DE567920C - Herstellung reiner Metalle aus Metallpulvern, die mit Sauerstoff fluechtige Verbindungen bildende Verunreinigungen enthalten - Google Patents

Description

• Herstellung reiner Metalle aus Metallpulvern, die mit Sauerstoff flüchtige Verbindungen bildende Verunreinigungen enthalten Die Reinigung von Metallpulvern, die mit Sauerstoff flüchtige Verbindungen bildende Bestandteile, wie Kohlenstoff, Schwefel u. dgl., in freier, gebundener oder gelöster Form enthalten, kann bekanntlich durch Zusatz von Oxyden zum Metallpulver und Erhitzen ausgeführt werden. Die Wirtschaftlichkeit dieses Verfahrens ist in erster Linie von der Dauer der Glühbehandlung, d. h. von der Bildungsgeschwindigkeit der flüchtigen Sauerstoffverbindungen der betreffenden Verunreinigungen, abhängig.
• Es hat sich nun gezeigt, daß sich das Reinigungsverfahren wesentlich abkürzen läßt, wenn man das zu reinigende Metallpulver zunächst bei einer solchen Temperatur einer gleichmäßigen oxydierenden Behandlung unterwirft, daß noch keine wesentlichen Mengen der Verunreinigungen verflüchtigt werden, und dann aus dem erhaltenen Produkt bei einer höheren Temperatur die Verunreinigungen durch Erhitzen verflüchtigt. Durch die oxydierende Vorbehandlung erzielt man sehr leicht eine so gleichmäßige Verteilung des gebundenen Sauerstoffes, wie es durch mechanisches Zumischen. von Oxyd zu dem Metallpulver nur schwer möglich ist.
• Die Oxydation des Metallpulvers erfolgt zweckmäßig nur bis zu dem Sauerstoffgehalt, der zur Bildung der flüchtigen Sauerstoffverbindungen der vorhandenen Verunreinigungen erforderlich ist, bzw. bis zu einem entsprechend geringeren Sauerstoffgehalt, wenn nur eine teilweise Entfernung der Verunreinigungen gewünscht wird. Die oxydierende Behandlung ist mit den meisten oxydierend wirkenden Gasen, Dämpfen oder Flüssigkeiten durchführbar, und zwar unter Umständen bereits bei gewöhnlicher oder nur wenig erhöhter Temperatur. Die Verflüchtigung der Verunreinigungen verläuft bereits von etwa 5oo° ab mit brauchbarer Geschwindigkeit. Sie läßt sich am besten durch Erhitzen des oxydierend vorbehandelten Pulvers in inerten oder reduzierenden, zweckmäßig strömenden Gasen, gegebenenfalls auch unter erhöhtem oder vermindertem Druck ausführen. Arbeitet man mit reduzierenden Gasen, so kann hierdurch ev t1. überschüssiger, an die :Metalle gebundener Sauerstoff entfernt werden. ' Das gereinigte Metallpulver eignet sich besonders zur Herstellung von Metallformstücken. Man kann auch die Verflüchtigung der Verunreinigungen aus dem vorbehandelten Metallpulver bei so hohen Temperaturen, gegebenenfalls unter gleichzeitiger oder anschließender Anwendung von Druck ausführen, daß unmittelbar eine Verfestigung des Metallpulvers zu porösen oder nichtporösen Metallstücken durch Sintern erfolgt. Infolge der gleichmäßigen Verteilung des Oxyds sintert hierbei (las Pulver sehr licht ohne Rißbildung zu Stücken zusammen.
• Es ist bereits bekannt, bei der Darstellung von Metallcarbonylen unl5rauchbar gewordene Metallmassen zwecks Regenerierung einer Behandlung mit oxydierenden Gasen zu unterwerfen und dann mit Wasserstoff zu reduzieren. Beim überleiten von Luft oder sauerstoffhaltigen Gasen über die Massen verbrennen die die Carbonylbildung hemmenden kohligen Ablagerungen auf dem Metall zu gasförmigen Produkten. Das hierbei ebenfalls oxydierte Metall wird durch die nachträgliche Behandluilg mit Wasserstoff wieder reduziert. Im Gegensatz zu dieser Arbeitsweise erfolgt die Reinigung von Metallpulvern bei dem vorliegenden Verfahren in der Weise, daß bei der zunächst erfolgenden oxydierenden Behandlung keine wesentlichen Mengen der Verunreinigungen verflüchtigt werden und daß diese Verflüchtigung erst in einer zweiten Stufe durch Erhitzen auf höhere Temperaturen erfolgt. Beispiel I Durch thermische Zersetzung aus Eisencarbonyl hergestelltes Eisenpulver mit einem (ichalt von I,12% C wird mit Wasser befeuchtet, und bei ioo' getrocknet, wobei jedes einzelne Eisenteilchen mit einer dünnen, blauschwarzen Oxydschicht überzogen wird. Durch Erhitzen auf 8;o' in einem langsamen Wasse rstoiistrom läßt sich dieses Pulver unter I?ntwicklung von Kohlenoxyd und Kohlensäure bereits in io Minuten praktisch vollständig entkohlen, während die Entkohlung eines nicht vorbehandelten Eisenpulvers, das mit der nötigen Menge Eisenoxyd innig vermischt wurde, bei derselben Temperatur die dreifache. Zeit erfordert.
• Beispiel e Kohlenstoffhaltiges Eisenpulver wird in der nleichen Weise. wie im Beispiel i angegeben, oberflächlich oxydiert. Das auf diese Weise vorbehandelte Eisenpulver wird in einen Tiegel eingefüllt und in einem Glühofen auf 1200° erhitzt. Es findet Entkohlung unter Entwicklung von Kohlenoxyd statt. Durch die Gasentwicklung wird eine weitere Verbrennung der Eisenmasse durch die Ofenatmosphäre verhindert, und gleichzeitig findet eine Sinterung des Eisenpulvers statt, so daß (-in kohlenstoffreier Metallblock erhalten wird, der durch Walzen weitrrverarbeitet werden kann. Beispiel 3 Eisenpulver, das durch thermische Zersetzung von Eisencarbonyl gewonnen wurde und I,3201'0 Kohlenstoff und 1,34% Sauerstoff enthält, wird in einem Drehrohrofen mit im Gegenstrom übergeleitetem Wasserdampf bei einer mittleren Temperatur von i io' behandelt. Das am Ausgang des Drehrohrofens abgezogene Eisenpulver enthält i,3io/o Kohlenstoff und i,964'0 5auerstoli und wird in einer Form aus hitzebeständigem Metall a Stunden auf i Zoo' erhitzt. Es wird ein geformter Eisenblock von der Dichte 7, der praktisch frei von Kohlenstoff ist, erhalten.
• Beispiel Dasselbe Eisenpulver, das im Beispiel verwendet wurde, wird im Drehrohrofen mit feuchtem Kohlendioxyd bei einer Temperatur von 15o° behandelt und nach dieser oxy- dierenden Behandlung in einer Sinterform 5 Stunden auf IIo` erhitzt. Das gewonnene Eisenmaterial ist kohlenstofffrei.
• Beispiel 5 Durch thermische Zersetzung aus Nickelcarbonyl hergestelltes Nickelpulver finit einem Gehalt voll 0,84°'o Kohlenstoff wird bei 30o° mit feuchter Luft behandelt, anschließend einige Zeit auf iooo° erhitzt und mit einem langsamen Wasserstoffstrom bei derselben Temperatur nachbehandelt. _ Das erhaltene Nickel ist kohlenstofffrei. Beispiel G Kobaltpulver, das durch thermische Zersetzung von Kobaltcarbonyl gewonnen wurde und o,(ii % Kohlenstoff und o,32% Sauerstoff enthält, wird mit Wasser angefeuchtet und bei i so' getrocknet; es enthält narb dieser Behandlung o,59% Kohlenstoff und 30`o Sauerstoff. 212 Teile dieses Pulvers werden mit 228 Teilen -des ursprünglichen Pulvers vermischt und F Stunden lang auf 856' erhitzt, zum Schluß in einem langsamen Wasserstoffstrom. Man erhält einen kohlen- stofffreien, leicht gesinterten Metallblock, der sich ohne Schwierigkeit wieder zu einem feinen Pulver vermahlen hil:it. .

Claims (1)

1. h_1Tr-,T_1NSPRUCII: Verfahren zur Herstellung reiner Metalle aus Metallpulvern, die mit Sauerstoff flüchtige Verbindungen bildende Verunreinigungen enthalten, dadurch äekennzc-icIniet, d<iß man das zu reinigende 1Ietallpulver zuniiclist bei einer solchen Tem- peratur einer yleichmül.\igen oxydierenden Beli.uidlung untci-wirft, da1.I noch keine wcsentliclien 1Iciigen der Verunreinigun- gen verflüchtigt werden, und dann aus dein erhaltenen Produkt bei einer höhercli "Temperatur dic \-erunreitiigu11geü durch j Erhitzen verflüchtigt, gegebenenfalls bis zur Verfestigung des Metallpulvers zu Metallstücken durch Sinterung, worauf man evtl. überschüssigen, an die Metalle gehundenen Sauerstoff durch Reduktion eiitfernt.