DE2023958A1

DE2023958A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung grobkörniger Metallpulver

Info

Publication number: DE2023958A1
Application number: DE19702023958
Authority: DE
Inventors: Kurt Alfred Nynäshamn Jönsson (Schweden)
Original assignee: Rederiaktiebolaget Nordstjernan, Nynäshamn (Schweden)
Priority date: 1969-05-19
Filing date: 1970-05-15
Publication date: 1970-11-26
Also published as: BE750580A; CS150507B2; FR2048525A5; GB1284178A; US3671220A; DE2023958B2; NL7007230A; JPS5031554B1

Description

Rederiaktiebolaget Nordstjernan, Nynäshamn, Schweden

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung grobkörniger Metallpulver

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung grobkörniger Pulver der Metalle Wolfram, Molybdän, Tantal, Niob, Rhenium und Chrom sowie der Legierungen aus zwei oder mehreren dieser Metalle durch Reduktion der entsprechenden Metallhalogenide in der Gasphase mit einem im wesentlichen aus Wasserstoff bestehenden reduzierenden Gas, bei dem das Metallhalo genid, das reduzierende Gas sowie gegebenenfalls andere Gase vor ihrem Eintritt in einen Reaktor in einer oder mehreren Leitungen miteinander vermischt werden.

Die Erfindung betrifft ferner einer Vorrichtung zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens zur Herstellung grobkörniger Metallpulver, die einen Reaktor 1 und Zuführungsleitungen 4, 5, 6 für das Metallhalogenid, das reduzierende Gas und gegebenenfalls andere Gase aufweist.

Es ist bekannt, daß beispielsweise Wolframpulver durch Reduktion von Wolframoxyd (WO-) mit gasförmigem Wasserstoff hergestellt werden kann. Die Herstellung nach diesem Verfahren erfolgt jedoch ansatzweise, wobei das in kleinen Schiffchen enthaltene WO₃-PuIver unter Wärmezufuhr mit Wasserstoff* gas reduziert wird. Ein solches Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß es sehr viel manuelle Arbeit erfordert und nicht

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flexibel ist. Darüber hinaus werden dabei groß© Mengen an Was se rs to ff gas verbraucht.

Es ist auch bereits vorgeschlagen worden_e di© Chloride der oben genannten Metalle mit einem Reduktionsmittel, wie Was» serstoffgas, in der Gasphase zu reduzieren» In diesem Ver° fall reu werden die Gase in konzentrischen Rohren in eine Re ak ti ons kammer in der Weise eingeleitet,, daß sich die Gase erst innerhalb der Reale ti ons kammer selbst nach dem Austritt aus den RohrmündungeE vermischen« Ein Nachteil dieses Verfahrens besteht darin, daß sich an der Mündung und an den den konzentrischen Rohren gemeinsamen Wänden Ablagerungen von reduziertem Metall bilden. Man hat nun versucht^ diesen Nach= teil dadurch zu beseitigen, daß man zwischen das Zuführungsrohr für das Metallchloridgas und das Z«führungsrohr für das Reduktionsmittel ein weiteres konzentrisches Zuführungsrohr einsetzte, durch das ein Inertgas ©ingeführt wurde, Auf diese Weise wurden jedoch die Bedingungen für eine gute Vermischung der Reaktionskomponenten weiter verschlechtert!, was zu dem weiteren Nachteil führte, daß die Reduktion unvollständig war und das dabei erhaltene Metallpulver einen hohen Gehalt an restlichem Chlorid aufwies. In diesem Verfahren wird das Meteil ferner teilweise reduziert unter Bildung von Metallüberzügen auf den Reaktorwänden. Diese Metallüberzüge zerbrechen dann und erscheinen in dem fertigen Metallpulver in Form von glänzenden Bruchstücken. Neben der schlechten Qualität des dabei erhaltenen Pulvers wird dadurch auch die Kapazität des Reaktors verringert.

In dem Verfahren mit der Zuführung der Reaktionsgase durch konzentrische Rohre ist es auch unmöglich, die Temperatur der Gasmischung vor ihrem Eintritt in den Reaktor zu messen und man muß sich mit der Messung der Temperaturen der einzelnen Komponenten begnügen. Dadurch ist es nicht möglich,

die Temperatur der einzelnen Gaskomponenten einzuregulieren, die ein wichtiger Parameter zur Regulierung der Korngröße des Metallpulvers darstellt.

Aus der USA-Patentschrift 3 450 525 ist ein Verfahren bekannt, bei dem das Metallhalogenid in einer Vorheizkammer verdampft und bei einer Temperatur unterhalb der Reaktionstemperatur der Mischung mit Was se rs to ff gas vermischt wird» Das dabei erhaltoe Gasgemisch wird dann in eine Reaktionskammer geleitet, in der es auf Reaktionstemperatur erwärmt wird. Die dafür erforderliche Wärme wird durch die Wände der Reaktionskammer zugeführt, wodurch verhindert wird, daß sich auf den Wänden Metallüberzüge niederschlagen. Da die Reaktionstemperatur sich innerhalb der Reaktionskammer nur allmählich einstellt, läuft das Verfahren verhältnismäßig langsam und unvollständig ab. Der Gehalt an restlichem Halogen in dem nach diesem Verfahren hergestellten Pulver ist verhältnismäßig hoch und es muß ein großer Wasserstoff Überschuß verwendet werden. Der wesentlichste Nachteil dieses Verfahrens besteht jedoch darin, daß es danach nicht möglich ist, die Korngröße des dabei erhaltenen Metallpulvers irgendwie merklich zu steuern.

Die nach diesen bekannten Verfahren erhaltenen Metallpulver sind zu feinkörnig, ihre Körngröße liegt größtenteils innerhalb des Bereiches von 0,01 bis 0,05 Mikron und sie weisen eine Schüttdichte von 0,15 bis 0,35 g/cm³ auf. Der technisch interessante Korngrößenbereich liegt jedoch zwischen 0,05 und 10 Mikron und die technisch interessierende Schüttdichte liegt zwischen 0,8 und 3 g/cm .

Es ist auch bereits bekannt, zum Oberziehen verschiedener Gegenstände mit Metallen dia entsprechenden Metallhalogenide bei einer Temperatur unterhalb der Reaktions temperatur der Mischung mit Wasserstoffgas zu vermischen. Nach dem Eintritt dieser

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di© Mischung ia eiae Real'ti©as&a.a®©r_o ia d<§s"/sy üb@Tzi . Segens taneie sich feefiad©!!^ wird da§ Metall ?@imsi@rt Lagert sich auf diesem G@-g©:as ttedosi ab₀ w©sm di@s@ auf ©in© höhere Tsapofatiii? als di@ RQaktiQaitoapersituy das· Misshmig erhitzt werden ο Tfesi® äies© s«f höh©?©- T^mpoirsitnt^n sThitzt we.rcleiijj feild©E sieh jedoch aiehS«hs^QEd©'₀ pmlvos'föraig© Ab«

dieses fe^Eskrems ist Qis g?©ß@tf Ofes^sclsoi aa Wesssirstoff 0: forcterlick und di© Nachteil© di@s©g B@scMeMüMS¥@ir£sin*©ES sind, die gl@ichea_p wie sie bei eösi wöit©f ©b@B b bekannten Yefi:üfes³©E g©sciiiIdGi?t Wo¹TdGS₀ ti min mm& \fQt§u&ht₀ Metallpulver auf dies© Aj?t imd ?feisQ li©tg!astgll@ii_o

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Es wurde nun gefunden, daß diese Aufgab© dadurch gelöst werden kann, daß man die Gase vor dem Vermischen auf eine solche Temperatur bringt, daß die Temperatur der Gssmischung oberhalb der Reaktionstemperatur liegt₉ wobei/die Korngröße des dabei erhaltenen Metallpulvers durch Steuerung einer oder mehrerer Parameter der Gasmischung, beispielsweise des Mischungs· Verhältnisses, der Strömungsgeschwindigkeit des Gases und der Gas temperatur und gegebenenfalls auch der Temperatur innerhalb des Reaktors, regulieren kann.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung grobkörniger Pulver der Metalle Wolfram, Molybdän, Tantal, Niob, Rhenium und Chrom sowie der Legierungen aus zwei oder mehreren dieser Metalle durch Reduktion der entsprechenden Metallhalogenide in der Gasphase mit einem im wesentlichen

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aus Wasserstoff bestehenden reduzioenden Gas» bei dem das Metallhalogenide das reduzierende Gas sowie.gegebenenfalls .andere Gase vor ihrem.Bin.tritt in. einen Reaktor in einer oder mehreren Leitungen miteinander vermischt werden, das dadurch gekennzeichnet ist» .daß die Gass oder das -Gasgemisch vor ihrem, (seinem)Eintritt in den Reaktor auf eine Tempera« tür oberhalb der Reaktionstemperatur gebracht und die Korngröße des entstehenden Metallpulvers durch Steuerung eines oder mehrerer Parameter des Gasgemisches, wie des Mischungsverhältnisses, der Strömungsgeschwindigkeit und der Temperatur des Gasgemisches sowie gegebenenfalls snx der Temperatur innerhalb des Reaktors reguliert wird.

Die-in dem Verfahren der Erfindung bevorzugt verwende ten Metallhalogenide sind die Metallchloride. Das nach dem Verfahren der Erfindung erhaltene Metallpulver wird dann aus den Reaktdnsgasen abgetrennt. Das wesentliche Merkmal des Verfahrens der Erfindung besteht darin, daß es danach möglich isli die Krngröße des gebildeten Metallpulvers durch Steuerung einer oder mehrerer Variabler des Gasgemisches, beispielsweise des Mischungsverhältnisses, der Einführungsgeschwindigkeit und der Temperatur, zu steuern, wobei eine gewisse Korrektur der Temperatur auch innerhalb des Reaktors durchgeführt werden kann. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen insbesondere darinJ

a) daß es möglich ist, die Korngröße des erhaltenen Metallpulvers zu regulieren,

b) daß es möglich ist, das Verfahren mit einem geringen Überschuß an Wasserstoffgas, im allgemeinen nicht mehr als 501 der stöchiomeirischen Menge, durchzuführen,

c) daß die Bildung von Metallüberzügen nicht nur auf den Reaktorwänden, sondern auch in den Zuführungsleitungen und Düsen vermieden wird und

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d) daß es mögliefe ist₉ eia M®t&ll*gtilw©is mit ©ia©m geringen Gehalt aia ϊ©§ tiie!a<Ma Hal@g©si sia ©r

Ein weiterer Gegenstand des¹ Et-Ei

eiiiöii Reaktor 1 «ικΐ 2ö£fölist®g§l©i£«Eg@n 4_D S₀ β iüt das Metall" halogenid, das reduzierend© Gas und g©g®b©n©a£slls saeksr© Gas® aufweist und durch mindestens gin© Miseaungsleitung S₀ die zwischen der Zuführungsleitimg 4> 5_? 6 mad dem Reaktor 1 sn° geordnet ist, in der die Gase vor ihrem Eintritt in den Reaktor 1 miteinander vermischt werden, gekennzeichnet ist„

Diese Vorrichtung ist mit Einrichtungen zur Regulierung des Mischungsverhältnisses, der Strömungsgeschwindigkeit des Gases _p der Gastemperatur und mit Einrichtungen zur Verhinderung der Ablagerung von Me tails chiditen an d©r Mündung des Zuführungs=» rohres versehen»

In dem Verfahren der Erfindung werden die Metallhalogenide, insbesondere die Metallchloride„ und die reduzierenden Gase vor ihrem Eintritt in den Reaktor in einer oder mehreren Rohrleitungen miteinander vermischt und dieses Vermischen erfolgt bei einer Temperatur, die oberhalb der Reaktionstemperatur des Gasgemisches liegt. Es ist klar, daß die Reaktionsbedingungen bereits in dieser oder diesen Mischungsleitungen vorliegen und daß die Reaktion in dieser oder diesen bereits beginnt. Die Reaktion soll jedoch nicht in zu großem Umfange in der Mischungs· leitung stattfinden, denn das Ziel dieses Mischens besteht erstens darin, eine sehr homogene Mischung zu erhalten und zweitens darin, eine Mischung herzustellen, deren Mischungsverhältnis, deren Mischungstemperatur und -geschwindigkeit so sind, daß ein Pulver mit einer definierten Körnchengröße erhalten wird. Es ist daher selbstverständlich, daß die Strömungs»

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geschwindigkeit des Gases im Verhältnis zur Länge des Mischlings* rohres so hoch gewählt werden muß, daß innerhalb des Mischuags·=· rohres vor dem Eintritt des Gases in den Reaktor nut &%n® unbedeutende Reaktion auftritt* Nach dem Eintritt des Gasgemisches in den Reaktor liegen alle für eine kontinuierliche Reaktion erforderlichen Bedingungen vor und dieseteginnt sehr schnell und verläuft .vollständig. Infolgedessen ist es .in vielen Fällen. nicht erforderlich, die Temperatur in dem Reaktor zusätzlich zu erhöhen. In bestimmtes Fällen kann es jedoch zweckmäßig seia, die Reaktion durch Aufrechterhaltung einer höheren leaktortemperatur, beispielsweise von mehr als 60O⁰C bis zu.einer Miximal» temperatur von 160O⁰C«zu beschleunigen.

Das Verfahren der Erfindung wird vorzugsweise so durchgeführt,» daß mindestens ein Metallhalogenide vorzugsweise ein üatotiä$ von Wolfram, Molybdän, Tantal, Miob, Rhenium und/oder Chrom,, mit dem reduzierenden Gas in einer Leitung vermischt wird^ wobei das Metallhalogenidgas und das reduzierende Gas eine solche Temperatur aufweisen, daß die Temperatur des Gemisches oberhalb der Reaktionstemperatur des Gemisches liegt, daß das Gemisch in der Leitung in eine Reaktionskammer geführt wird, daß die Korngröße des gebildeten Metallpulvers durch Einstellung des Mischungsverhältnisses in der Leitung, der Strömungsgeschwindigkeit des Gemisches in der Leitung und/oder die Temperatur des Gemisches in der Leitung reguliert wird, daß das Gemisch in der Reaktbnskammer vollständig umgesetzt wird und daß das gebildete Metallpulver aus den gasförmigen Reaktionsprodukten abgetrennt wird.

Anhand von Vorversuchen ist es leicht möglich, die minimale Temperatur zu bestimmen, bei der die Reaktion erfolgt. So kann man beispielsweise das Metallhalogenid in einem Quarzröhrenofen unter einem langsamen Wasserstoffgasstrom erhitzen. Das dabei entstehende Reaktionsprodukt, das Metallpulver, wird in

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Das Mischungsverhältnis von reduzierendem Gas zu Halogenidgas beeinflußt die Korngröße in der Weise, daß bei zunehmendem Gehalt an reduzierendem Gas eine geringere Korngröße erhalten wird. Auch ist für die kleinsten Korngrößen ein verhältnismäßig geringer Überschuß an reduzierendem Gas, normalerweise nicht mehr als das zweifache der für die Reaktion erforderlichen stochiomeirischen Menge, erforderlich. Dadurch ist das Verfahren der Erfindung sehr wirtschaftlich.

Die Temperatur beeinflußt die Korngröße in der Weise, daß bei zunehmender Temperatur des Gasgemisches die Korngröße verringert wird. Eine starke Herabsetzung der Korngröße des Pulvers wird erhalten, wenn das Halogen in Form eines Gases dem Gas-

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gemisch zugesetzt wird. Die Temperaturerhöhung wird dadurch erzielt, daß man das Halogengas mit dem überschüssigen Wasserstoffgas umsetzt.

Andererseits werden in dem Pulver größere Körner erhalten, wenn man die Temperatur des Gasgemisches verringert» Normalerweise werden die reduzierenden Gase, das Wasserstoffgas sowie die Metallhalogenidgase vorher auf eine solche Temperatur gebracht, daß die Temperatur des Gemisches oberhalb der minimalen Reaktionstemperatur, vorzugsweise innerhalb des für die Umsetzung geeigneten Temperaturbereiches liegt, Um die Mischungsleitung herum können Einrichtungen zur zusätzlichen Zufhhr von Wärme oder zur Kühlung angeordnet sein, so daß die Temperatur des Gasgemisches vor dem Eintritt in den Reaktor in geringem Umfange korrigiert werden kann. Eine andere Möglichkeit zur schnellen Temperaturkontrolle des Gasgemisches besteht darin, dieses mit einem Intergas, beispidslweise Stickstoffgas oder Chlorwasserstoffgas, zu verdünnen. Bei der Verdünnung des Gasgemisches erhält man ein Pulver mit einer größeren Korngröße.

Wie bereits oben angegeben, verläuft die Reaktion innerhalb des Reaktors vollständig und das ergibt einen sehr geringen Gehalt an restlichem Halogen in dem gebildeten Pulver, bei Verwendung von MetalIchlaid oft weniger als 0,5% restlichem Chlorid. Ein anderer Vorteil des Verfahrens der Erfindung besteht darin, daß die Qualität des Pulvers beträchtlich verbessert wird aufgrund der Tatsache, daß darin keine Inhomogenitäten in Form von glänzenden Blättchen (Bruchstücken eines Metallüberzugs) mehr enthalten sind. Es kann zweckmäßig sein, die Temperatur in dem unteren Teil des Reaktors durch zusätzliche Wärmezufuhr so zu erhöhen, daß die Reaktion auf diese Weise noch vollständiger abläuft.

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Nach dem Verfahren der Erfindung ist es auch möglich, Metallhalogenide , beispielsweise Wolframchlorid und Rheniumchlorid, gemeinsam zu reduzieren, so daß ein Metallpulver erhalten wird, in dem jedes Korn beziglich seiner Zusammensetzung homogen ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung, in der das Verfahren der Erfindung durchgeführt wird, kann aus einer Mischungsleitung bestehen, die in eine Reaktorkammer führt. Es ist möglich, mehrere Mischungsleitungen zu verwenden, abgesehen von der Anzahl ist es jedoch zweckmäßig, daß die Mischungsleitungen entlang der Symmetrieachse des Reaktors oder um die Symmetrieachse des Reaktors herum heim Eintritt der Mischungsleitungen in die Reaktionskammer angeordnet sind. Es ist ferner zweckmäßig, die Mischungsleitungen etwas weiter in den Reaktor hinein zu führen, so daß öle an der Reaktor innenwand etwas überstehen. Die Mischungsleitungen bestehen vorzugsweise aus Metall und wenn die Temperatur des Gasgemisches unterhalb 600⁰C gehalten werden kann, können Mischungsleitungen aus Nickel oder Legierungen mit einem hohen Nickelgehalt, beispielsweise Inconel, verwendet werden, ohne daß die Korrosion so groß ist, daß das Pulver merklich verunreinigt wird. Es ist auch bereits versucht worden, Mischungsleitungen aus Quarzglas zu verwenden, diese haben jedoch eine sehr kurze Lebensdauer und verunreinigen das Metallpulver, wenn sie zerbrechen.

Mischungsleitungen aus Metall haben auch noch andere Vorteilet· Sie können in Vibration versetzt werden, so daß es möglich ist, eventuelle Ablagerungen auf der Leitung leicht abzuschütteln· Es ist auch leicht möglich, durch die Metallrohre Wärme zuzuführen oder abzuführen, wodurch es möglich ist, die Temperatur des Gasgemisches leichter zu ändern oder zu korrigieren.

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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung näher beschrieben. Die Figur 1 der beigefügten Zeichnung ist eine schematische Darstellung eimer er« findungsgemäßen Vorrichtung und die Figur 2 zeigt einen Toll dieser Vorrichtung» nämlich ein Mis chungs rohr«

Ia Fig. 1 ist ein' Reaktor 1 dargestellte der mit ©ine? Aastal . von Einrichtungen 2 für die Energiezufuhr -verseilen igte Dies© Einrichtungen 2 smd.dg.rifi la Gruppen eingeteilt,, s© daß die .Energiezufuhr In Zonen eingeteilt werden- ksaiu Eiae Misduags« "leitung S aus Metall führt in den Reaktor* Diese Leitung seilte vorzugsweise in die Innenseite des Reaktors etwas hineinragest" wodurch vermieden wird» da£ .die. Reaktion zwischen dem Chlorid« gas und dem reduzierenden Gas auf der Wand des Reaktors statt« findet. Die MetalleItung sollte vorzugsweise auf der Symmetrieachse des Reaktors angeordnet sein» es ist jedoch auch möglich; den Reaktor mit mehreren Mischungsleitungen zur Einführung eines gemischten Gases zu versehen· Alle Leitungen, sollten in der Nähe der Symmetrieachse des Reaktors und parallel "au de: selben in den Reaktor eingeführt werden.

Die gasförmigen Reaktionskomponenten und gegebenenfalls das andere Gas werden durch Z ufüh rungs leitungen in die Mischungsleitung eingeführt. So ist beispielsweise eine Leitung 4 für die Einführung von Metallchloriden in der Gasphase, eine andere Leitung 5 für die Einführung des reduzierenden Gases und eine dritte Leitung 6 gegebenenfalls für die Einführung von Inertgas, gasförmigem Ilalogen oder irgend einem anderen Gas vorgesehen. Bei 7 ist eine Anzahl von Einrichtungen, gegebenenfalls für die Zufuhr von Wärmetu dem Gas, dargestellt. Diese Einrichtungen sind um die Mischungsleitung herum angebracht. Bei 8 ist eine Einrichtung für eine möglicherweise erforderliche Kühlung des Gasgemisches dargestellt. Die Ziffer 9 bezieht sich auf ein Thermoelernent zur Messung der Temperatur des Gasgemisches. Das Thermoelement ist in der Fig. 1 unmittel-

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bar vor dem Auslaßende des Mischungsrohres in den Reaktor befestigt, eine Stelle, die zur Messung der Temperatur geeignet ist.

Die Ziffer 10 bezeichnet eine Einrichtung, mit der das Mischungsrohr in Schwingung versetzt werden kann. Diese Einrichtung ist vorzugsweise unmittelbar vor der Einführungsöffnung des Mischungsrohres in den Reaktor angebracht. Indem man die Mischungsleitung in Schwingung (Vibration) versetzt, ist es möglich, die Ablagerung von reduziertem Metall auf der Auslaßöffnung des Mischungsrohres in den Reaktor zu verhindern. Eine Ausführungs form des Auslasses der Mischungsleitung in den Reaktor ist in Fig. 2 der beiliegenden Zeichnung dargestellt, in der das Rohr zu einer scharfen Kante ausläuft, die ebenfalls die Aufgabe hat, die Haftung von reduziertem Metall zu verhindern.

Die Erfindung wird durch die folgenden Beispiele näher erläutert. Beispiel 1

Ein Strom von 22 kg WCl, pro Stunde wurde mit einem Strom von 96 1 H--pro Minute in einem auf eine Temperatur von 1000⁰C erhitzten, in einen Ofen führenden Nickelrohr gemischt. Das WCl,-Gas hatte eine Temperatur von 400⁰C und das H₂-GaS eine Temperatur von 525⁰C, Daraus ergab sich ein Gemisch, das vor dem Eintritt in den Ofen eine Temperatur von 44O⁰C aufwies. Zwischen der Düse und ihrer Umgebung trat ein gewisser Wärmeübergang auf» Die Strömungsgeschwindigkeit des Gases betrug 25 m pro Sekunde.

In dem Ofen wurde ein Wolframpulver mit einem restlichen Chlorgehalt von 0,26% und einer elektronenmikroskopisch ermittelten Koripröße von 0,2 um ausgefällt. Die Dichte des Pulvers betrug

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1,32 g/cm . Es enthielt keine glänzenden Bruchstücke. Die Innenseite der Mischungsleitung war frei von Belägen.

Beispiel 2

Ein Strom von 22 kg WCl₆ pro Stunde wurde mit einem Strom von 70 1 H₂ pro Minute in einem in einen Ofen führenden Niekelrohr gemischt. Der obere Teil des Ofens wurde auf 800⁰C, der Mittelteil wurde auf 900⁰C und der untere Teil wurde auf 1000⁰C erhitzt. Das WClg-Gas hatte eine Temperatur von 4QO⁰C, das H₂-GaS eine Temperatur von 150⁰C. Daraus entstand ein Gemisch, das unmittelbar vor dem Eintritt in den Ofen eine Temperatur von 32O⁰C hatte. Zwischen der Düse und ihrer Umgebung trat ein gewisser Wärmeübergang auf. Die Strömungsgeschwindigkeit des Gases betrug 16 m pro Sekunde.

In dem Ofen wurde ein Wolframpulver mit einem Gehalt an restlichem Chlor von 0,81 und einer elektronenmikroskopisch ermittelten Korngröße von 2,1 um gebildet. Die Dichte des Pulvers betrug 3,2 g/cm . Das Pulver enthielt keine glänzenden Bruchstücke. Die Innenseite des Mischungsrohres war frei von Belägen. "

Beispiel 3

Ein Strom von 13 kg WCi₆ pro Stunde und 3,0 kg Cl₂ pro Stunde wurden mit einem Strom von Stickstoffgas in einer Menge von 96 1 pro Minute in einem auf 1100⁰C erhitzten, in einen Ofen führenden Nickelrohr gemischt. Das Gemisch aus WCl₆ und Cl₂ hatte eine Temperatur von 400⁰C. Nach dem Mischen mit dem Wasserstoffgas betrug die Temperatur des Gasgemisches unmittelbar vor dem Eintritt in den Ofen 415⁰C, Die Strömungsgeschwindigkeit des Gases betrug 60 m/Sekunde. In dem Ofen wurde ein Wolframpulver gebildet, das einen Gehalt an restlichem Chlor von 0,51 und eine

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elektronenmikroskopisch ermittelte Korngröße von 0,05 μΐη aufwies. Das Pulver enthielt keine glänzenden Bruchstücke. Die Innenseite des Mischungsrohres war frei von Belägen.

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Claims

Pat entansprüche

1. Verfahren zur Herstellung grobkörniger Pulver der Metalle Wolfram, Molybdän, Tantal, Niob, Rhenium und Chrom sowie der Legierungen aus zwei oder mehreren dieser Metalle durch Reduktion der entsprechenden Metallhalogenide in der Gasphase mit einem im wesentlichen aus Wasserstoff bestehenden reduzierenden Gas, bei dem das Metallhalogenid, das reduzierende Gas sowie gegebenenfalls andere Gase vor ihrem Eintritt in einen Reaktor in einer oder mehreren Leitungen miteinander vermischt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase oder das Gasgemisch vor ihrem (seinem) Eintritt in den Reaktor auf eine Temperatur oberhalb der Reaktionstemperatur gebracht und die Korngröße des entstehenden Metallpulvers durch Steuerung einer oder mehrerer Parameter des Gasgemisches, wie des Mischungsverhältnisses, der Strömungsgeschwindigkeit und der Temperatur des Gasgemisches, sowie gegebenenfalls der Temperatur innerhalb des Reaktors reguliert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere zur Herstellung von grobkörnigem Wolframpulver, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Reaktor eingeführte Gasgemisch eine Temperatur von mindestens 300, vorzugsweise von mindestens 35O⁰C, hat.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Gasgemisches durch Erwärmen oder Abkühlen des Gases in den Gasleitungen reguliert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet^ daß die Temperatur des Gasgemisches während der Umsetzung durch Zugabe von gasförmigem Halogen zur Erhöhung der Temperatur reguliert wird. »

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5. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder S₁ dadurch, gekennzeichnet, daß das verwendete reduzierende Gas mit Chlorwasserstoff gas, gasförmigem Stickstoff oder einem anderen Inert·» gas verdünnt wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 5„ dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur innerhalb des Reaktors in verschiedene Zonen eingeteilt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur der Zonen in Fließrichtung des Reactionsgases zunimmt.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 7, die einen Reaktor (1) und Zuführungsleitungen (4, 5, 6) für das Metallhalogenide das reduzierende Gas und gegebenenfalls andere Gase aufweist, gekennzeichnet durch mindestens eine Mischungsleitung (3), die zwischen den Zuführungsleitungen (4, 5, 6) und dem Reaktor (1) angeordnet ist, in der die Gase vor ihrem Eintritt in den Reaktor (1) miteinander vermischt werden,

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet₈ daß die Mischungsleitung (3) aus Metall besteht»

10. Vorrichtung nach Anspruch'8 oder 9, dadurch gekennzeichnet,; daß die Mischungsleitung (3) so in den Reaktor (1) eingeführt wird, daß ihre Auslaßöffnung über die Inneaseite der Innenwand des Reaktors etwas übersteht«

11. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 10, dadurch, gekeilt»» zeichnet, daß die Mischungsleitung (3) ©ntlsiag der Symmetrie· achse des Reaktors (1) angeordnet ist»

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12. Vorrichtung nach den Ansprüchen 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mündung dr Mischungsleitung (3) in den Reaktor (1) zu einer scharfen Kante ausläuft*

13. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Mischungsleitung (3) in Vibration versetzt werden kann.

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