DE157615C - - Google Patents

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DE157615C
DE157615C DENDAT157615D DE157615DA DE157615C DE 157615 C DE157615 C DE 157615C DE NDAT157615 D DENDAT157615 D DE NDAT157615D DE 157615D A DE157615D A DE 157615DA DE 157615 C DE157615 C DE 157615C
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B33/00Silicon; Compounds thereof
    • C01B33/06Metal silicides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

M 157615 KLASSE 12«. M 157615 CLASS 12 «.

Die vorliegende Erfindung betrifft die Darstellung von Verbindungen von Metallen mit solchen Metalloiden bezw. anderen Metallen, deren Halogenverbindungen leicht flüchtig sind und aus Halogen und Metalloid bezw. Metall durch direkte Vereinigung entstehen können, d.h. bei der Bildung dieser Verbindungen Wärme entwickeln (wie Silicium, Bor, Aluminium, Eisen usw.), und besteht im besonderen darin, daß man schwerflüssige Halogenide, wie Calciumchlorid, Calciumfluorid, Bariumchlorid, Bariumfluorid, Magnesiumchlorid , Kaliumchlorid mit den Metalloiden bezw. mit anderen Metallen im elektrischen Ofen erhitzt.The present invention relates to the preparation of compounds of metals with such metalloids respectively. other metals whose halogen compounds are highly volatile are and from halogen and metalloid respectively. Metal created by direct union can, i.e. develop heat when these compounds are formed (such as silicon, boron, Aluminum, iron, etc.), and consists in particular in the fact that low-viscosity halides, such as calcium chloride, calcium fluoride, barium chloride, barium fluoride, magnesium chloride , Potassium chloride with the metalloids respectively. with other metals in the electrical Oven heated.

Der Prozeß verläuft hier in der Weise, daß das betreffende Halogenid in seine Elemente gespalten wird und letztere sich mit dem zugesetzten Metalloid bezw. Metall vereinigen. Beispielsweise wird bei Benutzung eines Gemisches aus Chlorcalcium und Silicium das Chlorcalcium durch den elektrischen Strom in Chlor und Calcium zerlegt, und diese verbinden sich darauf mit dem Silicium zu Chlorsilicium und Calciumsilicid. Bei Benutzung anderer Metallhalogenide und Metalloide bezw. Metalle (wie Silicium, Bor, Aluminium, Eisen, Phosphor, Chrom, Zinn usw.) verbinden sich in gleicher Weise die Spaltungsprodukte mit dem Silicium, Bor, Aluminium, Eisen, Phosphor, Chrom, Zinn usw., wodurch also einerseits das betreffende Silicid, Borid, Aluminid, Ferrid, Phosphorid, Chromid, Stannid usw., andererseits die ent- sprechenden flüchtigen Halogenverbindungen entstehen.The process here proceeds in such a way that the halide in question is broken down into its elements is split and the latter bezw with the added metalloid. Unite metal. For example, when using a mixture of calcium chloride and silicon, the calcium chloride is replaced by the electrical Electricity is broken down into chlorine and calcium, and these then combine with the silicon to chlorosilicon and calcium silicide. When using other metal halides and metalloids respectively Metals (such as silicon, boron, aluminum, iron, phosphorus, chromium, tin, etc.) combine in the same way Fission products with silicon, boron, aluminum, iron, phosphorus, chromium, tin etc., whereby on the one hand the relevant silicide, boride, aluminide, ferride, phosphoride, Chromide, stannide etc., on the other hand the corresponding volatile halogen compounds develop.

Hieraus ist ersichtlich, daß das Metalloid bezw. Metall immer in solchen Mengen genommen werden muß, daß es befähigt ist, nicht nur mit dem Metall des Halogenids, sondern auch mit dem Halogen des Halogenids sich zu verbinden.From this it can be seen that the metalloid BEZW. Metal always taken in such quantities must be so that it is capable not only with the metal of the halide, but also to combine with the halogen of the halide.

Ferner muß das Metalloid bezw. Metall sich mit dem Halogen direkt vereinigen können.Furthermore, the metalloid must bezw. Metal combine directly with the halogen can.

Diese letztere, für die Durchführung des neuen Verfahrens unerläßliche Bedingung erfüllen alle diejenigen Metalloide bezw. Me talle, welche bei ihrer Vereinigung mit Halogenen Wärme entwickeln, also exothermische Verbindungen eingehen, wie Silicium, Bor, Aluminium, Eisen, Phosphor, Chrom, Zinn usw., nicht aber Kohlenstoff.The latter must meet the indispensable condition for the implementation of the new process all those metalloids respectively. Metals which, when combined with halogens Develop heat, i.e. enter into exothermic compounds such as silicon, boron, aluminum, iron, phosphorus, chromium, tin etc., but not carbon.

Daher ist Kohlenstoff allein mit einem Metallhalogenid, z. B. mit Calciumchlorid bezw. Caleiumfluorid, was nach einer nebensächlichen Andeutung in Patentschrift 108548 für möglich gelten könnte, zur etwaigen Erzeugung von Carbiden, also im genannten Sonderfall von Calciumcarbid, durchaus ungeeignet, da Kohlenstofftetrachlorid eine stark endothermische Verbindung ist und die Elemente Chlor und Kohlenstoff unter keinen Umständen direkte Verbindung eingehen (s. »Lehrbuch der anorganischen Chemie« von Roscoe und Classen, III. Aufl. 1895, I. Bd.. S. 714 [499] i. Satz).Hence, carbon alone is with a metal halide, z. B. with calcium chloride respectively. Caleium fluoride, what after an incidental Indication in patent specification 108548 could apply to possible generation of carbides, i.e. in the special case of calcium carbide, absolutely unsuitable, since carbon tetrachloride is a strongly endothermic compound and the elements Under no circumstances do chlorine and carbon form a direct connection (see "Textbook of Inorganic Chemistry" of Roscoe and Classen, III. Ed. 1895, I. vol. P. 714 [499] i. Sentence).

Aber selbst wenn bei den hohen Temperaturen des elektrischen Ofens eine Bildung von Chlorkohlenstoff sollte eintreten können, worüber Versuche noch nicht vorliegen, so würde dies Verfahren zur CarbiderzeugungBut even if at the high temperatures of the electric furnace there is a formation of chlorocarbon should be able to enter, which tests have not yet been carried out, see above would this method of carbide production

außerordentlich teuer werden, da außer dem Arbeitsaufwand (Stromverbrauch) zum Schmelzen und Trennen des Chlorcalciums in Chlor und Calcium noch die zur direkten Vereinigung des Chlors mit dem Kohlenstoff erforderliche, nicht unbedeutende Wärmemenge vom elektrischen Strome geliefert werden müßte.Be extremely expensive, because apart from the amount of work (power consumption) to melt and separating the calcium chloride into chlorine and calcium nor those for direct combination of the chlorine with the carbon, the necessary, not insignificant amount of heat can be supplied by the electric current would have to.

Das elektrolytisch bezw. durch DissoziationThe electrolytically respectively. by dissociation

ίο abgeschiedene Chlor dagegen ungebunden entweichen zu lassen, dürfte wegen der bekannten gefährlichen Wirkungen hocherhitzten Chlors, noch dazu im Großbetriebe, bei den hohen Temperaturen des elektrischen Ofens nicht angängig erscheinen. Auch in diesem Falle müßte die zur Spaltung des Halogenids erforderliche Wärme allein von dem elektrischen Strom geliefert werden.ίο on the other hand, to allow separated chlorine to escape unbound, is likely because of the known dangerous effects of highly heated chlorine, especially in large companies, at the high temperatures of the electric furnace do not appear accessible. In this case too, the cleavage of the halide would have to be carried out required heat can be supplied by the electric current alone.

Demgegenüber besitzt das vorliegende Verfahren die wichtigen Vorteile, daß das Halogen gebunden abgeführt wird, wodurch nicht nur die schädlichen Wirkungen des freien Chlors aufgehoben, sondern auch wertvolle Metalloid- bezw. Metallhalogenide als Nebenprodukt erhalten werden, daß ferner infolge der Entwicklung beträchtlicher Wärme bei der Bildung dieser Halogenverbindungen für die Elektrolyse des Ausgangshalogenids entsprechend weniger elektrische Stromenergie erforderlich und demgemäß das neue Verfahren sehr billig wird.In contrast, the present process has the important advantages that the halogen Bound is discharged, whereby not only the harmful effects of the free chlorine are canceled, but also valuable Metalloid or Metal halides are obtained as a by-product that further as a result the generation of considerable heat in the formation of these halogen compounds correspondingly less electrical current energy for the electrolysis of the starting halide required and accordingly the new process becomes very cheap.

Ein weiterer technischer Vorteil besteht darin, daß die gebildeten flüchtigen Halogenverbindungen sich leicht in einer Vorlage auffangen lassen, da sie bei gewöhnlicher Temperatur von etwa 20 ° C. feste Salze bilden oder flüssig sind, während das freie Chlor bei einer solchen Temperatur und unter Atmosphärendruck noch gasförmig bleibt.Another technical advantage is that the volatile halogen compounds formed can easily be included in a template, since they are more common Temperature of about 20 ° C. form solid salts or are liquid, while the free Chlorine still remains gaseous at such a temperature and under atmospheric pressure.

Die technische Ausführung des vorbeschriebenen Arbeitsverfahrens gestaltet sich beispielsweise für die Herstellung von Calciumferrid (Ca Fe) folgendermaßen. Ein Gemenge von nahezu gleichen Gewichtsteilen Calciumchlorid (Ca Cl.-,) und zerkleinertem bezw. ge-' pulvertem Eisen (2, Fe) wird in einem mit verschließbarem Fülltrichter und mit Abzugsleitung zur Vorlage für die flüchtigen Ha- logenverbindungen versehenen elektrischen Ofen bis zur hohen Weißglut erhitzt und auf dieser Temperatur bis zur Zersetzung des Calciumchlorids erhalten. Der Vorgang gestaltet sich dabei in der Weise, daß, sobald die Masse geschmolzen ist, was erheblich leichter und schneller als wie bei Benutzung des entsprechenden Oxyds (Ca O) geschieht, durch die elektrolytische Wirkung des Stromes und der chemischen Verwandtschaft des Eisens zum Chlor das Chlorcalcium in Chlor und Calcium gespalten wird und dann sowohl das Chlor als auch das Calcium sich sogleich, da das Eisen in ausreichender Menge vorhanden ist, mit dem Eisen verbinden.The technical implementation of the working process described above is designed as follows, for example for the production of calcium ferride (Ca Fe) . A mixture of almost equal parts by weight of calcium chloride (Ca Cl.-,) and crushed bezw. Powdered iron (2, Fe) is heated to a high degree of incandescence in an electric furnace provided with a closable filling funnel and with a discharge line for the storage of the volatile halogen compounds and is kept at this temperature until the calcium chloride decomposes. The process takes place in such a way that, as soon as the mass has melted, which happens considerably easier and faster than when using the corresponding oxide ( CaO), through the electrolytic effect of the current and the chemical relationship of iron to chlorine Calcium chloride is split into chlorine and calcium and then both the chlorine and the calcium combine immediately with the iron, since the iron is present in sufficient quantities.

Das entstandene Ferrochlorid (Fe Cl2) entweicht nach der Vorlage und verdichtet sich dort, während das Calciumferrid (Ca Fe) sich auf dem Boden des Schmelzofens ansammelt und in bekannter Weise abgestochen werden kann. Nach beendigter Charge wird der Ofen von neuein beschickt. Natürlich kann man auch den Betrieb ununterbrochen gestalten, was besonders leicht ist, wenn wie im gewählten Beispiel die Schmelztemperatur der erzeugten Verbindung nicht zu hoch ist. ·The resulting ferrous chloride (Fe Cl 2 ) escapes after the initial charge and condenses there, while the calcium ferride (Ca Fe) collects on the bottom of the furnace and can be tapped in a known manner. When the batch is finished, the furnace is reloaded. Of course, you can also make the operation uninterrupted, which is particularly easy if, as in the example chosen, the melting temperature of the compound created is not too high. ·

Da die Verbindungswärme des Eisens mit Chlor (Fe CL2) 82 080 W. E., diejenige des Chlorcalciums (Ca Cl2) 170230 W. E. beträgt, so braucht natürlich von der elektrischen Stromquelle nur die Differenz zwischen diesen beiden Wärmemengen zu derjenigen hinzugeleistet zu werden, welche für den Schmelzprozeß selbst und durch Wärmetransmission nach außen verloren geht.Since the heat of connection between iron and chlorine (Fe CL 2 ) is 82 080 WE, that of calcium chloride (Ca Cl 2 ) 170 230 WE, of course the electrical power source only needs to add the difference between these two amounts of heat to that which is necessary for the melting process itself and is lost through heat transmission to the outside.

Bei Silicium, Bor, Aluminium, welche eine sehr große Verwandtschaft zum Chlor besitzen, ist der Stromverbrauch naturgemäß . ein wesentlich geringerer. Im übrigen bleibt das Verfahren dasselbe.With silicon, boron, aluminum, which are very closely related to chlorine, power consumption is natural. a much lesser one. Otherwise remains the procedure the same.

Claims (1)

Patent-Anspruch :Patent claim: Verfahren zur Herstellung von Silicid-, Borid-, Aluminid- und dergl. Verbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß man schwerflüssige Metallhalogenide mit solchen Metalloiden oder anderen Metallen, deren Halogenverbindungen leichter flüchtig sind als die angewendeten Metallhalogenide und aus Halogen und Metalloid oder Metall durch direkte Vereinigung unter Wärmeentwicklung entstehen können, wie Silicium, Bor, Aluminium, Eisen, Chrom, Zinn, Phosphor, im elektrischen Ofen erhitzt. Process for the preparation of silicide, boride, aluminide and similar compounds, characterized in that heavy metal halides are mixed with such metalloids or other metals, whose halogen compounds are more volatile than the metal halides used and can arise from halogen and metalloid or metal by direct combination with the development of heat, such as Silicon, boron, aluminum, iron, chromium, tin, phosphorus, heated in an electric furnace.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0318362A1 (en) * 1987-11-26 1989-05-31 Rhone-Poulenc Chimie Process for the preparation of rare earth borides

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0318362A1 (en) * 1987-11-26 1989-05-31 Rhone-Poulenc Chimie Process for the preparation of rare earth borides
FR2623790A1 (en) * 1987-11-26 1989-06-02 Rhone Poulenc Chimie PROCESS FOR PREPARING RARE EARTH BORO

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