DE2215695A1

DE2215695A1 - Verfahren zur reindarstellung von metallen

Info

Publication number: DE2215695A1
Application number: DE19722215695
Authority: DE
Inventors: Uwe Berndt; Bernhard Dipl Chem Dr Erdmann; Cornelius Prof Dipl Che Keller
Original assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Current assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority date: 1972-03-30
Filing date: 1972-03-30
Publication date: 1973-10-04
Also published as: FR2178239A1; DE2215695B2; JPS493802A; JPS5347325B2; FR2178239B1; GB1365170A

Description

Verfahren zur Reindarstellung von Metallen»

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reindarstellung von unedlen Metallen mit Hilfe von Wasserstoff bei erhöhter Temperatur-, so·«"/ie ein Verfahren zur Reindarstellung und Trennung von Metallen vonsiaaEdei^: _c

Zur Darstellung von Metallen werden Verfahren angewandt, wie beispielsweise Elektrolyse von Verbindungen der gewünschtes Metalle in wäßriger Lösung oder in der Schmelze, aluminotherniische Reduktion,, Hecfektioa. mittels Alkali- oder Erdalkali-Metallen, Reduktion der MefeJlosdde mit Kohlenstoff oder Wasserstoff, Es ist bekannt, daß Csicle bzw. Hydroxide ύοσι s_oB. Eiserne, Kobalt, Nickel, Germanium, Molybdän, P^utfeenmiai, Wcslfrasn, Fuie-niuna und Osmium rnit Wasserstoff bis zum Metall reduzierfeas slsid.

- 2

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Die Behandlung der Oxide der Metalle der 1. vnd 2. Hauptgruppe oder der 3., 4. und 5· Nebengruppe des Periodensystems der Elemente mit Wasserstoff führte jedoch nicht zu einer Reduktion bis zum Metall.

Eine Reihe anderer Metalle, beispielsweise Lithium, Calcium, Strontium oder Barium werden dagegen durch Schmelz-Elektrolyse aus ihren Halogensalzen gewonnen.

Die Oxide und Hydroxide dieser Metalle mit Wasserstoff zu reduzieren, ist bisher nicht gelungen.

Eine Wasser stoff-Reduktion der ebenfalls unedlen Actinid-Metalle, wie z.B. Americium, Californium und Curium, ist gleichermaßen unbekannt. Americium kann durch Reduktion von Arnericiumtrifluorid mit Lithium, Barium, Lanthan oaer Thorium bei } 100° bis 1200⁰C erhalten werden.

Eine Trennung von Metallen voneinander erfolgte bisher entweder bei der Aufbereitung der die Metalle enthaltenden Erze, wonach fast in allen Fällen eine daran anschließende Reinigungsprozedur erforderlich wurde, oder mittels Elektrolyse oder auf dem Umwege über anorganische oder organische Verbindungen der Metalle mit nachfolgendem Trennen der Verbindungen voneinander und Überführen der Einzelverbindungen in · die gewünschten Metalle.

Die Reindarstellung intermetallischer Verbindungen wird meistens durch Zusammenschmelzen der bereits reinen Metalle ausgeführt. Lediglich eine verhältnismäßig geringe Zahl intermetallischer Verbindungen mit hohem Anteil des edleren Metalls änd aus Oxiden des Lithiums, Aluminiums, Scandiums, Yttriums, Siliciums, Titans, Vanadiums, Niobs, Tantals, Chroms und aus Selten-Erdmetalloxiden bzw. Erdalkalioxiden mit Platin, im Falle des Titans auch.mit Rhodium, Palladium und Iridium und im

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Falle des Siliciums mit Palladium mittels Wasser stoff-Reduktion erhalten worden /H. Schulz, K, Ritapal, W. Bronger, V/. Klemm: "über die Reaktion von Elementen der achten Nebengruppe mit Oxiden unedler Metalle im Wasserstoffstrom" Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, Band 357 (1968), Seiten 299 bis 31_3_7> /W» Bronger, W. Klemm: "Darstellung von Legierungen des Platins mit unedlen Metallen⁵⁵ Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, Band 319 (1962/63), Seiten 58 bis 81/ und /W. Bronger: "Preparation and X-Ray Investigation of Platinium Alloys with the Rare-Earth Metals (Pt Ln and Pt Ln-Phases). " Journal of the Less-Cornmon Metals Yi_ (1967), Seiten 63 bis 63/„ Die beschriebenen intermetallischen Verbindungen sind in der folgenden Tabelle 1 zusammengefaßt.

Tabelle 1:

intermetallische Verbindung ReduktionsSßmperatur Strukturtyp

(t 50) ~"

(B A ) χ y

Pt₇Li Pt₃Mg Pt₃Al Pd Si

Pt₂Ca Pt₅Ca Pt₃Sc

Pd₃Ti

RIi

Pt

_}Ti

^l3^Ti

V

Cr

2^Sr

3^Sr

5^Sr

5^Y

. 1000 1150 1200 1100 1200 1200 1200 1200 1200 1550 1550 1000 1000 1200 1200 1200 1200

9 8 4 07⁴O 7 1

Pt₇Mg

Cu Au Cu Au Fe₂P

Cu Ca Cu Au Cu Au Ni Ti (hex.) Cu Au Cu Au Al₃Ti Cu Au

unbekannt Cu Ca

Pt Tb 5

-A-

Pt Nb 1200 Cu Ti

Pt Ba 1200 Cu Mg

Pt Ba 1200 CuCa

5 5

Pt Ho 1200 Cu Au

Pt Er 1200 Cu Au

J J

Pt Tm 1200 Cu Au

Pt Yb 1200 Cu Au

Pt Lu 1200 Cu Au

Pt La 1200 Cu Ca (hex. )

Pt Ce 1200 Cu Ca (hex. )

Pt₅Pr 1200 Cu Ca (hex.)

PtNd 1200 Cu Ca (hex.)

Pt Sm 1300

Pt Eu 1300 PtSm

D 5

Pt Gd 1200 PtSm

5 5

Pt Tb 1200

Pt Dy 1200 Pt Tb

5 .5

Pt Ho 1200 ^Pt5^Tb

Pt Er 1200 ^ptc^Tb

Pt Tm 1200

Pt Ta 1200 ^Cu3^Ti

Die Verfasser W. Bronger et al. nannten diese zu intermetallischen Verbindungen führende Reduktion von Metalloxiden mittels Wasserstoff "gekoppelte Reduktion".

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit welchem in einfacherer u. wirtschaftlicherer Weise als es bisher möglich war, unedle Metalle in hochreiner Form, sowohl im Labormaßstab als auch im großtechnischen Maßstab, hergestellt werden können. Außerdem

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soll das Verfahren imstande sein, bei gleichzeitigem Vorliegen mehrerer Metalle in der Ausgangs sub stanz, auch wenn deren Konzentrationen sehr große Unterschiede aufweisen, diese Metalle voneinander getrennt in einemArbeitsgange zu gewinnen»

Die Aufgabe wird in überraschend einfacher Weise, dadurch gelöst, daß Verbindungen der Metalle mit mindestens einem der Metalle der achten Nebengruppe des Periodensystems der Elemente gut durchmischt in. einer Wärmebehandlungsstufe bei Temperaturen von mehr als 800 C mit strömendem, hoch gereinigtem Wasserstoff behandelt werden, und daß die hierbei entstehenden, hochreinen intermetallischen Verbindungen auf eine weitere Wärmebehandlungsstufe höherer Temperatur gegenüber

-5 " -6

der ersten Stufe und im Hochvakuum bei ca. 10 bis 10 torr erhitzt und die verflüchtigten Metalle im Hochvakuum oder in inerter Gas-Atmosphäre durch Abkühlung mit einer Reinheit von mehr als 99 % gewonnen werden.

Bei Vorliegen mehrerer Metalle in der Ausgangs sub stasis sieht die Lösung der Aufgabe vor, daß Verbindungen der zn trennenden Metalle mit mindestens einem der Metalls der achisü Nebengruppe des Periodensystems der Elemente gut durchmischt in. einer erstem Wärmebehandlung sstufe bei Temperaturen von mehr als 800 C mit strömendem,, hoch gereinigtem Wasserstoff behandelt werden, und daß die hierbei entstehenden, hochreinen intermetallischen Verbindungen zur fraktionierten Verflüchtigung und Einzelgewinnung der voneinander zu trennenden Metalle auf weitere Wärmebehandlungsstufen jeweils höherer Temperatur gegenüber der voran-

-5 -6

gegangenen Stufe und im Hochvakuum bei ca. 10 ' bis 10 torr erhitzt und die verflüchtigten Metalle einzeln durch Abkühlung mit einer Reinheit von mehr als 99 % gewonnen werden.

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In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung werden als Metallverbindungen Oxide und/oder Fluoride verwendet.

Die Metalle Lithium, Calcium, Strontium, Barium, Americium, Curium und Californium werden erfindungsgemäß aus ihren intermetallischen Verbindungen mit Rhodium, Palladium, Iridium oder Platin durch Verflüchtigen und WLederkondensieren mit eine.r Reinheit von mehr als 99 % gewonnen.

Eine Weiterbildung der Erfindung mit bedeutendem Vorteil sieht vor, daß die Metalle der achten Nebengruppe nach der Verflüchtigung der zu gewinnenden Metalle im Kreislauf geführt werden.

Erfindungsgemäß weisen die intermetallischen Verbindungen eine Reinheit von weniger als 1000 ppm Sauerstoff, weniger als 100 ppm Stickstoff und weniger als 100 ppm Wasserstoff, sowie Zusammensetzungen auf, die

der allgemeinen Formel A B entsprechen, wobei A mindestens ein Metall ° y χ

aus der ersten bis vierten Hauptgruppe oder der dritten bis siebten Nebengruppe des Periodensystems der Elemente, B mindestens ein Metall aus der achten Nebengruppe, y eine der Zahlen 1, 2, 3, 5 oder 7 und χ eine der Zahlen 2, 3, 4, 5 oder 7 bedeutet.

Neue intermetallische Verbindungen (nach Patentanmeldung )

wurden mit Hilfe der "gekoppelten Reduktion" hergestellt. Diese Verbindungen sind in Tabelle 2a aufgeführt.

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intermetallische Verbindung Reduktionsiempcratut Strukturtyp

(B A ) <± 50} ßcj

χ y . ·

PtPa⁺) 1250- Cd Mg (hex.)

Pt Pa ) IEOO Ni XJ

5 5

Pt₀Np ) 1300 NLTi (hex. )

3 3

PtNp ) 1250 Pt Tm

5 ' 5

Pt Am 1400

PtAm⁺) 1200 Pt_Sm

5 5

Pt₂Cm 1400

Pt₁-Cm⁺) 1250 . PtSm

5 b

Pt Cf

. Pd Np ) 1350 CuAu

4-

PdAm ) ' 1300 Cu Au

Pd Cm 1300 Cu₃Au

Pd₃Cf

Ir Pa 1550 . Cu₃Au

Ir Np 1550 Cu Mg

2 *-

Ir Am . 1550 . Cu_Mg

2 £<

Ir₀Cm 1550 Cu Mg

Ir₂Cf

Rh Pa 1550 Cu₃Au

Rh Np 1550 Cu₃Au

Rh₁Am 1550 Cu Mg

Lt La

Rh Am 1550 Cu₃Au

Rh Cm 1550 Cu Au

)von B. Erdmann und C.Keller in /inorg. Nud. Chem. Letters, Vol. 7 (1971), No. 7, Seiten 675 bis 683^7 veröffentlicht.

Weiterhin wurden mit Hilfe der "gekoppelten Reduktion" folgende, in Tabelle b zusammengestellte, intermetallische Verbindungen, die bereits auf

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anderem Wege, insbesondere durch Zusammenschmelzen der Metalle, hergestellt worden waren, auf die hier beschriebene Art und Weise erstmals erhalten.

Tabelle 2 b:	-	Strukturtyp
intermetallische Verbindung (B A ) χ y	Reduktionstemperatur (t 50) /°c7	Cu Au (ungeordnet)
Pd₇₅Mg₂₅	1250	Zr₂H
Pt₂Si	1100	Cu Au
Pd Sc	1250	Cu Au
Rh Sc	1550	Cu Au (ungeordnet)
Pt V 75 25	1200	Al Ti
Pd V	1000	Cu Au (ungeordnet)
^Pd75^V25	1200	Cu Au
Ir₃V	1500	Cu Au
Rh₃V	1500	Cu Au (ungeordnet)
^Pd75^Cr25	1150	Cu Au
Ir₃Cr	1500	Phase mit hex. dichtes ter Packung Cu Au
Rh₃Cr Pt Mn	1500 950	Cu Au
Pd Mn	1050	Cu Ca
Pd Sr	1250	Cu Au
Pt Y	1350	Cu Au
Pd Y	1300	Ni Ti (hex.)
Pt Zr	1200	Ni Ti (hex.)
Pd Zr	1300	Cu Au
Ir₃Zr	1550	Cu Au
Rh Zr	1550	Al₃Ti
Pd Nb	1200	Cu Au
Ir Nb	1500

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Rh₃Nb 1500 Cu Au

Pd_Ba 1250 Cu₁-Ca

5 5

Pt La 1400 · Cu.. Mg

Pt Ce 1400 . Cu_Mg

Pt Pr . 1400 Cu₀Mg

Pt Nd . 1400 Cu Mg

Pt Sm 1400 Cu.Mg

Pt Eu 1400 Cu, Mg

Pt Gd Ϊ400 Cu Mg

Pt Tb 1300 Cu Au

Pt₃Dy 1250 Cu Au

Pd La 1350 Cu Au

Pd Ce 1350 Cu^Au

Pd Pr Ϊ350 Cu Au

Pd Nd 1350 Cu Au

PdSm 1350 Cu,Au

Pd Eu 1350 Cu Au

Pd₃Gd 1350 Cu₃Au

Pd Tb 1350- Cu „Au

j 3

Pd Dy Ϊ350 - Cu Au

Pd₃Ho 1350 ' Cu₃Au

Pd₃Er 1350 Cu₃Au

Pd₃Tm . 1350 ■ Cu„Au

Pd Yb . "1350 Cu^

Pd₃Lu 1350 Cu Au

Pt₃Hf 1200 NI₃Ti (hex.)

Pt₇₅Hf 1200 Cu Au (ungeordnet)

PdHf 1300 NLTi (hex.)

Pd₇₅Hf₂₅ 1300 Cu Au (ungeordnet)

Ir"Hf ■ 1550 Cu,Au '

■5 3

Rh₃Hf 1550 Cu Au

- 10 -

3098^0/0710 '

Pd Ta 1200 Al Ti

³ 3 Ir₃Ta 1500 Cu Au

Rh₃Ta 1500 Cu₃Au

Pt₅Th 1200 ' Pt Sm

Pd.Th 1400 Cu Au

4 3

Rh Th 1550 Cu Au

Pt-U 1200 Cd,Mg(Ni,Sn)(hex.)

Pt U 1200 Ni U(Be Au)

-> 5

Pd.U 1250 Cu Au

** 3

Pd_cU 1200 unbekannt

Ir₃U 1550 Cu Au

Rh₃U 1550 Cu Au

Pt Pu 1400 Cu₀Mg

Pt₃Pu 1200 Cu Au

Pt₅Pu 1200 Pt Sm

Pd Pu 1300 Cu Au

Ir Pu 1550 Cu Mg

Rh Pu 1550 Cu Mg

<£ 2

Rh₃Pu 1550 Cu Au

Mit dem ersten Verfahrensschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens werden intermetallische Verbindungen, ζ. B. die Pd Ln-Verbindungen der Lanthaniden (Ln) Lanthan bis Lutetium, sowie Pt_Ln der Lanthaniden Lanthan bis Gadolinium und Pt Ln der Lanthaniden Terbium bis Dysprosium in reiner Form erhalten, die bisher durch "gekoppelte Reduktion" nicht präpariert werden konnten; beispielsweise erhielt W.Bronger/j. Less-Common Metals, Vol. 12 (1967), Seiten 63 bis 68/ in den Fällen von Yb O und Lu O lediglich die Pt Ln-Verbindungen ver-

£λ J L· J J

mengt mit freiem Platin.

- 11 -

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-U-

991R R ^Q R

In einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung werden stöchiometrische Mengen von Lithiumoxid (Li O) und pulverförmigem Platin gut durch-

Ci

mischt in einem Strom von hoch gereinigtem Wasserstofi auf eine Temperatur von 800 C bis 1000 C und mehr erhitzt, wird die entstehende intermetallische Verbindung der stochlomeirisehen Zusammensetzung LiPt im Hochvakuum auf 1000 C und mehr gebracht und das verflüchtigte Lithium durch Kühlung kondensiert.

Im Falle der erfindungsgemäßen Darstellung von Calcium werden stöchiometrische Mengen von Caiciumfluorid (CaF ) und von pulverförmiger«. Platin gut durchmischt in einem Strom von hoch gereinigtem Wasserstoff auf eine Temperatur im-Bereich von 1000 bis 1400 C erhitzt, wird das entstehende CaPt thermisch zersetzt und das verflüchtigte Calcium durch

C*

Kühlung kondensiert.

Von großem Vorteil ist auch eine Weiterbildung der Erfindung, in der ein Gemisch von pulverförmigen Oxiden von Americiurn, Curium und Californium mit pulverförmiger!! Platin oder Palladium gut durchmischt in einem Strom von hoch gereinigtem Wasserstoff auf eine Temperatur von ca. 1000 C erhitzt wird, die entstehende intermetallische Mischphase (Am, Cm, Cf)Pt im Hochvakuum schrittweise auf weitere Wärmebe-

Zj '

handlungsstufen von ca. 1100 bis 1250 C zur Verflüchtigung von Californium, von ca. 1300 C und darüber zur Verflüchtigung von Americium und von 1500 C und darüber zur Verflüchtigung von Curium erhitzt wird, und in der die verflüchtigten Metalle voneinander getrennt durch Kühlung ,kondensiert werden.

Die Reinigung des Wasserstoffs, der zur gekoppelten Reduktion verwendet wird und weitgehend frei von Wasserdampf und Sauerstoff sein soll, erfolgt nach W. Bronger durch Diffusion durch erhitzte Nickel-Kapillaren.

-IE-

'i f'j ü O ( I! ή Γϊ ''il ·ί f"i w !j ΰ' J *4 i.; i V- " ι -J

Es kann jedoch auch ein Wasserstoff-Stickstoff-Gemisch verwendet werden, das sich bei hohen Temperaturen aus zuvor mehrere Tage über Natrium bei gleichzeitiger Kühlung getrocknetem Ammoniak bildet. Auf solche Weise gereinigter Wasserstoff ist für die Darstellung einer Anzahl von intermetallischen Verbindungen verwendbar, nicht jedoch für die Verbindungen mit den leichten Actiniden Thorium bis Americium oder für die Verbindungen der Seltenen-Erdmetalle mit Palladium, da sonst keine reinen intermetallischen Phasen erhalten werden.

Hierfür ist es erforderlich, den Wasserstoff wie folgt zu reinigen: In einer Glas-Stahl-Apparatur wird handelsüblicher Dreiring-Wasserstoff ("Dreiring" ist eine Qualitäts-Bezeichnung) zuerst durch einen Ofen mit Platinasbest/Tilanschwamnibei 650 C und danach über Molekularsiebe mit Porendurchmesser 5 Ά, sowie durch eine auf -196 C gekühlte Kühlfalle geleitet. Die Feinstreinigung erfolgt mittels Durchleiten des so vorbehandelten Wasserstoffs durch drei nacheinandergeschaltete Waschflasehen mit bei Zimmertemperatur flüssiger Natrium-Kalium-Legierung. Auf diese Weise gereinigter Wasser stoff weist so geringe Partialdrücke für Wasser-

-7 -26

dampf u.Sauerstoff avif wie ^10 torr Wasserdampf ί=10 torr Sauerstoff.

Ein großer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, daß es vielseitig anwendbar ist. Es ist kein spezielles Verfahren zur Darstellung einiger weniger Metalle mit ähnlichen Eigenschaften, sondern es kann gleichermaßen für so unterschiedliche Metalle wie beispielsweise Lithium, Barium, Europium, Californium oder Mangan, also für Metalle aus Haupt- und Nebengruppen des Periodensystems angewandt werden. Weiterhin bedarf das erfindungsgemäße Verfahren nicht einer ganz bestimmten Art von Ver bindungen als Ausgangssubstanzen, sondern es können Oxide, Karbonate, Fluoride, evtl. sogar Carbide oder Nitride verwendet werden.

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Zur Erläuterung der Erfindung werden im folgenden einige Beispiele zur Reindarstellung von Metallen genannt;, die jedoch in keiner Weise eine Einschränkung der Erfindung badSiitsn»

Beispiel 1:

Darstellung von Lithium aus Li^Q:

Ein felnpulverisiertes Gemisch aus ! mMol (29, 9 rag) Li Q das durch thermische Zersetzung von LIOH bei ca, 600 C im Vakuum gewonnen wurde (es kann auch Li CO verwendet werden), und 7 xxMol (1365₃ 6 mg) Platin-

mohr wird im gereinigten Wasserstoff strom bei 1000 C innerhalb von 20 Stunden zu LiPt umgesetzt= Dieses Zwischenprodukt wird im Hoch» vakuum bei s~ 3.0 torr auf etwa. 1200 C erhitzt. An einer gekühlten Steile der Apparatur schlägt sich das ε,ηί diese Weise aus LiPt„ abdampfende Lithium in hoher B.eiiiheit nieder»

Beispiel 2:

Darstellung von Calcium au.ε CaF_n;

Durch Tempern eines homogen durchmischten Pulvers aus O₅ 3 nMol (23, 4 mg) CaF und I₃ 5 mMol (292,6 mg) Plaiinmohi: vvird imhochge-

La

reinigten Wasserstoffsirorri bei. 3 2OO~C ianerha,lb von 20 Stunden die.

intermetallische Verbindung CaPt_r erhalten. Diese v/ird anschließend

ΐο -5

in der gleichen Apparatur bei 1400"C und ^ 10 torr Hochvakuum unter Abdampfen von Calcium zersetzt und das Calcium an einer gekühlten Stelle der Apparatur in einer Ausbeute von ca„ 98 % isoliert,,

Beispiel 3:

Trennung der Metalle Americram, Curium und Californium voneinander: Zu einem feinstpvilverisierten Gemisch aus 0, 2 mMol (54, 6 mg) AmO, und 0, 1 mMol (27,6 mg) CmO , sowie 1, 5 mMol (292_S6 mg) Platinmohr werden Tracer-Mengen {ro 1μ Ci) Cf-252-Lösung gegeben und diese eingetrocknet. Dieses Präparat wird anschließend im gereinigten ■Wasserstoffstrom 35 Stunden lang auf 1100 C erhitzt. Hierbei entsteht eine Mischphase

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_5 (Am, Cm, Cf)Pt . Diese wird im Hochvakuum ^10 torr 30 Stunden lang auf 1200 C erhitzt, wobei Cf-2 52 quantitativ verdampft (die Zählung der SporitanspaltJieutronen eines Ver suchsriickstandes ergab eine Cf-252-Entfernung aus dem Rückstand von 9? i 5 %). Nach Erhöhen der Temperatur

c ο

auf 1350 - 1400 C wird das Americium verdampft, während das schwer erflüchtige . Curium im Rückstand (Cm Pt,. + Pt) verbleibt. Dieses wird jedoch im Hochvakuum oberhalb 1500 C ebenfalls verflüchtigt.

Die Tatsache, daß schwer reduzierbare Oxide, d.h. Oxide unedler Metalle, in Gegenwart edlerer Metalle leichter reduziert werden, beruht darauf, daß bei gegebener Temperatur der Sauerstoff-Partialdruck des Oxides durch die Gegenwart des edleren Metalls erhöht wird. Orientierende Versuche, bei denen Mischungen der Metalle Eisen, Nickel und Kobalt mit einem der Oxide C^O₃, \%O , Nb O.,Ta_?O . ZrO , SiO oder Al O in einem Strom von sorgfältig gereinigtem Wasserstoff auf 1200 C erhitzt wurden, zeigten, daß auf diese Weise im festen Zustand homogene Legierungen der Eisenmetalle mit z.B. Chrom bis zu hohen Chromkonzentrationen dargestellt werden können. Ebenso gelang es, durch Reduktion mit Wasserstoff aus Mischungen von Niobpentoxid mit Nickel Nb-Ni-Legierungen und aus

solchen von V O mit Eiseu V-Fe-Legierungen herzustellen, während L b

die Reduktion des reinen Nb O mit Wasserstoff nicht zum Metall führt, sondern bei dem Oxid Nb O beendet ist. Es erscheint daher möglich, unedle Metalle aus ihren Verbindungen auch über ihre intermetallischen Verbindungen mit Eisen, Nickel oder Kobalt herzustellen.

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Claims

Pate ntan sp rüche:

1. Verfahren zur Reindarstellung von unedlen Metallen mit Hilfe von Wasserstoff bei erhöhter Temperatur, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungen der Metalle mit mindestens einem der Metalle der achten Nebengruppe des Periodensystems der Elemente gut durchmischt in einer Wärmebehandlung sstufe bei Temperaturen von mehr als 800 C mit strömendem, hoch gereinigtem Wasserstoff behandelt werden, und daß die hierbei entstehenden, hochreinen inter metallischen Verbindungen auf eine weitere Wärmebehand.'ungsstufe höherer Temperatur gegenüber der ersten Stufe

-5 -6

und im Hochvakuum bei ca» 10 bis Io torr erhitzt und die verflüchtigten Metalle im Hochvakuum oder in inerter Gas-Atmosphäre durch Abkühlung mit einer Reinheit von mehr als 99 % gewonnen werden.

2. Verfahren zur Reindarstellung und Trennung von Metallen voneinander, dadurch gekennzeichnet, daß Verbindungen der zu trennenden Metalle mit xnindestens einem der Metalle der achten Webengruppe des Periodensystems der Elemente gut durchmischt in einer ersten Wärmebehandlungsstufe bei Temperaturen von mehr als 800 C mit strömendem, hoch gereinigtem Wasserstoff behandelt werden, und daß die hierbei entstehenden, hochreinen intermetallischen Verbindungen zur fraktionierten Verflüchtigung und Einzelgewinnung der voneinander zu trennenden Metalle auf weitere Wärmebehandlungsstufen jeweils höherer Temperatur gegenüber der voran-

-5 -6

gegangenen Stufe und im Hochvakuum bei ca. 10 bis 10 torr erhitzt und die verflüchtigten Metalle einzeln durch Abkühlung mit einer Reinheit von mehr als 99 % gewonnen werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Metallverbindungen Oxide und/oder Fluoride verwendet werden.

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4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalle Lithium, Calcium, Strontium, Barium, Americium, Curium und Californium aus ihren intermetallischen Verbindungen mit Rhodium, Palladium, Iridium oder Platin durch-Verflüchtigen und 'Wiederkondensieren mit einer Reinheit von mehr als 99 % gewonnen werden.

5. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalle der achten Nebengruppe nach der Verflüchtigung der zu gewinnenden Metalle im Kreislauf geführt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die intermetallischen Verbindungen eine Reinheit aufweisen von weniger als 1000 ppm Sauerstoff, weniger als 100 ppm Stickstoff und weniger als 100 ppm Wasserstoff.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die intermetallischen Verbindungen Zusammensetzungen aufweisen, die der allgemeinen Formel A B entsprechen, wobei A mindestens ein Metall aus

y χ

der ersten bis vierten Hauptgruppe oder der dritten bis siebten Nebengruppe des Periodensystems der Elemente,B mindestens ein Metall aus der achten Nebengruppe, y eine der Zahlen 1, 2, 3, 5 oder 7 und χ eine der Zahlen 2, 3, 4, 5 oder 7 bedeutet.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß stöchiometrische Mengen von Lithiumoxid (LLO) und pulverförmig em Platin gut durchmischt in einem Strom von hoch gereinigtem Wasserstoff auf eine Tempe-

o ο

ratur von 800 bis 1000 C und mehr erhitzt werden, die entstehende intermetallische Verbindung der stöchiometrischen Zusammensetzung LiPt,

im Hochvakuum auf 1000 C und mehr gebracht wird und das verflüchtigte Lithium durch Kühlung kondensiert wird.

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9. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß stöchiometrische Mengen von CaF und von pulverförmigem Platin gut durchmischt in einem Strom von hoch gereinigtem Wasserstoff auf eine Temperatur im Bereich - von 1000 bis 1400 C erhitzt werden, das entstehende CaPt thermisch zersetzt wird und das verflüchtigte Calcium durch Kühlung kondensiert ■wird.

10. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von pulverförmig en Oxiden von Americium, Curium und Californium mit pulverförmigem Platin oder Palladium gut durchmischt in. einem Strom von hoch gereinigtem Wasserstoff auf eine Temperatur von ca. 1000 C erhitzt wird, die entstehende intermetallische Mischphase (Am, Cm, im Hochvakuum schrittweise auf weitere Wärmebehandlungsstufen

ο ο

von ca. 1100 bis 1250 C zur Verflüchtigung von Californium, von ca.

1300 C und darüber zur Verflüchtigung von Americium und von 1500 C und darüber zur Verflüchtigung von Curium erhitzt wird, und daß die verflüchtigten Metalle voneinander getrennt durch Kühlung kondensiert werden.

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