DE634283C - Verfahren zur Herstellung von Eisencarbonyl - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung von Eisencarbonyl Das Patent <t8 ro8 betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Nickelcarbonyl durch unmittelbare Einwirkung von Kohlenoxyd oder solches enthaltenden Gasen auf Schwefel-Nickel-Verbindungen unter erhöhtem Druck; das Kennzeichen dieses Verfahrens besteht darin, daß solche Nickel und Schwefel enthaltende Produkte zur Anwendung gelangen, die auf dem Schmelzwege, beispielsweise bei der Verhüttung von Nickelerzen als Nickelstein, gewonnen wurden. Ist in diesem Ausgangsstoff auch Eisen enthalten, so wird bei der Behandlung mit Kohlenoxyd außer Nickelcarbonyl gleichzeitig auch Eiszncarbonyl gebildet.
• Es wurde nun gefunden, daß man auch dann Eisencarbonyl in guter Ausbeute erhält, wenn man von solchen auf dem Schmelzwege gewonnenen, Eisen und Schwefel enthaltenden Materialien ausgeht, die arm: an oder frei von Nickel sind. Die Möglichkeit, derartige Materialien in technischem Maßstab wirtschaftlich auf Eisencarbonyl verarbeiten zu können, war aus dem eingangs erwähnten, vor der vorliegenden Erfindung bekanntgewordenen Verfahren nicht abzuleiten, und zwar aus folgenden Gründen: Da die carbonylbildenden Metalle hinsichtlich ihrer Fähigkeit zur Carbonylbildung wesentliche Unterschiede aufweisen, darf man die bei einem Metall gewonnenen Erfahrungen nicht ohne weiteres auf andere carbonylbildende Metalle übertragen. Während unter bestimmten Bedingungen beispielsweise metallisches Eisen und Kobalt von: Kohlenoxyd überhaupt nicht angegriffen wurden, wurde metallisches Nickel unter den gleichen: Bedingungen weitgehend unter Carbonylbildung aufgezehrt. Auch die Tatsache, daß bei dem Verfahren gemäß dein Hauptpatent aus eisenhaltigen Nickelsteinen Eisencarbonyl mitentsteht, berechtigt an sich noch nicht zu der Annahme, daß sich nickelfreie oder nickelarme Eisensteine zur Herstellung von Eisencarbonyl in technischer und wirtschaftlicher Weise eignen würden. Wie nämlich durch Versuche leicht festgestellt werden kann, werden eisenhaltige Nickelsteine bei ihrer Entnickelung durch Kohlenoxydeinwirkung infolge der-Entfernung des Nickels porös, wodurch die Voraussetzung für eine Umsetzung auch des Eisens gegeben ist. Aus dem eisenhaltigen Nickelstein. entsteht zunächst ganz überwiegend Nickelcarbonyl und erst dann, wenn wenigstens die Oberfläche porös geworden ist, wird Eisencarbonyl mitgebildet. Solche günstigen Voraussetzungen liegen bei einem nickelarmen oder gar nickelfreien Eisenstein nicht vor. Berücksichtigt man ferner, daß es bisher nicht gelungen ist, Kobaltstein und ebenso Molybdänsteiri und Wolframstein mit Kohlenoxyd unter Carbonylbildung zu vereinigen, so erweist sich das vorliegende Verfahren als durchaus eigenartig. Eine selbstverständliche Übertragung des Verfahrens des Hauptpatents liegt auch schon deshalb nicht vor, weil durchweg die erfindnngsgeinäß zu verarbeitenden Eisensteine bisher in der Technik nicht gebräuchliche Materialien 1Larstellen und für die vorliegenden Zwecke eist. eigens geschaffen werden mußten.
• Die durch die Erfindung erschlossene 1-'föglichkeit, nickelarme oder nickelfreie Eisensteine auf Eisencarbonyl verarbeiten zu können, ist technisch von großer Bedeutung. Es ist nunmehr möglich, bei der Gewinnung von Eisencarbonyl voll sehr billigen bzw. minderwertigen Produkten auszugehen. Ferner können auf diese Weise Materialien, die beträchtliche Adengen Lisen enthalten, wie Kupfer- oder Kobaltrolistein, zur Gewinnung des Eisens ausgenutzt werden.
• Hinsichtlich der Durchführung des Verfahrens ini einzelnen gelten im wesentlichen sinngemäß die betreffenden Angaben des Hauptpatents. Auch im vorliegenden Fall sind solche Ausgangsmaterialien besonders geeignet, welche neben Lisen und, Schwefel noch andere Schwermetalle (außer \ Nickel oder geringen 1Alengen davon) enthalten, die Schwefel zu binden vermögen, wie Kupfer, Kobalt oder Molybdän.
• Soll die Bildung des 1?isencarbonyls unter mäßigen Bedingungen des Druckes und der Temperatur erfolgen und möglichst weltgellend sein, so ist auf niedrigen Schwefelgehalt des Ausgangsmaterials Wert zu legen. Läßt sich das erstarrte Schmelzprodukt infolge geringen Schwefelgehaltes schwer zerkleinern, so läßt sich durch Granulieren der noch flüssigen Schmelze Abhilfe schaffen.
• Es können bei dem Verfahren auch sehr hohe Drücke, z. B. solche von looo Atm. oder noch höhere, angewendet werden. Eine Erhöhung des Druckes führt zu einer Verkürzung der Reaktionsdauer. Die Temperatur ist nach oben durch die Möglichkeit des Kohlenoxydzerfalfs begrenzt; diesem Zerfall kann maul jedoch durch Zugabe von Mitteln, wie Nichtmetallsulfiden, Arseniden o. dgl., entgegenwirken. Günstig wirkt auch das Fernhalten von Wasser.
• Das nach dem vorliegenden Verfahren gewonnene Eisencasbonyl kann in vielen Fällen, bei Abwesenheit anderer Metallcarbonyle, unmittelbar zu reinem Eisenf in an sich bekannter Weise zersetzt werden.
• Beispiel i roo Teile Eisenschrott werden mit 3o Teilen Pyrit verschmolzen. Das erhaltene Material wird mit Kohlenoxyd bei 20o bis 250° unter Zoo Atm. Druck während 6 bis 8 Stunden behandelt. Das Material erfährt hierbei eine Gewichtsabnahme von 7o0%0, da das Eisen in Eisencarbonyl übergeführt wird. Der Rückstand, der den Schwefel noch enthalt, kann hierauf erneut mit Eisenschrott verschmolzen werden, etwa in einem. Verhältllis von 30 'Tcileü- dicl;stand zu 7o Teilen Eisen, worauf wiederuni- die Kohlenoxydbehandlung zwecks Carboüylbildung vorgenommen wird, und so fort, bis die Verunreinigungen des Schrottes so weit angereichert sind, daß sie sich bei der Carbonylbildung störend bemerkbar machen.
• Beispiel 2 roo Teile Eisenschrott werden mit 35 Teilen Kupfersulfid verschmolzen. Das auf ro inni Korngröße -zerkleinerte Schnielzprodul;t wird mit Kohlenoxyd unter den im Beispiel t angegebenen Bedingungen behandelt. Das Eisen geht hierbei in Eisencarbonyl fb,r, der Rückstand kann dem Verfahren erneut unterworfen werden.
• Das Verfahren ist auch gut anwendbar auf bereits fertig vorliegenden, eisenhaltigen Kupferrolistein. Dieser wird dabei von seinem Eisengehalt befreit. Das Material wird dann auf Kupfer weiterverarbeitet.
• In :ähnlicher Weise kann man Eisen finit Kobaltsulfid verschmelzen .und das Schmelzprodukt als Ausriangsinaterial verwenden oder auch von ' Eisenkobaltrolistein ausgehen. Bildet sich neben dein Eisencarbonyl auch etwas Kobaltcarbonyl, so wird es durch Destillation voni Eisencarbonyl getrennt.
• Beispiel 3 Kicsabbrand, der nicht vollständig abgeröstet ist, wird reduzierend eingeschmolzen und die Schmelze in Wasser granuliert. Die Masse wird dann mit Kohlenoxyd unter einem Druck voll Zoo Atin. bei i80 bis 22o° behandelt. Bei einer Behandlungsdauer von 8 Stunden werden 80°/o der Masse als Eisencarbonyl entfernt. Das Kohlenoxyd wird dabei im Kreislauf verwendet. Die Strömungsgeschwindigkeit des Kohlenoxyds beträgt. dabei in der Stunde 2ooo cbm pro Kubikmeter Reaktionsgefäß. Der Reaktionsrückstand ist nach der Behandlung wieder röstwürdig.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Anwendung des Verfahrens gemäß Patent 618 i08 auf solche auf dem Schmelzwege gewonnenen Eisen und Schwefel enthaltenden Materialien, die arm an oder frei von Nickel sind.