DE1088930B

DE1088930B - Verfahren zur Herstellung von Alkaliboranaten

Info

Publication number: DE1088930B
Application number: DEF23991A
Authority: DE
Inventors: Dr Friedrich Schubert; Dr Konrad Lang; Dr Alex Buerger
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1957-09-21
Filing date: 1957-09-21
Publication date: 1960-09-15

Description

Verfahren zur Herstellung von Alkaliboranaten Gegenstand des Hauptpatents 1067 005 ist ein Verfahren zur Herstellung vori Alkaliboranaten, das darin besteht, daß Alkaliborate oder Metalloxyd-Boroxyd-Gemische in einem anderen Molverhältnis als 1 Me20 zu 1 B203 mit Alkalimetallhydriden oder Alkalimetallen und Wasserstoff mit oder ohne Anwendung von Wasserstoffüberdruck bei Temperaturen über 100° C umgesetzt werden.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung können zur Bindung des entstehenden Alkalioxyds alkalioxydbindende Mittel, wie Si 02, dem Reaktionsgemisch zugesetzt werden.
Weiter ist es möglich, die Reaktion durch Zusatz feinverteilter, chemisch inerter Verdünnungsmittel zu beschleunigen.
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Alkaliboranaten gemäß dem Verfahren des Hauptpatentes 1067 005, wobei Alkaliborate oder Metalloxyd-Boroxyd-Gemische in einem anderen Molverhältnis als 1 Met O zu 1 B201 mit Alkalimetallhydriden oder Alkalimetallen und Wasserstoff mit oder ohne Anwendung von Wasserstoffüberdruck bei Temperaturen über 100° C umgesetzt werden und Siliciumdioxyd dem Reaktionsgemisch als alkalioxydbindendes Mittel zugesetzt wird, das darin besteht, daß als Borverbindung ein Alkaliborosilicat eingesetzt wird.
Durch die Wahl des Mengenverhältnisses, z. B. 1 Mol Nag B407+7 Mol Si 02, hat man es in der Hand, sehr spröde und daher leicht zu pulvernde Gläser zu erschmelzen und die Zusammensetzung der als Nebenprodukte gewonnenen Silicate einzustellen.
Zur Herstellung des Alkaliborosilicats kann man in der Weise vorgehen, daß ein Alkaliborat mit Siliciumdioxyd bei Temperaturen oberhalb 500° C zusammengeschmolzen wird. Andererseits kann man das Alkaliborosilicat herstellen, indem ein Gemisch von Bortrioxyd oder Borsäure oder Alkaliborat und Alkalisilicat gegebenenfalls durch Eindampfen aus wäßriger Lösung hergestellt und oberhalb 500° C geschmolzen wird. Beispiel 1 400g entwässerter Borax und 850g Quarzmehl werden in einem feuerfesten Tiegel auf eine Temperatur zwischen 1000 und 1100° C 6 Stunden lang erhitzt. Das aus der dabei entstandenen Schmelze nach Erkalten erhaltene Alkaliborosilicatglas wird in einer Kugelmühle fein gemahlen, dann mit 740 g Natrium in einen Rührautoklav gefüllt und darin unter Wasserstoff von 3 Atmosphären überdruck 4 Stunden lang auf eine Temperatur zwischen 450 und 500° C erhitzt. Aus dem so erhaltenen Produkt wird mit flüssigem Ammoniak das in fast quantitativer Ausbeute entstandene Natriumboranat extrahiert. Beispiel 2 489 g gemahlenes Natriumborosilicat und 276 g Natrium werden bei 300 bis 350° C in einem Rührautoklav mit Wasserstoff bei 3 atü Druck hydriert. Das Reaktionsprodukt enthält nach Beendigung der Wasserstoffaufnahme 22,3 Gewichtsprozent Natriumhydrid und 4,1 Gewichtsprozent Natriumboranat. Diese Mischung wird unter 3 atü Wasserstoffdruck erneut erhitzt. Bei etwa 300 bis 400° C setzt eine exotherme. Reaktion zwischen Natriumhydrid und Natriumborosilicat ein, wobei die Temperatur auf etwa 500° C steigt. Man hält die Temperatur noch etwa 3 Stunden auf 450 biss 500° C bei 3 atü Wasserstoffdruck. Dann läßt man abkühlen. Das Reaktionsprodukt enthält 0,6 Gewichtsprozent Natriumhydrid und 13,6 Gewichtsprozent Na-Boranat, also praktisch quantitative Bildung von Boranat. Beispiel 3 Eine Mischung von 1,521 Natronwasserglas (Gehalt:1,65Mol/1 Na20, 3,4Mol/1 Si02), 248g krist. Borsäure und 1,5 1 Wasser wird zur Trockne gebracht. Der erhaltene Trockenrückstand wird nach Feintrocknung im Vakuum und Mahlen in einer Kugelmühle bei etwa 1000° C im Tammanofen eingeschmolzen und das so hergestellte Natriumborosilicat zerkleinert.
Beim Erhitzen von 633 g dieses Borosilicates mit 276 g Natrium unter Wasserstoff von 3 atü Druck auf ungefähr 500° C entsteht in exothermer Reaktion Natriumboranat in hoher Ausbeute neben Natriumsilicat.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Herstellung von Alkaliboranaten gemäß dem Verfahren des Hauptpatents 1067 005, wobei Alkaliborate oder Metalloxyd-Boroxyd-Gemische - in einem anderen Molverhältnis als 1 Met O zu 1 B2 03 mit Alkalimetallhydriden oder Alkalimetallen und Wasserstoff mit oder ohne Anwendung von Wasserstoffüberdruck bei Temperaturen über 100° C umgesetzt werden und Siliciumdioxyd dem Reaktionsgemisch als alkalioxydbindendes Mittel zugesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Borverbindung ein Alkaliborosilicat eingesetzt wird.