DE150557C

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Publication number: DE150557C
Application number: DENDAT150557D
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

M 150557
KLASSE 40 c.

auf elektrolytischem Wege. , ,

Durcli zahlreiche Versuche zur Abscheidung des Titans aus dem Rutil (Ti 0.₂), dem Titaneisenstein und künstlich hergestellten Oxyden des Titans wurde festgestellt, daß, soweit bekannt ist> nach allen Verfahren der Reduktion von Oxyden in elektrischen öfen ein kohlenstoff- bezw. karbidfreies Titan nicht erhalten . werden kann, daß ferner auf diesem Wege,¹ wenn man das Eindringen von Luft in die .

ίο elektrischen öfen nicht vollständig hindert, auch nie ein stickstoffreies Reduktipnsprodukt entsteht.

Auch die Anwendung der bis jetzt be-, kannten Verfahren der elektrolytischcn Verarbeitung von Oxyden in schmelzflüssigen Elektrolyten erwies sich aus folgenden Gründen als erfolglos. Wenn man nach dem Vorbilde der Aluminiumgewinnung, bei welcher Aluminiumoxyd in ein Bad geschmolzenen Kryolithes während der Elektrolyse eingetragen wird, Oxyde des Titans in elektrisch geschmolzene Bäder von Kryolith, Flußspat oder anderen Fluoriden einträgt und bei höheren Stromdichten bis zu mehreren 1000.

Ampere pro Quadratmeter Kathodenfläche und bei Spannungen von 10 bis 20 Volt elektrolysiert, so läßt sich ja allerdings die Abscheidung metallischen Titans bezw. seiner Legierungen feststellen; aber da es den Erfindern auf die Gewinnung von möglichst reinem Titan ankommt, so wurde gleichzeitig festgestellt, daß im günstigsten Falle, in welchem hochprozentiges, technisch hinreichend reines Titan zur Abscheidung gelangte, dasselbe in einer Schmelze enthalten war, aus welcher es sich, so lange die Schmelze noch flüssig war, nicht ausschöpfen und, nachdem die Schmelze erstarrt war, auch nicht durch Laugerei gewinnen ließ. Denn in Wasser Waren die Bestandteile des gewählten Elcktrolyten zu schwer löslich, Und andere Lösungsmittel zerstörten gleichzeitig das in der SaI/.-masse eingeschlossene Titan. Wendet man geschmolzene Alkalichloride als Elcktrolytc an, so vergrößern sich die Mißstände noch; denn nun werden die Titanoxyde nur sehr unvollständig reduziert, indem sich vorwiegend nur Titanoxydul bildet; andererseits wird während der Elektrolyse Alkalioxyd gebildet, welches, während der Laugerei in Hydroxyd übergehend, alles etwa in metallischem Zustande vorhandene Titan unter Wasserstoffeiitwicklung in Titanat umwandelt.

Nachdem nun Vorversuche über die Reduzierbarkeit der Titanoxyde durch andere reaktionsfähige Metalle (Alkalimetalle, Erdalkalimetalle und Aluminium) erwiesen hatten, daß die Reduktion der Titanoxyde am vollkommensten durch Calcium erreicht werden konnte, daß aber die Verwendung dieses Mctalles trotz der Fortschritte in der Herstellung desselben die Titangewinnung sehr verteuern würde,.fand sich in dem nachstehend beschriebenen Verfahren ein Weg, welcher zu dem gleichem Ergebnisse führte, ohne die vorherige Darstellung von Calciummetall zu verlangen.
; Calciumchlorid oder andere Halogensalze,

selbstverständlich auch Gemische solcher, werden unter ähnlichen Bedingungen und in ähnlichen Apparaten, wie sie von Borchers und Stockern zur . e.lcktrolytischen Abscheidung von Calcium und Strontium angegeben ■ worden sind, der Elektrolyse unterworfen, • undcs wird während der Elektrolyse das zu reduzierende Titanoxyd in die Schmelze so eingetragen, daß es möglichst unmittelbar mit ίο der Kathode in Berührung kommt. Statt dieses Oxyd erst während der Elektrolyse einzutragen, kann man es schon beim Zusammenstellen der erwähnten Apparate in die Umgebung der Kathode einstampfen, um dann die Elektrolyse der geschmolzenen Erdalkalihalogensalze in bekannter Weise zu be- ^; ginnen. · ^v

^: ' Die Elektrolyse wird nun so lange fort- ^; gesetzt, bis man nach der aufgewendeten Strommenge annehmen kann, daß alles eingeh¹ agene Titanoxyd durch das mutmaßlich primär elektrolytisch abgeschiedene Erdalkalimetall zu Titan reduziert worden ist,, und bis die Menge des aus dem eingetragenen Oxyde reduzierten Titans so groß geworden ist, daß mit Rücksicht auf Verhinderung von Stromverlusten durch Wiederauflösung etwa mit der Anode in Berührung kommenden Titans eine Unterbrechung des Betriebes geboten erscheint.

Nach Beendigung dieser Arbeit liegt eine ; Schmelze vor, bestehend aus noch iinzcrsetztem Erdalkalihalogcnsalz, Erdalkalioxyd, ^: Titan, geringen Mengen von Erdalkalimetall und bei unrichtig geführter Elektrolyse auch noch unzersetztem Oxyde. Das Titan ist in ■: der Schmelze in Pulverform verteilt, und ; zwar der Hauptmenge nach in den unteren Schichten der Schmelze. Bei Verwendung von Apparaten der Konstruktion Bo rche rs Stockem läßt sich die Schmelze nach vollständigem Erkalten leicht durch Auseinandernehmen des Apparates ausbringen. Dieselbe wird nun gröblich zerkleinert, zunächst der Laugerei mit Wasser unterworfen, wodurch in Wasser lösliche Erdalkalihälogensalze ausgezogen werden, dann mit verdünnter Salzsäure behandelt, wodurch das während der Elektrolyse und durch Umsetzung mit' dem Titanoxyde entstandene Erdalkalioxyd in Lösung gebracht wird, so daß schließlich nur noch ein Schlamm von pulverförniigem Titan ■'.'-, bleibt, welcher, wie gesagt, bei unrichtig, also z. B. nicht hinreichend lange geführter Elektrolyse noch mit , Titanoxyden ' veninreinigt ist. Nach Auswaschen etwa noch anhaftender verdünnter Säure kann nötigenfalls durch Schlämmen das Titan noch von seinen Oxyden weiter geschieden werden. Sind die Mengen der letzteren jedoch gering, so kanu man hiervon absehen, da dieselben der Verwendung des Titans nicht hinderlich sind.

Mit Rücksicht auf die stets erforderliche Nachbehandlung der nach obigem Verfahren erhaltenen Schmelze empfiehlt es sich, größere Mengen solcher Erdalkalihälogensalze auszuschließen, welche in Wasser und verdünnten Säuren schwer löslich sind. Es sind dies die Erdalkalifluoride, welche, wenn sie über- · haupt anwendbar werden sollten, nur in mög- j₀ liehst geringen Mengen zuzusetzen sein würden. Dieselben erschweren sonst die Auslaugung der Erdalkaliverbindungen aus der fertigen Schmelze.

. Die durch Auslaugen der elektrolysiertcii Schmelze mit Wasser und mit verdünnten Säuren enthaltenen Lösungen von Erdalkalihalogensalzcn liefern beim Verdampfen des Lösungsmittels und weiterer vollständiger Entwässerung zur Elektrolyse wieder geeignete Salzgemische, so daß der ursprünglich aufgewendete Elektrolyt bis auf die unvermeidlichen Fabrikationsverluste stets wiedergewonnen wird.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren der Gewinnung von Titan '. ■". aus seinen Sauerstoffverbindungen auf elektrolytischem Wege, dadurch gekenn- go zeichnet, daß die Titansauerstoffverbindung vor Beginn oder während der Elektrolyse möglichst unmittelbar mit der Kathode eines Elcktrolysierbehälters in Berührung gebracht wird, in welchem eine entwässerte Schmelze aus vorwiegend wasserlöslichen Erdalkalihalogensalzen bei mäßiger Rotglut elektrolysiert wird, und daß aus der erhaltenen Schmelze nach deren Erkalten das Titan durch Laugerei mit Wasser'und mit verdünnter Salzsäure, nötigenfalls auch durch nachträgliches Schlämmen ausgeschieden wird, wobei die ■ durch Wasser und verdünnte Salzsäure erhaltene Lösung von Erdalkalihalogen- ·_-, salzen durch Verdampfen und'Calcinieren wieder auf ein zur Elektrolyse geeignetes Salzgemisch verarbeitet werden kann.

DERUIN. OEDUUCKT IN DHU ItEICHSDItUCKEItEl.

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