DE2044402C3 - Verfahren zur Herstellung eines Metalls mittels Reduktion aus zumindest einem seiner Halogenide durch Calciumkarbid sowie Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens zwecks Herstellung eines flüchtigen Metalk - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Metalls mittels Reduktion zumindest eines seiner Halogenide durch CalciumkarbL sowie auf eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist bekannt, daß die Metallhalogenide, insbesondere die Alkali- und Erdalkalihalogenide mit Hilfe von Calciumkarbid reduziert werden können, wobei Metall und Kohlenstoff nach der Formel

öMX„

aU + IbC + ACaX₂

freigesetzt werden. In der Formel bedeutet M ein Metall mit der Wertigkeit π und X ein Halogen, wobei die stöchiometrischen Verhältnisse derart sind, daß

b _ η
~a ~ J

Nach den bekannten Verfahren geht die Reduktion im heterogenen Milieu fest-fest, fest-flüssig oder fest-gasför Yig vor sich. Aus diesem Grunde ist es bisher schwierig gewesen, das Verfahren kontinuierlich auszuführen, was jedoch vom wirtschaftlichen Standpunkt aus notwendig ist, um zu einem annehmbaren Herstellungspreis zu gelangen.

Dieses ist wahrscheinlich auch der Grund dafür, weshalb üs bis heute keine industrielle Verwendung dieser Reaktion gibt.

Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein industriell verwertbares Reduktionsverfahren auf der Grundlage dieser Reaktion und weiterhin eine Einrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Reduktion in einer Lösung von Calciumkarbid in zumindest einem geschmolzenen Halogenid durchgeführt wird, das zu den Halogeniden der Alkali- oder Erdalkalimetalle gehört.

Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht erfindungsgemäß aus einer Vorrichtung zur Vorbereitung einer Reaktionsmischung aus einer Lösung von Calciumkarbid und zumindest einem Halogenid des herzustellenden flüchtigen Metalls in zumindest einem geschmolzenen Alkali- oder Erdalkalihalogenid, einer Vorrichtung, um die Reaktionsmischung auf einem Druck unterhalb des Atmosphärendrucks und auf einer Temperatur von zumindest 800⁰C zu halten, die zur Reduktion des Halogenids des flüchtigen Metalls aussieht, einer Vorrichtung zum Wiederauffangen des duch die Reduktion entstandenen flüchtigen Metalls, einer Vorrichtung zur Rückführung des aus der Reaktionsmischung stammenden Calciumhalogenids in das Halogenidbad bei Konstanthaltung des Druckes der Reaktionsmischung nach Entfernung der übrigen Reaktionsprodukte und aus einer Vorrichtung zur kontinuierlichen Trennung des gewonnenen Kohlenstoffs von der Reaktionsmischung.
Das Verfahren nach der Erfindung gestattet die

ίο Ausführung der Reduktion im Großteil der Fälle in homogenem Milieu und in den anderen Fällen in einem fast homogenen Milieu, das aus in einer Flüssigkeit dispergiertem Gas oder Pulver bestehen kann, wodurch ein kontinuierliches Arbeiten ermöglicht wird.

Mit dem Verfahren nach der Erfindung können flüchtige Metalle, wie die Alkalimetalle und insbesondere das Natrium oder Erdalkalimetalle, wie das Magnesium und nicht flüchtige Metalle, wie Titan, Zirkon, Hafnium, Uran, Vanadium, Niob, Tantal, Wolfram, K upfer, Eisen usw. hergestellt werden.

Im Falle der flüchtigen Met~''e kann das zu reduzierende Halogenid das gleiche rein, wie dasjenige, welches allein oder in Mischung mit einem anderen Alkali- oder Erdalkalihalogenid als Lösungsmittel für das Calciumkarbid dient.

Das heißt, daß in diesem Fall die Zuführgeschwindigkeit des Halogenids in der Weise geregelt wird, daß die Menge dieser Verbindung aufrechterhalten wird, die zur Erhaltung des in Lösung befindlichen Calciumkarbids erforderlich ist.

Im Fall der nicht flüchtigen Metalle, wooei auch das Halogenid in der Lösung des Calciumkarbids gelöst wird, oder im Falle eines leicht verdampfbaren Halogenids läßt man die Dämpfe dieses Halogenids

J5 derart in die Lösung hineinwirbeln, daß sie sich lösen oder in mehr oder weniger enge Berührung mit der Lösung kommen. Zu diesem Zweck wird der gasförmige Strom in Form möglichst kleiner Blasen in das gelöste Calciumkarbid eingebracht.

■to Um das Calciumkarbid in Lösung zu bringen, kann als Lösungsmittel ein Alkali- oder Erdalkalihalogenid allein or';r auch in Verbindung mit zumindest einem weiteren Alkali- oder Erdalkalihalogenid verwendet werden. Beispielsweise kann eine Mischung aus Natrium- und Calciumchlorid benutzt werden, die zu etwa 10 bis 25 Gew.-°/o aus Natriumchlorid besteht. 3oll Magnesium hergestellt werden, so wird als Lösungsmittel für das Calciumkarbid vorzugsweise eine Mischung aus Calcium· und Magnesiumchlorid verv/endet. Ganz allgemein lassen sich alle Halogenide, insbesondere das Calciumchlorid, sowie die Fluoride und Chloride der Alkali- und Erdalkalimetalle und die Mischungen dieser Halogenide verwenden. Diese Halogenide oder Halogenidnvsohungen werden zumindest auf der Temperatur ihrer Schmelzpunkte gehalten. Für Calciumchlorid und die Mischung au«! Calcium- und Natriunchlorid liegt diese Temperatur beispielsweise in der Größenordnung von 800 bis 1000⁰C.

Die Menge an Calciumkarbid. die man in einer solchen Lösung .dflösen kann, liegt im allgemeinen in der Größenordnung von 4 bis 12% und hängt von der ■ Natur des Alkali- oder Erdalkalihalogenids ab, Für eine eutektische Mischung von Natrium- un<3 Calciumchlorid, bei der der Molanteil des Natriumchlorids gleich 0,4 ist, beträgt beispielsweise die Löslichkeit des Calciumkarbids 7,5 Gew.-% bei einer Temperatur zwischen 900 und 950⁰C. Für eine Natriumchlorid- und Calciumchloridmischung mit einem Molanteil des Natriumchlorids

von 0,1 beträgt die Löslichkeil 6 Gew.-%. In reinem Calciumchlorid beträgt die Löslichkeit des Calciumkarbids 6,6 Gew.-%, jeweils bei einer Temperatur zwischen 900 und 950⁰C.

Es ist zu beachten, daß das Calciumkarbid in einer solchen Lösung Vermutlich in in Ionen dissoziierter Form vorliegt, was die Erhöhung der elektrischen Leitfähigkeit um einen Faktor von 1,5 bis 3 im Vergleich zu einem Bad gleicher Zusammensetzung zeigt, das jedoch kein Calciumkarbid enthält.

Zur Herstellung flüchtiger Metalle ist es schließlich Vorteilhaft, die Reaktionsgeschwindigkeit zu steigern und im Hinblick auf reinere Erzeugnisse die Reduktion unter vermindertem Druck auszuführen. Man kann jedoch auch bei Atmosphärendruck arbeiten, sofern mindestens ein Edelgas, beispielsweise Argon, anwesend ist.

Bei Natrium wird z. B. vorzugsweise unter einem Druck zwischen 10 * und 10 ² Atmosphären und einer Temperatur zwischen 800 und 1200°C reduziert, während man bei Magnesium vorzugsweise bei Drücken zwischen 10 ² und 1 Atmosphäre und Temperaturen gleichfalls zwischen 800 und 1200⁰C arbeitet.

Es kann in manchen Fällen erforderlich sein, die Calciumkarbidlösung während der Reduktion umzurühren. Dieses trifft insbesondere für die Natriumherstellung zu. Der Natur des Metalls entsprechend erhält man es entweder in flüssigem Zustand, eventuell nach Kondensierung seiner Dämpfe, oder in festem Zustand, tm letzten Fall fällt das Metall als Pulver an, das man durch Dekantieren der Reaktionsmischung auffängt.

Die zur Durchführung der Reduktion verwendete Einrichtung ist unterschiedlich, je nachdem, ob das darzustellende Metall flüchtig ist oder nicht. Im Falle flüchtiger Metalle enthält die Einrichtung eine Vorrichtung zum Kondensieren der Metalldämpfe und zum Überführen dieser Dämpfe in den flüssigen oder festen Zustand sowie eine Vorrichtung, um das Metall von den übrigen kondensierten Stoffen zu trennen. Im Falle nicht flüchtiger Metalle wird eine Einrichtung verwendet, die ein Reaktionsgefäß mit Wärmeaustauscher enthält und mit einem Dekantiertrog für das feste Metall versehen ist Als Nebenprodukt der Reduktion wird wasserfreies Calciumhalogenid, insbesondere wasserfreies CaCb sowie feinster Kohlenstoff von großem Reinheitsgrad gewonnen.

Bei der Natriumherstellung wird eine gewisse Menge von Natriumchlorid flüchtig. Die benutzte Einrichtung muß deshalb eine Vorrichtung enthalten, um das Natriumchlorid zu kondensieren und wieder in den Prozeß zurückzuführen. Zu diesem Zweck kann man entweder zunächst das Natriumchlorid in den festen Zustand und dann das Natrium in den flüssigen Zustand kondensieren oder auch gleichzeitig das Natriumchlorid und das Natrium mit Hilfe eines Stromes flüssigen Natriums bei einer Temperatur kondensieren, die tief genug ist, um das Natriumchlorid in den festen Zustand zu bringen. Sodann kann das Natriumchlorid durch nitrieren abgetrennt oder die Mischung aus Natrium und Natriumchlorid in der Weise wiedererhitzt werden, daß das Natriumchlorid geschmolzen wird, worauf abschließend das Metallsalz durch Dekantieren in der Hitze abgesondert wird.

Man kann auch die Gesamtheit der aus dem Reaktionsgefäß stammenden Dämpfe, d.h. die Mischung von Natriumdampfund Natriunichloriddampf, in den festen Zustand kondensieren und sodann das Natriumchlorid durch teilweise Vakuumdestillation abirennen, nachdem man das Ganze erhitzt und den Großteil des auf diese Weise erhaltenen Natriumchlo' rids abdekantiert hat.

Bei der Magnesiumherstellüng durch Reduktion aus seinem Chlorid sollte man die Verluste an Magnesiumchlorid auf ein Minimum verringern, die aus der Reaktion zwischen dem Salz und dem Kalk resultieren, der in dem verwendeten Calciumkarbid enthalten ist.

ίο Weiterhin ist voii Bedeutung, daß das Verfahren nach der Erfindung neben dem Metall die Gewinnung von Kohlenstoff in Form allotropen Graphits gestattet, der sehr rein und sehr fein ist. Bekanntlich ist Kohlenstoff ein sehr wichtiger industrieller Rohstoff. Falls das zur Durchführung des Verfahrens benötigte Calciumkarbid dadurch hergestellt wird, daß man bei hoher Temperatur Calciumoxyd mit irgendeinem Kohlenstoff, beispielsweise Anthrazit oder Koks, reagieren läßt, so kann das Verfahren nach der Erfindung die zweite Stufe der Herstellung von Graphit auf der Grundlage minderwertige kohlenstoffhaltiger Stoffe darstellen, während die Herstellung von Calciumkarbid auf der Grundlage kohlenstoffhaltiger Stoffe mit Hilfe des bekannten Verfahrens die erste Stufe darstellt.

Das oben beschriebene Verfahren kann beispielsweise folgendermaßen ausgeführt werden:

Beispiel 1
(Gewinnung von Natrium auf kontinuierliche Weise)

[n einem mit Rührwerken (Schraubenrührern) versehenen Reaktionsgefäß, das auf einer Temperatur von 930⁰C gehalten wird, werden unter Argonatmosphäre und zunächst bei Atmosphärendruck 12,21 t Calciumchlorid unter fortschreitendem Aufbau eines Vakuums derart geschmolzen, daß im Reaktionsgefäß ein flüssiges Bad mit einem Volumen von etwa 6 m³ entsteht und eine barometrische Säule von 4,7 m mit geschmolzenem Calciumchlorid gefüllt wird. Die Säule wird auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur von Calciumchlorid (720⁰C) erhitzt, die im vorliegenden Fall bei 800° C liegt.

Abschließend wird im Reaktionsgefäß ein Druck von 5 · 10-'Atm. hergestellt und werden in kleinen Mengen unter ständiger kräftiger Badumrührung 2,54 t/h Natriumchlorid und 139 t/h Calciumkarbid pro Stunde mittles eines Trichterbehälters zugegeben, der sich auf etwa dem gleichen Druck befindet, wie das Innere des Reaktionsgefäßes. Dabei werden auf kontinuierliche Weise 9,8 t/h an Calciumchlorid in flüssigem Zustand mit Hilfe einer Pumpe und beheizten Leitungen dem Prozeß aus einem Dekantierofen zugeführt, der sich an der Unterseite der barometrischen Säule befindet

Gleichfalls wird ein kontinuierlicher Reaktionsbe-"~-^; "reich geschaffen, in dem innerhalb des Reaktionsgefäßes in dampfförmigem Zustand eine Menge von 1 t Natrium pro Stunde entsteht. Man entnimmt 2,4 t/h Calciumchlorid im Kreislauf, wodurch es ermöglicht wird, das flüssige Bad auf einem konstanten Niveau im Reaktionsgefäß zu halten. Im Dekantierofen wird durch

6ö Dekantieren und Heißfiltrieren eine Menge von 0,52 t Kohlenstoff (als allotroper Graphit) von großer Reinheit und Feinheit gewonnen.

Die Natriumdämpfe, die Spuren von gleichfalls dampfförmigem Natriumchlorid mit sich führen, werden mit Hilfe eines Kondensators kondensiert, der zwischen der Pumpenvorrichtung, die zur Aufrechterhaltung des Unterdruckes in dem Gefäß und Letzterem angeordnet ist. Man kondensiert zunächst das Natriumchlorid in den

resten Zustand, indem die Dämpfe mit Ablenkplatten in Berührung gebracht werden, die in Form von Prallblechen hinter der Eintriltsöffnung im Kondensator vorgesehen sind. Schließlich wird das Natrium in den Hcißdekanliertrögen, die sich auf einer Temperatur oberhalb des Schmelzpunktes von Natriumchlorid befinden, von den letzten Chloridspüren befreit.

Die zur Herstellung einer Tonne Natrium pro Stunde benötigte Leistung zum Erhitzen der Einrichtung beträgt 2000 kVA.

Beispiel 2

Man arbeitet wie bei Beispiel I. jedoch wird das Calciumchlorid nicht wieder im flüssigen Zustand in das Rcaklionsgcfäß eingebracht. An dessen Stelle wird das Calciumchlorid bei Verlassen des Dckanlicrofens granuliert und cm Teil des Granulats in einer Menge von 9,8 t/h der Reaktionsmischung zugesetzt.

Beispiel 3

Man gehl in gleicher Weise vor, wie in Beispiel I beschrieben, jedoch anstatt die Vorbereitung der reaktionsfähigen Mischung im Reaktionsgefäß unter vermindertem Druck durchzuführen, erfolgt die Vorbereitung dieser Mischung in einem von dem Reaktionsgefäß getrennten Schmelzofen, der auf 1000⁰C gehalten wird, oei Atmosphärendruck und unter Edelgasatmosphäre (Trockenargon).

Bei kleiner Ausflußmenge wird auf kontinuierliche Weise das in dem Schmelzofen erhaltene homogene flüssige Bad in ein Reaktionsgefäß gesprüht, das dem in Beispiel 1 verwandten gleicht, jedoch mit Rühreinrichlungen versehen ist und Ablenkplatten in Form von Prallblechen besitzt. Mittels der Ablenkplatten wird das aus dem Schmelzofen stammende flüssige Bad verzögert und in Form von flüssigen Schichten ausgebreitet, die eine große freie Oberfläche besitzen. Das Reaktionsgefäß befindet sich dabei auf 930⁰C₁ während der Druck 5 · 10-³Atmosphärcnbeträgt.

Das Natrium wird kondensiert und in gleicher Weise wie in Beispiel 1 von Chloridspuren befreit. Wie in Beispiel 1 ausgeführt, werden 9,8 t/h flüssiges Calciumchlorid wieder in den Schmelzofen rückgeführt.

Beispiel 4
(Gewinnung von Titan aus seinem Telrachlorid)

- - Man verdampft durch Mitreißen mittels eines Stromes heißen Argons Titantetrachlorid in einer Menge von 1,5 g/min und läßt den derart erhaltenen gasförmigen Strom in das Bad einer eutektischen Mischung von Calciumchlorid und Natriumchlorid (0,4 Mol NaCl + 0,6 MoI CaCk) hineinwirbeln, das eine Temperatur von 560⁰C besitzt. In dem Bad wird fortschreitend Calciumkarbid in einer Menge von 2 g/min gelöst. Die Menge der eutektischen Mischung aus Natriumchlorid und Calciumchlorid beträgt 1000 g. Bevor man mit dem Einleiten von Calciumkarbid und Titanchlorid beginnt, wird das Bad der eulektischen Mischung von NaCI und CaC^ entwässert, indem über der Mischung ein Vakuum aufgebaut wird und man einen Chlorstrom (0,5 l/min) 30 Minuten lang hineinwirabgetrcnnt. Man gewinnt auf diese Weise etwa 5 g Titan.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens enthält die

<5 Vorrichtung zur Vorbereitung der reaktionsfähigen Mischung zumindest ein geschlossenes Gefäß, in dem sich eine Schutzgasatmosphäre ständig auf Atmosphärendruck befindet. Das Gefäß ist mit einer Vorrichtung versehen, die unter dem Schutz der Umgebungsluft das

ίο Zuführen von zumindest einem Alkali- oder Erdalkalihalogcnid. von Calciumkarbid und von zumindest einem Halogenid eines flüchtigen Metalls, dessen Herstellung beabsichtigt ist, gestattet. Das Gefäß enthält weiterhin eine Heizungscinrichtung, die das Schmelzen des Alkali- oder Erdalkalihalogenids sowie das Aufrechterhalten der Temperatur des Schmelzbades auf einer solchen Höhe gestattet, daß sich die übrigen Bestandteile der reaktionsfähigen Mischung, d. h. das Calciumkarbid und das Halogenid des fluchtigen Metaüs, iosen können.

Außerdem ist eine Rührvorrichtung zur Beschleunigung des Lösungsvorganges vorgesehen. Die gleichfalls vorgesehene Vorrichtung zur Aufrechterhaltung von Bedingungen, die die Reduktion des Halogenids des flüchtigen Metalls hervorrufen, enthalten zumindest ein abgeschlossenes Reaklionsgefäß, das von dem Erstgenannten getrennt ist, in dessen Innenraum ständig ein verminderter Druck herrscht, unter dem die Reaktion abläuft. Dieses Gefäß ist mit einer Heizvorrichtung versehen, die dazu dient, die reaktionsfähige Mischung auf der Reaktionstemperatur zu halten, und steht über eine Einspeisevorrichtung mit jenem Gefäß in Verbindung, das die Vorbereitung der Reaktionsmischung gestattet, wobei die Einspeisevorrichtung die geregelte Zuführung der Mischung in das Reaktionsgefäß gestattet.

Diese Ausführungsform, bei der die Vorbereitung der Reaktionsmischung unter Atmosphärendruck in einem Gefäß erfolgen kann, das von demjenigen Gefäß, in dem unter herabgesetztem Druck die Reduktionsreaktion stattfindet, getrennt ist, bietet mehrere Vorteile. Sie erleichtert insbesondere die Ausführung des Verfahrens auf kontinuierliche Weise, indem die Vorbereitung der Reaktionsmischung unabhängig von deren Einführung in die Reaktion ausgeführt werden kann. Außerdem bietet diese Einrichtung bei einer gegebenen Stundenleistung die geringsten Hindernisse.

Indes kann die Einrichtung auch in abgewandelter Form ausgeführt werden, nach der die Vorrichtung zur Vorbereitung der Reaktionsmischung auf Temperatur- und Druckverhältnisse, die die Reduktion des Halogenids des flüchtigen Metalls hervorrufen, ein einziges Gefäß enthält, in deren Innerem zumindest während der Zeit der Ausführung der Reduktion des Flüchtigmetall-

--halögenids die Temperatur- und Druckverhältnisse aufrechterhalten werden, die diese Reduktion hervorrufen. Dieses Gefäß enthält eine Vorrichtung, mit der bei Aufrechterhaltung eines konstanten Druckes im Innebeln läßt. Das Einwirbein des gasförmigen Stroms und die Zugabe von Cafciumkarbid wird nach 68 Minuten

6ö beendet, nachdem 102 gTiCU in das Bad eingeführt und 136 g Calciumkarbid im Bad gelöst wurden.

Man gewinnt große Teilchen reinen Titans in Form von Täfelchen und ein sehr feines Pulver, das etwa 75 Gew.-% Titan und 25% Kohlenstoff sowie Titanoxyd enthält. Gleichfalls fällt Graphit als sehr feines Pulver an. Von dem Graphit werden die großen Teilchen reinen Titans und ein kleiner Teil des feinen Mischpulvers aus Titan, Tianoxyd und Kohlenstoff

rcn des Gefäßes zumindest ein Alkali- oder Erdalkalihalogenid sowie Calciumkarbid und zumindest ein Halogenid des herzustellenden flüchtigen Metalls in dieses Gefäß eingebracht werden können. Zu diesem Gefäß gehört weiterhin eine Heizungsvorrichtung, die in einer ersten Stufe das Schmelzen des Alkali- oder Erdalkalihalogenids sowie die Aiifrechlerhallung der Temperatur des Schmclzbades auf einer solchen Temperatur gestattet, die das Lösen der übrigen Bestandteile der Reaktionsmischling ermöglicht, während in einer zweiten Stufe die Reaktionsmischung auf der Reaktionstemperatur gehalten wird. Außerdem ist in dem Gefäß eine Rührvorrichtung vorgesehen.

Die Vorrichtung zur Wiedergewinnung des flüchtigen Metalls enthält vorzugsweise zumindest einen Kondensator, der zwischen dem Reaktionsgefäß und einer Pumpenvorrichtung zur Evakuierung des Reaktionsgefäßes angeordnet ist. Dieser Kondensator enthält zumindest eine mit dem Reaktionsgefäß in Verbindung stehende Dampfeintrittsöffnung und zumindest eine mit der Pumpenvorrichtung verbundene Öffnung und ist mit Ablenkplatten in Form von Prallblechen versehen, die es gestatten, die Halogenidspuren des flüchtigen Metalls, die eventuell mit dem Dampf dieses Metalls mitgerissen werden, in den festen Zustand zu kondensieren. Außerdem enthält der Kondensator Kühlrohre, in denen ein geeignetes Kühlmittel fließt, das eine Temperatur besitzt, bei der das flüchtige Metall in den flüssigen Zustand kondensiert wird.

Es können jedoch auch andere Vorrichtungen zur Wiedergewinnung des flüchtigen Metalls verwendet werden, wie beispielsweise ein Kondensator, bei dem die Kondensationskammer in gleicher Weise wie eine Plattendestillationssäule gebaut ist und der als Kühlmittel zur Kondensierung der Natriumdämpfe in den flüssigen Zustand einen Teil des bereits kondensierten flüssigen Natriums benutzt.

Als Vorrichtung zur Rückführung des Calciumhalogehids in den Prozeß wird vorzugsweise eine mit diesem Halogenid in geschmolzenem Zustand gefüllte barometrische Säule benutzt, deren oberer Teil, der von der Reaktionsmischung ge^'ldet wird, sich im Reaktionsgefäß befindet, während der untere Teil in einen Kohlenstoffdekantierofen reicht, in dem eine Temperatur derart aufrechterhalten wird, daß das Calciumhalogenid im flüssigen Zustand verbleibt.
i Als Vorrichtung zur kontinuierlichen Abscheidung von Kohlenstoff wird vorzugsweise ein Dekantierofen benutzt, der am unteren Ende der barometrischen Säule angeordnet ist.

Die folgende detallierte Beschreibung betrifft den Fall, daß als flüchtiges Metall Natrium dient, damit konkrete Angaben über die Abmessungen der Einrichtung sowie über die Arbeitsdrücke und Arbeitstemperaturen gemacht werden können. Aber es ist klar, daß die gleiche Einrichtung mit gefingfügigen Abwandlungen der Dimensionen und Betriebsbedingungen auch zur Herstellung der übrigen flüchtigen Metalle Kalium, Rubidium, Caesium, Calcium, Strontium, Barium und Magnesium verwendet werden kann.

Die nachfolgende Zeichnung zeigt schematisch und in Form eines Beispiels eine besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung und eine Abwandlung dieser Einrichtung sowie zwei Ausführungsformen eines Natriumkondensators, wobei eine Sonderform der Ausführung einen Teil der in der Zeichnung dargestellten Einrichtung bildet Es zeigt

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der Einrichtung,

F i g. 2 einefi Vertikalschnilt durch eine erste Ausfülv rungsfofm des Kondensators,

Fig. 3 einen Vertikalschnilt durch eine zweite Ausführungsform des Kondensators und

F i g. 4 einen Vertikalschnitt durch eine abgewandelte Einrichtung.

Die in Fig. 1 dargestellte Einrichtung enthält ein Reaktionsgefäß 1, das aus einem Mischungsbehältcr 2

i<> und einem Reaktionsraum 3 zusammengesetzt ist. Der Rcaklionsraum 3 ist mit Ablenkplatten 4 versehen. Der Mischungsbehäller 2 und die Reaktionskammer stehen über eine Einspritzdüse 5 miteinander in Verbindung, die mit Hilfe eines Verschlusses 6 je nach Wunsch verschlossen oder mehr oder weniger geöffnet werden kann, der über eine Betätigungsstange 7 betätigt wird, die mit einem Steuerkopf 8 verbunden ist. In der Ruhelage ist die Einspritzdüse 5 infolge der durch eine Feder 9 ausgeübten Kraft verschlossen, die auf Druck anspricht und bestrebt ist, den Verschluß 6 in die Öffnung der Düse 5 hineinzudrücken. Der Mischungsbehälter 2 ist mit einer bestimmten Anzahl von Rührern, beispielsweise dreien versehen, von denen einer in Fig. I dargestellt ist und eine Schraube 10 enthält, die durch einen in der Zeichnung nicht dargestellten Motor mit Hilfe einer Welle U in Umdrehung versetzt wird. Ein Trichterbehälter 12, dessen Innenraum beispielsweise fortlaufend mit Hilfe eines nicht dargestellten Lufterneuerungsgerätes feuchtigkeitsfrei gehalten wird,

M welches es gestattet, die Luft aus dem Innenraum des Trichterbehälters 12 abzusaugen und durch ein trockenes Gas, wie beispielsweise Stickstoff, zu ersetzen, ermöglicht die Beschickung des Mischungsbehälters 2 mit einer geeigneten Menge Calciumkarbid und Natriumchlorid unter Vermeidung des Einschleppens von Feuchtigkeit. Ein gewöhnlicher Trichter 13 gestattet die Versorgung des Trichterbehälters 12 mit trockenem Calciumkarbid und Natriumchlorid. Ventile 14a und 146 gestatten jeweils die Beschickung des Mischungsbehälters 2 und des Trichterbehälters 12.

Der Mischungsbehälter 2 ist außerdem mit einem Siebrost 15 versehen, dem die Aufgabe obliegt, alle festen Teilchen, wie in dem Schmelzbad der Natriumchlorid-Calciumchloridmischung nicht gelöste Calciumkarbidkörner, die eine bestimmte Größe von beispielsweise 1 mm übersteigen, daran zu hindern, bis zur Einspritzdüse 5 zu gelangen.

Der Reaktionsraum 3 besitzt eine Dampfabzugsöffnung 16, mit der eine Dampfabsaugleitung 17 verbunden ist. Die Leitung 17 mündet in einen Kondensator 18.

Der Boden des Reaktionsraumes 3 ist außerdem mit

einer barometrischen Säule 28 verbunden, die es gestattet, die auf den Boden des Raumes 3 sinkende

.. Suspension abzuziehen. Diese Suspension besteht zum Großteil zumindest aus geschmolzenem Calciumchlorid sowie aus Kohlenstoff in Form von Graphit.

Ein Dekantierofen 29 mit einer zum Flüssighalten der Schmelzflüssigkeit ausreichenden Temperatur gestattet es, den Graphit durch Dekantieren von der Suspension zu trennen. Eine Abzugsöffnung 30, die auf dem Niveau der Dispersionsbadoberfläche beim Dekantieren angeordnet ist, erlaubt es, den Graphit in dem Maße abzuziehen, wie er auf der Oberfläche des Bades anlangt.

Ein Heizmantel 31, der den Mischungsbehälter 2, den Reaktionsraum 3, die barometrische Säule 28 und den Dekantierofen 29 vollständig umschließt, gestattet es, in diesen verschiedenen Teilen der Einrichtung die

geeignete Temperatur zur Lösung des Caleiumkarbids in der Calciumchlorid- und N.itriumchloridmischung von beispielsweise 930⁰C, die Rcaklionstempcratur von beispielsweise 830⁰C sowie eine oberhalb der Erstarrungstcmperalur der Suspcnsionsschmclze liegende Temperatur von etwa 750 bis 800⁰C aufrechtzuerhalten.

Eine über eine Leitung 35 gespeiste Rückfiihrpumpe 32 gestattet über eine Leitung 36 die Rückführung eines Teils einer mittels der Leitung 33 aus dem Dckantierofcn 29 entnommenen Flüssigkeitsmenge in den Mischungsbehältcr 2. Ein anderer Teil der über die Leitung 33 entnommenen Flüssigkeitsmenge wird über eine Entnahmeleitung 34 aus der Einrichtung abgezogen, die mittels eines Drciwegeventils 37 von der Leitung }3 abzweigt. Die Pumpe 32,die Leitungen 35,36 sowie das Ventil Ϊ7 sind gleichfalls mit Beheizungsvorrichtungen versehen, die eine zur Vermeidung der Erstarrung notwendige Temperatur aufrechterhalten.

Der Kondensator 18 enthält eine Anzahl von Ablenkplattea 19 und eine Kammer 20 zur Kondensation des Natriums mit Rohren 21, dis durch den Durchfluß eines Kühlmittels, wie beispielsweise Siliconöl, gekühlt werden. Diese Rohre 21 bilden ein Bündel horizontaler U-Röhren, deren Gesamtheit den mittleren Teil der Kammer 20 ausfüllt. Die Rohre 21 werden mit Hilfe einer Speiseleitung 22 und einer Verteilerkammcr 24 mit dem Kühlmittel versorgt. Das Kühlmittel wird nach seinem Durchtritt durch die Rohre 21 mit Hilfe einer Sammelkammer 25 und einer Absaugleitung 23 abgeführt. Der Kondensator Ib ist über eine Leitung 26 mit einem nicht dargestellten Pumpensystem verbunden, das in dem Kondensator 18 und dem Reaktionsraum einen verminderten Druck von 10 -⁴ bis 10 -' Atmosphären aufbaut und erhält, der die Reduktion des Natriumchlorids bei der Reaktionstemperatur gestattet. Eine Leitung 27 am Boden des Kondensators 18 gestattet das Abziehen des kondensierten Natriums im flüssigen Zustand.

Die beschriebene Einrichtung arbeitet wie folgt:

Eine Mischung von Natriumchlorid und Calciumchlorid wird in entsprechenden Anteilen, vorzugsweise in eutektischer Zusammensetzung dieser beiden Salze, d. h.40 Mol-% NaCI und 60 Mol-% CaCI₂, mit Hilfe des Trichters 13 und des Trichterbehälters 12 in den Mischungsbehälter 2 eingebracht. Der Druck im Inneren des Behälters 2 ist gleich dem Atmosphärendruck oder liegt in dessen Nähe. Bei geschlossenem Verschluß 6 läßt man die Mischung aus Calciumchlorid und Natriumchlorid bei kräftiger Umrührung durch die Schraube 10 schmelzen, um eine gute Homogenität zu erhallen. Sodann wird gleichfalls mit Hilfe der Trichter 12 und 13 Calciumkarbid in den Behälter 2 eingebracht, wobei die eingebrachte Menge gerade unterhalb der Löslichkeitsgrenze liegt und das Schmelzbad aus Natriumchlorid und Calciumchlorid auf einer Temperatur von beispielsweise 1000°C gehalten wird. Bei dieser Temperatur liegt die Löslichkeitsgrenze des Caleiumkarbids in der eutektischen Mischung aus Natriumchlorid und Calciumchlorid etwa bei 7,5 Gew.-%.

Bei nun geöffnetem Verschluß 6 wird die wie soeben beschrieben vorbereitete Lösung mit Hilfe der Düse 5 in den Reaktionsraum 3 eingesprüht, wobei die Einsprühmenge durch den Öffnungsgrad des Verschlusses 6 gesteuert wird. Der Druck in dem Raum 3 liegt, wie schon beschrieben, zwischen 10—' und 10~² Atmosphären, während die Temperatur beispielsweise 930°C beträgt.

Die Reduktion des Natriumchlorids durch das Calciumkarbid vollzieht sich in dem Malic, wie die Reaklionsmischung in dem Raum 3 nach unten sinkt, wobei dieses Niedersinken durch die Ablenkplatten 4 verlangsamt wird.

*> Die auf dem Boden des, Raumes 3 ankommende Flüssigkeit besteht aus einer Suspension sehr feiner Kohlenstoffteilchcn im Graphitzustand in geschmolzenem Calciumchlorid, die nur noch ganz geringe Mengen Natriumchlorid und Calciumkarbid enthält.

ι» Das durch die Reaktion erzeugte Natrium liegt in dem Raum 3 als, Dampf vor. Dieser Dampf, der gleichfalls eine geringe Menge verdampften Nalriumchlorids enthält, wird über die Leitung 17 abgesaugt und dem Kondensator 18 zugeführt. Das Natriumchlorid konden-

i") siert vollstiindig an den Ablenkplatten 19 in den festen Zustand, während das Natrium durch den Kontakt seines Dampfes mit den Wandungen der Rohre 21 in den flüssigen Zustand kondensiert wird, die durch den Durchfluß eines Kühlmittels auf Temperaluren zwi-

2(i sehen 110 und t20°C gehalten werden. Das Natrium wird im flüssigen Zustand mit einer Temperatur leicht oberhalb von 130⁰C über eine Leitung 27 aus dem Kondensator 18 abgezogen. Die Suspension von kohlenstoff in Calciumchlorid wird über die barometri-

2^r> sehe Säule 28 aus dem Raum 3 abgezogen, worauf der Kohlenstoff im Ofen 29 durch Dekantieren abgeschieden wird. Nach dem Abkühlen und dem Waschen mit Wasser kann auf diese Weise sehr feiner und sehr reiner Kohlenstoff im Graphitzustand gewonnen werden.

)» Das Calciumchlorid wird zum Teil in den Mischungsbehälter 2 zurückgeführt und zum Teil aus der Einrichtung abgezogen. Der abgezogene Teil kann nach der Abkühlung granuliert werden, was seine Verwendung in der Industrie erleichtert.

J¹S Die Einrichtung kann auf diskontinuierliche Weise arbeiten, indem in aufeinanderfolgenden Chargen Natriumchlorid, Calciumchlorid und Calciumkarbid eingesetzt und die Gesamtmenge der Reaktionsmischung mit einem Mal in den Raum 3 eingedüst wird.

•ti) Die Einrichtung wird jedoch vorzugsweise /um kontinuierlichen Arbeiten benutzt, wobei der Mischungsbehälter 2 mit kleinen Mengen von Natriumchlorid und Calciumkarbid in dem Maße des Verbrauches dieser Stoffe beschickt wird, um die Koni miration

4i der Reaktionsmischung im Behälter 2 konstantzuhalten. Diese Mischung wird sodann in kleinen Gaben oder in kontinuierlichem Zustrom eingedüst, wobei die Zugabe in der Weise gesteuert wird, daß ständig eine bestimmte Menge an Fteaktionsmischung im Behälter 2 verbleibt.

■in Eine Einrichtung, die auf kontinuierliche Weise die Gewinnung von einer Tonne Natrium je Stunde ermöglicht, hat beispielsweise folgende Kennzahlen:

_: ,Volumen des Iviischungsbehälters: ,2m^!
■s-j Volumen der ständig in

diesem Behälter gehaltenen

Reaktionsmiischung: 1 m'

Menge des durch die Düse 5

gehenden Einsatzes bei völlig
geöffnetem Verschluß: 6,24 m Vh

Absoluter Druck im Behälter 2: ca. 1 Atm.

Absoluter Druck im Raum 3: 5- 10-^JAtm.

Temperatur im Behälter 2: 1000⁰C

Temperatur im Raum 3: 930⁰C

b5 Höhe der barometrischen

Säule 28: 4,7 rn

Wärmetauschende Oberfläche der

Rohre 21 des Kondensators 18: 100 m²

Durchsat/:
Calciunikarbid:
Natriumchlorid:
Calciumchlorid:

1.39 t/h 2.54 Vh 9.8 i/h

(einzig aus der ständigen VVieder/ufühning bei kontinuierlicher Arbeitsweise stammend)

Neben der Tonne Natrium gestattet eine derartige Einrichtung die Gewinnung von 0,52 t/h sehr reinen und feinen Graphits sowie von 2,48 t/h Calciumchlorid.

Der in Fig. 2 dargestellte Kondensator enthält is gleichartige Elemente wie der Kondensator nach Fig. 1, ist jedoch anstelle von horizontal vertikal angeordnet und hat gerade Kühlröhren anstelle von U formigen Röhren beim Kondensator nach F ig 1 Außerdem ist ein System von Ablenkplatten in Form von Prallblechen in der Kammer zur Kondensation der Natnumdämpfe angeordnet.

So enthalt der in F 1 g 2 dargestellte Kondensator 118 Ablenkplatten 119 und eine Kammer 120 zur Kondensa Hon der Natnumdämpfe. die mit Röhren 121 versehen _>> ist. die von einem Kühlmittel, wie beispielsweise Siliconol. durchflossen werden. Die Kammer 120 ist eb- nfalls mit Ablenkplatten 128 verschen Die Rohren 121 werden mit Hilfe einer Speiseleitung 122 und einer Verteilerkammer 124 mit Kühlflüssigkeit versorgt Das J₁, Kuhlmittel wird nach seinem Durchtritt durch die Röhren 121 mit Hilfe einer Sammelkammer 125 und einer Absaugleitung 123 abgeführt Der Kondensator ist mit einem nicht dargestellten Pumpensvstem über eine Leitung 126 und mit dem Reaktionsgcfäß 1 uber cine j-, Leitung 117 verbunden Die Arbeitsweise des Kondensators 118 stimmt mit der des Kondensators 18 uberein Das Natrium, das sich in flussigem Zustand in der Kammer 120 niederschlagt und auf den Boden des Kondensators 118 tropft, wird über cine I citung 127 aus Letzterem abgezogen

Der in F 1 g 3 dargestellte Kondensator benutzt als Kühlmittel zum Kondensieren der Natnumdämpfe in den flussigen Zustand einen Teil des bereits kondensier ten flussigen Natriums. Hinsichtlich der Kondensations- 4*1 kammer ist er in gleicher Weise wie eint· Plattcndcstilla tionssaule gebaut

So enthalt der Kondensator 218 Ablenkplatten 219 und eine bestimmte /ahl von identischen Platten 229. die dreifach auftreten und mit identischen Tauchglockcn y> 230 versehen sind Fine Leitung 227 dient zum Abziehen des flussigen Natriums, das auf den Boden des Kondensators tropft Fin Teil des Natriums wird über eine Leitung 231 mit Hilfe einer Pumpe 232 /urückgc fuhrt und mittels einer bestimmten /ahl von Düsen 233 in den Kondensator eingedüst Eine Leitung 217 dient zur Verbindung des Kondensators 218 mit dem in V 1 g. I dargesiellten Reaktionsgcfäß 1. und eine Leitung 226 dient /ur Verbindung des Kondensators mit einer nicht in der Zeichnung dargestellten Pumpvorrichtung. Das μ ttiil dem Natrium in ganz geringer Menge in dampfförmigem Zustand in den Kondensator eingebrachte Natriumchlorid wird auf den Ablenkplatten 229 fast vollständig in den festen Zustand kondensiert und kann durch Abkratzen leicht wiedergewonnen werden.

Die in Fig.4 dargestellte Einrichtung enthält eine Reaktionskammer 401. die als gemeinsames Gefäß für das Schmelzen der Natriumchlorid- und Calciumchloridmischung. das Inlösungbringen des Calciumkarbids in dem Schmelzbad und die Reduktionsreaktion dient. Die Reaktionskammer 401 besitzt eine Vorrichtung, die eine kräftige Bewegung der Reaktionsmischung während aller mit Hilfe der Einrichtung durchgeführter Verfahrensschritte gestattet. In der in Fig.4 dargestellten Einrichtung ist diese Vorrichtung mit derjenigen identisch, die in der in F^; i g. 1 dargestellten Einrichtung die Bewegung des Bades in dem Mischungsbehälter 2 gestattet.

Kin Trichterbehälter 41Z in dessen Innenraum ein verringerter Druck und eine Inertgasatmosphäre mit Hilfe geeigneter, nicht dargestellter Einrichtungen aufrechterhalten werden, die von dem Trichter412 über ein zwischengeschaltetes Ventil 414b abzweigen,gestattet die Versorgung der Kammer 401 mit den Rohstoffen, d. h. mit Calciumkarbid. Natriumchlorid sowie im vorliegenden Fall auch Calciumchlorid. Der Trichterbehalter 412 wird selbst mit Hilfe eines gewöhnlichen Trichters 13 versorgt, der mit demjenigen der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung identisch ist. Die in Fig.4 dargestellte Einrichtung ist im übrigen mit der aus Fig. 1 identisch unJ arbeitet analog mit Ausnahme der Tatsache, daß in der Reaktionskammer 401 der Atmosphärendruck bei einer Inertgasatmosphärc, die beispielsweise aus Argon besteht, während des Schmelzens der Natriumchlorid- und Calciumchloridmischung sowie während des Inlösungbringens des Calciumkarbids in diesem Schmelzbad aufrechterhalten wird und daß sie auf beispielsweise 5 ■ 10 ' Atm. evakuiert wird, um die Reduktion durchzuführen.

Eine Einrichtung nach der soeben beschriebenen abgewandelten Ausführungsform mit einer Produktionskapazität von einer Tonne pro Stunde Natrium hat folgende Kenngrößen:

Volumen dei	I2m>
Reaktionskammer 401:
Volumen der	6.24 m'
Reaktionsmischung:
Höhe der barometrischen	4.7 m
Säule 28:
Auslauschoberf lache	100 m;
des Kondensataors:
Art der Kühlröhren
des Kondensators 18 sowie	Kupfer -Siliconöl
des Kühlmittels:	2000 kVa
(iesamthei/leistung:

Is wird mit f insatzmengen gearbeitet, deren Durchsat/zeit etwa cmc Stunde beträgt und die wie folgt zusammengesetzt sind:

2.54 ι NaCI.
1.39 t( aC:.
9,8 t C a( I (aus der vorausgehenden Charge).

Nach der Verarbeitung einer jeden Charge werden I t Natrium, 2.41 t CaCIs und 0,52 t Graphit gewonnen,

Hierzu 2 Bind Zeichnungen

Claims (12)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung eines Metalls mittels Reduktion zumindest eines seiner Halogenide durch Calciumkarbid, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion in einer Lösung von Calciumkarbid in zumindest einem geschmolzenen Halogenid durchgeführt wird, das zu den Halogeniden der Alkali- oder Erdalkalimetalle gehört ι ο

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Halogenid aus einer Mischung von Calciumchiorid und Natriumchlorid besteht, die zumindest 10 Gew.-% und maximal 25 Gew.-% Natriumchlorid enthält

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das geschmolzene Halogenid aus einer Mischung von Calciumchlorid und Magnesiumchlorid besteht

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 zur Herstellu^, von Natrium, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion des Natriumchlorids bei einem Druck in der Größenordnung von ΙΟ-⁴ bis 10-² Atmosphären und einer Temperatur zwischen 800 und 1200" C durchgeführt wird.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 3 zur Herstellung von Magnesium, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktion des Magnesiumchlorids bei einem Druck zwischen 10 ~² und 1 Atmosphäre und einer Temperatur zwischen 800 und 1200⁰C durchgeführt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 zur Herstellung eines nicht flüchtigen Metalls, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallhaiogenid derart reduziert wird, daß die Dämpfe dieses habgenidi in die Lösung des Calciumkarbids eingeleitet w>..-den, um diese zu lösen.

7. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung eines flüchtigen Metalls, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus einer Vorrichtung zur Vorbereitung einer Reaktionsmischung aus einer Lösung von Calciumkarbid und zumindest einem Halogenid des herzustellenden flüchtigen Metalls in zumindest einem geschmolzenen Alkali- oder Erdalkalihalogenid, einer Vorrichtung zum Halten der Reaktionsmischung auf einem Druck unterhalb des Atmosphärendrucks und auf einer Temperatur von zumindest 800°C, die zur Reduktion des Halogenids des flüchtigen Metalls ausreicht, einer Vorrichtung zum Wiederauffangen des durch diese Reduktion entstandenen flüchtigen Metalls, einer Vorrichtung zur Rückführung des aus der Reaktionsmischung hervorgegangenen Calciumhalogenide in das Halogenidbad bei Konstanthaltung des Druckes der Reaktionsmischung nach Entfernung der übrigen Reaktionsprodukte und tiiner Vorrichtung zur kontinuierlichen Trennung des gewonnenen Kohlenstoffs von der Reaktionsmischung besteht.

8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Vorbereitung der Reaktionsmischung zumindest ein geschlossenes Gefäß enthält, in dessen Innenraum sich eine Inertgasatmosphäre bei ständigem Atmosphärendruck befindet, wobei dieses Gefäß (2) mit einer Vorrichtung (!2) versehen ist, die unter dem Schutz der Umgebungsluft das Zuführen von zumindest einem Alkali- oder Erdalkalihalogenid, von Calciumkarbid und von zumindest einem Halogenid eines herzustellenden flüchtigen Metalls gestattet, daß eine Heizungsvorrichtung (31) vorgesehen ist, die das Schmelzen des Alkali- oder Erdalkalihalogenids und das Aufrechterhalten der Schmelzbadtemperatur auf einer zur Lösung der übrigen Bestandteile der Reaktionsmischung, d. h. des Calciumkarbids und des Halogens des flüchtigen Metalls, ausreichenden Temperatur gestattet, daß eine Rührvorachtung (10) zur Beschleunigung dieses Lösungsvorganges vorgesehen ist und daß die Vorrichtung, die zur Erhaltung des Zustandes der Reaktionsmischung dient, der die Reduktion des Halogenids des flüchtigen Metalls hervorruft, zumindest ein von dem Erstgenannten getrenntes abgeschlossenes Reaktionsgefäß (3) enthält, in dessen Innenraum fortwährend ein verringerter Druck aufrechterhalten wird, unter dem die Reaktion abläuft, wobei dieses Gefäß mit einer Heizvorrichtung (31) versehen ist, die es gestattet, die Reaktionsmischung auf der Reaktionstemperatur zu halten, und daß dieses Gefäß mit demjenigen, welches die Vorbereitung der Reaktionsmischung gestattet, über eine Vorrichtung (5; 6) in Verbindung steht, die die Einspeisung der Reaktionsmischung in geregelter Menge gestattet.

9. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß dt · Vorrichtung zur Vorbereitung der Reaktionsmischung und diejenige, die die Aufrechterhaltung der Temperatur- und Druckverhältnisse der Reaktionsmischung derart gestattet, daß die Reduktion des Halogenids des flüchtigen Metalls bewirkt wird, ein einziges Gefäß (401) besitzt, dessen Innenraum zumindest während des Ablaufes der Reduktion des Halogenids des flüchtigen Metalls auf diese Reduktion bewirkenden Temperatur- und Druckverhältnissen gehalten wird, wobei dieses Gefäß mit einer Vorrichtung (412) versehen ist, die bei Konstanthaltung des Gefäßinnendrucks die Zufuhr von zumindest einem Alkali- oder Erdalkalihalogenid, von Calciumkarbid und von zumindest einem Halogenid eines herzustellenden flüchtigen Metalls gestattet, daß eine Heizvorrichtung (31) vorgesehen ist, die in einer ersten Stufe gestattet, das Halogenid des Alkali- oder Erdalkalimetalls zu schmelzen und die Temperatur des Schmelzbades hinreichend hochzuhalten, um das Lösen der übrigen Bestandteile der Reaktionsmischung zu ermöglichen, und es in einer zweiten Stufe gestattet, die Reaktionsmiscliung auf der Reaktionstemperatur zu halten, und daß das einzige Gefäß mit einer Rührvorrichtung (10) versehen ist.

10. Einrichtung nach Anspruch 7. dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Wiedergewinnung des flüchtigen Metalls zumindest einen zwischen das Reaktionsgefäß und eine Pumpenvorrichtung zur Evakuierung des Reaktionsgefäßes geschalteten Kondensator (18) besitzt, wobei dieser Kondensator zumindest eine mit dem Reaktionsgefäß (3) in Verbindung stehende Dampfeintittsöffnung und zumindest eine mit einer Pumpenvorrichtung in Verbindung stehende Öffnung besitzt und mit in Form von Prallblechen angeordneten Ablenkplatten (19) versehen'ist, die die Kondensierung in den festen Zustand der gegebenenfalls mit dem Metalldampf mitgerissenen Halogenidspuren des flüchtigen Metalls gestatten, und daß von einem geeigneten Kühlmittel durchflossene Kühlröhren

(21) vorgesehen sind, die eine solche Temperatur besitzen, daß das flüchtige Metall in den flüssigen Zustand kondensiert wird.

11. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Rückführung des Calciumhalogenide eine barometrische Säule (28) enthält, die mit diesem Halogenid in geschmolzenem Zustand gefüllt ist und deren oberer, von der Reaktionsmischung gebildeter Teil sich in dem Reaktionsgefäß (3) befindet, während deren unterer Teil in einen Kohlenstoffdekantierofen (29) reicht, der sich auf einer hinreichend hohen Temperatur befindet, um das Calciumhalogenid in flüssigem Zustand zu halten.

12. Anwendung des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von Graphit.