DE1077200B - Verfahren zur Herstellung von Komplex- oder Doppelfluoriden der Seltenen Erdmetalle - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Komplex- oder Doppelfluoriden der Seltenen Erdmetalle. Diese Salze eignen sich zur Verbesserung der Eigenschaften von Kupfer sowie zur Behandlung von Kohlenwasserstoffen, insbesondere von aliphatischen Kohlenwasserstoffen, wobei eine Isomerisierung oder Polymerisierung bedingt wird.

Die erfindungsgemäß in Anwendung kommenden Seltenen Erdmetalle sind die Elemente mit den Ordnungszahlen 57 bis 71 einschließlich, insbesondere die Elemente Cer, Lanthan, Praseodym, Neodym, Gadolinium und Samarium.

Die erfindungsgemäß hergestellten Komplex- oder Doppelsalze weisen neben dem Seltenen Erdmetall ein Alkalimetall sowie als Halogen das Fluorid auf. Man erhält sie in folgender Weise: Ein Fluorid der Seltenen Erdmetalle, z. B. CeF₃, wird mit einem Alkalifluorid, z. B. NaF, in einem Molverhältnis von 1:1 bis zu einem Molverhältnis von 1 : 3 verschmolzen, wobei dieses Verschmelzen zweckmäßigerweise in einem Platingefäß bei einer Temperatur von etwa 1300 bis 1400° C ausgeführt wird.

Die zur Anwendung kommenden Fluoride der Seltenen Erdmetalle können z. B. aus den Chloriden der Seltenen Erdmetalle durch doppelte Umsetzung hergestellt werden. Hierzu werden die Chloride in Wasser gelöst, die Lösung zur Entfernung ungelöster Verunreinigungen filtriert und anschließend mit Natriumfluorid versetzt. Ein ausfallender rosaweißer Niederschlag wird abfiltriert und so lange gewaschen, bis die Waschwässer kein Chlorid mehr aufweisen. Der Niederschlag wird sodann getrocknet und mit 3 Teilen festem Natriumfluorid vermischt. Das Gemisch wird in einer Platinschale bei 1300 bis 1400° C geschmolzen. Durch wiederholtes Auswaschen mit siedendem Wasser wird aus der erkalteten Schmelze überschüssiges NaF entfernt und sodann das zurückbleibende Produkt getrocknet. Wie sich aus einem Röntgendiagramm ergibt, weist das Salz die Formel NaCeF₄ auf. Wie weiter oben ausgeführt, dienen die so hergestellten Doppelfluoride der Seltenen Erdmetalle unter anderem zur Verbesserung der Eigenschaften von Kupfer. So kann z. B. das Doppelfluorid NaCeF₄ in einer Menge von etwa 1 Gewichtsprozent zu einer kupferhaltigen Schmelze zugesetzt werden, wobei die Schmelze nach der Zugabe etwa 15 Minuten bei 1100° C gehalten und sodann kurz vor dem Vergießen auf 1200° C erhöht wird. Die durch Vergießen und Abkühlen der Schmelze erhaltene Kupferlegierung weist eine besonders feinkörnige Struktur, erhöhte Rockwell-Härte sowie erhöhte Zugfestigkeit auf.

Werden die Salze zur Behandlung von Kohlenwasserstoffen zwecks Isomerisierung oder Polymerisierung verwendet, so verfährt man z. B. so, daß Verfahren zur Herstellung

von Komplex- oder Doppelfluoriden

der Seltenen Erdmetalle

Anmelder:

Molybdenum Corporation of America,
New York, N. Y. (V. St. A.)

Vertreter: Dipl.-Ing. L. Hirmer, Patentanwalt,
Berlin-Halensee, Katharinenstr. 21

Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 8. Mai 1957

Arthur Linz, New York, N. Y. (V. St. A.),
ist als Erfinder genannt worden

10 Gewichtsprozent NaCeF₄ zu 60 ml eines in einem Glaskolben befindlichen, hochreinen Okten-1 zugegeben werden und das Umsetzungsgemisch sodann 19 Stunden am Rückfluß gekocht wird. Die Fraktionierung des Umsetzungsproduktes erfolgt in einer geraden, einen Boden aufweisenden Kolonne. Bei der Destillation ergibt sich ein Rückstand, durch dessen Refraktionswerte angezeigt wird, daß eine Polymerisation eingetreten ist. Das Okten-1 weist eine Refraktion von n^zS =1,4087 auf, während das polymerisierte Produkt eine Refraktion von w-|⁰=l,43 zeigt.

Die folgenden Beispiele dienen zur Erläuterung des Verfahrens.

Beispiele

1. 200 g eines natürlichen Gemisches von Seltenen-Erdmetall-Chloriden, die im wesentlichen Cerchlorid enthalten, wurden in 1000 ml Wasser gelöst und die Lösung zur Abtrennung unlöslicher Bestandteile filtriert. Dabei wurden zur Unterstützung des Filtrationsvorganges 50 ml einer etwa 30ⁱ⁰/oigen Salzsäure zugesetzt. Zu dem Filtrat wurde eine gesättigte Lösung von Natriumfluorid zugegeben, bis die Fluoride vollständig ausgefallen waren. Der Niederschlag wurde abfiltriert, bis zur Chloridfreiheit mit heißem destilliertem Wasser gewaschen und sodann bei 110⁰C getrocknet und zerkleinert. Es wurden 102,23 g der

909 759·/386

Seltenen-Erdmetall-Fluoride erhalten, die als wesentliche Komponente Ceriluorid enthalten.

65,34 g Natriumfluorid wurden im molaren Verhältnis von 3 :1 gründlich mit den Seltenen-Erdmetall-Fluoriden vermischt und das Gemisch sodann in einem Platintiegel 60 Minuten unter Verwendung eines Globar-Gfens geschmolzen. Die Ofentemperatur betrug 1250 bis 1285° C. Nach dem Schmelzen wurde das Produkt auf Raumtemperatur abgekühlt, zerkleinert und zur Entfernung überschüssigen Natriumfluorids 15mal mit heißem destilliertem Wasser gewaschen. Die festen Bestandteile wurden durch Zentrifugieren abgetrennt-und die klare Flüssigkeit abgehebert. Das gewaschene Produkt wurde getrocknet und zerkleinert. Das Röntgendiagramm zeigte das Vorliegen eines Doppelsalzes der Formel NaXF₄, wobei unter X im wesentlichen Cer zu verstehen ist.

2. Ein Gemisch von CeF₃ und NaF im molaren Verhältnis von 1:1 wurde in einem Platingefäß 10 Minuten bei einer Temperatur von 130Ö bis 1400° C geschmolzen, das geschmolzene Produkt wurde wie im Beispiel 1 weiterverarbeitet. Eine Röntgenaufnahme des Produktes zeigte das Vorliegen von NaCeF₄. Eine quantitative Röntgen-Fluoressenzanalyse ergab einen Cer-Gehalt von 57,29%, der theoretische Cer-Gehalt in NaCeF₄ beträgt 58,60%.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung von Komplex- oder Doppelfluoriden der Seltenen Erdmetalle, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fluorid einer oder mehrerer Seltener Erden mit einem Alkalifluorid im Molverhältnis 1 :1 bis 1 :3 vermischt, bei 1300 bis 1400° C verschmolzen und nach dem Fluoridfreiwaschen das Doppelfluorid getrocknet wird.

   In Betracht gezogene Druckschriften:
   Hofmann-Rüdorf, »Anorganische Chemie«, 1955, 15. Auflage, S. 545.

   © 909 759/386 3.60