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Verfahren zur Herstellung von reinem Niob, Tantal, Wolfram, Vanadin
oder Rhenium Die Erfindung betrifft die Herstellung von reinem Niob, Tantal, Wolfram,
Vanadin oder Rhenium durch Reduktion ihrer dampfförmigen Halogenide mit Wasserstoff.
Das neue Verfahren ist in großtechnischem Maßstab anwendbar.
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Die Gewinnung von Niob durch Reduzieren eines Halogenids, wie Niobpentachlorid,
mit Wasserstoff ist bereits bekannt. So wird z. B. nach dem in der USA.-Patentschrift
2 604 395 beschriebenen Verfahren Niobpentachlorid mit Wasserstoff reduziert, wobei
ein festhaftender metallischer Überzug auf einem ungleichartigen Metall niedergeschlagen
wird. Es ist weiterhin bekannt, dampfförmige Niob- und Tantalpentachloridgemische
im Wasserstoffstrom unter Durchwirbelung des Gasstroms durch Widerstandskörper in
zwei Stufen zu metallischem Niob und Tantal zu reduzieren.
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Dieses Verfahren ermöglicht jedoch keine kontinuierliche Darstellung
reiner Metalle.
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Es wurde nun gefunden, daß man reines Niob, Tantal, Wolfram, Vanadin
oder Rhenium durch Reduktion ihrer dampfförmigen Halogenide mit Wasserstoff bei
erhöhter Temperatur herstellen kann, indem die Halogenide in Gegenwart einer im
Wirbelzustand befindlichen Suspension feinverteilter fester Teilchen der herzustellenden
Metalle reduziert werden.
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Als Ausgangsstoffe werden im allgemeinen die Chloride, Bromide und
Jodide der Metalle verwendet, von denen die Chloride besonders bevorzugt werden.
Beispiele verwendbarer Verbindungen sind Nb Ch, Nb Br., Nb J., Ta C1, Ta Br., Re
Cl. und W C1..
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Der zur Reduktion verwendete Wasserstoff kann gemischt mit inerten
Trägergasen, wie Helium oder Argon, verwendet werden. Der Wasserstoff kann in großem
stöchiometrischem Überschuß gegenüber der zur Reduktion des Metallhalogenids erforderlichen
theoretischen Menge verwendet werden. Die sowohl als Reduktionsmittel als auch als
Trägergas verwentete Menge kann, auch wenn sie für bestimmte Arbeitsbedingungen
konstant ist, unter anderen Bedingungen starke Veränderungen erfahren. So kann z.
B. das Molverhältnis von Wasserstoff zu Metallhalogenid von etwa 20 bis 200 schwanken.
Wenn Molverhältnisse angewendet werden, die im unteren Teil der angegebenen Bereiche
liegen, wird gleichzeitig ausreichend inertes Trägergas verwendet, um eine wirksame
Überführung der Metallteilchen in den Wirbelzustand sicherzustellen.
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Die Temperatur in der Reaktionszone beträgt vorzugsweise etwa 675
bis 1200° C, insbesondere 750 bis 1050° C. Bei Niobpentachlorid werden Temperaturen
von etwa 800 bis 1050° C angewendet, bei Verwendung von Bromiden oder Jodiden des
Niobs werden Temperaturen zwischen etwa 600 und 800° C bevorzugt. Wenn Bromide und
Jodide der anderen erwähnten Metalle verwendet werden, können Temperaturen angewendet
werden, die etwa 100 bis 200° C niedriger sind als die, welche für die Reduktion
der Chloride erforderlich sind.
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Die im folgenden angeführten Bereiche für die Teilchengröße sind nicht
kritisch und können in Anpassung an das jeweilige Metall, die Gasgeschwindigkeiten
und die Art sowie die Endgröße der Teilchen des zu gewinnenden Metalls abgeändert
werden.
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Die Verdampfung des verwendeten Metallhalogenids geschieht in einem
gesonderten geschlossenen Kessel_ oder Reaktionsgefäß, das in zweckmäßiger Weise
dem geschlossenen Hauptreaktionsgefäß zugeordnet wird. Das Halogenid kann in diesem
gesonderten Gefäß erhitzt und unmittelbar in die Reaktionszone ausgetragen werden.
Wenn gewünscht, kann es in den Wasserstoff- oder Inertgasstrom von niedriger Temperatur,
der dem Reaktionsgefäß zugeführt wird, eingeleitet werden. Das Verdampfen des Metallhalogenids
kann auch dadurch erfolgen, daß ein schwacher
Argonstrom von erhöhter
Temperatur durch die Dampfzone des Verdampfers geleitet wird.
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Die Höhe der Schüttung bzw. Wirbelschicht im Reaktionsgefäß ist ebenfalls
veränderlich. So kann z. B. eine zufriedenstellende Arbeitsweise in kleinem Maßstab
erzielt werden, wenn eine Schüttung (im Ruhezustand gemessen) von einer Höhe von
50 bis 100 mm verwendet wird, die sich unter Anwendung einer linearen Strömungsgeschwindigkeit
des Wasserstoffs von beispielsweise etwa 0,21 bis 0,34 m/see auf eine Wirbelschicht
von z. B. etwa 127 bis 203 mm vergrößert. Beim Betrieb in größerem Maßstab verwendet
man eine Schüttung von viel größerer Höhe und viel höhere Gasgeschwindigkeiten.
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Wenn ein feuerfestes, rohrförmiges Reaktionsgefäß verwendet wird,
ist für dessen Herstellung geschmolzenes Siliciumdioxyd vorzuziehen. Durch seine
Verwendung wird die Gefahr, daß das metallische Produkt, selbst durch Spuren, verunreinigt
wird, auf ein Mindestmaß herabgesetzt. Gegebenenfalls kann auch ein Reaktionsgefäß
aus korrosionsbeständigem Stahl verwendet werden.
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Durchmesser und Länge des Reaktionsgefäßes können verändert werden
und hängen von der vorgesehenen Geschwindigkeit der Herstellung und den verwendeten
Gasgeschwindigkeiten ab. Zweckmäßig befindet sich oberhalb der Wirbelschicht ein
Dampfraum, der etwa die halbe bis die dreifache Höhe der Schicht hat, um ein unerwünschtes
»Überkochen« der Teilchen zu verhindern und eine bessere Gewinnung des Produkts
zu ermöglichen. Für das Beheizen des Reaktionsgefäßes ist die Verwendung elektrischer
Widerstandsheizelemente vorzuziehen. Der Wasserstoff kann vor dem Einleiten in das
Reaktionsgefäß auf nahezu die oder bis über die vorgesehene Reaktionstemperatur
vorerhitzt werden, so daß nur wenig oder keine zusätzliche Wärme durch die Wände
des Reaktionsgefäßes hindurch zugeführt zu werden braucht.
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Die im unteren Teil des Reaktionsgefäßes unterhalb der Reaktionszone
vorgesehene Auflage 5 kann zur Verteilung der in die Zone eingeleiteten gasförmigen
Reaktionsmittel und der Trägergase dienen. Diese Auflage kann ein Kissen oder eine
Schicht aus Silikawolle oder aus einem ähnlichen, nicht an der Reaktion teilnehmenden
porösen Material sein, die sich in geeigneter Lage befindet und im Reaktionsgefäß
durch ein geeignetes Tragelement befestigt ist. Im großtechnischen Maßstab kann
auch eine poröse Platte oder eine andere geeignete Verteilerart verwendet werden.
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Die als Schüttung verwendeten Metallteilchen, auf die sich das während
des Verfahrens gebildete Metall niederschlägt, kann durch Vermahlen und Sieben des
hochgereinigten Metallprodukts aus den vorhergehenden Arbeitsgängen oder in anderer
Weise gewonnen werden. Während des Verfahrens wachsen die Teilchen in ihrer Größe.
Bei stetiger Arbeitsweise können zusätzliche kleine kernbildende Teilchen durch
ein geeignetes in das Reaktionsgefäß mündendes Einlaßrohr und durch einen Trockenförderer
oder eine andere gewünschte Einrichtung eingetragen werden, wenn die größeren Teilchen
aus dem Arbeitsgang herausgenommen werden. Diese Entnahme kann in der üblichen Weise
über ein in geeigneter Weise mit einem Ventil versehenes Auslaßrohr geschehen, das
am oder in der Nähe des untersten Punktes der Wirbelschicht angeordnet ist, wobei
die Teilchen durch Saugwirkung oder in anderer Weise ausgetragen werden. Im großtechnischen
Betrieb kann das Austragen durch eine Gefälleströmung erfolgen.
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Als Ausgangsmaterial für die Schüttung können auch feinverteiltes
Niobhydrid, Tantalhydrid oder Vanadinhydrid verwendet werden.
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Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren an einer Ausführungsform
beschrieben, in der Niob in hoher Qualität in einer Apparatur von der in der Zeichnung
gezeigten Art gewonnen wird. Das senkrecht angeordnete zylindrische oder rohrförmige
Reaktionsgefäß 1 kann z. B. aus reinem Siliciumdioxyd, Niob, aus Borsilikatglas
oder aus mit Niob überzogenem Metall bestehen. Das Reaktionsgefäß ist mit einem
Einlaß 2 und Auslässen 3 und 4 versehen. Mit dem Reaktionsgefäß kann ein Ofen üblicher
Art, eine elektrische oder andere Heizeinrichtung (nicht gezeigt) verbunden sein,
um dieses von außen zu erhitzen und auf der gewünschten Temperatur zu halten. Ein
durchbrochenes Gitter oder poröses Filterelement 5 aus einem Werkstoff, der gegenüber
der Reaktion der in das Reaktionsgefäß eingeleiteten Gase neutral ist, ist im Boden
oder im unteren Teil des Reaktionsgefäßes angeordnet. In den unteren Teil des Reaktionsgefäßes
mündet eine ventilgesteuerte Leitung 6, die mit einem Verdampfer 7 in Verbindung
steht, aus dem das zu reduzierende, verdampfte Metallhalogenid zum Reaktionsgefäß
ausgetragen wird. Der Verdampfer 7 kann durch eine Heizvorrichtung (nicht gezeigt)
in geeigneter Weise beheizt werden. Im Verdampfer 7 wird das Metallhalogenid 8 verdampft,
das in den Verdampfer von einer geeigneten, nicht gezeigten Quelle aus über eine
Leitung 9 eingebracht wird. Durch diese Leitung kann ferner, wenn gewünscht, ein
inertes Gas eingeleitet werden, um das Austragen des verdampften Halogenids zum
Reaktionsgefäß zu unterstützen. Eine ventilgesteuerte Leitung 10, durch welche
der Anlage Wasserstoff mit einer beliebigen Strömungsgeschwindigkeit zugeführt werden
kann, und eine ventilgesteuerte Leitung 11, durch die ein inertes Gas dem Wasserstoffgas
zugeführt werden kann, stehen mit Leitung 6 in Verbindung.
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Eine ausreichende Menge hochreines, pulverförmiges oder gemahlenes
Niob mit einer Teilchengröße von weniger als etwa 0,177 und mehr als 0,074 mm wird
in den unteren Teil des Reaktionsgefäßes über Einlaß 2 so eingebracht, daß es sich
auf dem durchbrochenen Gitter bzw. auf dem porösen Filterelement 5 auflagert. Die
Menge, Teilchengröße und Verteilung des eingebrachten Niobs ist derart, daß nach
Einstellung der Strömung der dem Reaktionsgefäß zugeführten Trägergase auf die gewünschte
Reaktionsgeschwindigkeit eine Wirbelschicht von etwa dem doppelten Volumen erzeugt
und aufrechterhalten wird. Nach dem Eintragen der Niobteilchen wird ein ununterbrochener
Strom von reinem Wasserstoff mit einer linearen Geschwindigkeit von etwa 12 cm/sec
in Aufwärtsrichtung durch das Gitter bzw. das Filterelement 5 in das Reaktionsgefäß
über die Leitungen 10 und 6 geleitet. Der in die Kammer eingetragene Niobteilchenansatz
bildet eine im Wirbelzustand befindliche Schicht 12, die etwa das doppelte Volumen
des im Ruhezustand befindlichen Ansatzes hat. Die Niobteilchen werden in ständiger
lebhafter Bewegung gehalten, so daß ihre gesamte Fläche während der Reaktion Kontakt
erhält. Wenn gewünscht, kann ein inertes Gas aus der Leitung 11 mit dem dem
Reaktionsgefäß
zuzuführenden Wasserstoff vermischt werden, um die Überführung in den Wirbelzustand
zu unterstützen. Die Reaktionskammer und die Wirbelschicht werden dann von außen
auf etwa 800° C durch eine Heizvorrichtung erhitzt. Wenn gewünscht, kann ein Teil
der für den Reaktionsvorgang erforderlichen Wärme dadurch erzeugt werden, daß der
Wasserstoff oder das Gemisch von Wasserstoff und Trägergas auf die erforderliche
Temperatur vor dem Einleiten des Gases bzw. der Gase in das Reaktionsgefäß vorerhitzt
werden. Nach Erhitzen der Schicht auf die gewünschte Reaktionstemperatur wird die
Schüttung weiter im Wirbelzustand gehalten und mit der Zuführung von verdampftem
niobhaltigem Material aus dem Verdampfer 7 über die Leitung 6 begonnen, wobei als
Trägergas ein Strom des der Anlage über die Leitung 9 zugeführten inerten Gases
oder ein Teil des für die Reaktion erforderlichen Wasserstoffgases dient. Gegebenenfalls
kann das verflüchtigte Niobchlorid in das Reaktionsgefäß auch durch seinen eigenen
Dampfdruck eingetragen werden. Das Molverhältnis von Wasserstoff zu Niobpentachlorid
wird zwischen 20 und 200 gehalten. Vorzugsweise wird ein beträchtlicher Wasserstoffüberschuß
über die nach der folgenden Gleichung stöchiometrisch erforderliche Menge verwendet:
2NbC1,+5H.,@ lOHC1+2Nb Das durch Reduktion in der Wirbelschicht aus Niobpentachlorid
erhaltene Metall schlägt sich auf den Teilchen der Wirbelschicht nieder, wodurch
diese an Größe zunehmen. Wenn sie eine Größe von weniger als 0,84 und mehr als 0,42
mm erreicht haben, werden die Niobteilchen unter den vorstehend angegebenen Arbeitsbedingungen
nicht mehr wirksam im Wirbelzustand gehalten. Sie können dann über den Auslaß 4
stetig abgezogen werden.
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Nicht umgesetzter Wasserstoff und Nebenprodukte der Anlage werden
aus dem oberen Teil des Reaktionsgefäßes über den Auslaß 3 entnommen.
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Bei der Entnahme der vergrößerten Niobteilchen durch den Auslaß 4
werden auch einige kleinere Teilchen entfernt. Für die Wiederverwendung in der Anlage
können diese kleineren Teilchen in einer Einrichtung üblicher Art klassiert und,
wenn gewünscht, mit zusätzlichen Niob- oder Niobhydridteilchen von geeigneter Größe
kombiniert werden. Ein stetiger Arbeitsvorgang wird dadurch erzielt, daß der untere
Teil der Schüttung, welcher vorherrschend eine Teilchengröße von weniger als 0,84
und mehr als 0,42 mm hat, intermittierend oder stetig abgezogen wird und ein entsprechender
Teil mit einer Teilchengröße von weniger als 0,177 und mehr als 0,074 mm dafür zugeführt
wird.
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Wird das Wirbelschichtgut in einer Atmosphäre aus inertem Gas von
Reaktionstemperatur auf Raumlemperatur abgekühlt, so zeigt sich, daß nur sehr wenig
Wasserstoff absorbiert worden ist oder sich mit dem Metall verbunden hat. Kühlt
man andererseits das Niob von 800 auf unter 300° C unter einem Wasserstoffüberdruck,
so enthält das Niob 1,10 Gewichtsprozent Wasserstoff; es hat sich also bei diesem
Abkühlen die Verbindung Nb H gebildet. Dies wird durch die Röntgenanalyse des Produkts
bestätigt. Das auf diese Weise gebildete Niobhydrid ist spröde und kann leicht in
Pulverform gebracht, durch Sieben klassiert und der Anteil mit einer Teilchengröße
von weniger als 0,177 und mehr als 0,74 mm zum Reaktionsgefäß zur weiteren Verwendung
zurückgeführt werden.
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Beispiel 1 75- Niobpulver mit einer Teilchengröße von weniger
als 0,177 mm, etwa 25 °/o davon mit einer Teilchengröße von weniger als 0,125 mm,
wurden in ein Rohr aus Borsilikatglas eingetragen, dessen Innendurchmesser 22 mm
betrug und mit einem porösen Filter versehen war, um den Niobansatz im Rohr zu lagern.
Das Rohr wurde in einem Ofen auf die gewünschte Temperatur von außen erhitzt. Der
Niobansatz wurde mit Hilfe einer durch das Rohr aufwärts gerichteten Strömung aus
einem Gemisch von 1,81 /min Wasserstoff und 30 ml/min Argon in den Wirbelzustand
übergeführt, wodurch das Volumen auf das Doppelte des Ruhezustandes vergrößert wurde.
Nach dem Einleiten des Trägergases wurde die Temperatur der Wirbelschicht durch
die Heizvorrichtung auf 850° C erhöht. 35,5 g Niobpentachlorid wurden bei einer
Temperatur von 255° C in einem gesonderten Gefäß verflüchtigt und in das Reaktionsrohr
durch einen Argonstrom mit einer Geschwindib keit von 8 ml/min eingetragen. Das
in der Reaktion verwendete Molverhältnis von Wasserstoff zu Niobpentachlorid betrug
135.
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Die Reaktion wurde fortgesetzt, bis nach 32/,3 Stunden das gesamte
Niobpentachlorid indem gesonderten Behälter verflüchtigt und in das Reaktionsrohr
ausgetragen worden war. Hierauf wurde die Wirbelschicht durch hindurchgeleitetes
Argon gekühlt. Das Gewicht der Schüttung betrug 85,15g, entsprechend einer Zunahme
von 10,15 g. Dies bedeutet eine Ausbeute von 84 % an aus dem Niobpentachloridansatz
verflüchtigtem Niob.
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Eine Siebanalyse zeigte, daß durch ein Sieb von 0,125 mm lichter Maschenweite
18,75 g des Ausgangsgutes, jedoch nur 13,85.g des Produkts nach der Reaktion hindurchgingen.
Das erhaltene Niob war sehr rein. Beispiel 2 In einem Rohr aus Siliciumdioxyd mit
einem Innendurchmesser von 22 mm, das in einer geeigneten Ofenanlage angeordnet
war, wurden 75 g Niobpulver durch die aufwärts gerichtete Strömung eines Gemisches
aus 1,41/min Wasserstoff und 40 ml/min Argon (gemessen bei Raumtemperatur) in den
Wirbelzustand übergeführt. Dieses Gasgemisch wurde vor dem Einleiten in die Reaktionskammer
auf 1000" C vorerhitzt. Während der Reaktion wurde die Temperatur der Wirbelschicht
auf 900° C durch Erhitzen des Reaktionsgefäßes von außen gehalten. Das Molverhältnis
von Wasserstoff zu Niobpentachlorid betrug 172.
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In einem gesonderten, von außen beheizten Behälter wurden 25,08 g
Niobpentachlorid bei 250° C verflüchtigt und in das Reaktionsgefäß durch einen Argonstrom
von 10 ml/min eingeleitet. Nach einem Betrieb von 4=/s Stunden war das gesamte Niobpentachlorid
verflüchtigt. Die Wirbelschicht wurde durch einen Argonstrom abgekühlt. Das Gewicht
der erhaltenen Schüttung betrug 82,56 g, was einer Gewichtszunahme von 7,56 g und
dem Niederschlagen von 88 °/ o des gesamten Niobs aus dem Pentachlorid entspricht.
Eine Siebanalyse zeigte, daß durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,074
mm 11,6 g
der Ausgangsschüttung, dagegen nur 4,95 g der Schütteng
nach der Reaktion hindurchgingen.
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Beispiel 3 75 g Tantal mit einer Teilchengröße von weniger als 0,125
mm wovon 18°/a eine Teilchengröße von weniger als 0,074 mm besaßen, wurden in einem
Siliciumdioxydrohr, das einen Innendurchmesser von 22 mm hatte und eine Filtermasse
aus Silikawolle enthielt, dadurch in den Wirbelzustand übergeführt, daß 1,2 limin
Wasserstoff und 35 ml/min Argon in Aufwärtsrichtung durch die Filtermasse und das
Rohr geleitet wurden. Die Temperatur- der Wirbelschicht wurde sodann auf 900° C
erhöht. In einem gesonderten, von außen beheizten Behälter wurden 32,15 g TaCh bei
250° C verflüchtigt und in die Reaktionsgefäßschüttung durch einen Argonström von
15 ml/min eingetragen.
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Die Reaktion wurde während 41/z Stunden fortgesetzt, bis das gesamte
TaCl" verflüchtigt war. Die Siebanalyse der Schütteng brachte folgende Ergebnisse:
Vor der Reaktion gingen 13,55 g durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von
0,074 mm hindurch.
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Nach der Reaktion gingen 6,50 g durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite
von 0,074 mm hindurch.
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Die Ausbeute an Tantal betrug, bezogen auf das in das Reaktionsgefäß
eingebrachte Material, 7011/o. Beispiel 4 75 g Wolfram mit einer Teilchengröße von
weniger als 0,149 mm, wovon 30°/o eine Teilchengröße von weniger als 0,105 mm hatten,
wurden in einem Rohr aus Borsilikatglas mit einem Innendurchmesser von 22 mm durch
eine aufwärts gerichtete Strömung von 1,8 I/min Wasserstoff und 40 ml/min Argon
in den Wirbelzustand übergeführt. Die Temperatur der Wirbelschicht wurde auf 875°
C erhöht. In einem gesonderten, von außen beheizten Behälter wurden 34,60 a WCI6
bei 347= C verflüchtigt und mit Hilfe von Argon als Trägergas, dessen Strömungsgeschwindigkeit
10 ml/min betrug, in das Reaktionsgefäß eingetragen. Nach einer Reaktionszeit von
3 Stunden hatten sich 13,2 g Wolfram auf der ursprünglichen Schütteng niedergeschlagen.
Eine Siebanalyse der Schütteng ergab: Vor der Reaktion gingen 22,50 g durch ein
Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,105 mm hindurch.
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Nach der Reaktion gingen 12,50 g durch ein Sieb mit einer lichten
Maschenweite von 0.1.05 mm hindurch.
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Die Ausbeute betrug, bezogen auf das Gewicht des in das Reaktionsgefäß
eingebrachten Materials, 82 Oh.
Das Molverhältnis von Wasserstoff zu W Ch
betrug 166. Beispiel s liegenden Behälter ein Strom von Niobpentachlorid zugeführt.
Das NbCls wurde in das Reaktionsgefäß durch eine Strömung von 8 ml/min Argon eingetragen.
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Die Reaktionsdauer betrug 7,3 Stunden, 135 g verflüchtigtes Niobpentachlorid
wurden in das Reaktionsgefäß eingeführt. Nach Ablauf dieser Zeit wurde der Strom
aus Nb Cl. und Trägergas abgeschaltet und das Reaktionsgefäß bei weiterem Hindurchströmen
von Wasserstoff innerhalb 11/z Stunden von 850= C auf Raumtemperatur abgekühlt.
Die Schütteng wurde aus dem Reaktionsgefäß ausgetragen. Die Teilchengröße hatte
während des Arbeitsvorgangs beträchtlich zugenommen. Eine Röntgenanalyse ergab,
daß die Schütteng fast vollständig aus Niobhydrid (Nb H) bestand. Das Produkt war
sehr spröde und ließ sich mit Hilfe eines Mörsers und Stößels aus korrosionsbeständigem
Stahl leicht zerkleinern. Bei diesem Zerkleinern wurden etwa 80 g Hydrid mit einer
Teilchengröße von weniger als 0,177 und mehr als 0,074 mm, 20 g mit einer Teilchengröße
von weniger als 0,250 und mehr als 0,177 mm und 10 g von weniger als 0,074 mm erhalten.
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Von den erhaltenen 80 g wurden 75,83 g dem Reaktionsgefäß als Ausgangsschüttung
wieder zugeführt, woraus 75 g Niob nach dem im Beispiel 1 beschriebenen Arbeitsvorgang
gewonnen werden konnten. Wie erwähnt, wird bei 800° C das Hydrid zu Niob und Wasserstoff
zersetzt. Beispiel 6 75 g Vanadinpulver von einer Teilchengröße von weniger als
0,177 mm, wovon etwa 25 °/a eine Teilchengröße von weniger als 0,125 mm hatten,
wurden in ein Rohr aus Borsilikatglas mit einem Innendurchmesser von 22 mm gebracht,
in welchem sich ein poröses Filter befand, um den Vanadinansatz im Rohr zu halten.
Das Rohr wurde in einen Ofen eingesetzt, um das Rohr von außen auf eine gewünschte
Temperatur zu erhitzen. Der Ansatz aus Vanadinpulver wurde mit Hilfe einer durch
das Rohr aufwärts gerichteten Strömung von 1,51 /min Wasserstoff in den Wirbelzustand
auf das Doppelte seines Volumens im Ruhezustand übergeführt. Nach dem Einleiten
des Trägergases wurde die Temperatur der Wirbelschicht durch den Ofen auf 850° C
erhöht. 27,5 g V C14 wurden bei einer Temperatur von 155= C verflüchtigt und in
einer Strömung von 10 ml/min Argon in das Reaktionsgefäß ausgetragen. Das bei der
Reaktion verwendete Molverhältnis von Wasserstoff zu Vanadintetrachlorid betrug
131.
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Die Reaktion wurde fortgesetzt, bis nach 4z/3 Stunden das gesamte
V C14 verflüchtigt und in das Reaktionsgefäß ausgetragen worden war. Die Schütteng
wurde sodann mittels hindurchströmendem Argon abgekühlt. Das Gewicht der Schütteng
betrug 80,25 g, was einer Ausbeute von 72 a!e, bezogen auf das in das Reaktionsgefäß
verflüchtigte Vanadin, entspricht.
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Die Siebanalyse ergab, daß durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite
von 0,125 mm 18,8 g des Ausgangsgutes, dagegen nur 16,75 g des Gutes nach der Reaktion
hindurchgingen.
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Beispiel 7 Ein Reaktionsgefäß aus dem gleichen Material und vom gleichen
Durchmesser, wie im Beispiel 6 beschrieben, wurde mit 75g Rheniumpulver von einer
Teilchengröße von weniger als 0,149 mm beschickt, wovon etwa 32 °/a eine Teilchengröße
von weniger als Unter Verwendung der im Beispiel 1 beschriebenen Apparatur wurde
ein Ansatz von 75 g Niob mit einer Teilchengröße von weniger als 0,250 und mehr
als 0,125 mm durch eine Strömung von 2,5 I/min Wasserstoff und 50 ml!min Argon in
den Wirbelzustand übergeführt. Die Temperatur wurde auf 850° C erhöht und dem Reaktionsgefäß
von einem außerhalb
0,105 mm hatten. Das Pulver wurde durch Einleiten
einer Strömung aus 2,41/min Wasserstoff und 200 ml/min Argon in den Wirbelzustand
übergeführt. Die Wirbelschicht wurde auf 675° C erhitzt. Nunmehr wurden 38 g ReC15,
das bei einer Temperatur von 325° C verflüchtigt wurde, in das Reaktionsgefäß innerhalb
21/4 Stunden mittels einer Strömung von 15 ml/min Argon ausgetragen. Das Molverhältnis
von Wasserstoff zu Rheniumpentachlorid betrug 138.
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Danach wurde das Reaktionsgefäß durch Hindurchleiten von Argon abgekühlt.
Es wurden 90,10 g Rheniumpulver gewonnen, was einer Ausbeute aus dem verflüchtigten
Rheniumhalogenid von 78 % entspricht. Nach der Reaktion gingen nur 18 % des Produkts
durch ein Sieb mit einer lichten Maschenweite von 0,105 mm hindurch.