DE138368C

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Publication number: DE138368C
Application number: DENDAT138368D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, um auf sowohl billige als auch einfache Weise Alkalimetall zu gewinnen. Das Verfahren besteht im Wesentlichen darin, dafs man die billig und leicht zugänglichen Fluorverbindungen der Alkalien als Ausgangsproduct verwendet und diese mit Carbiden, speciell Calciumcarbid, zur Reaction bringt. Das Alkalifluor setzt sich mit Calciumcarbid leicht und bei verhältnifsmä'fsig niedriger Temperatur um. Bei geringer Steigerung der Temperatur zersetzt sich das Alkalicarbid, und es kann das Alkalimetall ohne Weiteres abdestillirt werden. Leitet man über das Reactionsproduct, um die Verbrennung zu verhindern, Stickstoff oder Ammoniak, so geht ein Teil des Alkalicarbids in die Cyanidverbindung über und kann durch Auslaugen aus dem Rückstand gewonnen werden.

Wie ersichtlich, bietet das Verfahren vor anderen, auf dieselben Endproducte hinarbeitenden den Vorteil, dafs man von leicht und billig erhaltenen Ausgangsproducten ausgehen und die ganze Operation in einem und demselben Gefäfs ohne zwischenseitige Trennung der Nebenproducte ausführen kann. Erwägt man dabei noch, dafs die Reaction rasch und glatt verläuft, so mufs zugegeben werden, dafs das Verfahren sowohl in wirtschaftlicher als auch betriebstechnischer Beziehung vor den bisherigen wesentliche Vorteile bietet.

Man verfährt vorteilhaft wie folgt:

In einer Retorte wird ein Gemenge von 64 kg Calciumcarbid und 116 kg Kaliumfluorid auf Rotglut erhitzt, indem man vorher durch Austreiben der Luft für eine sauerstofffreie Atmosphäre im Innern Sorge trägt. Die Reaction beginnt sofort, nachdem die Temperatur auf Rotglut gebracht ist, wobei die Zwischenreactionen, Bildung von Calciumfluorid und Alkalicarbid und Zersetzung des letzteren in das Alkalimetall und Kohlenstoff so schnell erfolgen, dafs sofort Dämpfe des letzteren in die Vorlage gehen. Die Herstellung einer von Sauerstoff freien Atmosphäre kann durch Evacuiren oder durch Verdampfen von leichtflüchtigen Kohlenwasserstoffen, die dem Reactionsgemisch zugesetzt werden, oder endlich durch Einleiten von Stickstoff oder Ammoniak geschehen. Im letzteren Falle entsteht in dem Destillationsrückstand Alkalicyanid. Sobald Metalldämpfe nicht mehr übergehen, ist die Reaction beendet.

An Stelle der Alkalifluoride kann man auch Alkalisilikofluorid oder Kryolith und dergl. Fluorverbindungen verwenden. Es bildet sich alsdann neben dem Alkalimetall auch noch Silicium bezw. Aluminiumcarbid, welches sich im Destillationsrückstand vorfindet. Unter Umständen haben die genannten Doppelverbindungen wegen ihrer leichten Zugänglichkeit und Billigkeit Vorteile. Das Verfahren bleibt immer dasselbe, wie bei dem obigen concreten Beispiel angeführt, und es werden auch immer äquivalente Mengen der Rohstoffe verwendet.

Die Einwirkung des Calciumcarbids auf Metallverbindungen ist bereits eingehend untersucht worden. Moissan (Chemiker-Zeitung 1897, S. 1042) fand, dafs geschmolzenes Calciumcarbid mit Metalloxyden sich umsetzt unter Bildung von Calciumoxyd und Metallcarbid, falls das letztere beständig ist. Auf diese Weise

erhielt er die Carbide von Aluminium, Mangan, Chrom, Molybdän, Wolfram, Titan und Silicium. Bei Metallen, die keine oder unbeständige Carbide liefern, bekam er das Metall bezw. eine Legirung desselben mit Calcium und Kohle. Es war dies der Fall bei Blei, Zinn und Wismuth.

Die reducirende Wirkung des Calciumcarbides auf die Oxyde der Schwermetalle untersuchten Warren (Chemisches Centralblatt 1897, ^ ^- ²²¹ aus Chem. News 75, 2 bis 3), Neumann (Chemiker-Zeitung 1900, S. 1013 und 1014) und Frölich (Chemiker-Zeitung 1901, S. 418). Die Einwirkung des Calciumcarbids auf Oxyde der Leichtmetalle bildet den Gegenstand des englischen Patents 18604 (1898). Es stellt jedoch hier das Carbid nichts weiter als den Ersatz der Kohle im alten Kaliumverfahren vor und bietet durchaus keine Vorteile. Wegen der Explosionsgefahr (Bildung von Kohlenoxydkalium) hat es auch keine technische Verwendung gefunden.

Ueber die Einwirkung von Calciumcarbid auf Fluoride finden sich nur wenige Angaben in der Literatur. Neumann kommt zu dem Schlufs, dafs die Anwendung der Schwermetallfluoride vor den Chloriden keinen Vorteil bietet, da die Einwirkung der Chloride ebenso glatt verläuft und der Preis derselben ein niedriger ist.

Nach dem amerikanischen Patente 681096 (Chem.-Zeitung 1901, S. 778) werden Carbide erhallen bei der Einwirkung eines Carbids, dessen Base eine gröfsere Affinität zu dem negativen Constituenten der angewendeten Verbindung besitzt, auf eine Metallverbindung in einem geschlossenen Bade. Es soll auf diese Weise z. B. aus Calciumcarbid und Magnesiumfluorid Magnesiumcarbid entstehen.

Ueber die Einwirkung von Calciumcarbid auf Alkalifluoride liegen keinerlei Angaben vor.

Aus allem dem ist zu ersehen, dafs es bisher nicht gelungen war, Alkalimetall, speciell Kalium, in so billiger Weise herzustellen, dafs es eine technische Verwendung finden konnte, denn die Preise für Kalium schwankten in den letzten Jahren zwischen 60 und 80 Mark pro Kilogramm. Nach dem vorliegenden Verfahren gelingt es, das Metall für einige Mark herzustellen, wodurch dasselbe der Technik zugänglich gemacht und ein grofser technischer Fortschritt erreicht sei, indem dasselbe weiteste Verwendung finden dürfte.

Claims

Patent-Anspruch :
Verfahren zur Darstellung von Alkalimetall in der Weise, dafs man Calciumcarbid mit Alkalifluorid, Alkalisilicofiuorid oder Doppelfluorid (z. B. Kryolith) in einem geeigneten Gefäfs auf Rotglut erhitzt.