DE237436C

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Publication number: DE237436C
Application number: DENDAT237436D
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 237436 KLASSE 12«. GRUPPE

Patentiert im Deutschen Reiche vom 10. Juli 1909 ab.

Die technisch mit Hilfe des Luftstickstoffs hergestellten Stickstoffverbindungen des SiIiciums, Aluminiums, Titans, Zirkons, Berylliums oder verwandter Elemente enthalten, sofern zu ihrer Herstellung nicht völlig reine Ausgangsstoffe verwendet wurden, Verunreinigungen verschiedener Art, die teilweise (wie z. B. metallisches Eisen, Kohle, Silikate u. dgl.) nicht direkt schädlich sind, teilweise aber (wie z. B. Metallcarbide, Silicide, Phosphide u. dgl.) bei der Aufbewahrung, dem Transport, der Verwendung dieser Produkte als Düngemittel usw. zu Unzuträglichkeiten und sogar zu Unglücksfällen Anlaß geben können. Es ist bisher kein Mittel bekannt geworden, die technischen Nitride des Siliciums und Aluminiums usw. auf einfache und sichere Weise von den genannten, insbesondere den schädlichen Beimischungen zu befreien, und bei der Verschiedenartigkeit der zu beseitigenden Fremdstoffe und der bekannten leichten Angreifbarkeit der Nitride selbst mußte die Möglichkeit einer solchen Reinigung von vornherein ausgeschlossen erscheinen.

Es hat sich nun gezeigt, daß sich eine solche Reinigung erreichen läßt, wenn man die rohen Stickstoffverbindungen mit Säuren oder Oxydationsmitteln behandelt. Dabei ist es besonders überraschend, daß dieses Verfahren auch dann anwendbar ist, wenn es sich um die Reinigung von Stickstoffverbindungen handelt, die' ihrerseits selbst durch Säuren oder Oxydationsmittel angegriffen werden, indem bei richtiger Bemessung der Mengen dieser Mittel bzw. bei Anwendung derselben unter milden Bedingungen lediglich die Verunreinigungen zerstört oder in unschädliche Stoffe verwandelt werden, während die Nitride ganz oder doch der Hauptsache nach unverändert bleiben.

Die Menge und Konzentration der zu verwendenden Säuren und Oxydationsmittel riehten sich nach der Art und Beschaffenheit der Rohnitride und sind von Fall zu Fall, z. B. auf Grund des analytischen Befundes oder eines Vorversuches im Kleinen festzustellen. Dabei ist naturgemäß auch der Grad der Beständigkeit der Nitride gegenüber den in Betracht kommenden Agentien von Bedeutung. Während z. B. die technischen Siliciumstickstoffverbindungen auch bei einem größeren Überschuß von Säure nur sehr langsam angegriffen werden, muß man bei dem Aluminiumnitrid, obgleich es verdünnten Säuren gegenüber relativ beständig ist, doch eine lebhafte Säureeinwirkung vermeiden.

Es können für das vorliegende Verfahren die allerverschiedensten Säuren Anwendung finden. Statt wäßriger Säuren kann man auch Lösungen saurer Salze, wie Bisulfate, unter Umständen auch gasförmige Säuren, z. B. salzsäurehaltige Gase u. dgl., zur Reinigung verwenden. Die Einwirkung kann in der Kälte oder, wenn es sich um größere Mengen von Verunreinigungen handelt, zweckmäßig in der Wärme vorgenommen werden.

Ebenso kann man sich auch der mannigfaltigsten Oxydationsmittel bedienen und dieselben in der verschiedensten Weise zur Anwendung bringen. So kann man, um nur einige Beispiele anzuführen, das Rohprodukt in wäßriger Suspension mit Oxydationsmitteln, wie Eisen-

chlorid, Bichromat u. dgl., eventuell unter Erwärmung behandeln, oder trocken mit der zur Zerstörung der schädlichen Fremdstoffe hinreichenden Menge Braunstein usw., eventuell unter Zusatz eines Flußmittels, wie Flußspat u. dgl., erhitzen. In besonders einfacher und vorteilhafter Weise läßt sich die Oxydation der schädlichen Substanzen durch den Sauerstoff der Luft bewirken. Man kann zu diesem

ίο Zwecke das befeuchtete oder in Suspension befindliche Rohnitrid zweckmäßig bei etwas erhöhter Temperatur und in Gegenwart von Sauerstoffüberträgern, wie Kupfer-, Cer-, Vanadiumverbindungen usw. mit Luft behandeln, oder über das erhitzte trockene Produkt einen Luftstrom leiten. Steigert man die Temperatur hierbei auf etwa 700 °, war, unbedenklich geschehen kann, so wird gleichzeitig auch die im Produkt etwa noch enthaltene elementare Kohle verbrannt, was für manche Zwecke von Vorteil sein kann. Eine sehr vorteilhafte Ausführungsform besteht in diesem Falle darin, daß man das Produkt gleich in dem Ofen, der zu seiner Herstellung gedient hat, reinigt, indem man, sobald die Temperatur auf etwa 700 ° gefallen ist, einen Strom Luft in mäßiger Geschwindigkeit hindurchtreten läßt. Statt Luft können auch Wasserdampf oder Kohlensäure oder andere oxydierend wirkende Gase oder Dämpfe oder Gasgemische verwendet werden.

Selbstverständlich kann man auch gleichzeitig oder nacheinander saure und oxydierende Mittel verwenden, indem man z. B. in das mit verdünnter Säure versetzte und erwärmte Produkt Luft einleitet, oder indem man das mit Luft bei Dunkelrotglut behandelte Produkt nachträglich mit Säuren auszieht oder umgekehrt, was sich besonders für Stickstoffsiliciumverbindungen zur Erzielung sehr reiner Produkte empfiehlt.

Das Verfahren läßt sich naturgemäß auch

auf Gemische verschiedener Nitride anwenden.

Abgesehen davon, daß durch die nach dem

vorliegenden Verfahren ermöglichte Entfernung der Beimengungen aus den rohen Nitriden die durch diese Beimengungen bedingten unangenehmen und schädlichen Eigenschaften beseitigt werden, wird der weitere technische Fortschritt erzielt, daß die gleiche Menge gebundenen Stickstoffs nachher in einer kleineren Gewichtsmenge Substanz enthalten ist, daß also eine Anreicherung an gebundenem Stickstoff, die mehrere Prozent betragen kann, stattfindet.

Beispiel I.

50 kg rohes Stickstoffaluminium werden mit 100 1 Wasser und 2 1 40 grädiger Schwefelsäure angerührt; man läßt mehrere Stunden stehen, filtriert, wäscht und trocknet. Das Produkt gibt beim Lagern an der Luft keine giftigen Gase mehr ab und gewährt außerdem infolge seiner Reinheit bei der Weiterverarbeitung wichtige Vorteile.

B e i s ρ i e 1 II.

Ein gemischtes Aluminium-Siliciumnitrid, nach dem Verfahren des Patentes 234129 durch Erhitzung eines Gemisches von Chamottepulver und Kohle im Stickst off strom erhalten, wird im Tonrohr bei 400 bis 600 ° 2 Stunden mit Wasserdampf behandelt.

Noch rascher kann man die Reinigung durch Überleiten kleiner Mengen Chlorgas erreichen. Das Produkt ist frei von zersetzlichen Siliciden, Karbiden usw.

Beispiel III.

Rohes Stickstoffzirkon, aus Zirkonerde, Kohle und Stickstoff dargestellt, wird einige Stunden mit einer Eisenchloridlösung in der Wärme digeriert. Das Produkt entwickelt beim Erwärmen mit Salzsäure keine übelriechenden Gase mehr.

Beispiel IV. _g

Stickstoffsilicium, z. B. nach dem Verfahren des Patentes 234129 dargestellt, wird bei etwa 700 ° in mäßig raschem Luftstrom bis zum Verschwinden der Kohlensäure im austretenden Gase erhitzt; das völlig abgekühlte kohlefreie Produkt wird mit verdünnter Salzsäure gekocht, ausgewaschen und filtriert. Der relative Stickstoffgehalt ist durch diese Reinigung um mehrere Prozent gestiegen.

Analog wie in obigen Beispielen kann man bei Verwendung anderer Stickstoffverbindungen, ζ. B. des Titans, Berylliums, oder von Gemischen dieser untereinander oder mit Aluminiumnitrid oder Siliciumnitrid verfahren.

Claims

Patent-An spruch:

Verfahren ^: zur Reinigung der Stickstoffverbindungen des Siliciums, Aluminiums, Titans, Zirkons, Berylliums oder verwandter Elemente, dadurch gekennzeichnet, daß man die rohen Stickstoffverbindungen mit Säuren oder Oxydationsmitteln behandelt, wobei diese Mittel erforderlichenfalls unter so milden Bedingungen bzw. in solcher Menge zur Anwendung gebracht werden, daß eine Einwirkung auf die Nitride nicht oder doch nur in verschwindendem Maße eintritt.