DE1249226B

DE1249226B - Verfahren zum Überführen von Metallhalogeniden in ihre Oxide

Info

Publication number: DE1249226B
Application number: DENDAT1249226D
Authority: DE
Inventors: Duisburg Dr. Walter Gutsche Krefeld-Bockum Dr. Hans Zirngibl
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1965-03-24
Publication date: 1967-09-07
Also published as: US3481703A; AT266777B; GB1143637A; BE678283A; CH489588A; NO119079B; NL6603891A

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Int. Cl.:

BOIj

\_J_Z/oz

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Deutsche Kl.: 12 g-5/01

Nummer: 1249 226

Aktenzeichen: F 45614IV a/12 g

Anmeldetag: 24. März 1965

Auslegetag: .7. September 1967

Die vorliegende Erfindung befaßt sich mit einem Verfahren zur Herstellung von anorganischen Oxiden wie z. B. des Ti, Al, Zr, Si oder Fe aus ihren Halogeniden durch Umsetzung der Halogenide mit Sauerstoff, freien Sauerstoff enthaltenden Gasgemischen und/oder mit Wasserdampf in der Gasphase bei erhöhter Temperatur. Die Oxide fallen dabei in solcher Kornfeinheit an, daß sie als Pigmente oder Füllstoffe geeignet sind. Als weiteres Produkt entsteht freies Halogen und/oder Halogenwasserstoff. Das Halogen ist in solcher Konzentration in den Abgasen enthalten, daß es nach Entstaubung ohne weitere Aufarbeitung zur Herstellung neuer Halogenide eingesetzt werden kann.

Die meisten der in der Literatur beschriebenen Verfahren zur Umsetzung von Halogeniden und insbesondere von TiCl₄ zu den entsprechenden Oxiden mit Sauerstoff oder Wasserdampf in der Gasphase lassen sich bezüglich ihrer Herstellungsbedingungen in drei Gruppen einteilen:

1. Getrenntes, indirektes Vorwärmen der Reaktionspartner auf solche Temperaturen, daß beim Vermischen spontan Reaktion einsetzt;

2. Zersetzung des Halogenide mit O, in einer Energie und gegebenenfalls Wasserdampf liefernden Hilfsflamme, die bevorzugt mit CO oder Kohlenwasserstoff gespeist wird;

3. Umsetzung der Reaktionspartner in einem Wirbel- oder Fließbett aus inertem Material, das direkt oder indirekt beheizt wird.

Verfahren zum Überführen von
Metallhalogeniden in ihre Oxide

Anmelder:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft,

Leverkusen

Als Erfinder benannt:

Dr. Hans Zirngibl, Duisburg;

Dr. Walter Gutsche, Krefeld-Bockum

betrieben, die von der Gasart abhängen und höchstens etwa 100 V betragen. Um auf hohe Leistungen zu kommen, muß man deshalb sehr hohe Stromstärken von einigen 100 bis mehreren 1000 A einstellen. Dabei treten insbesondere zwei Probleme auf, nämlich:

1. rascher Abbrand der Elektroden, insbesondere beim Aufheizen chemisch aggressiver oder oxydierender Gase, und

2. schlechte Ausnutzung der elektrischen Energie wegen der notwendigen intensiven Kühlung der Elektroden.

Erst neuerdings sind Verfahren bekanntgeworden, die sich mit der mittelbaren oder unmittelbaren Aufheizung der Reaktionspartner in Hochstromlichtbögen befassen. Man bedient sich dabei eines sogenannten Plasmabrenners oder Plasmagenerators, in dem zwischen einer gekühlten Kupferanode und einer ebenfalls gekühlten Wolframkathode ein Lichtbogen gezündet wird, durch den das aufzuheizende Gas geblasen wird. Durch die Art der Gasführung erreicht man gleichzeitig eine Stabilisierung des Lichtbogens und eine starke Aufheizung des Gases, das den Brenner als helleuchtendes »Plasma« verläßt und je nach dem Verhältnis elektrische Leistung/Gasdurchsatz Temperaturen bis zu 30 000⁰K annehmen kann. Das Plasma besteht allgemein aus Molekülen, Atomen, Ionen und Elektronen, die bei Atmosphärendruck miteinander im thermischen Gleichgewicht stehen. Ein solches Plasma wird neuerdings als Hochdruckplasma bezeichnet. Alle Plasmabrenner werden gewöhnlich mit relativ niedrigen Gleichspannungen Wegen der starken Korrosion der Elektroden durph

den heißen Sauerstoff oder die Halogenide geht man meistens so vor, daß man im Plasmabrenner nur ein Inertgas auf sehr hohe Temperaturen bringt und dieses dann anschließend in einer Mischstrecke mit den beiden Reaktionspartnern mischt. Dabei springt durch die starke Temperaturerhöhung momentan die Reaktion an. Als Inertgas wird in der Regel Stickstoff verwendet.

Auch bei dieser Verfahrensweise haben jedoch die Elektroden nur eine sehr beschränkte Lebensdauer. Die Wärmeverluste liegen in der Größenordnung von 40 bis 60%· Durch den Elektrodenabbrand können außerdem Produktverunreinigungen erfolgen.

Es wurde nun ein Verfahren zur thermischen Zersetzung anorganischer Halogenide mit Sauerstoff und gegebenenfalls wasserdampfhaltigen Gasen in die entsprechenden Oxide und elementares Halogen und/ oder Halogenwasserstoff bei Temperaturen oberhalb von 800⁰C gefunden, wobei den Reaktionspartnern die notwendige thermische Energie über die Um-Wandlung von elektrischer Energie zugeführt wird. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, daß man in einem verblasenen Hochdruck-Hochspannungs-

709 640/509

3 4

lichtbogen ein Inertgas aufheizt und dieses in bekann- sind wassergekühlt. Auf die Darstellung des Kühlter Weise anschließend mit den Reaktionspartnern mantels wurde verzichtet. Der zwischen den Elekvermischt, wobei durch Einstellung einer theoretischen troden mittels einer nicht eingezeichneten Hilfselek-Mischtemperatur von mindestens 800⁰C die Reaktion trode oder durch einen beide Elektroden verbindenden eingeleitet und aufrecht erhalten wird. 5 dünnen Draht gezündete Bogen brennt hauptsächlich

Der an sich bekannte verblasene Hochdruck-Hoch- im Zentrum des Raumes 3, dessen Wände von dem Spannungslichtbogen ist dadurch gekennzeichnet, daß isolierenden Zwischenstuck 8 gebildet werden. Das seine Brennspannung um Größenordnungen höher Arbeitsgas tritt über die Verteilungskammer 2 durch liegt als die eines normalen, bei Atmosphärendruck tangentiale Bohrungen oder Schlitze in den Brennerbetriebenen Bogens (Hochdruckbogen). Durch axiales, ίο raum 3 ein. Durch die Bohrungen 6 und 7 Können radiales oder tangentiales Anblasen eines Lichtbogens dem Arbeitsgas noch Zusätze beigefügt werden. An mit einem im Vergleich zur Lichtbogentemperatur die untere Elektrode 4 schließt sich dann die Mischkalten Gas ist es möglich, die Ladungsträgerkonzen- kammer 5 an, deren Ausführung aus der Beschreibung tration in der Bogensäule so zu vermindern, daß der hervorgeht.

Säulenwiderstand stark ansteigt. Dadurch kann man 15 Selbstverständlich sind auch zahlreiche andere den Bogen mit Spannungen von mehreren 1000 V Brennerformen denkbar. So kann man z. B. das stabil betreiben und gleichzeitig ein gasförmiges Brennerrohr nur zur Gasführung verwenden und zwei Medium in kürzester Zeit auf hohe Temperaturen Elektroden isoliert von beiden Enden her zentral in aufhwaen. Um den Bogen mit den gleichen Leistungen das Rohr hineinragen lassen und den Bogen zwischen zu betreiben wie den Plasmabrenner, genügen daher »o ihnen zünden. Es ist auch möglich, den Bogen von Stromstärken, die um den Faktor 10 bis 100 niedriger einer koaxial in einer Rohrelektrode isoliert befestigten sind als bei diesem. Dadurch wird die Elektroden- zweiten Elektrode zur Rohrelektrode überspringen stromdichte im Brennfleck wesentlich geringer, was zu lassen. Anstatt das Rohr in einem Wirbel durchzu erheblich erhöhter Lebensdauer der Metallelek- strömen zu lassen, kann man das Arbeitsgas so troden führt. Im Verhältnis zur gesamten Bogen- «5 lenken, daß es in Richtung der Rohrachse am Bogen energie wird die in den Gebieten des Anoden- und vorbeistreicht. Schließlich kann man den Bogen Kathodenfalles frei werdende Energie gering. Diese zwischen zwei in der zylindrischen Rohrwand einEnergie, die in unmittelbarer Nähe der Elektroden gelassenen Elektroden senkrecht zur Rohrachse über- oder auf ihnen selbst in Wärme umgewandelt wird, gehen lassen, während das Arbeitsgas in Achsenrichbestimmt aber maßgeblich die durch Kühlung der 30 tung strömt und durch die radiale Anblasung eine Elektroden entstehenden Wärmeverluste. Dadurch, haarnadelförmige Ausweitung des Bogens bewirkt, daß man im verblasenen Lichtbogen das Verhältnis Außer einem kreisförmigen Querschnitt für das Brender Fallenergie zur Gesamtenergie klein hält, kann nerrohr sind auch andere, wie quadratische, rechtman die Wärmeverluste durch Kühlung auf unter eckige, elliptische sowie polygonale denkbar. Auch 20% senken. 35 muß das Brennerrohr oder die Elektroden nicht über

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- die gesamte Achsenlänge den gleichen Querschnitt fahrens bedient man sich zweckmäßig eines tangential haben, sondern es kann sich z. B. trichterförmig verangeblasenen Bogens, der in der Achse zweier, durch jungen oder erweitern oder in seinem Inneren eine einen Isolator getrennter Hohlelektroden brennt. Der erweiterte Kammer haben. All dies trifft natürlich Bogen kann mit Gleichspannung, aber auch mit 40 auch auf das isolierende Zwischenstück zu.
Wechselspannung betrieben werden. Bei Betrieb mit Als Elektrodenmaterial sind alle gängigen Metalle,

Wechselspannung müssen entweder hohe Frequenzen soweit sie einen nicht zu niedrigen Schmelzpunkt verwendet werden, oder das aufzuheizende Gas, im haben und ihr Wärmeleitvermögen gut ist, daneben folgenden als Arbeitsgas bezeichnet, muß vorher Kohle oder Graphit, halbleitende keramische Stoffe konventionell auf 600 bis 700⁰C vorgewärmt worden 45 wie MoSi₈, SiC, ZrSi₂, Ti₂O₃, Cermets usw. geeignet, sein. besonders aber Kupfer, Wolfram und Graphit.

Zur Zündung des Lichtbogens schließt man mittels Als Arbeitsgas findet bevorzugt N_s Verwendung,

einer Hilfselektrode, die später zurückgezogen wird, daneben noch die Edelgase, CO₄, aber auch Halogene, Kathode und Anode kurz. Man kann die Gleich- besonders Cl₈, sind verwendbar. Die Menge des spannung des Stromversorgungsgerätes auch mit einer 50 Arbeitsgases richtet sich nach den Bedingungen der genügend hohen Hilf sspannung aus einem besonderen Reaktion (Verdünnung) und den Brennerdimensionen. Zündgerät überlagern, so daß ein zwischen den Elek- Im allgemeinen genügen 2 bis 60% Arbeitsgas, vortroden überspringender Zündfunke den Lichtbogen zugsweise 10 bis 40%, bezogen auf die Gesamtgaseinleitet. menge.

Das Arbeitsgas wird in die obere Elektrode oder 55 Die axiale Geschwindigkeit des heißen Gases im durch Bohrungen im Isolator tangential in den Bren- Rohr soll in der Größenordnung von 100 bis lOOOm/sec ner eingeführt und strömt in einem schraubenförmig liegen, während das tangential eingeführte Gas in den fortschreitenden Wirbel zum offenen Ende des Bren- Eintrittsdüsen eine Geschwindigkeit von wenigstens nerrohres, das es mit der gewünschten Temperatur 40 m/sec haben soll.

verläßt. Der in der Rohrachse brennende Bogen heizt 60 Die Gastemperatur des aufgeheizten Inertgases liegt bevorzugt das in seiner Nähe strömende Arbeitsgas bei 2000 bis 10000⁰C, die spezifische Energiedichte auf, während das an den Rohrwandungen entlang· bei 1 bis 10 kWh/Nm^s.

streichende Arbeitsgas relativ kalt bleibt und sogar Der thermische Wirkungsgrad beträgt 70 bis 90%,

noch zur Elektrodenkühlung beiträgt. Dadurch wird d. h., 70 bis 90% der zugeführten elektrischen Energie der Wärmeverlust weiter vermindert, da die Wasser- 65 werden an das Gas abgegeben,
kühlung der Elektroden verringert werden kann. Es ist außerdem zweckmäßig, durch ein Magnetfeld

In der Zeichnung (Fig. 1 und la) bedeuten 1 den Bogen zur Rotation zu bringen, dadurch wird der und 4 die beiden Rohrelektroden. Die Elektroden Abbrand der Elektroden weiter vermindert. Das

5 6

Magnetfeld wird erzeugt durch eine von Gleichstrom zum Zentrum der Kammer führt, eine mehrfache

durchflossene Spule, die eine oder beide Elektroden Umlenkung der Gasströme erfolgt. Endlich kann

umgibt. man, wenn man alle drei Komponenten, Inertgas und

Das Isoliermaterial ist abhängig von der Reaktions- Reaktionspartner in einer gemeinsamen Kammer zuführung. Wird das Inertgas zunächst konventionell S sammenbringt, alle genannten Mischungsformen einin Wärmeaustauschern oder Rohrbündelerhitzern zein oder miteinander kombiniert zur Anwendung u. dgl. auf Temperaturen von 500 bis 700° C aufgeheizt, bringen.

so muß man das Material des Isolators so auswählen, Zur thermischen Spaltung geeignet sind die HaIo-

daß auch bei erhöhten Temperaturen seine isolieren- genide, vorzugsweise die Chloride der Elemente Eisen,

den Eigenschaften erhalten bleiben. Für diese An- io Aluminium, Silicium, Titan, Zirkon und Magnesium.

Wendung eignen sich besonders Quarz, Sinterkorund, Bevorzugt eignet sich das vorliegende Verfahren zur

Sintermagnesia und hexagonales Bornitrid, wobei das thermischen Zersetzung von TiCl₄ und sauerstoff-

Bornitrid den Vorteil der leichten Bearbeitbarkeit hat. haltigen Gasen.

Porzellan, Steatit u. dgl. sind nur dann geeignet, wenn Es hat sich in vielen Fällen, in denen man auf sie indirekt gekühlt werden. Allgemein ist zu sagen, 15 bestimmte und einheitliche Teilchengröße der Oxide daß die Isolationsprobleme mit steigender Betriebs- Wert legt, als notwendig erwiesen, den Reaktionstemperatur, aber auch mit steigender Betriebsspan- partnern vor oder während der Reaktion sogenannte nung wachsen. Keimbildner zuzumischen. Das sind bekanntlich z. B.

So wie es möglich ist, das Inertgas vor Eintritt in geringe Mengen an Wasserdampf und speziell bei der den Brenner vorzuheizen, kann man auch die Reak- 20 Herstellung von TiO₂ aus TiCl₁, besonders auch SiCl₄ tionspartner vor ihrer Vermischung miteinander oder und niedere Titanhalogenide sowie Titansäureester mit dem Inertgas auf konventionelle Weise vor- und Wasserstoff enthaltende organische Verbindungen, wärmen. So wird man z. B. TiCl₄ in geeigneten Daneben können auch in bekannter Weise Radikal-Wärmeaustauschern auf 450°C vorheizen, den Sauer- bildner wie NO₂ und organische oder anorganische stoff oder das sauerstoffhaltige Gasgemisch unter 35 Peroxide sowie fein verteilte Oxide Verwendung finden. Umständen sogar auf 600⁰C. Man kann auch beide Man kann diese Stoffe, soweit Vorreaktionen nicht Komponenten vorher mischen und auf eine Tem- zu befürchten oder erwünscht sind, in einer der Reakperatur erwärmen, die noch unter der Umsetzungs- tionskomponenten oder beiden und/oder dem Inertgas temperatur liegt, z. B. 450° C bei TiCl₄ + O₂. verteilen. Im anderen Fall kann man sie unmittelbar

Die Energie- und Gaszufuhr zum Brenner muß so 30 in die Reaktionszone eindüsen. Oft kann man die gesteuert werden, daß sich bei endgültiger Vermischung Korngröße durch Verdünnung der Reaktionsgase mit aller reagierenden und nicht reagierenden Kompo- einem Inertgas steuern. Dazu läßt sich vorzugsweise nenten eine Temperatur einstellt, die ausreicht, um das Arbeitsgas des Lichtbogenbrenners verwenden, die Reaktion mit Flammenerscheinung einzuleiten dessen Menge man entsprechend einstellt,
und bei der gewünschten Reaktionstemperatur auf- 35 Die Reaktionstemperatur muß so hoch liegen, daß recht zu erhalten. Man kann als Bedingung z. B. die eine möglichst vollständige Umsetzung der Reaktionstheoretische Mischtemperatur angeben, die sich ein- partner erfolgt. Zweckmäßig werden bei TiCl₄ bekanntstellen würde, wenn alle reagierenden und nicht lieh Temperaturen zwischen 800 und 2000⁰C einreagierenden Partner zu einer Mischung einheitlicher gehalten.

Temperatur vereinigt wurden, ohne daß eine Reaktion to Die Verweilzeit der Reaktionsgase bzw. des Reak-

stattfindet. Um bei TiCl₄ eine vollständige Reaktion tionsgemisches im Reaktionsraum ist abhängig von

zu erreichen, muß diese Mischtemperatur bekanntlich der Reaktionstemperatur, soll jedoch in den Grenzen

zwischen 800 und 1100° C und bevorzugt zwischen von 0,05 bis 1 Sekunde liegen. Das Reaktionsgemisch

900 und 1000° C liegen. wird in üblicher Weise aufgearbeitet. Es wird entweder

Es gibt eine Reihe von Möglichkeiten, die Mischung 45 unmittelbar nach dem Austritt aus dem Reaktor bzw.

durchzuführen. So kann man z. B. die beiden gas- nach Zwischenschaltung einer Nachreaktionskammer

förmigen, auf mittlere Temperaturen vorgewärmten in üblicher Weise abgeschreckt und anschließend auf

Partner zunächst getrennt mit dem heißen Inertgas feste und gasförmige Reaktionsprodukte aufgearbeitet,

vermischen und dann aus zwei konzentrischen Rohren Die erhaltenen Oxide finden nach den üblichen Nach-

in den Reaktionsraum eintreten lassen. Durch ent- 50 behandlungen — Entfernung des noch anhaftenden

sprechende Wahl der Rohrdurchmesser wird man die Halogens bzw. von Halogenwasserstoff, Umhüllungen

Austrittsquerschnitte für beide Gasgemische so wählen, zur Verbesserung der Dispergierfähigkeit, Licht-

daß diese zwar parallel, aber mit sehr unterschiedlichen beständigkeit, Kreidungsresistenz usw. — Verwen-

Geschwindigkeiten ausströmen und sich dadurch ver- dung als Pigmente und Füllstoffe,

mischen. 55 Die Reaktionsgase können nach der Entstaubung

Man kann andererseits die Mischung so bewerk- wieder zur Chlorierung von frischem Ausgangsstelligen, daß man beide mit Inertgas vorgemischten material verwendet bzw. bei Verwendung von wasser-Partner in einem Winkel zueinander aus zwei Düsen haltigen Gasen zur Spaltung z. B. auf Salzsäure aufaustreten läßt, so daß beide Ströme in einigem Ab- gearbeitet werden,
stand von den Düsen aufeinandertreffen und sich 60 Beisoiell
miteinander vermischen. Schließlich kann man beide

Partner tangential oder einen tangential, den anderen In einem Brenner nach F i g. 1 mit wassergekühlradial oder axial in eine Mischkammer eintreten ten Elektroden aus Kupfer und einem Zwischenstück 8 lassen, wobei durch die einsetzende Wirbelbewegung aus Quarzgut, dessen Anode mit einer Kupferspule eine besonders innige Vermischung erzielt wird. Bei 65 von 60 Windungen umgeben war, wurden pro Stunde tangentialem Eintritt eines oder beider Partner ist es 6,0 Nm⁹ Stickstoff von 20⁰C tangential bei 2 einzweckmäßig, die Wände der Mischkammer konisch geblasen. Der Lichtbogen wurde mit einer Leistung zu gestalten, da dann durch einen Rückstrom, der von 13,5 kW betrieben. Durch die Spule floß ein

Claims

Strom von 100 A. In eine unter dem Brenner befindliche Mischkammer wurde der heiße Stickstoff axial, eine Mischung aus 33,4 kg gasförmigem Titantetrachlorid, 0,4 kg gasförmigem Aluminiumchlorid und 6Nm3 Sauerstoff tangential eingeführt. Das Gasgemisch hatte eine Temperatur von 2000C. Die angegebenen Durchsätze beziehen sich auf einen Zeitraum von 1 Stunde. Die Mischkammer war aus Aluminium hergestellt und wurde durch Siliconöl gekühlt. Die kurz hinter der Mischkammer gemessene Temperatur der reagierenden Mischung betrug 118O0C. In den nachgeschalteten Zyklonen und Tuchfiltera fielen stündlich 14,0 kg TiO2 an, das ein ausgezeichnetes Aufhell- und Deckvermögen und einen sehr guten Weißgrad hatte. Der Rutilgehalt des Produktes lag bei 100 °/0 — bezogen auf den Gesamt-TiO2-Gehalt —, die Korngröße betrug 0,27 μ. Im Abgas wurden durchschnittlich 49,0% Chlor, 11,7 % Sauerstoff und 39,3 % Stickstoff ermittelt. Beispiel 2 In einem Lichtbogenbrenner nach Fig. 1 mit Magnetspule um die Anode wurden stündlich 7,35 Nm* Stickstoff aufgeheizt. Die Brennerleistung betrug 15,3 kW. Der heiße Stickstoff wurde axial durch eine zylindrische Mischkammer geleitet, in die radial durch getrennte Einlaßkanäle stündlich 34,6 kg TiCl4, 0,27 kg AlCl3 (beide gasförmig und 4,6 Nm3 O8 eingeleitet wurden. Die Temperatur der einströmenden Reaktionskomponenten lag bei 2000C. Kurz hinter der Mischkammer wurde eine Temperatur von 12500C gemessen. TiO2 fiel in einer Menge von 13,8 kg/Std an. Das Produkt zeigte ausgezeichnetes Aufhell- und Deckvermögen und hatte einen. Rutilgehalt von 100%, bezogen auf Gesamt-TiO2. Seine Korngröße lag bei 0,24 μ. Beispiel 3 Im Brenner nach Fig. 1 wurden stündlich 6,0 Nm3 N2 durch einen Lichtbogen von 12,2 kW Leistung aufgeheizt. In die unter dem Brenner befindliche Mischkammer wurde pro Stunde eine 200°C heiße Mischung aus 40,2 kg SiCl4 (gasförmig) und 6,35 Nm3 O2 tangential eingeblasen und mit dem in axialer Richtung strömenden heißen Stickstoff vermischt. Unterhalb der Mischkammer stellte sich eine Reaktionstemperatur von 13200C ein. Die Suspension wurde anschließend mit kaltem Rückgas auf unter 6000C abgeschreckt. In den Zyklonen und Staubfiltern fielen stündlich 13,9 kg eines sehr lockeren, leichten, reinweißen Produktes an, das zu 99,5% aus SiO2 bestand und eine mittlere Teilchengröße von 0,06 μ hatte. Der Chlorgehalt des Abgases lag im Mittel bei 59%. Beispiel 4 4 Nm8 Stickstoff wurden stündlich in einem Brenner durch einen Lichtbogen von 22,OkW Leistung aufgeheizt. In die darunter befindliche Mischkammer aus Eisen wurden 6,55 Nm3 O2 und 48,7 kg gasförmiges FeCl3 — beide auf 3500C aufgeheizt — getrennt durch tangentiale Einlaßkanäle eingeführt und mit dem heißen Na vermischt. Das reagierende Gasgemisch trat mit einer Temperatur von 13400C aus der Mischkammer aus und wurde anschließend durch zurückgeführtes kaltes Abgas abgeschreckt. Stündlich wurden 23,2 kg feinteiliges FeCl3 mit einer mittleren Teilchengröße von 0,4 μ erhalten, das auf Grund seiner Deckkraft und Farbstärke ausgezeichnet als Pigment verwendbar war. Beispiel 5 4,0 Nm3 Ng wurden stündlich im Lichtbogenbrenner aufgeheizt. Der Lichtbogen wurde mit einer Leistung von 20,2 kW betrieben. In der zylindrischen Mischkammer, die sich unter dem Brenner befand, wurden dem axial eingeführten heißen Stickstoff stündlich 7,83 kg Wasserdampf und 33,6 kg SiCl4 — beide 200° C heiß — zugemischt. Die Reaktionspartner wurden getrennt durch radiale Kanäle in die Mischkammer eingeblasen. Die resultierende Reaktionstemperatur, gemessen kurz hinter der Mischkammer, betrug 10100C. In der Stunde wurden 11,6 kg SiO2 mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von 0,05 μ und einem Schüttgewicht von 0,08 kg/1 in den Zyklonen und Staubfiltern abgeschieden. Der Gehalt des Abgases an HCl betrug 76,7%. Patentansprüche:

1. Verfahren zur thermischen Zersetzung anorganischer Halogenide mit Sauerstoff und gegebenenfalls wasserstoff haltigen Gasen zur Gewinnung der entsprechenden Oxide und elementaren Halogens und/oder Halogenwasserstoffs bei Temperaturen oberhalb von 800⁰C, wobei den Reaktionspartnem die notwendige thermische Energie über die Umwandlung von elektrischer Energie zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man in einem verblasenen Hochdruck-Hochspannungslichtbogen ein Inertgas aufheizt und dieses in bekannter Weise anschließend mit den Reaktionspartnern vermischt, wobei durch Einstellung einer theoretischen Mischtemperatur von mindestens 80O⁰C die Reaktion eingeleitet und aufrechterhalten wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskomponenten vor dem Vermischen mit dem heißen Inertgas auf Temperatüren vorgeheizt werden, die unterhalb derjenigen Temperaturen liegen, bei denen die Reaktion einzusetzen beginnt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas auf Temperatüren von 2000 bis 10 000⁰C vorgeheizt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jede der Reaktionskomponenten mit dem hocherhitzten Inertgas getrennt vorgemischt wird und die gemeinsame Mischung anschließend erfolgt.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Inertgas Stickstoff, Chlor, ein Edelgas oder CO₄ oder Mischungen der genannten Gase angewendet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Inertgas in einer Menge, bezogen auf die Gesamtmenge, zwischen 2 und 60 Volumprozent, bevorzugt zwischen 10 und 40 Volumprozent, angewendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

709 640/509 >. 67 ® Bundesdruckerei Berlin

Yr Ό π Qf C ν_{ζ c} 4..)