DE1483147A1

DE1483147A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Zersetzung von Metallverbindungen

Info

Publication number: DE1483147A1
Application number: DE19651483147
Authority: DE
Inventors: Goodrich Charles Bruce; Head Michael David; O'neill Charles Edward
Original assignee: Vale Canada Ltd
Current assignee: Vale Canada Ltd
Priority date: 1964-12-04
Filing date: 1965-12-01
Publication date: 1969-05-14
Also published as: FR1468968A; NO116340B; US3323903A; GB1056809A; BE673235A; NL6515753A

Description

Dr. F. Zumstein - Dr. E. Assmann

Dr. R. Koenigsberger
Dipl. Phys. R. Holzbauer A 87 148 Patentanwälte

Münden 2, Bräuhau$sMie

THE INTERNATIONAL NICKEL COMPANY OF CANADA, LLMITED, Copper Cliff, Ontario, Canada

Verfahren und Vorrichtung zur Zersetzung von Metallverbindungen

vorliegende Erfindung betrifft ein Vsrfahren und eine Vorrichtung zur Zersetzung von durch Wärme zersetzbaren Metallverbindungen, insbesondere Metallcarbonylen, und ganz besonders ein Verfahren zur Zersetzung von Dämpfen von Metallcarbonylen bei hohen Produktionsgeschwindigkeiten.

Die Zersetzung von Metallcarbonylen in der Dampfphase zur Bildung von Pulvern aus den entsprechenden Metallen ist seit langem bekannt» Das Verfahren, das in weitem Umfang für viele Jahre benutzt wird, umfaßt einen stationären Zersetzer, worin der Metallcarbonyldampf, ζ. B. Eisencarbonyl oder Nikkelcarbonyl in das Oberteil einer zylindrischen Kammer eingeführt wird, und worin alle erforderliche Wärme zur Bewirkung der Zersetzung des Carbonyle durch die Seitenwandungen der Kammer derart eingeführt wird, daß die Zersetzung des

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Metallcarbonyle zu Kohlenmonoxid und dem entsprechenden Metall während dee Durchgangs der Dämpfe nach unten durch die Zersetzungekammer stattfindet« Das Produkt einer solchen Zersetzung ist ein Metallpulver hoher Reinheit. Das Verfahren ergibt jedoch nur eine verhältnismäßig geringe Produktionsgeschwindigkeit und es sind hohe Anlagekosten erforderlich, um die Vielzahl von Eintaiten bereitzustellen, die erforderlich wären, um einen Betrieb mit großen Tonnendurcheätaen zu ermöglichen. Außerdem neigen die gebildeten Pulver dazu, recht fein und scharfkantig zu sein, und derartige Pulver haben normalerweise! nicht die Flleßmerkmale, welche boi gewissen Anwendungen in der Pulvermetallurgie und anderen Anwendungen unter Verwendung von Metallpulvern gewünscht sind.

Es besteht daher eiu Erfordernis für ein verbessertes Verfahren zur Zersetzung von Metallcarbonylen aus dem Dampfzustand, v/obei eine verhältnismäßig hohe Produktionsgeschwindigkeit an Pulverprodukt erzielt wird und wobei das Pulverprodukt verbesserte Merkmale vom Standpunkt der Fließfähigkeit sowie andere Eigenschaften, wie sie bei vielen pulver- · metallurgischen Anwendungen gewünscht sind, hat.

Die Erfindung bietet ein Verfahren zur Zersetzung einer duroh Wärme zersetzbaren Metallverbindung unter Bildung von Metall, wobei teilchenförmiges Material in einem Gas, das für diesee Mittel nicht-oxydierend ist, suspendiert und zwischen

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einer Erhitsungszone und einer Zersetzungezone zirkuliert wird, und aie durch Wärme zersetzbare Verbindung in die Zereetzungszone eingeführt wird.

Ee wird daher ein Verfahren zur Zersetzung eines Metallcarbonyle von solchen Elementen, wie Nickel, Eisen, Kobalt, Chrom, Wolfram und Molybdän, auf praktisch kontinuierlicher Basis bei hoher Produfctionogesehwinäigkei"«; an zersetztem Metall bereitgestellt, dae du Ausbildung ainer Metallcar bonylzersetzungszone und einer PulversrliitzungsEone, das Zirkulieren eines Stroms von heißen gepulverter. „ in einem Gas suspendierten Material zwischen und durcV« riie ^rhitz-im Kone und dio Zersetaur-gyscma wud die Einführung einc.e von au aersetsond&m Metallcarbonyl In die Xcrwet gleichzeitig tait dem heißen rjuapundiori*.e?:i gepulverten Material aus der Erhitaungsaou« vlföra>:i;^ öflß Oie Iu iX«-w in die ZtoVKbtzviXigBZono etnlvetunn^n ßfc.j^om buk heißem suspendierten Pulver enthaltene Wä.x*mt; MetalÄcarboi'iyl in dor ZorBOtaungsisone zersetzt, ivmi'aßt. ϊω kontinuierlichen betrieb flet; Sjat werden, das Pulvorprodukt xinö <1hs Kohlcinuaiioxyd vorteilhai« terweiee aus dem zirkulierenden. Bt^om mit (;iner Geschwindigkeit entfernt, die auf.Gewichtsbasis praktisch der Geschwin digkeit der Einführung von Mötallcarbonyl 6l⁶i«ö ist.

Weiterhin betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Zersetzung von Metallcarbonyl bei hober Produlctionsgeschwindig keit, welche eine Zersetzungskammor, eine Erhitzungskammer_t

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Leitungsmittel, welche diese Erhitzungskammer und die Zer~ setaungskammer verbinden, Zirkulationsmittel, welche in den Leitungen!tteln liegen, um einen Strom von gepulvertem Material , suspendiert in einem Gas, zwischen der Zersetzungskammer und der Erhitzungskamraer im Kreislauf zu führen, und Mjschrorrichtungen zum Mischen eines Stroms von Metallcarbonylen und eines Stroms von gepulvertem, in Gas suspendiertem Material, neben den Eintritfcspunkten dieser Ströme in die Zei-setsungskammer, umfaßt.

Im Betrieb des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es vorteilhaft s die Zersetzung von in die Zersetzungskamraer eingeführtem läetallcarbonyl praktisch bis zur Beendigung darin durchzuführen. Es ist auch vorteilhaft, die Fließgeschwindigkeit von gepulvertem Material, das im zirkulierenden Gas, im allgemeinen Kohlenmonoxid, suspendiert ist, bei einer ausreichend hoaen Geschwindigkeit zu halten, um das gepulverte Material im Gas in Susponsion zu haiton. Um die Zersetzung von Metallcarbonyl im Zersetzer bis zur Beendigung durchzuführen, kann der Querschnitt des Zersetzers im Vergleich zum Querschnitt des zirkulierenden Stroms von mit Pulver beladenem Gas so vergrößert werden, daß die Anordnung der zur Einführung der Materialien in den Zersetzer verwendeten Düsen erleichtert und die Geschwindigkeit von Gas durch den Zersetzer verringert wird. In Abhängigkeit von anderen praktischen Betriebebedingungen, einschließlich dem Gehalt des Gases an teilchenförmigen! Material, der Be sch ickungs ge schwin-

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digkeit an Metallcarbonyl und dgl., kann eine Zunahme im Querschnitt in der Zersetzerkaramer selbst unnötig sein.

Sie zur Bewirkung der Zersetzung von Metallcarbonyl im Zersetzer erforderliche Wärme wird vor allem durch Wärmeaustauscher, außerhalb des Zersetzers, an den zirkulierenden Strom von in Gas suspendiertem gepulverten Material abgegebene Sie zur Zersetzung des Metallcarbonyle im Zersetzer erforderliche Wärme wird zwischen den erhitzten Teilchen und dem Carbonyl im Zersetzer ausgetauschte

Sie Einführung von suspendierten Teilchen, welche metallisches Pulver oder nicht-metallisches Pulver mit einem Schmelz punkt über der Temperatur in der Pulvererhitzungszone sein können, erhöht die Wärmekapazität des Gaostroms in hohem Maß im Vergleich zu einem entsprechenden Gasstrom ohne suspendierte Teilchen. Zu zufriedenstellenden Metallpulvern gehören Nickel, Eisen, Chrom, Kupfer, Aluminium, Magnesium, Silicium und dglt, und zu zufriedenstellenden nicht-metallischen Pulvern gehören Aluminiumoxyd, Magaesiumoxyd, Silicium« dioxyd, Thoriumoxyd, Graphit, hochschmelzende Carbide, Nitride, Silicide, Boride und dgl. Im allgemeinen hat das im zirkulierenden Gasstrom teilchenförmige oder gepulverte Material einen solchen Bereich von Teilchengrößen, daß es im Gasetro« suspendierbar und durch den Gasstrom transportierbar ist. So können die Teilchen im zirkulierenden Gasstrom Teilchengrößen In Bereich von Submlkrongröße bis zu etwa 50 μ

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ζ. B. etwa 0,01 μ bis etwa 20 ρ,Und vorteilhafterweise etwa 0,1 - 10 ρ, aufweisen. Die Teilchenbeladungen im zirkulierenden Gasstrom können recht hoch sein, beispielsweise bis zu etwa 40 : 1 auf Gewichtsbasis, je nach den praktischen Betriebsbedingungen, einschließlich der Teilchendichte, der Teilchengröße, dar Gasgeschwindigkeit in der Leitung außerhalb des Zersetzers und dgl. Vorteilhafterweise wird die Pulverbeladung im zirkulierenden Kohlenmonoxydstrom im Falle von Nickel- oder Eisenpulver mit einer Teilchengröße von etwa 1 bis etwa 10 ρ bei einem Gewichtsverhältnis von Pulver zu Gas von zumindest etwa 1 : 1 bis zu etwa 40 .· 1 oder 50 j 1 gehalten.

Per Betrieb des Systems zur Erzielung eines Metallüberzuges von nicht-metallischem Pulver ergibt ein Zirkulationssystem, v/orin eine große Mehrzahl der im Kreislauf umlaufenden Teile mit Metall aus der Zersetzung von Metallcarbonyl bedeckt sind. Nur die neue Beschickung des Systems ist nicht mit Metall überzogene Wenn man Metallpulver, wie Eisen- oder Nickelpulver« erzeugen will, wird der Betrieb mit einem im Kreislauf umlaufenden Strom des gewünschten Metallpulvers begonnen« worauf die Abscheidung von Metall auf das erhitzte Metallpulver erfolgt, wenn die erhitzten Metallteilchen durch den Zersetzer wandern. Zusätzlich werden weitere Metallkerne in Zersetzer gibildet. Semgemäß kann die Abtrennung des gewünschten Produktes erzielt werden, indes das im zirkulierenden Gasstrom getragene Metallpulver klassiert wird, so daß

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Teilchen daraus entfernt werden_t wenn die gewünschte Teilchengröße erreicht ist. Es wurde gefunden, daß auf diese
Weise hergestellte Metallpulver verbesserte Fließmerkmale haben im Vergleich zur üblichen Art von Metallpulvern, die aus der Zersetzung von Metallcarbonyl stammen.

Wie schon erwähnt, wird die Zersetzung des Metallcarbonyle im Zersetzer praktisch vollständig bewirkt» Auf diese Weise kann der Strosi von alt Pulver beladenem Gas, der aus dem Zersetzer entfernt wird, durch den Wärmeaustauscher unter solchen Bedingungen geführt werden» daß keine Bedeckung des
Wärmeaustauschers und der zugehörigen Vorrichtung erfolgt. Es ist ersichtlich^ daß die Produktionsgeschv/lndigkeit von der Wärme abhängt« welche dew üersetser durch das Medium
der erhitzten Metailteilchen odar der mit Metall überzogenen Teilchen, die im zirkulierenden Gasstrom getragen werden, zugeführt wird. Demgemäß wird die Geschwindigkeit der Zufuhr von zu zersetzendem Metallcarbonyl mit dem Wärmeinhalt des mit Teilchen belaclenea Geestroms, der mit dem Metallcarbonyl im Zersetzer gemischt wird, koordiniert. Es ist
ersichtlich, daß in den den Zersetaer verlassenden erhitzten Teilchen ein beträchtlicher Wäraeinhalt verbleibt und daß es demgemäß nur im Wärmeaustauscher erforderlich ist, den zirkulierten Strom von mit Teilchen beladenem Gas auf die gewünschte Temperatur zur Wiedereinführung des Stroms in
den Zereetzer zu erhitzen.

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Das erfindungsgemäße Vorfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung können auf praktisch kontinuierlicher Basis oder ansatzweise betrieben weröan. üa Fall der Herstellung von chrom-, wolfram- und/oder molybädnhaltigen Pulvern, kann der ansatzweiae Betrieb vorteilhaft sein, da die die zirkulierende Pulverbeladung ausmachenden Teilchen mit chrom-, wolfram- oder molybdänhaltigera Metall aufgebaut werden können, und wenn die gewünschte Menge an solchem Metall auf den Teilchen in der zirkulierenden Pulverbeladung abgeschieden ist, die Metallcarbonylbeschickung von einer die Carbonyle von Chromt Wolfram oder Molybdän enthaltenden Beschickung zu einer Beschickung umgeschaltet werden kann, welche nur die Carbonyle von Eisen und/oder Nickel enthält, um einen Endüberzug oder eine Auflage auf dem zirkulierenden Pulver zu erzeugen, so daß das Pulver vor Oxydation der oxydierbaren Bestandteile nach Entfernung aus der Vorrichtung geschützt; ist.

Das im zirkulierenden mit Pulver beladenen Strom verwendete Gas ist im allgemeinen Kohlenmonoxyd. In gewissen Fällen können bis zu großexen Mengen, bezogen auf das Volumen, an anderen Gasen oder Gasgemischen, welche im wesentlichen nicht-oxydierend für das Metallprodukt der Zersetzung sind, z. B. Ammoniak, Stickstoff, Wasserstoff, ein Gemisch von Kohlendioxyd und Kohlenmonoxyd, ein Gemisch von Wasserstoff und · Wasserdampf und dgl., verwendet werden.

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Bine weitere Arbeitsweise zur Einführung von festem Metallcarbonyl in den Zersetzer gemäß der Erfindung umfaßt die Einführung solcher Carbonyle, z. B. der Carbonyle von Kobalt, Chrom, Wolfram und Molybdän, Eisenenneacarbonyl QfegCCO)«*^ Eisentetracarbonyl JjPe(GO)Jx, Kobaltammoniakkobaltcarbonyl (oo(BH.)g} JCo(OO)J₂I suspendiert als verwirbelter Strom in einem nioht-oxydierenden Gas, wie Kohlenmonoxyd. Es sei darauf hingewiesen, daß der hier verwendete Ausdruck "Metall·* carbonyl¹¹ substituierte Carbonyle umfaßt, welche beim Erhitzen zum Metall zersetzbar sind, z. B. Kobalt-(Il)-hexaminbistetracarbonylkobaltat (-1) [Co(NH₅)^J (po(CO)J₂, Nickel-(II)-hexamlnbistetraoarbonylhydrogenferrat (~II) L^Ni(NHx)gj

* Eisen-(Il)-hexaminoctacarbonyldiferrat (~I) [FeO(CO)QJ. Zu andoren durch. Wärme zum Metall zersetzbaren Verbindungen, v/elche gemäß der Erfindung behandelt werden können, gehören Nickelformiat, Kupferformiat, Chrombisbenzol und dgl. Gewtinschtenfalls können mehrere Einführungsstellen angewandt werden, um mehrere Metallcarbonyle oder Gemische davon in den Zersetzer einzuführen.

Die gemäß der Erfindung zu zersetzenden Verbindungen können in den Zersetzer als solche oder verdünnt mit anderen Materialien, wie Kohlenmonoxyd, eingeführt werden. Wenn beispieleweise Sieenoarbonyl und Hickelcarbonyl zersetzt werden sollen, können sie In Gegenwart von Kohlenmonoxyd verdampft und als Strom von Dampf in Konzentrationen von zumindest etwa 200 g Metall ale Carbonyl je a' Gas eingeführt werden.

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Sie im Betrieb bei geringeren Konzentrationen an Metalloarbonyl auftretenden Wäraeverluate können eo groß sein, daß das Verfahren unwirtschaftlich wird.

Ia allgemeinen wird der Zersetzer im Temperaturbereich von etwa 150 - 540°C (300 ~ 1000⁰F) gemäß der Stfindung betrieben. Es ist vorteilhaft, das zu zersetzende Metallcarbonyl in die Mitte des Zersetzeroberteils einzuführen und den erhitzten mit Teilchen beladenen Gasstrom in viele Ströme zu zerteilen, welche durch Düsen in den Zersetzer an Stellen eingeführt werden, welche vorteilhafterweise praktisch radial und im gleichen Abstand um die Stelle oder Düse der Einführung von Metallcarbonyl liegenο Auf diese Weise wird ein gutes Mischen des Metallcarbonyls und der erhitzten Teilchen bewirkt, und die Zersetzung erfolgt mit hoher Geschwindigkeit ohne daß eine Bedeckung der Zersetzerwände erfolgt. Geeignete Ablenkschaufeln, die sich dazu eignen, die eintretenden Pulverströme und/oder den Metallcarbonyldampfstrom oder die Metallcarbony!dampfströme gegeneinander zu richten, können den Düsen zugeordnet sein, welche zur Einführung der erhitzten mit Pulver beladenen Gasströme in den Zersetzer verwendet werden.

Aus der obigen Beschreibung ist ersichtlich, daß die Prob~ bleme, welche mit den üblichen zur Herstellung von Pulver verwendeten Metallcarbonylzersetzern verknüpft sind vermieden werden. So wird im herkömmlichen Pulverzersetzer

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alle Wärme zur Zersetzung durch die Seitenwandungen zugeführt und das Ziel ist, die Zersetzung von Metallcarbonyl in dem erhitzten freien Saum innerhalb des Zersetzers zu gewährleisten» Die bekannte Durchfuhrungsweise beschränkt die Wärmemenge, welche in den Zersetzer eingeführt werden kann, und begrenzt dadurch in schwerem Haß die Produktionsgeschwindigkeit von Metallpulver. Außerdem sind die gebildeten Metallteilchen normalerweise spitz und haben eine geringe Schüttdichte, überdies kann eine unerwünschte Bedeckung durch Metall auf den heißen Wandungen des Zersetzers erfolgen.

Das Problem der Wärmezuführung wird getrennt vom Betrieb der Zersetzerkaraer selbst, überdies wird eine Wärmezufuhr von einer viel höheren Größenordnung erreicht. Außerdem ist eine große Anpassungsfähigkeit in den Betriebsbedingungen erziel» bar. So können die Pulverbeladung im zirkulierenden Gassystem und dessen Wärmekapazität über weite Grenzen in Abhängigkeit von den Betriebserfordernissen variiert werden. So wird die Möglichkeit der Wärmezufuhr mit hohen Zufuhrgeschwindigkeiten zum System erreicht und es kann eine Metallproduktionsgeschwindigkeit mit einer ganz neuen Größenordnung erzieltt werden. Zusätzlich wird die unerwünschte Abscheidung von Metall auf den nicht erhitzten Wandungen der Zersetzerkammer vermieden. Es wurde auch festgestellt, daß die Zersetzung von Metallcarbonyl bei hoher Geschwindigkeit erreicht wird, was dem innigen Mischen des erhitzten Pulvers« 8. B. Metallpulver oder mit Ketall überzogen·» Pulver, mit dem zu ser-

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setsenden Metallcarbonyl, zuzuschreiben ist. In gewissen Fällen kann eine kleinere Wärmemenge, welche ausreicht, um die Strahlungsverluste auszugleichen, direkt durch die Zersetzerwandungen gemäß der Erfindung eingeführt werden. Wenn man diese Arbeitsweise anwendet, ist es vorteilhaft, das Zersetzergefäß mit einem Filtersieb auszukleiden und Kohlenmonoaeyd unter einem leichten positiven Druck durch dieses eiuzu« führen, um das Problem der Abscheidung zu beseitigen.

Als weiterer Vorteil ist festzustellen, daß die gebildeten Metallpulverprodukte stark überlegene Fließmerkmale im Vergleich zu den Fließmerkmalen der üblichen Sorten von Metallpulver, welche aus der Zersetzung von Metallcarbonyl stammen, zeigen. In einem Fall wurde beispielsweise festgestellt, daß mittels des Zirkulationssystems unter Verwendung von mit Nickelpulver beladonem Kohlenmonoxid als Warmeausfcauschermedium hergestelltes Nickelpulver leicht durch einen . Trichter floß, der eine Öffnung von 5»6 mm Durchmesser hatte, und daß es eine Schüttdichte von etwa 3»5 g/cm* aufwies. Im Gegensatz dazu geht eine herkömmliche Sorte von Carbonylnickelpulver durch einen Trichter mit einer öffnung von 12,7 mra nur durch Klopfen durch und hat eine Schüttdichte von etwa 2,2 g/cm⁵. Zusätzlich zu dem obigen wurde festgestellt, daß der Vorteil der hohen Reinheit, der mit Carbonylnickelpul- ver verknüpft ist, im neuen Pulver aufrechterhalten bleibt*

Die vorliegende Erfindung ermöglicht die Produktion von Me-

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tallpulver und von mit Metall überzogenem Pulver, das aus der Zersetzung von Metallcarbonyl stammt, auf Tonnenbaeis und ermöglicht die Produktion von reinen Metallpulver^, legierten Pulvern und metallüberzogenen Pulvern mit kontrollierten Zusammensetzungen und verbesserten physikalischen Eigenschaften zur Verwendung in der Metallurgie und anderen In» dustriezweigen. Obwohl ein vertikaler Zersetzer mit vergrößertem Querschnitt im Vergleich zum Querschnitt des Wärmeaustauschers und der Verbindungeleitungen anschließend ale Bei- ' spiel beschrieben wird, können selbstverständlich die Zersetzerkammer oder das Zersetzergefäß andere Formen haben, wobei beispielsweise der Querschnitt des Zersetzers im Vergleich zu den anderen Durchgängen in der Leitung nicht vergrößert ist, und worin die Materialien horizontal durchgehen. So kann der Zersetzer die Form einer Reihe von Rohren haben, die jeweils mit suspendierten erhitzten Teilchen und mit zu zersetzendem Metallcarbonyl gespeist werden.

Es wird nun eine spezielle Methode als Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung bedeutet 11 eine Zersetzerkammer und 12 einen Wärmeaustauscher, der beispielsweise aus einem Bündel von Rohren bestehen kann, um eine Wärmeaustauscherflache zu erzielen. Die Zersetzerkammer und der Wärmeaustauscher sind durch Leitungen 14 und 15 zum Zirkulieren von mit Pulver beladenem Gas zwischen ihnen verbunden. Sin Gebläse 15 liegt in der Leitung 14, um einen Strom von mit Pulver be-

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ladenem Gas, ζ. B. Kohlenraonoxyd aus dem unteren Ende des Zersetzers 11 abzuziehen und den mit Pulver beladenen Strom nach oben durch den Wärmeaustauscher 12 und dann zum oberen Ende des Zorsetzers 11 zu drücken* Mittel 16 sind in der Leitung 14, vorteilhafterweise zwischen dem Gebläse 13 und dem Einlaß für den Wärmeaustauscher 12, vorgesehen, um das zirkulierende Pulver zu klassieren und das Pulverprodukt und überschüssiges Kohleninonoxydgas aus dem zirkulierenden System abzutrenenn. Solche Klassierungemittel können auch sonst irgendwo in der Leitung liegen, wie es bei besonderen Betriebsweisen gewünscht wird. Die Klassierungsmittel IS können betrieben werden, um eine Fraktion der gröberen Teilchen im System au liefern, so daß die teilchen nur entfernt werden, wenn sie bis zu einer vorbestimmten Größe aufgebaut sind» Alternativ kann eine Fraktion deo Pulverproduktes abgenommen werden, welche ein gesteuertes Gemisch von Toilchengrößen einschließlich der gröberen Teilchen umfaßt. Ein Verteiler 17 ist am oberen Ende des Zersetzers 11 vorgesehen, um den ankommenden Strom von mit Pulver beladenem Gas vorteilhafterweise in mehrere praktisch gleiche Ströme zu verteilen, welche durch Leitungen 18 zum Oberteil des Zer~ setzers 11 geführt werden. Hetallcarbonyl wird durch den Einlaß 19 eingeführt, der vorteilhafterweise wassergekühlt ist, um eine Zersetzung von Metallcarbonyl vor dessen Eintritt in den Zersetzer 11 zu vermeiden, und das Mischen des erhitzten Metallpulvers und des eingeführten Stroms von Carbonyl wird im oberen Bereich des Zersetzers 11 bewirkt. Der

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Wärmeaustauscher 12 ist mit einem Einlaß für ein Heizmedium bei 20 und eine« Auelaß für das Heizmedium bei 21 versehen, um Heismediua, wie Dampf, Mineralöl, Diphenyl» Gemische von Diphenyl und Diphenyloxyd, ein geschmolzenes Beizgemische heißes Gas (wie Abgas) und dgl. ein» und auszulassen.

Als Beispiel für die Erfindung unter Anwendung einer Betriebsweise mit einer Vorrichtung, wie sie in der beigefügten Zeichnung gezeigt 1st, hat der Zersetzer 11 eine Querschnittsflä» ™ ehe, welche etwa 250 mal so groß ist wie die Querschnitts" fläche des Wärmeaustauschers 12. Eine zirkulierende Charge von Nickelpulver mit einer durchschnittlichen Teilchengröße von etwa 5 μ« das in Kohlenmonoxyd suspendiert ist, wird im System eingestellt« um eine Zirkulationsgeschwindigkeit von etwa 12 200 kg je Stunde an Nickelpulver zu ergeben« Der suspendierte Strom wird im Wärmeaustauscher von einer Temperatur von etwa 204°ü auf etwa J16°C erhitzt. Es werden etwa 658 kg Nickelcarbonyldarapf je Stunde in den Zersetzer bei 19 ä eingeführt und mit den verteilten Strömen von heißem, in Gas suspendierten Nickelpulver gemischt, das gleichzeitig damit eingeführt wird, um eine praktisch vollständige Zersetzung des Carbonyls während seiner Abwärtsbewegung durch den Zereetzer zu bewirken. Der Betrieb wird auf praktisch kontinuierlicher Basis bei einer Produktion aus der Klassiereinrichtung 16 von etwa 227 kg Nickelpulver je Stunde durchgeführt. Auf diese Welse wird eine Zirkulierungsgeschwindlgkelt von Nickelpulver vom etva 50fachen der Produktionen«

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schwindigkeit an Nickelpulver aufrechterhalten. Eine Nickelpulverbeladung, auf Gewichtsbaeis, von etwa 8 : 1 wird im Gasstrom aufrechterhalten, und eine Gasgeschwindigkeit von mindestens etwa 18,3 m/Sek, z. B* etwa 2715 m/Sek, wird in der Leitung außerhalb des Zersetzers aufrechterhalten. Die minimale Gasgeschwindigkeit im System außerhalb des Zersetzers wird bei einem ausreichenden Wert gehalten» um zumindest den Hauptteil der Teilchen in Suspension zu halten. Wenn daher leichte Teilchen den Hauptteil der Pulverbeladung ausmachen, kann eine geringere Gasgeschwindigkeit angewandt werden, als sie erforderlich ist, wenn die Pulverbeladung schwerere Teilchen umfaßt.

Wie schon erwähnt, wird ein Strom von zu zersetzendem Metallcarbonyl am oberen Ende des Zersetzere eingeführt, und Wärme für die Zersetzung des Metallcarbonyle wird gleichzeigtig in den Zersetzer mittels eines Stroms von mit erhitzten Teilchen beladenem Gas, s. B. Kohlenmonoxyä, eingeführt, dor vom Wänieaustausoher· zum Zersetzer geführt wird« Wenn das durch den Einlaß 19 eingeführte Metallcarbonyl Nickelcarbonyl oder Eisencarbonyl ist, kann der Carbonylstrom durch den Einlaß 19 in Dampfform eingeführt werden. Zu diesem Zweck wird ein Boiler (nicht gezeigt) verwendet. Um eine Zersetzung von Metallcarbonyl im Einführungsteil 19 zu vermeiden, ist der Einftihrungsteil vorteilhafterweise gekühlt, beispielsweise durch Wasserkühlung. Gewünschtenfalls kann das Metallcarbonyl in flüssiger Form durch die Einführung 19 eingeführt

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werden, und die Warne für das Verdampfen und die Zersetzung des Metallcarbonyle kann aus dem Strom von mit Teilchen be~ ladenem Kohlenmonoxid geliefert werden, der gleichzeitig damit in den Zersetzer eingeführt wird. Diene Arbeitsweise bietet auch ein vorteilhaftes Mittel zur Bewirkung der gleich» zeitigen Zersetzung von Metallcarbonylen, einschließlich von Metallcarbonylen, welche selbst unter gewöhnlichen Druck- und Temperaturbedingungen in festem Zustand auftreten. Z. B. sind kristalline Metallcarbonyle, wie dio Carbonyle von Ko- " bait, Wolfram, Molybdän und Chrom, in flüssigen Carbonylen, wie Nickelcarbonyl oder Eisenpentacarbonyl, hochgradig löslich, und flüssige Gemische solcher Carbonyle können in das Oberteil des Zersetzers eingoführt werden. Auf diese Weise werden das Verdampfen und die Zersetzung der flüssigen Carbonylgemische gleichezitig mit hoher Geschwindigkeit im Zer·» setzer bewirkt und FuIVorprodukte gebildet, welche das ent» sprechende Metall im gleichen Verhältnis enthalten, wie daa Me ta.Il verhält nie in der Beschickung zum Zersotzer iet. Die-» ä se Arbeitsweise ergibt eine höchst v/irksame Methode zur Erzeugung von Metallpulver, das Metalle, wie Kobalt, Chrom, Wolfram oder Molybdän, legiort oder in sehr inniger Mischung mit Metallen, wie Nickel und/odor Eisen, enthält.

Die vorliegende Erfindung wurde zwar in Verbindung mit bevorzugten Auaführungoformen beschrieben, doch können selbstverständlich Modifikationen und Abänderungen vorgenommen werden, ohne sich aus dew Boroich der Erfindung zu entfernen»

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Claims

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1. Verfahren zur Zersetzung einer durch Wärme zersetsbaren Metallverbindung, insbesondere eines Metallcarbonyle, zur Bildung von Metall, wobei die Verbindung in eine Zersetzungezone eingeführt wird, welche erhitztes teilchenförmiges Material enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das teilchenförmige Material in einem Gas suspendiert ist, das gegenüber dem Metall nicht-oxydierend ist, und zwischen der Erhitzungs« zone und der Zersetaimgiszone zirkuliert wirdο

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ala.Gas Kohlensaonosyd verwendet wird.

3· Verfahren nach oinoa der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß dae Metal!carbonyl als Lösung eines festen Metallcarbönyls in einea flüssigen Metallcarbonyl eingeführt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet„ daß die Metallverbindung als Suspension von. festen Teilchen in einem nicht-osgrdierenden Gas eingeführt wird.

5· Vorrichtung zur Verwendung im Verfahren nach Anspruch 1, die eine Zersetzerkammer aufweist, dadurch gekennzeichnet,

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daß die Kammer (11) nit einen Wärmeaustauscher (12) durch eine Einlaßleitung (15) und eine Rückführungsleitung (14-) verbunden ist* wobei Zirkulationsmittel (13) in der Rückftihrungsleitung vorgesehen sind und die foamier (11) einen Einlaß (19) neben der Mündung der Einlaßleitung aufweist.

6ο Vorrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßleitung (15) mehrere Mündungen (18) zur Zersetzerkammer (11) hat·

7· Torrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückführungeleitung (14) mit einer Klassiervorrichtung (16) für Teilchen versehen ist.

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