DE247905C

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Publication number: DE247905C
Application number: DENDAT247905D
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KAISERLICHES

PATENTAMT.

Die Umwandlung des gelben Phosphors in die rote Modifikation durch Erhitzen auf 250 bis 300 ° ist bekanntlich eine umkehrbare Reaktion, welche langsam verläuft und niemals ein von gelbem Phosphor völlig freies Produkt liefert, wodurch die Handhabung desselben gefährlich wird. Die gänzliche Beseitigung des gelben Phosphors aus dem roten Phosphor auf physikalischem oder chemischem Wege erhöht wesentlich den Preis des roten Phosphors.

Durch Anwendung gewisser fester oder insbesondere flüssiger Katalysatoren kann die Reaktion beschleunigt und bei niedrigerer Temperatur durchgeführt werden. Diese Katalysatoren sind aber entweder ziemlich teuer (wie z. B. Jod, Selen, Jod- oder Bromphosphor) und eignen sich deshalb wenig für eine Fabrikation in größerem Maßstabe, oder sie wirken auf den Phosphor derart ein, daß ihre Entfernung aus dem erhaltenen Produkt. mit Unkosten verbunden und nicht ohne Gefahr ist. Das vorliegende Verfahren beruht nun auf der Wahrnehmung, daß schwere Kohlenwasserstoffe ganz besonders für die Umwandlung des gelben Phosphors in roten Phosphor geeignet und mit ihrer Anwendung die oben erwähnten Übelstände nicht verbunden sind. Schwere Kohlenwasserstoffe oder kohlenwasserstoffhaltige Substanzen, welche auf 150 bis 35° ° erhitzt werden können, ohne verändert oder zersetzt zu werden, bilden vorzügliche Katalysatoren für die Erzeugung von rotem Phosphor. Sie wirken bei einer Temperatur von 350° innerhalb einer Zeit, welche höchstens eine Stunde beträgt, und führen jede Menge von gelbem Phosphor vollständig in roten Phosphor über, der ein ziegelfarbiges Pulver bildet.

Bei der Versuchstemperatur bilden die Phosphordämpfe mit den Dämpfen des Katalysators ein Gemisch, das sich an der Luft nicht entzündet und sich nur langsam oxydiert, so daß die Fabrikation keine Gefahr bietet.

Die am zweckmäßigsten angewendeten Katalysatoren sind:

1. gesättigte Kohlenwasserstoffe der Paraffinreihe mit höherem Siedepunkt, welche ohne Zersetzung beliebig lange erhitzt werden können;

2. von freien Säuren befreite feste oder flüssige mineralische Fettkörper, welche aus dem Erdöl, den bituminösen Schiefern, dem Braunkohlenteer und ähnlichen Produkten gewonnen werden;

3. von freien Säuren freie Öle und Fette, die aus Gemischen von Glyzerinestern bestehen, lange erhitzt werden können, ohne sich zu zersetzen und mit Phosphor nicht irgendeine sekundäre chemische Reaktion eingehen. Für die industrielle Herstellung des roten Phosphors eignen sich besonders die reinen neutralen Paraffinöle von der Dichte 0,850 bis : 0,920 oder noch besser Vaselinöl mit der Dichte von etwa 0,89, welches erst bei 360⁰C. destilliert. Eine besondere Apparatur ist nicht erforderlich, vielmehr kann die Fabrikation in jedem gewöhnlichen Kessel erfolgen, der durch ·

einen mit Abzugsrohr mit Hahn, Sicherheitsventil und einem Thermometer versehenen Deckel dicht verschließbar ist. Beispielsweise genügt ein flacher Eisenkessel von i,5o"m Durchmesser bis ι m Höhe vollkommen . finden in Rede stehenden Zweck. Der Kessel soll nur bis ²/₃ seiner Höhe gefüllt sein. Zweckmäßig werden auf 20 Teile gelben Phosphor 100 Teile Vaselinöl genommen, welche den Phosphor vollständig bedecken. Nachdem der Deckel befestigt ist, beginnt man zu erhitzen, wobei das Abzugsrohr zunächst geöffnet bleibt, damit die Luft und Feuchtigkeit entweichen können. Das Erhitzen erfolgt zuerst ganz allmählich durch direkte Feuerung oder durch ein Sandbad. Sind die Luft und Feuchtigkeit entwichen, so wird das Abzugsrohr geschlossen und nun unter Druck bis auf 350⁰C. erhitzt, welche Temperatur während 30 bis 40 Minuten innegehalten wird, worauf der Prozeß beendet ist. Man läßt langsam erkalten, vereinigt die am Deckel und den Kesselwandungen befindlichen Kristalle von rotem Phosphor mit der Hauptmasse desselben, trennt den Phosphor von dem Vaselinöl usw. durch geeignete Filtration und wäscht ihn zwei- bis dreimal mit Petroleumbenzin, worauf man ihn an der Luft trocknet. Das verwendete Vaselinöl oder Paraffin kann ohne Reinigung durch Destillation oftmals wieder benutzt werden.

Gibt man bei dem vorstehend beschriebenen Versuch an Stelle des Phosphors allein ein Gemisch von 58 Teilen gelbem Phosphor und 44 Teilen Schwefel unter das Vaselin und erhitzt hierauf bis auf 180 °, so erhält man Phosphorsesquisulfid P₁ S₃. Die Bildung dieses in der Zündholzfabrikation und Pyrotechnik benutzten Produktes erfolgt durch eine stark exothermische Reaktion, die zu Explosionen Veranlassung geben kann. Unter der Vaselinschicht verläuft indes die Reaktion langsam und durchaus gefahrlos. Benutzt man roten Phosphor, so muß auf 350 ° erhitzt werden.

Die technische Darstellung dieses Schwefelphosphors entspricht ganz der des roten Phosphors; die Zeitdauer beträgt etwa 10 bis 15 Minuten.

Bekannt ist bereits, gelben Phosphor in der Weise in roten überzuführen, daß man unter Benutzung von Terpentinöl Lösungen des gelben Phosphors in geschlossenen Gefäßen hoch erhitzt (Annales de Chemie et de Physique 8. Serie, 14. Bd. 1908, 2, S. 559). Das Terpentinöl, welches aus Terpenen und bicyklischen Campherarten besteht, ist verschieden von den hochsiedenden Katalysatoren, die für das vorliegende Verfahren verwendet werden, für das auch Lösungen des Phosphors nicht in Betracht kommen. Während bei den in der angezogenen Literaturstelle beschriebenen Versuchen nach 17 stündigeni Erhitzen bei 220 bis 225 ° noch keine Veränderung der Phosphorlösung erfolgt war, ist mit Hilfe der für das vorliegende Verfahren benutzten Katalysatoren bei gleicher Temperatur die Umsetzung in 5 bis 6 Stunden vollständig. Auch ist für das vorliegende Verfahren keineswegs ein Erhitzen in geschlossenen Gefäßen notwendig, wird hier vielmehr lediglich als Sicherheitsmaßregel und aus Sparsamkeitsgründen angewendet.

Claims

Patent-Anspruch :

Verfahren zur Darstellung von rotem Phosphor durch Erhitzen von gelbem Phosphor und von Phosphorsesquisulfid durch Erhitzen von gelbem oder rotem Phosphor mit Schwefel in Gegenwart von Katalysatoren, dadurch gekennzeichnet, daß als Katalysatoren Kohlenwasserstoffe, insbesondere höher siedende gesättigte Kohlen-Wasserstoffe der Paraffinreihe, mineralische, · aus Rohpetroleum, bituminösem Schiefer oder Braunkohlenteer gewonnene Fette und öle, pflanzliche oder tierische Fette und öle, insbesondere Gemische von Glyzerinestern verwendet werden.