DE453592C

DE453592C - Separation and refining of metal mixtures

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Publication number: DE453592C
Application number: DEM85944D
Authority: DE
Original assignee: RICHARD LORENZ DR; WALTER FRAENKEL DR
Current assignee: RICHARD LORENZ DR; WALTER FRAENKEL DR
Priority date: 1924-08-09
Filing date: 1924-08-09
Publication date: 1927-12-15

Description

Trennung und Raffinierung von Metallgemischen. Es ist bekannt, däß zwischen flüssigen Metallegierungen und den geschmolzenen Halogenverbindungen dieser lbletalle sich mit großer Reaktionsgeschwindigkeit Gleichgewichte einzustellen vermögen derart, daß zu einer bestimmten Zusammensetzung der Metallphase eine bestimmte Zusammensetzung der Salzphase gehört. Eine ganze Reihe solcher Gleichgewichte, namentlich zwischen zwei Metallen und ihren Chloriden, ist in neuester Zeit untersucht und veröffentlicht worden. Ferner ist bekannt, daßman ein Gleichgewicht dadurch stören kann, daß man einen Bestandteil des Gleichgewichts entfernt, wodurch die Reaktion in der Richtung weiterzulaufen gezwungen wird, in der der entfernte Stoff nachgebildet wird.Separation and refining of metal mixtures. It is known that between liquid metal alloys and their molten halogen compounds Oil metals are able to establish equilibria with great reaction speed such that for a certain composition of the metal phase a certain composition belongs to the salt phase. A whole series of such equilibria, especially between two metals and their chlorides, has recently been investigated and published been. It is also known that one can disturb an equilibrium by removed a constituent of the equilibrium, causing the reaction in the direction is forced to continue running, in which the removed material is reproduced.

Es wurde nun erkannt, daß man diese beiden Tatsachen zur Trennung und Raffinierung von Metallgemischen benutzen kann, wenn eins oder mehrere Metalle zwei Halogenverbindungen zu bilden vermag, von denen eine flüchtig ist.It has now been recognized that one can separate these two facts and refining of mixed metals if one or more metals capable of forming two halogen compounds, one of which is volatile.

Die Trennung des Bleis vom Zinn z. B. würde sich nach diesem Verfahren folgendermaßen vollziehen: Man schmilzt die Blei-Zinn-Legierung unter einer mit ihr im Gleichgewicht befindlichen Decke ihrer geschmolzEnen Chloride ein und leitet Chlor in die Chloridschmelze. Das gebildete Zinntetrachlorid wird abdestillieren, das Glei, hgewicht dadurch gestört, neues Zinn geht aus dem Metall in die Salzschmelze, und der Vorgang setzt sich so lange fort, bis das Metallbad praktisch frei von Zinn ist, also aus reinem Blei, und die Salzschmelze aus praktisch reinem Bleichlorid besteht. Das gesamte Zinn ist als Zinntetrachlotid verdampft. Beim Vorhandensein von Halogenverbindungen in der Schmelze kann man die Halogenentwicklung im Bade selbst vornehmen, insbesondere auf elektrolytischem Wege. Die Metallschmelze wird als Kathode geschaltet und in die Schmelze der Metallverbindungen, worunter Salze einschließlich Sulfide und Oxyde zu verstehen sind, eine geeignete Anode, z. B. ein Kohlestab, eingetaucht. Es geht dann eine dem so erzeugten Halogen äquivalente Menge des nicht zu entfernenden Metalls, z. B. des Bleis in dem obigen Beispiel, aus der Schmelze der Metallverbindungen (Salze) in das Metallbad über, während die zu entfernende Metallverbindung durch Reaktion mit dem entstandenen Halogen als höhere Halogenierungsstufe durch Verflüchtigung aus dem Bad entfernt wird. Im übrigen verläuft der Prozeß dann des weiteren in ähnlicher Weise wie oben angegeben, indem sich nunmehr ein neues Gleichgewicht zwischen dem Metallbad und der Salzschmelze einstellt, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Metallbad zu entfernende Metall als Verbindung in die Salzschmelze durch Umsetzung mit ihr übergeht. Was hier von Halogeniden gesagt ist, gilt in gleicher Weise von Oxydk n und Sulfiden, wobei ebenfalls die höheren Stufen. wenn sie flüchtig sind, auf diesem Wege aus den geschmolzenen Salzbädern entfernt werden köni en.The separation of the lead from the tin z. B. would follow this procedure do as follows: One melts the lead-tin alloy under one with its in equilibrium blanket of its molten chlorides and conducts Chlorine in the chloride melt. The tin tetrachloride formed is distilled off, the equilibrium is disturbed as a result, new tin goes from the metal into the molten salt, and the process continues until the metal bath is practically free of tin is made of pure lead, and the molten salt is made of practically pure lead chloride consists. All of the tin has evaporated as tin tetrachlotide. In the presence of halogen compounds in the melt, one can see the evolution of halogen in the bath do it yourself, especially by electrolytic means. The molten metal will connected as a cathode and in the melt of the metal compounds, including salts including sulfides and oxides are to be understood, a suitable anode, e.g. B. a carbon rod, immersed. It is then equivalent to the halogen produced in this way Amount of metal not to be removed, e.g. B. the lead in the example above, from the melt of the metal compounds (salts) into the metal bath, while the to be removed metal compound by reaction with the halogen formed as higher halogenation level is removed from the bath by volatilization. Furthermore the process then proceeds in a manner similar to that given above by There is now a new equilibrium between the metal bath and the molten salt sets, characterized in that the metal to be removed from the metal bath passes as a compound into the molten salt by reacting with it. What from here Halides is said to apply in the same way to oxydk n and sulphides, whereby likewise the higher levels. if they are volatile, in this way from the molten ones Salt baths can be removed.

Das Gleichgewic it in dem obigen Beispiel ist dadurch gekennzeichnet, daß zu einer bestimmten Zusammensetzung der Salzphase eine ganz bestimmte Zusammensetzung der Metallphase gehört. So ist z. B. experimentell bestimmt worden, daß zu einer Metallphase von der Zusammensetzung 5o Atomprozent Blei und 5o Atomprozent Zinn eine Salzphase der Zusammensetzung 8o Molprozent Bleichlorid und 2o Molprozeflt--Zinnchlorid gehört. Die Gleichgewichte folgen nicht dem gewöhnlichen Masseriwirkungsgesetz, sondern einem von R. Lorenz für kondensierte Systeme gefundenen komplizierten Gesetz. Sie sind von der Temperatur ziemlich unabhängig, da die Wärmetönung der Reaktion eine geringe ist. Auch vom Druck sind sie unabhängig, da es sich um ein kondensiertes System handelt.The equilibrium in the example above is characterized by that for a specific composition of the salt phase a very specific composition belongs to the metal phase. So is z. B. determined experimentally been that to a metal phase of the composition 5o atomic percent lead and 5o atomic percent Tin a salt phase with the composition 8o mol percent lead chloride and 2o mol percent - tin chloride heard. The equilibria do not follow the ordinary law of mass action, but a complicated law found by R. Lorenz for condensed systems. They are quite independent of the temperature, because of the exothermicity of the reaction is a minor one. They are also independent of the pressure, since it is a condensed one System acts.

Die Durchführung der Entzinnung einer Blei-Z'nn-Le'"ierung gestaltet sich beispielsweise folgen dermaßen : Die betreffende Legierung wird mit Bleichlorid eingeschmolzen, wobei sich verhältnismäßig schnell ein Gleichgewichtssystem entsprechend folgender- Gleichung einstellt Dann wird der Metallregulus zur Kathode gemacht, in die Salzschmelze eine Kohleelektrode als Anode getaucht und mit einer Stromdichte von etwa i bis 2 Ampere pro qcm Anodenfläche elektrolysiert. Dabei spielen sich dann die oben beschriebenen Vorgänge ab.The detinning of a lead-Z'nn-Le''ation is carried out as follows, for example: The alloy in question is melted down with lead chloride, an equilibrium system being established relatively quickly in accordance with the following equation Then the metal regulator is made the cathode, a carbon electrode is dipped into the molten salt as an anode and electrolyzed with a current density of about 1 to 2 amperes per square centimeter of anode area. The processes described above then take place.

Die Trennung ist natürlich nicht auf zwei Metalle oder Metallschmelzen im Gleichgewicht mit Chloridschmelzen beschränkt, man kann mit allen zweiphasigen Systemen aus Metallen und geschmolzenen Metallverbindungen arbeiten, wenn nur ein Teil der Metalle mit Halogen leicht flüchtige Halogenverbindungen liefert.The separation is of course not due to two metals or molten metals limited in equilibrium with chloride melts, one can biphasic with all Systems of metals and molten metal compounds work if only one Some of the metals with halogen supply volatile halogen compounds.

Claims

PATENT CLAIMS: i. Processes for the separation and refining of metal mixtures, characterized in that a molten metal equilibrium system and molten metal compounds (salts including sulphides and oxides) in the phase of the metal compounds the equilibrium is achieved by introducing halogens and thereby caused the formation of volatile halogen compounds of one or more Constituents is constantly disturbed and finally one or more metals gasified while that or the other metals remain pure.

2. Procedure according to Claim i in the presence of halogen compounds in the melt, characterized in that that the molten metal is connected as a cathode and in the melt of the salts, oxides or sulfides an anode is immersed, the halogen thus generated with the metal to be volatilized in the melt reacts while one of the generated Halogen-equivalent amount of the non-removing metal from the molten salt passes into the metal bath.