DE2359355A1 - Neuartiges verfahren zur herstellung von silberchloridpulver - Google Patents

Description

Neuartiges Verfahren zur Herstellung von Silber-

ehloridpulver.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Herstellung von Silberchlorid und insbesondere auf Verbesserungen bei einem Verfahren zur Herstellung von Silberchlorid aus metallischem Silber durch Kontakt mit Chlorgas bei erhöhter Temperatur.

Bei einem bekannten Verfahren zur Herstellung von Silberchlorid wird Silber oder silberhaltiges Material in Salpetersäure gelöst, und sodann wird aus der erhaltenen Lösung Silberchlorid ausgefällt, indem die Lösung mit Kochsalz oder Salzsäure oder dergleichen zusammengebracht wird.

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Das auf diese Weise ausgefällte Silberchlorid wird dann gewaschen und getrocknet. Versuche zur Herstellung von Silberchlorid durch Reaktion von Silber mit Chlorgas bei Zimmertemperatur oder etwas erhöhten Temperaturen wie zum Beispiel 260°C waren wegen mangelnder oder zu langsamer Reaktion weitgehend erfolglos.

Ein erfolgreiches Verfahren ist jedoch entwickelt worden, das ausführlicher in der USA-Patentschrift 3 147 073 der Anmelderin offenbart ist. In dieser Patentschrift wird ein Verfahren zur Herstellung von Silberchlorid offenbart, bei dem eine Charge metallischen Silbers in eine Reaktionskammer eingeführt wird, die Reaktionskammer auf eine Temperatur über der Schmelztemperatur des Silberchlorids aber unter der Schmelztemperatur des Siltoers erhitzt wird, ständig Chlorgas an einer Stelle oberhalb des Silbers in die Reaktionskammer eingeführt wird und ständig das erhaltene geschmolzene Silberchlorid aus der Reaktionskammer an einer Stelle unterhalb des im festen Zustand befindlichen Silbers in der Kammer abgezogen wird. Mit einem derartigen Verfahren kann Silberchlorid in wirtschaftlicher Weise hergestellt werden. Obwohl das Silberchlorid verhältnismäßig rein ist, wird es jedoch bei diesem Verfahren/geschmolzener Form gewonnen und muß weiterer Behandlung ausgesetzt werden, um es in die gewünschte endgültige Größe und Form zu bringen, wie zum Beispiel durch Gießen oder dergleichen.

Erhebliche Mengen von Silberchlorid in feiner Teilchenform werden in der Industrie beispielsweise für fotographisehe Verfahren und dergleichen benötigt und verwendet. Ein wesentlicher Zeit-, Arbeits- und Kostenaufwand ist normalerweise für die Umwandlung von Silberchlorid von seiner festen oder geschmolzenen Form in feines Silberchloridpulver

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erforderlich. Demzufolge wäre es zweckmäßig und wünschenswert, ein verbessertes Verfahren zur Behandlung des Erzeugnisses des oben beschriebenen, durch das Patent der Anmelderin geschützten Verfahrens zu schaffen, so daß das Verfahren in wirksamer ¥eise Silberchloridkömer von gesteuerter Teilchengröße als Endprodukt ergibt_e

Die vorliegende Erfindung wird diesem Erfordernis gerecht. Die Erfindung umfasst Verbesserungen in einem Verfahren zur Herstellung von Silberchlorid aus Silber in festem Zustand, bei dem das Silber bei erhöhten Temperaturen mit Chlorgas zusammengebracht wird. Die erfindungsgemäßen Verbesserungen bestehen im wesentlichen darin, daß das abgezogene Silberchlorid auf mindestens etwa 593°C, jedoch unterhalb seiner Zersetzungstemperatur erhitzt wird und dann das erhitzte, flüssige Silberchlorid in Wasser gebracht wird, wonach die sich ergebenden brüchigen Silberchloridflocken gewonnen und zu Körnchenform zerkleinert werden. Diese Verbesserungen ermöglichen es, reines Silberchloridpulver oder reine Silberchloridkörner in leichter Weise aus geschmolzenem Silberchlorid zu erhalten, das das .Endprodukt des in der USA-Patentschrift 3 147 073 beschriebenen Verfahrens ist. Das in hohem Maß gereinigte Silberchlorid in körniger Form oder Pulverform ist für viele Zwecke einschließlich der Wasserreinigung und dergleichen infolge der bakteriziden Eigenschaften des Silberchlorids geeignet. Ferner ist dieses Silberchlorid in der fotochemischen Industrie beispielsweise für die Herstellung von fotographischen Emulsionen und dergleichen geeignet. Die Verbesserungen ermöglichen es, mit dem durch das oben genannte Patent geschützen Verfahren in wirtschaftlicherer Weise zu arbeiten, als es bisher möglich war, und die Verbesserungen erfordern keine komplizierten Verfahrensschritte oder Maschinen und können

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schnell in einfacher, gesteuerter Weise durchgeführt werden. Weitere Vorteile und Einzelheiten der Verbesserungen sind in der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung dargO^gt.

Silberchlorid, das in geschmolzener Form in dem in der USA-Patentschrift 3 147 073 beschriebenen Verfahren oder einem ähnlichen Verfahren hergestellt wird, wird gemäß den erfindungsgemäßen Verbesserungen so behandelt, daß es leichter in feine körnige oder Pulverform zerkleinert werden kann. Bei dem in der USA-Patentschrift 3 147 073 offenbarten Verfahren werden reine Silberbarren in einer Reaktionszone auf eine Temperatur unter der Schmelztemperatur des Silbers aber über der Schmelztemperatur von Silberchlorid erhitzt und sodann wird ständig Chlorgas über der Höhe des festen Silbers in der Reaktionszone eingeführt, um eine Reaktion mit dem Silber zur Bildung von geschmolzenem Silberchlorid hervorzurufen. Das geschmolzene Silberchlorid wird ständig aus der Reaktionszone unterhalb des festen Silbers abgezogen, so daß es sich nicht aufbauen und die Reaktion zwischen dem Chlorgas und dem Silber blockieren kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird das geschmolzene Silberchlorid, das bei dem oben beschriebenen Verfahren mit einer Temperatur austritt, die wesentlich unterhalb 593°C,für gewöhnlich etwa 525°C beträgt, in einer getrennten Heizzone auf mindestens etwa 593°C, jedoch unterhalb der Zersetzungstemperatur des Silberchlorids und vorzugsweise auf etwa 7O5°C erhitzt. Höhere Temperaturen sind nicht erforderlich, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen und können infolge der unnötigen Erhitzung zu einer Vergeudung von Energie und Zeit führen. Geringere Temperaturen sind unzureichend, um die gewünschten Ergebnisse zu erzielen. Nachdem das geschmolzene Silberchlorid auf die angegebene

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Temperatur erhitzt worden ist,.wird es in einen Tank, ein Gefäß oder einen Behälter, der Wasser enthält^ eingetropft oder in sonstiger Weise eingeführt. Vorzugsweise ist das Wasser zumindest anfänglich gekühltes Wasser, und zweckmäßigerweise beträgt der Temperaturunterschied zwischen dem geschmolzenen Silberchlorid, das das Wasser berührt, und dem Wasser mindestens etwa 58O°C. Dieser Temperaturunterschied ist erforderlich, um zu gewährleisten, daß die Tropfen des geschmolzenen Silberchlorids in Berührung mit dem Wasser so schnell erstarren, daß sie sehr brüchig werden. Das erfindungsgemäße Verfahren führt zu brüchigen Flocken des Silberchlorids, deren Größe unterschiedlich sein kann, aber deren Breite etwa bis zur Hälfte der Länge bei unregelmäßiger Dicke sein kann.

Falls der Temperaturunterschied geringer ist als der als Minimum angegebene, und/oder falls die Temperatur des Silberchlorids bei der Berührung mit dem Wasser geringer als etwa 593°C ist, findet eine unzureichende sofortige Kristallisierung des Silberchlorids bei seiner Berührung mit dem Wasser unabhängig von der Wassertemperatur statt. Daraus ergibt sich, daß die erstarrten Silberchloridtropfen nicht ohne weiteres in einer Hammermühle oder in einer sonstigen Zerkleinerungsvorrichtung zu feinem Pulver oder zu körniger Form ohne erhebliche Schwierigkeiten und nur mit erheblichem Energieaufwand zerkleinert werden können. Es sei bemerkt, daß der Temperaturunterschied und die angegebene Mindesttemperatur wichtig sj,nd, um ein gewünschtes Erzeugnis zu erhalten, das ohne weiteres in wirtschaftlicher Weise granulierbar ist.

Nachdem die brüchigen Silberchloridflocken in erfindungsgemäßer Weise hergestellt worden sind, werden sie in einer

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Hammermühle oder in einer sonstigen entsprechenden Zerkleinerungsvorrichtung zerkleinert. Vorzugsweise wird die Zerkleinerung mit den Flocken in trockenem Zustand durchgeführt. Demzufolge können die Flocken aus dem Wasser, in dem sie gebildet worden sind, herausgenommen werden, in herkömmlicher Weise getrocknet werden, wie zum Beispiel durch Erwärmung, Luftbeblasung und/oder dergleichen,und dann in die Zerkleinerungsvorrichtung eingeführt werden, um sie zu der gewünschten Teilchengröße zu zerkleinern. Ein verfahrenstypisches Erzeugnis ist hergestellt worden, das einen Silberchloridgehalt von mehr als 99,5 % aufweist und das ohne weiteres zu einer durchschnittlichen Teilchengröße zermahlen werden kann, mit der 100 fo der Teilchen ohne weiteres durch ein Sieb mi,t 24 Maschen pro Zentimeter hindurchgehen. Die Brüchigkeit der Flocken gewährleistet, daß der MahlVorgang ohne weiteres durchgeführt werden kann. Weitere Gesichtspunkte der vorliegenden Erfindung gehen aus den nachfolgenden besonderen Beispielen hervor.

Beispiel 1

Ein Silberbarren mit dem Gewicht von 45,35 kg wird in eine geschlossene Reaktionskammer eingesetzt, die mit äußeren Heizeinrichtungen, einem Gaseinlass und -auslass über dem Silber und einem am Boden agebrachten Flüssigkeitsauslass ausgerüstet ist. Die Reaktionskammer wird auf eine Temperatur von etwa 7O5°C erhitzt, woraufhin Chlorgas mit geringfügig überatmosphärischem Druck durch den Gaseinlass in die Reaktionskammer eingeführt wird. Das Chlorgas zirkuliert über der oberen Fläche des Silbers und verlässt die Kammer durch den Gasauslass. Die Chlorgasmenge wird so reguliert, daß sie über der für die Reaktion mit dem Silber erforder-

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lichen Menge liegt» Die Reaktion wird etwa 100.Minuten lang durchgeführt, und während dieser Zeit bildet sich an der Oberfläche des Silbers Siltoerchlorid, das von dem starren Silber abläuft, sich am Boden der Kammer sammelt und durch den Bodenauslass ausläuft«

Das geschmolzene Silberchlorid hat zu diesem Zeitpunkt und an dieser Stelle eine Temperatur von etwa 482°C und fließt zu einer getrennten Heizzone in Form eines Ofens und wird in diesem auf eine Temperatur von etwa 650 C erhitzt, und wird mit etwa dieser Temperatur aus dem Ofen in Wasser in einem Tank eingetropft, das eine durchschnittliche Temperatur von etwa 10°C hat. Das Wasser hat erheblich größeres Volumen als das Silberchlorid und wird durch das Einströmen von gekühltem Frischwasser in einem Temperaturbereich zwischen etwa 4,5 C und etwa 15 C gehalten. Brüchige Silberchloridflocken werden vom Boden des Wassertanks gewonnen, durch Erwärmung und Luftbeblasung getrocknet und dann in eine Hammermühle gebracht, in der si© zu einem körnigen Pulver gemahlen werden, dessen Teilchen durch ein Sieb mit 2h Maschen pro Zentimeter hindurchgehen. Die errechnete Energie, die zur Granulierung dieses Silberchlorids aufgewendet werden muß, beträgt weniger als 10 % der Energie, die zur Granulierung von Silberchlorid erforderlich ist, das durch das gleiche Verfahren hergestellt worden ist, mit der Ausnahme, daß das Silberchlorid zunächst in Formen gegossen wird, erstarrt und dann in kleine Stücke zerbrochen und gemahlen wird. Demzufolge stellen das erfindungsgemäße Verfahren und seine Verbesserungen einen wesentlichen technischen Fortschritt dar.

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Beispiel II

Das Verfahren und seine Verbesserungen werden ebenso durchgeführt, wie es im Beispiel 1 beschrieben ist, mit der Abweichung, daß das Verfahren fortlaufend durchgeführt wird. D.h., das geschmolzene Silberchlorid wird laufend aus der Reaktionskammer abgezogen, das geschmolzene Silberchlorid wird fortlaufend einer Heizzone zugeführt, das geschmolzene Silberchlorid wird laufend aus der Heizzone mit einer Temperatur von etwa 650⁰C abgezogen und fortlaufend in den Wassertank eingetropft. Die Herausnahme der gebildeten Silberchloridflocken aus dem Wasser zur Zerkleinerung in der Hammermühle wird periodisch durchgeführt. Es werden die gleichen verbesserten Ergebnisse erzielt, wie bei dem Beispiel 1.

Es werden parallele Versuche gemäß dem Verfahren und den Verbesserungen durchgeführt, wie sie in Beispiel 1 dargelegt sind, wohei jedoch Erwärmungstemperaturen von 593°C, 705 C und keine Wiedererwärmung, sondern lediglich die Auslauftemperatur von 482°C verwendet wurden. Die Ergebnisse zeigen, daß die Silberchloridflocken, die unter Verwendung der Erwärmungstemperatüren von 593°C und 705⁰C in ihren Eigenschaften dem in Beispiel 1 erhaltenen Produkt gleichwertig sind, einschließlich der leichten Granulierbarkeit. Die Flocken, die dadurch hergestellt wurden, daß geschmolzenes Silberchlorid mit einer Aufwärmungstemperatur von 538⁰C in Wasser eingetropft wurde, waren jedoch nicht so brüchig, wie die oben beschriebenen. Die Flocken, die dadurch erhalten wurden, daß geschmolzenes Silberchlorid mit einer Temperatur von 482°C in Wasser eingeführt wurde, sind noch weniger brüchig und sehr schwer in einer Hammermühle in feine Teilchenform zu zermahlen, wofür ein Energieaufwand erforderlich ist, der etwa 300%

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höher ist, als für die Silberehloridflocken, die mit Temperaturen von 593 und 7O5°C hergestellt wurden.

Die obigen Beispiele zeigen deutlich die verbesserten Ergebnisse, die durch die Verwendung der erfindungsgemäßen Verbesserungen des Verfahrens zur Herstellung von Silberchlorid erhalten werden. Die Verbesserungen werden in einfacher Weise durchgeführt und führen zu einer Verringerung des Energieaufwands und der Herstellungskosten von Silberchloridpulver von höher Reinheit. Weitere Vorteile der erfindungsgemäßen Verbesserungen gehen aus der vorstehenden Beschreibung hervor.

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Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE:

   (T) Verfahren zur Herstellung von Silberchlorid, bei dem metallisches Silber über die Schmelztemperatur von Silberchlorid aber unter die Schmelztemperatur des Silbers in einer Reaktionszone erwärmt wird, über dem erwärmten Silber Chlorgas eingeführt wird und das erhaltene geschmolzene Silberchlorid aus der Reaktionszone unter dem erwärmten Silber abgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das abgezogene Silberchlorid auf mindestens etwa 593.°C aber unter die Zersetzungstemperatur des Silberchlorids aufgewärmt wird und dann das aufgewärmte Silberchlorid in fein verteilter flüssiger Form in Wasser eingeführt wird, die sich ergebenden brüchigen Silberchloridflocken herausgenommen und zu körniger Form zerkleinert werden.

   2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das abgezogene Silberchlorid auf eine Temperatur zwischen etwa 593 C und etwa 705 C erwärmt wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erwärmte Silberchlorid mit einer Temperatur in das Wasser eingetropft wird, die um mint ist, als die Temperatur des Wassers

   Wasser eingetropft wird, die um mindestens etwa 583 C höher

   k. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser eine Temperatur von etwa 4,5 bis 15°C hat, wenn das erwärmte Silberchlorid beim Eintropfen in das Wasser mit diesem anfänglich in Berührung tritt.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Silber im wesentlichen reines metallisches Silber

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   ist, daß das Chlorgas im wesentlichen rein ist und daß Silberchlorid von hoher Reinheit erzeugt wird.

   6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das abgezogene Silberchlorid in eine getrennte Reaktionszone gebracht wird und in dieser innerhalb des angegebenen Temperaturbereichs erwärmt wird, daß das Silberchlorid in das Wasser eingetropft wird und daß die brüchigen Silberchloridflocken nach dem Eintropfen von dem Wasser getrennt und vor ihrer Zerkleinerung getrocknet werden.

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