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Verfahren zur Herstellung von fein verteilten Metallverbindungen Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von fein verteilt-en Metallverbindungen,
insbesondere von Metalloxyden, und besteht im wesentlichen darin, daß der geschmolzene
oder schmelzende Ausgangsstoff, z. B. geschmolzenes Metall, mit einem fein gekörnten
festen Stoff, z. B. Sand, dispergiert und in diesem Zustand der chemischen Reaktion
mit einer oder mehreren anderen Komponenten ausgesetzt wird. Als Reaktionskomponente
kommt in den meisten. Fällen ein oxydierendes Gas, z. B. Luft oder Wasserdampf,
in Frage. In manchen Fällen kann aber auch .ein oxydierender fester Stoff benutzt
werden.
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Die aus dem geschmolzenen oder schmelzenden Ausgangsstoff und dem
fein gekörnten festen Stoff (Dispersionsmittel) hergestellte Dispersion kann nach;
der Durchführung der Reaktion entweder als solche verwendet oder so weiter behandelt
werden, daß das Dispersionsmittel abgetrennt wird. Erfolgt die Abtrennung auf physikalischem
Wege (Sieben, Sichten, Schleudern, Schlämmen oder Lösen), so bleibt der fein verteilte
Zustand der Metallverbindung erhalten. Für den Fall, daß an dem abgetrennten Dispersionsmittel
Teile des Ausgangsstoffes haftenbleiben, kann man das wiedergewonnene Dispersionsmittel
mit gutem Erfolg zur Herstellung einer neuen Dispersion verwenden, so daß ein Kreisprozeß
möglich ist. Als Ausgangsstoff kann sowohl das reine Metall als auch eine Metallverbindung
oder -legierung benutzt werden. Für das Dispersionsmittel eignen sich neben fein
gekörntem Sand auch andere Mineralien,. Gesteinsarten oder künstlich hergestellte
feste Stoffe, wie z. B. Glas, Porzellan geeigneter Körnung. Ebenso lassen sich auch
gekörnte Metalle, Metallverbindungen oder -legierungen als Dispersionsmittel benutzen,
sofern diese nicht oder nicht wesentlich mit dem zu dispergierenden Rohstoff oder
der dispersen Phase reagieren. Bei geeigneter Wahl des Dispersionsmittels kann diesem
eine die Reaktion beschleunigende Wirkung zukommen. Man kann diese Wirkung auch
durch Zusatz eines oder mehrerer geeigneter Katalysatoren erreichen, z. B. durch
Verwendung :eines harten, aber noch porösen Scherben, der mit reaktionsbeschleunigend
wirkenden Metallsalzen getränkt ist.
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Die Reaktionstemperatur wird zweckmäßig so gewählt, daß sie nicht
mehr als etwa ioo° über dem Schmelzpunkt des betreffenden Ausgangsstoffes liegt.
Tritt das Metalloxyd in mehreren Modifikationen auf, wie es z. B. bei Bleioxyd mit
dem Umwandlungspunkt 586° C der Fall ist, dann muß der Temperaturbereich eingehalten
werden, in dem die betreffende Modifikation stabil ist.
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Es ist bekannt, zwecks Gewinnung von Eisenflittern durch thermische
Zersetzung von
Eisencarbonyl die Zersetzung an kleinen, nicht metallischen
Körpern, wie Quarz, Quarzglas u. dgl., herbeizuführen und den auf diesen Körpern
entstandenen Eisenniederschlag mechanisch abzulösen, so daß eine räumliche Trennung
mit geeigneten Mitteln möglich ist.
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Ferner sind bei der chemischen Beeinflussung von Fettsäuren diesen
fein ze, Ieilte, katalytisch wirksame Stoffe zugefügt worden, die nach der Durchführung
der Reaktion wieder abgetrennt wurden. Beispiel 1 Zoo kg Sand und 2ookg metallisches
Blei werden gemeinsam bis über den Schmelzpunkt des Bleies m einem Gefäß mit Rührvorrichtung
erhitzt. Wenn das Blei geschmolzen ist, wird die Rührvorrichtung angestellt; diese
kann aus einer langsam umlaufenden, mit Rührarmen ausgerüsteten Vorrichtung bestehen.
Nach etwa 1/2 bis i Stunde hat die gesamte Bleimenge die einzelnen Sandkörner mit
einer Bleifolie überzogen. Unter Luftzutritt wird nun weiter gerührt bei,einer Temperatur,
die .etwa beim Schmelzpunkt des Antimonsulfids liegt. Ungefähr nach 2o Stunden ist
der größte Teil des Bleies in Mennige verwandelt, was sich durch die rötliche bis
orange Farbe des Sandes sichtbar macht. Die so erzeugte Mennige wird durch
Ab-
sieben von dem Sand getrennt, der .dann für -einen neuen Vorgang wieder
benutzt werden kann. Die Ausbeute beträgt ungefähr 99 der theoretischen Ausbeute.
Das Verfahren läßt sich genau so ausführen, wenn man, statt Blei und Sand gemeinsam
zu erhitzen, das ges£Iimolzene Blei auf den auf q.oo bis 6oo° C erhitzten Sand rieseln
läßt. Beispiel II Antimonsulfid (Schmelzpunkt 550'C) wird mit der gleichen
Gewichtsmenge Sand vermischt und bei einer Temperatur, die etwa ioo° über dem Schmelzpunkt
des Antimons liegt, unter Luftzutritt gerührt. Unter Entwicklung von schwefliger
Säure entsteht festes Antimonoxyd vom Schmelzpunkt 656° C, das wie im vorhergehenden
Beispiel durch Absieben von dem Dispersionsmittel (Sand) abgetrennt werden kann.
Die Ausbeute ist die gleiche wie bei dem vorhergehenden Beispiel. Beispiel III i
2o Gewichtsteile Antimon werden mit 31o Gewichtsteilen Blei legiert. Diese Legierung
wird mit qoo Gewichtsteilen Sand bei einer Temperatur dispergiert, die etwas über
3oo° C liegt. Sobald die Dispersion vollendet ist, werden 6oo bis 7oo Gewichtsteile
Natronsalpeter als festes Oxydationsmittel unter weiterem Rühren zugesetzt. Der
schmelzende Salpeter oxydiert Antimon und Blei zum Bleiantimonit, dem sogenannten
Neapelgelb, zusammen. Dieses wird durch Sieben vom Sand getrennt und durch Waschen
von dem Natronsalz befreit. Beispiel IV Die Herstellung von Zinkoxyd erfolgt nach
dem gleichen Verfahren, wie es im Beispiel I beschrieben ist, unter Verwendung von
Zinkmetall mit dem Schmelzpunkt von q.19° C. Als Dispersionsmittel wird jedoch nicht
Sand verwendet, sondern gekörntes Eisen, weil die Kieselsäure des Sandes bei der
thermischen Reaktion zum Teil zu elementarem Si reduziert wird.
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Beispiel V Verwendet man bei BeispielIII an Stelle von Sand unglasierten
porösen Steinzeug-oder Porzellangrieß, der mit Ferrichloridlösung getränkt und dann
getrocknet worden ist, so verläuft die Reaktion rascher, und das Gelb wird intensiver.