DE1298719B - Verfahren zum Abschliessen von Raeumen oder Leitungen bei der Gewinnung von luft- und feuchtigkeitsempfindlichen Stoffen - Google Patents

Verfahren zum Abschliessen von Raeumen oder Leitungen bei der Gewinnung von luft- und feuchtigkeitsempfindlichen Stoffen

Info

Publication number
DE1298719B
DE1298719B DE1960Z0008466 DEZ0008466A DE1298719B DE 1298719 B DE1298719 B DE 1298719B DE 1960Z0008466 DE1960Z0008466 DE 1960Z0008466 DE Z0008466 A DEZ0008466 A DE Z0008466A DE 1298719 B DE1298719 B DE 1298719B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
metal
liquid
solidified
rooms
temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE1960Z0008466
Other languages
English (en)
Inventor
Dr-Ing Helmut
Hoffmann Klaus
Von Zeppelin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Original Assignee
E Leybolds Nachfolger AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by E Leybolds Nachfolger AG filed Critical E Leybolds Nachfolger AG
Priority to DE1960Z0008466 priority Critical patent/DE1298719B/de
Publication of DE1298719B publication Critical patent/DE1298719B/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21CPROCESSING OF PIG-IRON, e.g. REFINING, MANUFACTURE OF WROUGHT-IRON OR STEEL; TREATMENT IN MOLTEN STATE OF FERROUS ALLOYS
    • C21C7/00Treating molten ferrous alloys, e.g. steel, not covered by groups C21C1/00 - C21C5/00
    • C21C7/10Handling in a vacuum

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

  • Soll bei bekannten Verfahren zur Gewinnung von schwierig schmelzbaren Metallen, wie Zirkonium, Beryllium, Titan, Magnesium und anderen Luft- und feuchtigkeitsempfindlichen Stoffen, eine vollständige Abdichtung oder vorübergehendes Sperren von Verbindungen eines Aufarbeitungsraumes, beispielsweise eines Zersetzungs- oder Füllraumes, mit anderen Räumen, auch mit dem Raum der gewöhnlichen Atmosphäre, bei erhöhten Temperaturen bewirkt werden, so war es zum Erzielen eines völlig dichten Abschlusses bisher notwendig, entweder flüssige Metalle, wie Quecksilber oder Blei, bei nur mäßigen Druckdifferenzen oder aber viel Raum beanspruchende barometrische oder noch größere Sperrhöhen (vertikale Sperrwege) zwischen den zu trennenden Räumen anzuwenden, da die üblichen festen Dichtungsmittel, wie Dichtungsringe, Gummidichtungen, bei späterer Temperaturbeanspruchung versagen oder aber, weil die zu sperrenden Hohlquerschnitte zu groß sind und weil ein mehrmals erforderliches öffnen und Schließen von Verbindungswegen, insbesondere auch bei deren Verschmutzung durch Stoffe, welche einer Apparatur zu- oder daraus abgeführt werden sollen oder in derselben durch chemische oder physikalische Reaktionen entstehen, mittels Dichtungsmittel, wie Gummi, oder mittels Ventilen, welche aus festem Metall bestehen, bei Temperaturen von mehreren hundert Grad und mehr oft nicht mehr möglich ist. Dies war bisher insbesondere dann schwer möglich, wenn in Räumen, welche einen stark unterschiedlichen Gasdruck aufweisen, beispielsweise zwischen Atmosphärendruck- und Hochvakuumräumen, oder zwischen Hochdruckräumen und Atmosphärendruck ein absolut gasdichtes Schließen bzw. sicheres öffnen der Verbindungen bewirkt werden sollte, so daß im Verschlußzustand kein, auch kein geringfügiger Zutritt von Gasen des einen Raums in den andern stattfinden durfte.
  • Man hat für Laboratoriumsarbeiten kleineren Ausmaßes bekanntlich Ventile benutzt, bei denen auf Quecksilber schwimmende formgeschliffene Glaskörper durch natürlichen Auftrieb oder starken Quecksilberdruck in den entsprechenden gläsernen Gegenschliff gedrückt wurden. Abgesehen von der beschränkten Größe des dabei im öffnungszustand freizugebenden Querschnitts und ihre Empfindlichkeit, sind diese Ventile mit dem Nachteil behaftet, daß das als Dichtung zwischen den trockenen Glasdichtflächen fungierende flüssige Quecksilber häufig allmählich durchsickerte und auf jeden Fall dem abzudichtenden Raum der Dampfdruck des als Dichtmittel dienenden flüssigen Metalls (Hg) erteilt wurde, was häufig sehr unerwünscht ist. Auch tritt bei häufigem Gebrauch eine Abnutzung der Schliffe und damit ein Undichtwerden auf.
  • Es ist weiter bekannt, in sogenannten Hochtemperaturabstichöfen ein Abfließen und Austreten von geschmolzenen Metallen, Schlacken, Salzschmelzen und anderen Flüssigkeiten dadurch zu verhindern bzw. zu bewirken, daß das zwischen, in der Regel mehr oder weniger porösem und nicht wirklich gasdichtem und nicht hochvakuumdichten Mauerwerk befindliche Abstichloch (Verbindungsweg mit der Atmosphäre) entweder mittels eines Stopfens, beispielsweise aus bildsamem Ton, oder mittels Abkühlen unter Erstarren der aus dem Abstichloch fließenden Schmelzen, wobei sich die Schmelze des Ofeninneren über dem festen Stopfen staute, oder durch beide Maßnahmen zusammen abgeschlossen wurde bzw. daß zwecks öffnen der feste Stopfen wieder entfernt oder aufgeschmolzen wurde. Diese Verschlüsse waren grob dicht gegenüber feuerflüssigen Stoffen, wenngleich auch hier nicht selten Unregelmäßigkeiten, wie Undichtwerden und Auslaufen im unerwünschten Augenblick, oder schwieriges Freimachen des Auslaufes im Augenblick des Abstiches in Kauf genommen werden mußten. Diese Verschlüsse wurden in der Technik für das Abdichten gegen flüssige Schmelzen im Innern der Ofen angewandt, in denen kein bedeutend höherer Gasdruck als außen (im Falle der durch vorliegende Erfindung lösbaren Aufgaben kann es sich um beispielsweise 10mal höhere Drücke und mehr handeln) und insbesondere kein Hochvakuum aufrechtzuerhalten war und eine gewisse Gasundichtigkeit und ein gewisser Gasaustausch in Kauf genommen wurde. Wollte man einen unter wesentlichem Gasdruck stehenden Ofen abdichten, so wurden bereits bei einigermaßen wesentlichen Differenzdrücken von beispielsweise 1 atü bisher in der Regel bekanntlich solche Ofen und Abstichöffnungen trotz des Abstichpfropfens gesondert mit einer druckdichten Verschließeinrichtung, getrennt vor der Abstichöffnung, außerhalb derselben versehen.
  • Auch flüssig eingefüllte und alsdann in den zu schließenden Verbindungswegen, beispielsweise in eisernen Rohrleitungen, erstarren gelassene Metalle, wie Blei oder andere bei erhöhten Temperaturen beständige Stoffe, führen nicht zu völlig gasdichten, insbesondere nicht hochvakuumdichten, häufig betätigbaren Verschlüssen bzw. Ventilen. Die Unmöglichkeit, solche auch bei hohen Temperaturen völlig gasdichte Verschließmöglichkeiten zu schaffen, hat beispielsweise bei der technischen Herstellung schwierig schmelzbarer Metalle zu erheblich umständlich und unerwünscht vielstufigen Prozessen geführt. Beispielsweise stellt man bekanntlich Zirkonium oder Titan her, indem man in einem mittels einem Bad aus flüssigem Blei (Podszus-Tasse) gegen die Atmosphäre gedichteten Raum unter Inertgas gasförmiges reduzierbares Metallhalogenid mit Magnesium umsetzt bei hohen Temperaturen des ganzen Umsetzungsapparates, hierauf bis zum Erstarren des gebildeten Magnesiumchlorids und noch weiter abkühlen läßt, alsdann den das Reaktionsgut enthaltenden Tiegel unter Vorsichtsmaßnahmen (Ausschluß von Feuchtigkeit und anderen Verunreinigungen) dem Reaktionsbehälter entnimmt, den Tiegel in einen anderen Behälter bringt, der darauf eingerichtet ist, bei mäßiger Temperatur seiner Dichtungen und Verschlüsse hochvakuumdicht zu sein und evakuiert zu werden, und nunmehr die Abtrennung des gebildeten Magnesiumchlorids vom reduzierten Metall im Hochvakuum unter erneutem Aufheizen auf hohe Temperaturen vornimmt, worauf man schließlich abkühlen läßt und die getrennten Enderzeugnisse Metall und Salz entnehmen kann. Hierauf hat dann wieder eine gründliche Reinigung der Gefäße und eine Entfernung aller Wasser oder Sauerstoff enthaltenden Stoffe zu erfolgen. Mit ähnlichen und anderen Umständlichkeiten behaftete Verfahren sind für die Gewinnung zahlreicher anderer Luft- und feuchtigkeitsempfindlicher Stoffe, wie Hf, Be, Ti, Si, Subverbindungen u. a. im Gebrauch.
  • Gemäß dem Verfahren vorliegender Erfindung können die beschriebenen und andere Nachteile und Umständlichkeiten dieser und zahlreicher anderer bekannter Verfahren in verhältnismäßig einfacher, technisch leicht durchführbarer Weise vermieden werden. Das Verfahren der vorliegenden Erfindung erlaubt beispielsweise die oben als Beispiel angeführte Gewinnung schwierig schmelzbarer Metalle dahingehend zu vervollkommnen und überraschend zu vereinfachen, daß solche Prozesse in einer Verfahrensstufe von der Reduktion (welche auch auf physikalischem Weg, wie Elektrolyse, thermische Dissoziation, bewirkt werden kann) der gasförmigen Verbindung des schwierig schmelzbaren Metalls an bis zum fertigen, von den andern im Verfahren anwesenden Stoffen isolierten reinen schwierig schmelzbaren Metall, gewünschtenfalls bis zu dessen Legierung durchgeführt werden können. Dies ist nicht der einzige Vorteil des Verfahrens der Erfindung. Außer oder an Stelle des genannten Vorteils ergibt das Verfahren der Erfindung in anderen Anwendungsfällen weitere Vorteile.
  • Mit der vorliegenden Erfindung können die genannten Metallgewinnungsverfahren vorteilhaft auch halb- oder vollkontinuierlich betrieben werden. Beispielsweise ist es mittels des Verfahrens der vorliegenden Erfindung leichter als bisher möglich, alle oder einen Teil der Eingangs- oder Endstoffe chargenweise einer Gewinnungsanlage zuzuführen oder dieser zu entnehmen, beispielsweise durch Ein-bzw. Ausschleusen, indem die beim Verfahren gemäß Erfindung anzuwendenden Verschließmaßnahmen vorteilhafterweise auch im Falle der Verschmutzung durch irgendwelche Reaktionsteilnehmer, z. B. durch kondensierte Dämpfe oder niedergeschlagene Metalle, ihre Wirksamkeit nicht verlieren und auch die Entnahme von Endstoffen erlauben, ohne daß Luft in die Aufarbeitungsräume, welche vorteilhafterweise dabei auf hoher Temperatur verbleiben können, eindringt.
  • Gegenstand einer früheren Patentschrift ist ein Verfahren zum völlig gasdichten Abschließen von Räumen oder Leitungen, welche unter Hochvakuum bzw. unter wesentlich verschiedenen Gasdrücken stehen, durch ein zwischen die Räume oder Leitungen einfuhrbares flüssiges Metall, bei welchem Verfahren das dichtende Metall zum Erstarren gebracht und in unmittelbarer Berührung mit dem erstarrten Metall so lange schmelzflüssig gehalten wird, wie der völlig gasdichte Abschluß aufrechterhalten werden soll.
  • Vorliegende Erfindung betrifft eine allgemeinere Fortbildung sowie speziellere Formen des Verfahrens jener früheren Patentschrift, welche sich unter Anwenden von nicht nur metallischen, sondern auch nichtmetallischen flüssigen, jedoch gefrierbaren Dichtmitteln als von allgemeiner Bedeutung, insbesondere zur Durchführung von bekannten und neuen Verfahren zur Gewinnung von luft- und feuchtigkeitsempfindlichen schwierig schmelzbaren Metallen, Elementen, Legierungen sowie von Subverbindungen und anderen Luft- und feuchtigkeitsempfindlichen Stoffen bzw. von Verfahren zur Aufarbeitung solcher Stoffe und von Eingangsstoffen, als anwendbar und förderlich gezeigt hat.
  • Eine Ausführungsart des Verfahrens vorliegender Erfindung zum Abdichten von Räumen oder Leitungen besteht darin, daß man ein flüssiges Mittel, beispielsweise ein geschmolzenes Metall, in unmittelbarer Berührung mit einem darunter befindlichen flüssig gewesenen, alsdann erstarrten Mittel hält, wobei die Schmelztemperatur (Erstarrungstemperatur) des flüssigen Mittels höher ist als diejenige Temperatur, welche das erstarrte Mittel (bzw. erstarrte Metall) während der Verschließwirkung aufweist. An Stelle des »Übereinander« von Flüssig-Dichtmittel und Fest-Dichtmittel kann man jedoch erfindungsgemäß das flüssige Mittel neben dem erstarrten Mittel mit letzterem in Berührung halten, z. B. innerhalb einer waagerechten Rohrstrecke, zweiseitig vom erstarrten Mittel begrenzt, etwa in der Mitte eine kleine Menge des besagten Dichtmittels flüssig halten.
  • Erfindungsgemäß wird ein Dichtmittel zwischen mindestens auf einem Teil der Länge der Sperrstrecke (Sperrlänge) ganz unporöse oder gasdichte, beispielsweise metallische Wände, also beispielsweise in eine Rohrstrecke oder andere Hohlräume, eingeführt und mindestens teilweise zum Erstarren gebracht, so daß in jedem Fall ein flüssiges Mittel (z. B. Metall) so lange in Berührung mit erstarrtem Mittel (bzw. Metall) gehalten wird, wie die Räume dicht gegeneinander abgesperrt sein sollen.
  • Es können dank der Anwendung des Abdichtungsverfahrens nach der Erfindung in einem oder mehreren der abzusperrenden Räume vorteilhaft beispielsweise einer oder mehrere der folgenden Vorgänge bei eingangs erwähnten bekannten oder neuen Verfahren der Herstellung Luft- und feuchtigkeitsempfindlicher Stoffe durchgeführt werden: Zersetzen einer Verbindung, weitere Aufarbeitung eines bei der Zersetzung gebildeten Erzeugnisses, Bewegung der nach einer Zersetzung vorliegenden Stoffe, Reinigung oder Bewegung der dem Gewinnungsverfahren zuzuführenden oder zu entnehmenden Stoffe beliebigen Aggregatzustands, Reinigung oder Bewegung von zur Ausübung eines Gewinnungsverfahrens zweckmäßigen Apparateteilen oder Hilfsmitteln, wie Neutralsalzen, oder Werkzeugen, wie Preßstempel od. dgl. und andere der Gewinnung dienenden Vorgänge, oder es kann durch die beschriebenen erfindungsgemäßen Maßnahmen des Absperrens und Abdichtens beispielsweise folgendes bewirkt werden: Gasdichtes Durchführen von Strom, Kühl- oder Heizmitteln, Gasen, von Messungen dienenden Leitungen durch Apparatewände.
  • Vorzugsweise werden als erfindungsgemäß anzuwendende Abdichtungsmittel Metalle benutzt, doch ist manchmal die Anwendung eines nichtmetallischen Mittels, wie Kohlenstoffverbindungen enthaltenden Mitteln, zweckmäßig, wenn beispielsweise mit der Abdichtung eine Isolierwirkung verbunden werden soll, wie beim Einbau von Elektroden, Stromdurchführungen und anderen in zur Durchführung des Verfahrens der Erfindung dienende Apparaturen und dem dabei erfindungsgemäß anzuwendenden Abdichten solcher Durchführungsstellen gegenüber der gewöhnlichen Atmosphäre.
  • Vorzugsweise wird ein mit dem erstarrten Mittel während der Abdichtwirkung in unmittelbarer Berührung zu haltendes flüssiges Mittel (bzw. Metall) benutzt, dessen Schmelztemperatur niedriger als 1100° C, jedoch höher ist als diejenige Temperatur, welche das erstarrte Mittel (bzw. Metall) während der Verschließwirkung aufweist.
  • Auch wenn die Sperrmedien (flüssig bzw. fest) bei gewöhnlicher Temperatur ihre Schließwirkung ausüben bzw. einen Verbindungsweg wieder freigeben, letzteres z: B. durch Aufschmelzen auch des im Schließzustand erstarrt gewesenen Schließmittels bzw. Metalls, und gegebenenfalls durch an sich bekanntes Abführen des Sperrmediums in flüssiger Form aus einem Verbindungsweg, kann das erfindungsgemäße Verfahren vorteilhaft angewandt werden.
  • Auch kann erfindungsgemäß ein flüssiges Mittel bzw. Metall oder eine Legierung angewandt werden, dessen .bzw. deren Schmelzpunkt unterhalb Zimmertemperatur liegt, z. B. Quecksilber, und das anzuwendende erstarrte Mittel durch an sich bekannte Kühlmittel, wie Tiefkühlung, zum Erstarren gebracht wird.
  • Es versteht sich, daß je nach der Art der unter Anwenden vorliegender Erfindung in den jeweils durchzuführenden Gewinnungsverfahren herzustellenden Stoffe bzw. der bekanntermaßen dafür anzuwendenden Eingangsstoffe und sonstigen Gewinnungsmaßnahmen im Einzelfall der Fachmann ein jeweils geeignetes flüssiges bzw. festes Sperrmedium, unter anderem nach Gesichtspunkten einer möglichst geringen Korrosion, wählen wird.
  • Auch Luft- oder feuchtigkeitsempfindliche Gase, beispielsweise HJ, HBr, gasförmiges ZrC14, HfBr4 und zahlreiche andere, können mit Hilfe der erfindungsgemäß anzuwendenden Maßnahmen nach im übrigen an sich für ihre Gewinnung bekannten Prinzipien und Regeln vorteilhaft gewonnen werden.
  • Es ist keineswegs unbedingt erforderlich, daß bei der Anwendung des Verfahrens vorliegender Erfindung für das Gewinnen von luft- und feuchtigkeitsempfindlichen Stoffen die in das Gewinnungsverfahren einzusetzenden Eingangsstoffe das oder eines der Elemente der zu gewinnenden Stoffe als Halogenid oder als chemische, von der zu gewinnenden Endsubstanz verschiedene Verbindung enthalten, es können vielmehr erfindungsgemäß Stoffe oder Stoffgemische,. welche die zu gewinnende Luft- und feuchtigkeitsempfindliche Substanz bereits unmittelbar, jedoch in einer verunreinigten oder verdünnten oder sonstwie noch nicht endgültigen Form enthalten, eingesetzt und unter Anwendung der Verschließmaßnahmen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit an sich bekannten Aufarbeitungsprinzipien, wie Trenn- und Reinigungsprinzipien, vorteilhaft aufgearbeitet werden.
  • Soll in Ausübung des Verfahrens vorliegender Erfindung ein unter erheblichem Unterdruck oder Hochvakuum stehender Raum gegenüber der gewöhnlichen äußeren Atmosphäre abgedichtet werden, so kann sich das während des Verschließstadiums flüssig und mit erstarrtem festem Metall in unmittelbarer Berührung zu haltende Metall auf der äußeren Seite des Verbindungsweges zwischen dem abzudichtenden Raum und in Berührung mit der gewöhnlichen Atmosphäre oder mit einem Schutzgas befinden.
  • Ebenso kann, wie bereits erwähnt, vorteilhaft auch beispielsweise eine kleine Menge Metalls sich an anderer Stelle, beispielsweise etwa in der Mitte des mit erstarrtem, festem Metall erfüllten Verbindungswegteils zwischen den gegeneinander abzusperrenden Räumen, also z. B. zweiseitig vom erstarrten Metall begrenzt, flüssig gehalten werden. Die zu sperrenden Verbindungswege können eine beliebige Lage, beispielsweise waagerecht, senkrecht oder sonstwie einnehmen, trotzdem arbeitet das erfindungsgemäß anzuwendende Gewinnungsverfahren zuverlässig, indem es durch keinerlei Luftberührung geschädigte Endstoffe ohne Störungen der Herstellungsvorgänge zu gewinnen erlaubt.
  • Ohne damit die vielseitige Anwendungsmöglichkeit und zahlreichen erheblichen Modifikationsmöglichkeiten des Verfahrens der vorliegenden Erfindung irgendwie einzuschränken, wird folgendes Beispiel, aus dem eine der Durchführungsformen und Vorteile des Verfahrens gemäß Erfindung ersichtlich sind, gegeben und an Hand der ebenfalls nur beispielsweise gegebenen F i g. 1 und 2 beschrieben.
  • In einem Aufarbeitungsbehälter (Retorte) 1 aus hochtemperaturbeständigem Metall befindet sich ein Zersetzungsgefäß 2, bestehend aus Metall, z. B. Titan, in dem ein bei Durchführung des Verfahrens. teilnehmender Stoff 3, beispielsweise reinstes geschmolzenes Magnesium, eingebracht worden ist. Die Atmosphäre in der Retorte besteht in der Hauptsache aus Edelgas. Ein Deckel 4 des Behälters 1 ist in an sich bekannter Weise mit flüssigem Metall (Blei) der äußeren Tasse 5 am oberen Ende der Retorte gegenüber der äußeren Atmosphäre gedichtet. Aus dem oberhalb der Retorte befindlichen Behälter 6 (im Beispielsfall der F i g. 1 ein beheizter Verdampfer) strömt gasförmiges reduzierbares Metallhalogenid, wie ZrC14, HfCl4, BeBr2, durch das oberhalb der Kondensationstemperatur gehaltene Dampfleitrohr 7 dem Behälter 1 zu. Dies Dampfleitrohr ist samt der mit dem Dampfleitrohr verbundenen Gegentasse 13 mittels der mit flüssigem Blei gefüllten inneren Tasse 8 gasdicht mit Deckel 4 verbunden.
  • Die Tasse 8 ist vorteilhaft so dimensioniert, daß das untere Ende 9 des Dampfleitrohres mehr oder weniger tief auch während des Betriebs in den Behälter eingesenkt, d. h. auf beliebige Höhe eingestellt werden kann. Nach wunschgemäß durchgeführter, an sich bekannter Zersetzung, beispielsweise, wenn das eingeleitete Metallhalogenid zum Metall oder zum Subhalogenid zersetzt worden ist, wird durch die Leitung 10 bzw. 11 eine ausreichende Inertgasmenge geblasen, um eventuell noch vorhandene Reste an zugeführtem, aber nicht zersetztem MetallhaIogenid aus Behälter 1 und Zersetzungsgefäß 2 zu entfernen.
  • Man kann nun gewünschtenfalls Behälter 1 so weit abkühlen, daß im Tiegel befindliches gebildetes Halogenid des reduzierenden Metalls, wie MgC12, gegebenenfalls auch überschüssiges reduzierendes Metall, erstarrt. Der Behälter 6 samt Dampfleitrohr 7 und der mit dem Dampfleitrohr verbundenen Tasse 13 wird bei geschmolzenem Blei in der inneren Tasse 8 nach oben weggezogen, ein lebhafter Inertgasstrom fließt in diesem Zeitpunkt durch die lichte COffnung ab, welche Tasse 8 in diesem Zeitpunkt bildet. Nun wird Hochvakuumleitung 12 mit Tasse 14 (beide in F i g. 2 gezeichnet) an Stelle von Dampfleitrohr 7 eingeführt. Man läßt das dichtende Metall in den Tassen 5 und 8 erstarren und schwenkt bei zu haltendem einigem Inertgasüberdruck im Behälter 1 letzteren um 180°, so daß die Vakuumleitung nun nach unten führt (F i g. 2). Man verbindet Hochvakuumleitung 12 mit der Hochvakuumpumpe, zunächst ohne zu evakuieren. Man schmilzt das dichtende Metall in den Tassen 5 und 8 mittels der Heizelemente 26 und 21 auf und sorgt nunmehr durch Kühlen mittels der Kühlelemente 20 und 23 für den erstarrten Zustand eines Teiles des dichtenden Metalls im nun untersten Teil der Tassen 14 und 15. Ein Teil des Dichtmetalls entfließt beim Aufschmelzen aus Raumecken der Tasse 5 und wird, soweit erforderlich, durch Nachbringen von flüssigem Dichtmetall durch Leitung 16 in die nunmehr (in der geschwenkten Stellung) wirksamen Dichtungsrinnen der Tasse 15 ersetzt. Nachdem man sich vergewissert hat, daß in den Dichtungstassen 14 und 15 sich im untersten Teil festes Dichtmetall und in unmittelbarem Kontakt damit flüssiges Dichtmetall befindet, kann nunmehr Behälter 1 weitererhitzt und gebildetes Halogenid des reduzierenden Metalls vom zu gewinnenden reduzierten Stoff in an sich bekannter Weise, im Beispielsfalle durch Ablaufenlassen der MgChSchmelze durch ein Lochblech und Vakuumdestillation, abgetrennt werden, ohne daß es erforderlich ist, das Zersetzungsgut zwischenzeitlich unter Gefahr der Verunreinigung und Wärmeverluste aus Behälter 1 zu entfernen und in ein anderes Gefäß zu verbringen. Im Beispielsfall der Anordnung der F i g. 2 fließt die ablaufende Salzschmelze (MgC12) durch den Siebtrichter 17 aus perforiertem Blech in Aufnahmebehälter 18, der Rest kondensiert nach Verdampfen ebendort und in den gekühlten Teilen der Apparatur. Die Gase werden durch Öffnungen 19 der Hochvakuumleitung 12 abgezogen. Flüssig-Festmetall-Dichtungen in Tassen 14 und 15 verhindern mit Sicherheit jeden Luftzutritt und erlauben trotz ihrer unempfindlichen rohen Eigenart ein hohes Vakuum aufrechtzuerhalten und vielmaligen Gebrauch der Apparatur ohne Störungen. Weitere Einzelteile, deren Wirkungsweise aus ihrer Bezeichnung hervorgeht, sind: Temperaturmeßstellen 22, Kühlelement 23 der Behältertasse, Ofen 24 mit Heizelementen, Wärmeisolierung und 25 Heizelemente und Kühlelemente nebeneinander, alternativ nacheinander benutzbar, Vakuumanschluß 27 für Druckentlastung des Behälters 1, Stromdurchführung 28, Kühlung 29.
  • Naturgemäß ist die in F i g. 1 und 2 lediglich zum besseren Verständnis des allgemeinen Erfindungsgedankens ausdrücklicher beschriebene Durchführungsform der vorliegenden Erfindung in sich modifizierbar. So kann man im oben angeführten Beispielsfalle auch mit einer das zu reduzierende Metallhalogenid enthaltenden Salzschmelze arbeiten, zu welcher längere Zeit kontinuierliche oder unterbrechend- von oben kommender Metallhalogeniddampf zugeleitet wird und an Stelle eines reinen reduzierenden Metalls können reduzierende Legierungen angewandt werden.
  • Mittels einer im Zustand des Flüssigseins der Dichtungsmetalle in ausreichender Länge in sich verschiebbaren und ausreichend langen Dichtungstasse, wie im Falle der obenerwähnten Tassen 8 und 13, kann man beispielsweise während des Betriebs je nach Zweckmäßigkeit und Wunsch Dampfleitrohre bzw. Zuführungsorgane für andere, auch flüssige oder feste Stoffe, in eine metallische oder in eine Salzschmelze oder in ein leeres Gefäß beliebig und veränderlich tief einführen.
  • Mit Hilfe der gemäß vorliegender Erfindung während des Gewinnungsprozesses anzuwendenden Verschlußmaßnahmen kann man nützliche, z. B. auf die angeführte Weise verschiebbare und beweglich gemachte oder unbewegliche Apparatebestandteile, zweckmäßige Organe, z. B. Elektroden, Stromdurchführungen, Kühl- und Heizmitteldurchführungen, auch soweit solche beträchtliche Querschnitte für ihre Durchführung durch irgendwelche Wände erfordern, betätigen bzw. anmontieren, abmontieren, ohne beispielsweise im Falle des Ansetzens eines Hochvakuums oder eines hohen Differenzdruckes einer unvermeidlichen Undichtigkeit zu unterliegen. Beispielsweise unter Anwenden von Anordnungen, welche den Tassen 5 und 15 oder 8 und 13 der lediglich als Beispiel gegebenen F i g. 1 und 2 ähnlich sind, oder von anderen der jeweiligen Verfahrensmodifikation angepaßten Anordnungen, welche die Maßnahmen der vorliegenden Erfindung anzuwenden erlauben, lassen sich Elektrodendurchführungen (z. B. zwecks erfindungsgemäßer Aufarbeitung durch elektrolytisches Zersetzen der erfindungsgemäß in das Verfahren einzusetzenden Stoffe, wie von Verbindungen von schwierig schmelzbaren Metallen und Elementen, beispielsweise durch Zersetzen von schmelzflüssigen Salzen in einer für die Erfordernisse einer Elektrolyse in an sich bekannter Weise fachmännisch auszubildenden Apparatur unter Abscheiden von Luft- und feuchtigkeitsempfindlichen Stoffen zwecks deren gemäß vorliegender Erfindung zu betreibender Gewinnung) vorteilhaft realisieren, ohne daß Undichtigkeit, z. B. im Falle des Ansetzens eines Hochvakuums oder beträchtlichen Differenzgasdrucks, zu befürchten sind. Auch ist es beispielsweise bei einer mittels an sich bekannter Elektrolysezersetzung arbeitenden Durchführungsform des Verfahrens vorliegender Erfindung vorteilhafterweise nicht unbedingt notwendig, ein bei einer Elektrolyse gebildetes Gut aus dem Elektrolysierraum vor seiner Reinigung oder Abtrennungsbehandlung zu entfernen, indem beispielsweise Elektroden mittels der erfindungsgemäß anzuwendenden Maßnahmen völlig dicht durch irgendwelche Apparatewände durchgeführt werden und in diesem Fall der Auf arbeitungsraum, d. h. der auch als Abtrennungsraum dienende Zersetzungsraum hochvakuumdicht gegenüber der gewöhnlichen Atmosphäre oder gegenüber anderen Räumen der für das Gewinnungsverfahren angewandten Apparatur abgesperrt werden kann. Weiter können beispielsweise mittels der erfindungsgemäß anzuwendenden Maßnahme beispielsweise in irgendeinem Stadium des nach irgendeinem bekannten Aufarbeitungsprinzip und erfindungsgemäß damit zu verbindenden Maßnahmen arbeitenden Verfahren der vorliegenden Erfindung irgendwelche Elektroden bzw. erfindungsgemäß zu verarbeitendes Gut leicht vom Aufarbeitungsraum entfernt, z. B. daraus herausgehoben und auch jeweils wieder völlig dicht mittels der erfindungsgemäß anzuwendenden Maßnahmen in einer Aufarbeitungsapparatur, z. B. Elektrolyseapparatur oder in einer thermisch dissoziierend arbeitenden Apparatur bzw. in einer nach unten bekannten Aufarbeitungsprinzipien arbeitenden Apparatur einmontiert bzw. eingebracht werden und dort das erfindungsgemäße Gewinnungsverfahren durchgeführt bzw. weitergeführt werden.
  • Auch steht, beispielsweise im Falle der oben (lediglich beispielhaft) beschriebenen Anwendungsart der vorliegenden Erfindung, nichts im Wege, eine Hochvakuumleitung über eine erfindungsgemäß anzuwendende gesonderte Flüssig-Fest-Dichtung schon während eines Zersetzungsvorganges mit einem Zersetzungsraum zu verbinden und zunächst die Verbindung mittels des Stadiums der Schließstellung des erfindungsgemäß anzuwendenden Verschlußverfahrens zu sperren und vom Augenblick des -Hachvakuumbedarfs und dann freizugeben; so daß es auch eines nur kurzzeitigen öffnens. des Reaktionsraumes nach dem Zersetzungsvorgang vor der weiteren Aufarbeitung des Gutes überhaupt nicht mehr bedarf.
  • Ebenso kann erfindungsgemäß in anderen Anordnungen Umschleusen von Zersetzungserzeugnissen, Eingangsstoffen, Endstoffen; Hilfsstoffen oder apparativen Hilfsorganen oder Gefäßen von einem Behälter in einen anderen mit Hilfe der erfindungsgemäß während eines Gewinnungsprozesses anzuwendenden Dicht- und Verschließmaßnahmen erfolgen. Schließlich ist halbkontinuierliches oder kontinuierliches Arbeiten mit heißbleibenden Apparaten unter Ein- und Austragen von Eingangs- und Endstoffen mit Hilfe des Abschließverfahrens vorliegender Erfindung erheblich leichter möglich, - als dies bisher bei den bekannten Verfahren der Fall war.
  • Das Verschließverfahren vorliegender Erfindung ermöglicht darüber hinaus, wie durch obiges Ausführungsbeispiel explizite, nicht darauf beschränkend, belegt ist, die Durchführung von Prinzipien eigenartiger chemischer Verfahren, die gegenüber bisherigen Arbeitsweisen entweder neu sind oder die zwar schon angestrebt, jedoch infolge ungelöster Abdichtungs-; Stoffzu-, Stoffabführungsprobleme sowie Umschleusprobleme, Werkstoffschwierigkeiten -in die Praxis keinen Eingang fanden oder aus denselben Gründen bisher von vornherein aussichtslos erschienen. Der Bereich der vom Fachmann mit Hilfe vorliegender Erfindung praktisch durchführbaren Verfahrensmodifikationen bei der Verarbeitung Luft- und feuchtigkeitsempfindlicher Stoffe wird - wie oben glaubhaft gemacht -ist - erweitert und die Technik dadurch auch zu in anderen Hinsichten neuen Verfahrenswegen. angeregt.
  • Das Verfahren vorliegender Erfindung kann außer zur Gewinnung von Metallen im Rahmen fachmännisch anpassenden Arbeitens- zur Gewinnung anderer luftempfindlicher Stoffe und auf die Gewinnung derselben aus Oxyden oder anderen halogenidischen oder nichthalogenidischen Stoffen vorteilhaft angewandt werden, und ebenso kann es für physikalische Aufarbeitungsmethoden, wie der Elektrolyse, thermischen Dissoziation und energieintensiver Umsetzungen, wie mittels Hochspannungsentladungen, Hochfrequenz-und Induktionsbehandlungen oder Lichtbogenschmelzvorgänge angewandt werden.
  • Im Gegensatz zu den eingangs erwähnten bekannten, an Hochtemperaturöfen befindlichen Abstichverschlüssen, welche eine große Masse eines den Raum neben dem Abstichverschluß erfüllenden und im wesentlichen aus Flüssigkeiten bestehenden Sumpfes auszulaufen verhinderten und welche einen völlig gasdichten Abschluß eine Aufarbeitungsraumes bei erheblichen Druckunterschieden, geschweige denn einen häufig- betätigbaren hochvakuumdichten Verschluß, gegenüber der Atmosphäre nicht herbeiführten, genügen beim Verfahren vorliegender Erfindung bereits geringe und kleinste Mengen flüssigen Metalls, um insbesondere auch mit Gas von sehr erheblich verschiedenem Druck erfüllte oder unter erheblichem Vakuum stehende Räume, Ofenteile, Verbindungswege verhältnismäßig großer Querschnitte völlig gasdicht in häufig wiederholbarer Weise sicher gegeneinander oder- gegen die gewöhnliche Atmosphäre absperren. Dies war bekannten Beschreibungen jener Abstichverschlüsse nicht zu entnehmen. Insbesondere können die Verfahren der Erfindung angewandt werden auf die Durchführung von Herstellungs- oder Aufarbeitungsverfahren, bei denen man Metallhalogenide gasförmig oder schmelzflüssig oder metallothermisch oder elektrolytisch oder thermisch dissoziierend zersetzt und/oder entstandenes Zersetzungsgut trennend oder reinigend weiter aufarbeitet.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Verfahren vorliegender Erfindung ist die anzuwendende Menge des mit dem erstarrten Mittel während der Verschließwirkung in unmittelbarer Berührung zu haltenden flüssigen Mittels gegenüber dem Volumen des Verbindungswegs zwischen den gegeneinander abzusperrenden Räumen nicht verhältnismäßig viel größer, z. B. nicht mehr als höchstens das 20fache, vorzugsweise höchstens das Doppelte- des Verbindungswegs oder wesentlich weniger als das Volumen des Verbindungswegs.
  • Unter Benutzen der Verfahrensmaßnahmen und Lehren vorliegender Erfindung können insbesondere bekannte und neue Verfahren und Kombinationen von Verfahren zur Herstellung schwierig schmelzbarer Metalle und Elemente, wie Zr, HI, Ti, Be, B, Ta, Mo, Nb, Ga, Si, Erdalkalimetalle, wie Ca, Mg und deren Legierungen,. -Suboxyde, wie SiO und einige Carbide, wie Mg-carbid und andere Luft- und feuchtigkeitsempfindliche - Stoffe, einschließlich der Aufarbeitung von Zwischenprodukten durchgeführt werden. _

Claims (9)

  1. Patentansprüche: . 1. Verfahren zum völlig gasdichten Abschließen von Räumen oder Leitungen gegenüber der Außenatmosphäre oder anderen Räumen, welche unter Hochvakuum bzw. unter wesentlich verschiedenen Gasdrücken stehen, durch zwischen die Räume oder Leitungen einführbare Dichtmittel, welche teils im flüssigen, teils im festen Aggregatzustand wirksam sind, dadurch g e -k e n n z e i c h n -e t, daß -man bei der Durchführung von Verfahren zur Gewinnung luftempfindlicher und feuchtigkeitsempfindlicher Stoffe- ein flüssiges Mittel (z. B. geschmolzenes Metall) in unmittelbarer Berührung mit einem darunter befindlichen flüssig gewesenen, alsdann erstarrten Mittel hält, wobei die Schmelztemperatur (Erstarrungstemperatur) des flüssigen Mittels höher ist als diejenige Temperatur; welche das erstarrte Mittel (bzw, erstarrte Metall) während der Verschließwxrkung aufweist.
  2. 2. Verfahren zum Abschließen von Räumen oder Leitungen gegenüber der Außenatmosphäre oder anderen Räumen, welche unter Hochvakuum bzw: unter wesentlich verschiedenen Gasdrücken stehen, durch zwischen die -Räume oder Leitungen-einführbare Dichtmittel, welche teils im flüssigen, teils im festen Aggregatzustand wirksam sind, dadurch gekennzeichnet, daß man bei der Durchführung von Verfahren zur Gewinnung luftempfindlicher und feuchtigkeitempfindlicher Stoffe ein flüssiges Mittel (z. B. geschmolzenes Metall in unmittelbarer Berührung mit einem daneben, z. B. in einer waagerechten Rohrstrecke (Sperrstrecke) befindlichen flüssig gewesenen, alsdann erstarrten Mittel hält, wobei die Schmelztemperatur (Erstarrungstemperatur) des flüssigen Mittels höher ist als diejenige Temperatur, welche das erstarrte Mittel (bzw. erstarrtes Metall) während der Verschließwirkung aufweist.
  3. 3. Verfahren nach Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erfindungsgemäß anzuwendende Art des Absperrens eines Raumes gegenüber einer zu einer Vakuumpumpe führenden Leitung vorgenommen wird.
  4. 4. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man einen Raum gegenüber Leitungen absperrt, durch welche Dämpfe einer zu reduzierenden Metallverbindung und/oder Reduktionsmittel beliebigen Aggregatzustandes und/oder Inertgas vor, während oder nach einem Zersetzungsvorgang zugeführt werden.
  5. 5. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als flüssig während der Abschließperiode in Berührung mit erstarrtem Metall zu haltende Metalle solche angewendet werden, welche sich bei Zimmertemperatur in festem Zustand befinden.
  6. 6. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 5, angewandt zwecks Durchführen eines Gewinnungsverfahrens der Art, daß man ein Zersetzungserzeugnis im selben Behälter weiter aufarbeitet, in dem man die Zersetzung vorgenommen hat.
  7. 7. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß man ein während der Verschließwirkung mit dem erstarrten Mittel (Metall) in unmittelbarer Berührung zu haltendes flüssiges Mittel (Metall) anwendet, welches einen Schmelzpunkt zwischen 0 und l300° C aufweist. B.
  8. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man einen unter beträchtlichem Vakuum oder Hochvakuum stehenden Raum gegen die Atmosphäre absperrt, wobei das im Verschlußzustand in Berührung mit einem festen Mittel (Metall) gehaltene flüssige Mittel (Metall) sich auf der Seite der gewöhnlichen Atmosphäre oder unter einem Schutzgas befindet.
  9. 9. Verfahren nach Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man das Festwerden des zur Erstarrung zu bringenden Mittels, Metalls bzw. der zur Erstarrung zu bringenden Legierung durch Kühlmaßnahmen, einschließlich Tiefkühlmaßnahmen bewirkt.
DE1960Z0008466 1960-12-16 1960-12-16 Verfahren zum Abschliessen von Raeumen oder Leitungen bei der Gewinnung von luft- und feuchtigkeitsempfindlichen Stoffen Pending DE1298719B (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1960Z0008466 DE1298719B (de) 1960-12-16 1960-12-16 Verfahren zum Abschliessen von Raeumen oder Leitungen bei der Gewinnung von luft- und feuchtigkeitsempfindlichen Stoffen

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE1960Z0008466 DE1298719B (de) 1960-12-16 1960-12-16 Verfahren zum Abschliessen von Raeumen oder Leitungen bei der Gewinnung von luft- und feuchtigkeitsempfindlichen Stoffen

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE1298719B true DE1298719B (de) 1969-07-03

Family

ID=7620508

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE1960Z0008466 Pending DE1298719B (de) 1960-12-16 1960-12-16 Verfahren zum Abschliessen von Raeumen oder Leitungen bei der Gewinnung von luft- und feuchtigkeitsempfindlichen Stoffen

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE1298719B (de)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR847196A (fr) * 1937-12-09 1939-10-04 Ig Farbenindustrie Ag Procédé pour la production de zirconium métallique
DE705645C (de) * 1937-06-18 1941-05-05 I G Farbenindustrie Akt Ges Verfahren zum Herstellen von metallischem Beryllium

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE705645C (de) * 1937-06-18 1941-05-05 I G Farbenindustrie Akt Ges Verfahren zum Herstellen von metallischem Beryllium
FR847196A (fr) * 1937-12-09 1939-10-04 Ig Farbenindustrie Ag Procédé pour la production de zirconium métallique

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2804964B1 (de) Verfahren und vorrichtung zur vakuumdestillation von hochreinem magnesium
DE1262319C2 (de) Verfahren zur Behandlung von Metallschmelzen
DE2237378A1 (de) Verfahren zur gewinnung eines metalles durch reduktion einer metallverbindung in einem bogenentladungsplasma
DE2926194C1 (de) Giessvorrichtung zur Herstellung metallischer Gussstuecke mit orientierter Struktur
DE1065625B (de) Rückgewinnung von Fluoriden aus gebrauchten Aus kleidungen von Alumimumreduktionszellen
DE2110274B2 (de) Vorrichtung zum einschmelzen von metallschwamm durch inerte gasplasmen
DE1298719B (de) Verfahren zum Abschliessen von Raeumen oder Leitungen bei der Gewinnung von luft- und feuchtigkeitsempfindlichen Stoffen
DE1118172B (de) Verfahren zur Behandlung von Silicium
DE2504610C3 (de) Verfahren zur Herstellung von metallischem Zirkonium
DE2044402A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Metalls mittels Reduktion aus zumindest einem seiner Halogenide durch Calcium karbid sowie Einrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens zwecks Herstellung eines fluchtigen Metalls
DE102019106014A1 (de) Verfahren und einrichtung zum entschlacken metallurgischer schmelzen
DE3030738C2 (de) Verfahren zum kontinuierlichen Gießen von Kupfer
DE1583904C3 (de) Verfahren zur technischen Gewinnung und Reinigung von Titan, Zirkonium oder Hafnium in Schwammform
DE1032553B (de) Verfahren zur Entgasung von fluessigen Schmelzen und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens
DE1084923B (de) Vorrichtung zur Herstellung von Titanschwamm
DE2933065A1 (de) Verfahren zur herabsetzung der lithiumkonzentration in aluminiumschmelzen
DE1040259B (de) Vorrichtung zur Herstellung von Titanmetall
DE3315527A1 (de) Oefen zur kombinierten metallreduktion und -destillation
DE1583920C (de) Verfahren zur Gewinnung von Metallen durch Reduktion ihrer Halogenide
AT29105B (de) Verfahren zur Entzinnung von Weißblechabfällen mittelst Chlors.
DE640649C (de) Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von fein verteiltem Zink
DE915154C (de) Verfahren zur elektrothermischen Gewinnung von Magnesium
DE536272C (de) Presse zum Herstellen von nahtlosen Bleirohren, insbesondere von Kabelmaenteln
DE1191110B (de) Verfahren zur Herstellung von Aluminium aus aluminiumhaltigem Material durch Subhalogenid-Destillation
AT201300B (de) Verfahren und Vorrichtung zur Gewinnung von Metallen durch Dissoziation ihrer Carbide