DE571990C - Verfahren zur Reduktion von Chromoxyd mittels umlaufenden Wasserstoffes - Google Patents

Description

• "Verfahren zur Reduktion von .Chromoxyd mittels umlaufenden Wasserstoffes In der Zeitschrift für Metallkunde 1928, Seite 275, ist eine- Methode .zur Darstellung reinen Chroms durch unmittelbare Reduktion von Chromoxyd durch Wasserstoff beschrieben. Das dort beschriebene Verfahren hat eine größere Anwendungin derTechnikaus folgenden.Gründen nicht gefunden Die Reduktion erfolgte in außenbeheizten Rohren, so daß die anzuwendende Temperatur mit etwa 156o° beschränkt war; weil bei höheren Temperaturen :. die zu verwendenden - Rohre nicht mehr standhalten oder -nicht mehr gasdicht bleiben. Außerdem macht es die Verwendung von Rohren mit Außenbeheizung unmöglich, die Dimensionen des Reaktionsraumes über eine gewisse niedrige Grenze zu steigern, so daß die Produktionsmöglichkeit auf diesem Wege für technische Anwendungszwecke unwirtschaftlich beschränkt ist. Der Hauptnachteil des Verfahrens besteht jedoch darin, daß eine genügend weitgehende Reinigung des umlaufenden Wasserstoffes nur erzielt werden kann, wenn die Abkühlung zwecks Ausfrierens der durch die Reduktion gebildeten Wasserdämpfe bei der Temperatur der flüssigen Luft erfolgte.
• Ordnet man dagegen die Heizquelle im Inneren eines Behälters an, der beispielsweise. zwischen Heizquelle und Behälterwand wärmeisolierend ausgemauert sein kann, so kann man die Abgrenzung gegen Außenluft an einem Ort niedriger Temperatur bewirken und wird infolgedessen in der Temperatur des Heizmittels vollkommen frei. Auf diese Weise wird es möglich, die Reaktion bei Temperaturen oberhalb z7oo° stattfinden zu lassen. Bei so hoch gesteigerter Temperatur wirkt noch ein Wasserstoff reduzierend auf Chromoxyd ein, dessen Wasserdampfgehalt erheblich höher ist, als er bei beispielsweise 156o° betragen dürfte. Infolgedessen genügt _ für die Entfernung des Wasserdampfes aus _ dem umlaufenden Wasserstoff bereits eine Temperatur von -. 6o bis - 70°, die leicht erhalten werden kann durch Verdampfung von flüssiger: Kohlensäure in Flüssigkeiten,-_wie-Aceton, Äther; Trichloräthylen, oder auch erhalten werden kann durch Verdampfung - von Ammoniak unter vermindertem Druck. Da eine Kalorie bei - 6o bis - 7o° nur 1/l0 bis 1/1s der Kosten einer Kalorie bei der Temperatur der flüssigen Luft verursacht, wird das Verfahren damit in den Bereich technischer Ausführbarkeit gebracht, zumal bei Anordnung der Heizquelle im Inneren eines Behälters alle Grenzen für die Dimensionen und damit für die Produktionsmöglichkeit einer solchen Apparatur .wegfallen.
• Als Wärmequelle läßt sich mit Vorteil ein Heizelement aus Molybdän benutzen, mit dessen Hilfe .die Temperatur bis über 2ooo° gesteigert werden kann. Da sich Molybdän gegenüber. Sauerstoff und Wasserdampf edler verhält als Chrom, kann das Heizelement aas Molybdän ohne weiteres. in dem Reaktionsraum selbst untergebracht werden, da eine Wasserstoffatmosphäre, die so wenig Wasserdampf und Sauerstoff enthält, daß sie zur Reduktion von Chromoxyd befähigt ist, für Molybdän vollkommen unschädlich ist. Eine andere, bedeutend geschicktere Heizquelle läßt sich- jedoch gewinnen, wenn man die Wärme induktiv in Chrom erzeugt. Zu diesem Zweck kann man auf dem Boden des Reaktionsraumes von vornherein eine gewisse Menge Chrommetall schmelzen und auf dessen Oberfläche das zu reduzierende Chromoxyd aufbringen. Das flüssige Chrom dient dann- als Wärmequelle für den Prozeß, und die durch den Prozeß reduzierten Mengen Chrommetall vereinigen -sich mit dem bereits flüssigen Chrommetall. In diesem Falle ist es möglich, die Energiezufuhr durch eine außerhalb des Behälters angeordnete Induktionsspule zu bewirken, die das Chrombad erhitzt, das sich seinerseits als Heizquelle im Inneren des Behälters befindet.
• Durch diese Arbeitsweise wird ein weiterer bedeutenderVarteiherzielt: Beim Schmelzpunkt findet eine sprungweise Änderung der Oxydierbarkeit des Chroms statt, die vermutlich wie folgt zu erklären ist: -Solange sich Chrommetall im festen Aggregat zustandbefindet,bildetesKristalle. Kristallesind aber bekanntlich in verschieden starkem Maße chemisch angreifbar in Abhängigkeit von derkristallographischen Orientierung, so daß auf der Oberfläche eines Chromkristalles Orte größerer und Orte geringerer Oxydierbarkeit vorhanden sind. Die gesamte Oxydierbarkeit hängt aber naturgemäß von den am leichtesten oxydierbaren Stellen ab. Sobald das Chrom von dem festen. in den flüssigen Aggregatzustand übergeht, fällt die Verschiedenheit in Abhängigkeit von der kristallographischen Orientierung fort, und das flüssige Chrom ist bei seinem Schmelzpunkt merkbar weniger oxydabel als festes Chrom unmittelbar unterhalb seines Schmelzpunktes. Außerdem hat man es bei dieser Arbeitsweise vollkommen in der Hand, die Temperatur erheblich über den Chromschmelzpunkt zu steigern und damit sowohl die Schnelligkeit der Durchführung des Prozesses als auch die Leichtigkeit, mit der er abläuft, fastbeliebig zu steigern.
• Das auf diesem-Wege gewonnene Chrom zeichnet sich vor allen bisher technisch herstellbaren Chromsorten dadurch aus, daß es keine Verunreinigungen zu enthalten braucht und mit vollkommen konstanter Zusammensetzung an-'fällt, während.das bis jetzt technisch meist angewandte Chrom nach dem Göldschmidt Verfahren wechselnde Mengen von Aluminium enthält und auch sonst nicht von konstanter Zusammensetzung ist.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: z. Verfahren zur Reduktion von Chromoxyd mittels umlaufenden Wasserstoffs, dadurch gekennzeichnet, daß handelsüblicher, technischer Wasserstoff, d. h: solcher mit geringen Mengen von Wasserdampf, verwendet wird und die Reaktion bei Temperaturen von über- z6oo° in einem Reaktionsgefäß mit Innenbeheizung erfolgt. .
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch z, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenbeheizung durch Widerstandsheizung erfolgt und daß -als. Widerstand ein Molybdänheizelement .dient.
3. 3. Ausführungsform des Verfahrens. nach Anspruch x, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenbeheizung von einem Chrombad aus erfolgt, welches durch Induktionsstrom erhitzt wird. q.. Verfahren zur Entfernung des Wasserdampfes aus dem umlaufenden Wasserstoff bei dem Verfahren nach Anspruch = bis 3, dadurch gekennzeichnet, da.ß der Wasserdampf bei -6o bis--7o° ausgefroren wird.