigem oder dampfförmigem Zustand angewendet werden, woraus sich in apparativer Hinsicht unter Umständen erhebliche Schwierigkeiten ergeben, sind auch die zu reduzierenden Metallverbindungen in fester Form in Gestalt der Oxyde bereits angewendet worden, wobei als Reduktionsmittel beispielsweise Calciumhydrid benutzt wurde. Es hat sich jedoch gezeigt, daß auf diesem Wege etwa hergestelltes Titan keine befriedigenden Eigenschaften aufweist, da es offenbar nicht gelingt, die Reduktion vollständig durchzuführen, und in dem gewonnenen Metall ein Sauerstoffrestgehalt verbleibt, der das Metall hart und spröde macht. Da bei diesen Verfahren die als Reduktionsmittel benutzten Hydride sich unter Bildung hochschmelzender Oxyde umsetzen, gelingt es außerdem nur unvollständig, diese Oxyde aus dem ebenfalls hochschmelzenden Metall zu entfernen.

Es wurde nun gefunden, daß die an sich technisch reizvolle Verwendung von Hydriden als Reduktionsmittel zu einem einwandfreien Metall führen kann, wenn Hydride der Alkali- oder Erdalkalimetalle mit solchen Halogeniden, vorzugsweise Chloriden, der herzustellenden Metalle umgesetzt werden, die unter normalen Bedingungen im festen Zustand vorliegen. Gemäß dem Verfahren der Erfindung kann also beispielsweise Titan durch Umsetzung von Subchloriden mit Calciumhydrid bei erhöhter Temperatur in reiner Form und mit guten Eigenschaften gewonnen werden. Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ergibt sich dann, wenn die Reaktionstemperatur so hoch gehalten wird, daß sie über der Schmelztemperatur des bei der Umsetzung entstehenden Alkali- oder Erdalkalihalogenids liegt. Da diese Salze dann in flüssiger Form bei der Verfahren zur Herstellung von Metallen durch Reduktion

Anmelder:

Deutsche Gold- und Silber-Scheideanstalt

vormals Roessler,
Frankfurt/M., Weißfrauenstr. 9

Dr. Alfred Boettdier, Frankfurt/M.,
ist als Erfinder genannt worden

Reaktion anfallen, läßt sich eine Trennung von dem entstandenen Metall einwandfrei und vollständig durchführen. Man wird also bei der Herstellung von Titan mit Calciumhydrid Reaktionstemperaturen einhalten, die über dem Schmelzpunkt des Calciumchlorids, nämlich über 765°, liegen, also beispielsweise bei 800 bis 900° arbeiten. In entsprechenden Temperaturgebieten wird auch die Gewinnung von Zirkon aus Zirkontetrachlorid vorgenommen.

Wie schon erwähnt, sind als Reduktionsmittel die salzartigen Hydride der Elemente der I. und II. Hauptgruppe des Periodischen Systems brauchbar, wobei von den Alkalimetallhydriden Lithiumhydrid infolge seiner großen Reaktionsfähigkeit und seiner guten Temperaturbeständigkeit den Vorzug verdient. Ähnliche Voraussetzungen bestehen auch für die Anwendung der Erdalkalihydride, bei denen das bei der Zersetzung entstehende Metall von dem noch vorhandenen Hydrid in fester Lösung aufgenommen wird, so daß sich verhältnismäßig niedrige Zersetzungsdrücke ergeben. Um Schwierigkeiten durch eine zu frühzeitige Zersetzung des als Reaktionsmittel dienenden Hydrides auszuschalten, hat es sich als vorteilhaft erwiesen, die Umsetzung in einer Wasserstoff atmosphäre vorzunehmen. Außerdem kann man, um einen innigen Kontakt der Reaktionskomponenten bei der Umsetzung zu erreichen, das zu reduzierende Halogenid mit dem Hydrid zu einem Formkörper verpressen und diesen dann durch Anwendung

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entsprechender Temperaturen der Reaktion unterwerfen.

Claims

Patentansprüche:

- 1. Verfahren zur Herstellung von metallischen Elementen der Gruppen IVa und VIa des Periodischen Systems der Elemente, insbesondere von Titan oder Zirkon, durch Reduktion ihrer Halogenverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß die "unter normalen Bedingungen festen Halo- ίο genide, vorzugsweise Chloride, mit Alkali- oder Erdalkalihydriden, insbesondere mit Calciumhydrid, bei erhöhter Temperatur umgesetzt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung oberhalb der Schmelztemperatur der entstehenden Alkali- oder Erdalkalihalogenide vorgenommen wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Umsetzung in einer Wasserstoffatmosphäre erfolgt.

© 709 6Π/362 9.57