DE1433361B - Verfahren zur Herstellung von hoch dispersem Karbonyleisenpulver - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel- 302 bis 312°C, in der mittleren Zone 285 bis 298⁰C

lung von hochdispersem !Carbonyleisenpulver durch und in der unteren Zone 275 bis 282° C.

thermische Zersetzung von Eisenpentakarbonyldämp- Es wurde festgestellt, daß von der Verteilung der

fen in Gegenwart von gasförmigem Ammoniak, bei Temperaturen über die Höhe des Reaktors verteilt

dem die Eisenpentakarbonyldämpfe von oben in 5 die Teilchengröße des Eisenpulvers, dessen chemische

einen Reaktor eingeleitet werden. Zusammensetzung und folglich dessen elektromagne-

Das nach der Erfindung hergestellte hochdisperse tische Eigenschaften abhängig sind. Die Temperatur !Carbonyleisenpulver dient als wertvolles ferromagne- der oberen Zone des Reaktors beeinflußt entscheidend tisches Material für die Herstellung von magnet- die Teilchengröße des Pulvers, in dem diese bei dielektrischen Kernen und gelangt in der Radio- io steigender Temperatur abnimmt, und nimmt keinen technik und der Drahtfernmeldetechnik zur An- merklichen Einfluß auf die chemische Zusammenwendung, setzung der Teilchen. Die Temperatur der unteren

Zur Herstellung von hochdispersem Karbonyl- Zone übt auf die Dispersität des Pulvers praktisch

eisenpulver ist ein Verfahren bekannt, bei dem Eisen- keinen Einfluß aus, sie bestimmt aber dessen Gehalt

pentakarbonyl aus der Dampfphase in Gegenwart 15 an Kohlenstoff und Stickstoff und folglich die Größe

von Ammoniak bei zunehmenden Temperaturgra- des Hystereseverlustfaktors im Rayleighschen Bereich

dienten in horizontalen oder vertikalen Reaktoren (Öht)· So führt die Temperatursenkung in der unteren

gemäß der Gleichung Zone des Reaktors von 320 bis auf 234° C zur

Verringerung des Kohlenstoffgehaltes des Pulvers

π (no* ρ· _ι_ς<-η 20 von 0,78 auf 0,62% und des Faktors (dm) von

Fe(CO)₅ = Fe + 5 CO 0,21 · ΙΟ-³ auf 0,07 · ΙΟ"³.

Bei einem Temperaturverlauf mit vom oberen zum

zersetzt wird. unteren Teil des Reaktors fallender Tendenz nimmt

Die Durchführung des Verfahrens in horizontalen die Intensität der Konvektion des Reaktionsgases

Reaktoren führt zu einer großen Menge kompakten 25 in diesem (eines Gasgemisches, welches infolge der

Eisens, und das anfallende Karbonyleisenpulver ist Zersetzung des Eisenpentakarbonyls entsteht) wesent-

durch Beimengungen von festem Kohlenstoff ver- lieh ab, was zur Herstellung disperser und schwach

unreinigt. aufgekohlter Pulver führt.

Die Durchführung des Verfahrens in vertikalen

Reaktoren führt nicht zu hochdispersem Pulver, das 30

gleichzeitig schwach kohlenstoffhaltig ist und die B e i s ρ i e 1 1
erforderlichen elektromagnetischen Eigenschaften aufweist. Um dies zu erreichen, müssen zusätzliche Ver- Flüssiges Eisenpentakarbonyl in einer Menge von fahrensschritte durchgeführt werden, insbesondere die 10 1/Std. wird auf 106⁰C in einem Verdampfer erhitzt Separation des Pulvers und dessen Wärmebehandlung 35 und in Form von Dämpfen (zusammen mit dem im Wasserstoffstrom. Ein derartig hergestelltes Karbo- gasförmigen Ammoniak in einer Menge von 412 1/Std.) nyleisenpulver erfüllt zwar die geforderte Güte, die in den Reaktor für thermische Zersetzung von etwa Ausbeute beträgt jedoch lediglich 2 bis 3 % des 4 m Höhe und 0,75 m Durchmesser geleitet. Der Gewichtes der anfallenden Produkte. Reaktor ist mit einer Sektionselektroheizung ver-

Ferner ist ein Verfahren zur Herstellung von stick- 40 sehen, so daß in diesem folgende Temperaturverstoff haltigem Eisenpulver, insbesondere für magne- teilung eingehalten wird: oben 303 bis 305⁰C, in tische Kerne, bekannt, bei dem Eisenkarbonyldampf der Mitte 285 bis 29O⁰C und unten 275 bis 28O⁰C. und Ammoniak, gegebenenfalls unter Zusatz eines Im Ergebnis entspricht das Karbonyleisenpulver, das Verdünnungsgases, in einem geschlossenen Reaktor aus dem Filter in einer Menge von 18 bis 21 % von zersetzt weiden. Bei diesem Verfahren wird die 45 der gesamten anfallenden Pulvermenge ausgetragen Temperatur im unteren bzw. Bodenteil des Reaktors wird, der Qualität der Pulver für Drahtfernmeldeum mindestens 50° höher gehalten als im übrigen technik (s. Tabelle).
Teil des Reaktors. Der Karbonyldampf wird bei
diesem Verfahren von oben in den Reaktor eingeführt. Das Verfahren nach der vorliegenden Erfin- 50 B e i s ρ i e 1 2
dung unterscheidet sich von diesem bekannten Verfahren dadurch, daß mit von oben nach unten sin- .Flüssiges Eisenpentakarbonyl in einer Menge von kendem Temperaturgradienten gearbeitet wird. 391/Std. wird auf 108,5⁰C in einem Verdampfer

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe erhitzt und in Form von Dämpfen (zusammen mit zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung von Karbo- 55 dem gasförmigen Ammoniak in einer Menge von nyleisenpulver anzugeben, bei dem ohne zusätzliche 16291/Std.) in den Reaktor -für thermische ZerBehandlung ein Pulver erhalten wird, das von hoher setzung von etwa 5 m Höhe und 1 m Durchmesser Qualität in bezug auf die Teilchengröße und ins- geleitet. Der Reaktor ist mit einem Mantel mit Gasbesondere auf das Hystereseverhalten ist. beheizung ausgerüstet; das in zwei Einführungen

Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren der 60 durch Regeleinrichtungen eintretende Gas umströmt

eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch durch eine Schraubenspirale die Oberfläche des

gekennzeichnet, daß in dem Reaktor drei Tempe- Apparates und tritt dann zuerst in einen Stutzen

raturzonen mit in Strömungsrichtung der Eisenpenta- und dann auch in einen anderen aus. Dies bringt

karbonyldampfe sinkenden Temperaturgradienten, die mit sich folgende Temperaturverteilung: oben 308

zwischen der oberen und der unteren Zone 25 bis 65 bis 311°C, in der Mitte 287 bis 298°C und unten

30⁰C betragen, eingestellt werden. 278 bis 282⁰C. Im Ergebnis erhält man am Filter

Vorteilhafterweise werden folgende Temperaturen 17 bis 20% Pulver (Angaben sind in der Tabelle

in den drei Zonen eingehalten: In der oberen Zone angeführt).

".'■■'■ ³ '. '. ' ■■ ■ ' . ⁴ ' ■: ■ Elektromagnetische Charakteristik des Karbonyleisenpulvers, hergestellt in Versuchsreaktoren

Elektromagnetische
Parameter

Dimension Bezeichnung

Beispiel 1 Beispiel 2

Magnetische Anfangspermeabilität —

Hystereseverlustfaktor im Rayleighschen Bereich*

Verlustfaktor für magnetische Viskosität und Wirbel-

- ■·. ströme (Foucault-Ströme)*

Hystereseverlustfaktor im Anfangsbereich der Magnetisierung* ....

Temperaturkoeffizient der magnetischen Anfangspermeabilität

Relative Güte zylindrischer Kerne bei einer Frequenz von 5 MHz ... .■ .......·...

Effektive magnetische Permeabilität bei einer Frequenz von 5 MHz

Relative Güte zylindrischer Kerne bei einer Frequenz von 50 MHz :

Effektive magnetische Permeabilität bei einer Frequenz von 50 MHz .'

* Einzelverlustfaktoren.

G/Oe M₀
<W · 10-³

<V ·10-⁹

'A₀'- ΙΟ"³
ΤΚμ · 10-·

Orel

11 bis 12
0,05 bis 0,10

0,5 bis 1,0 λ
0,04 bis 0,16
von +20 bis —50
^,05
-3,05
0,98
1,70

11 bis 13

;.;l,0 V
0,2

50 ;

2,00

Λ 3,00

0,95

1,60

Das nach der vorliegenden Erfindung hergestellte hochdisperse und schwach aufgekohlte Karbonyleisenpulver eignet sich wegen der geringen Werte der Einzelverlustfaktoren für Drahtfernmeldetechnikanlagen und wegen der hohen Werte der relativen Güte und der effektiven magnetischen Permeabilität in einem breiten Frequenzbereich für radiotechnische Zwecke, wie es die in der Tabelle enthaltenden Angaben gut charakterisieren.

Claims (2)

35 Patentansprüche: t

1. Verfahren zur Herstellung von hochdispersem Karbonyleisenpulver durch thermische Zersetzung von Eisenpentakarbonyldämpfen in Gegenwart von gasförmigem Ammoniak, bei dem die Eisenpentakarbonyldämpfe von oben in einen Reaktor eingeleitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Reaktor drei Temperaturzonen mit in Strömungsrichtung -der Eisenpentakarbonyldämpfe sinkenden Temperaturgradienten, die zwischen der oberen und der unteren Zone 25 bis 30⁰G betragen, eingestellt werden.

2. Verfahien nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in den Zonen folgende Temperaturen eingehalten werden: in der oberen Zone 302 bis 312°C, in der mittleren Zone 285 bis 298 ⁰C und in der unteren Zone 275 bis 282° C.