DE704933C - Process for obtaining zirconium metal by thermal reduction of zirconium chloride - Google Patents

Process for obtaining zirconium metal by thermal reduction of zirconium chloride

Info

Publication number
DE704933C
DE704933C DEI63593D DEI0063593D DE704933C DE 704933 C DE704933 C DE 704933C DE I63593 D DEI63593 D DE I63593D DE I0063593 D DEI0063593 D DE I0063593D DE 704933 C DE704933 C DE 704933C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
zirconium
chloride
metal
magnesium
reduction
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
DEI63593D
Other languages
German (de)
Inventor
Dr Ludwig Teichmann
Dr-Ing Helmut Von Zeppelin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IG Farbenindustrie AG
Original Assignee
IG Farbenindustrie AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IG Farbenindustrie AG filed Critical IG Farbenindustrie AG
Priority to DEI63593D priority Critical patent/DE704933C/en
Priority to CH216205D priority patent/CH216205A/en
Application granted granted Critical
Publication of DE704933C publication Critical patent/DE704933C/en
Priority to FR872037D priority patent/FR872037A/en
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B34/00Obtaining refractory metals
    • C22B34/10Obtaining titanium, zirconium or hafnium
    • C22B34/14Obtaining zirconium or hafnium

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

Verfahren zum Gewinnen von ZirkonmetaU durch thermische Reduktion von Zirkonchlorid Die vorliegende Erfindung bezweckt, zur Herstellung von Zirkon statt des schwer reduzierbaren Zirkonoxyds das leicht reduzierbare Zirkonchlorid der Reduktion mit Magnesium zu unterwerfen. Da Zirkonchlorid ab-er leicht flüchtig ist und schon bei z5o' C sublimiert, gelingt eine einfache Darstellung durch Erhitzen eines Gemisches von Zirkonchlorid mit Magnesiummetall nicht. Man hat zwar schon Zirkon in kleinen Mengen durch überleiten von dampfförmigem Zirkonchlorid über Magnesiumspäne hergestellt, doch kommt diesem Vorschlag infolge der umständlichen und wegen der Verwendung von Zirkonchloriddampf auch recht schwierigen Verfahrensdurchführung keine Bedeutung für eine Herstellung des Zirkons in technischem Maßstabe zu.Process for obtaining zirconium metal by thermal reduction of zirconium chloride The present invention aims to produce zirconium instead of the difficult to reduce zirconium oxide, the easily reducible zirconium chloride subject to reduction with magnesium. Since zirconium chloride is highly volatile is and already sublimed at 50 ° C, a simple representation can be achieved by heating a mixture of zirconium chloride with magnesium metal does not. One already has Zircon in small quantities by passing zirconium chloride in vapor over magnesium shavings manufactured, but this proposal comes as a result of the cumbersome and because of the Using zirconium chloride vapor also makes the process quite difficult to perform no importance for a production of the zircon on a technical scale.

Es ist auch schon vorgeschlagen worden, durch Sublimation von Zirkonchlorid über geschmolzenes Natriumchlorid im Chlorstrom Natriurnzirkonchlorid herzustellen und aus dem so hergestellten Natriumzirkonchlorid durch Erhitzen mit Magnesium Zirkonnietall zu erzeugen. Auch dieses Verfahren ist für die Herstellun- vonZirkon in technischem.Maßstabe unbrauchbar, da Natriumzirko#nchlorid sich auf diesem Wege nur im Iaboratoriumsmäßigen Maßstabe herstellen läßt; zudem ist es wegen- seiner Zweistufigkeit umständlich.It has also been suggested by sublimation of zirconium chloride to produce sodium zirconium chloride using molten sodium chloride in a stream of chlorine and from the sodium zirconium chloride thus prepared by heating with magnesium zirconium rivet to create. This process is also on a technical scale for the production of zircon unusable, since sodium zirconium chloride can only be found in the laboratory in this way Has a scale made; In addition, it is cumbersome because of its two-stage nature.

Es wurde nun gefunden, daß man ZirkonmetaU in einfacher Weise darstellen kann, wenn man erfindungs.,gemäß ein Gemisch von Zirkonchlorid und Magnesium und solcheri Mengen Alkalichlorid, die mindestens etwa der Hälfte, zweckmäßig aber der ganzen Einsatzmenge des Zirkonchloridsentsprechen, auf eine über dem Schmelzpunkt des bei der Reduktion entstehenden Magnesiumchlorid-Alkaliumchlorid-Salzgemisches liegende Temperatur, zweckmäßig auf etwa 8oo' C, erhitzt und anschließend die entstandene Salzschmelze von dem Zirkojimetall trennt; nach diesem Verfahren kann also auf eine gesonderte Darstellung von Natriumzirkonchlorid als Zwischenprodukt verzichtet werden. Cberraschenderweisu wird beim Erhitzen eines einfachen Gemisches von Zirkonchlorid und Alkalichlorid der Danipfdruck des Zirkonchlorids so weit herabgesetzt, daß WrIuste durch Hinwegsublirrüeren von Zirkonchlorid bei dem vorlie-enden Verfahren nicht eintreten.It has now been found that zirconium metal can be produced in a simple manner can, if you fiction., According to a mixture of zirconium chloride and magnesium and such amounts of alkali metal chloride, at least about half, but expediently the the entire amount of zirconium chloride used, to one above the melting point of the magnesium chloride-alkali metal chloride salt mixture formed during the reduction lying temperature, expediently to about 8oo 'C, heated and then the resulting Molten salt separates from the zirconia metal; following this procedure can therefore refer to a separate representation of sodium zirconium chloride as an intermediate be waived. Surprisingly, when heating a simple mixture zirconium chloride and alkali chloride reduce the pressure of zirconium chloride to such an extent that that the loss of zirconium chloride in the present process do not enter.

Gemäß einer belspielsweisen Ausführungsform des Verfahrens gemäß der Erfindung setzt Man das aus Zirkünchlorid, Alkalichlorid und Magnesiumspänen bestehende Reaktionsisemisch in einen eisernen Tiegel ein und er hitzt den Tiegelinhalt allmählich, nach dem Schmelzen unter gelegentlichem vorsichtigern Umrühren, Mindestens bis zu einer über dem Schmelzpunkt des sich bildenden Doppelsalzes liegenden Temperatur, zweckmäßig bis auf etwa Soo: C, worauf man das Reaktionberzeugnis aus dem Tiegel beispielsweise durch Abgießen entfernt und den Hauptteil der noch flüssigen Salzschmelze von dem Metall trennt. Zur Gewinnung des reinen Metalls werden die diesem noch anhaftenden Salzreste durch Einwirkung von Salzsäure entfernt.According to an exemplary embodiment of the method according to the invention, the reaction mixture consisting of zirconium chloride, alkali chloride and magnesium shavings is placed in an iron crucible and the contents of the crucible are gradually heated, after melting with occasional careful stirring, at least up to one above the melting point of the one that is formed Double salt lying temperature, expediently up to about Soo: C, whereupon the reaction product is removed from the crucible, for example by pouring it off, and the main part of the still liquid salt melt is separated from the metal. To obtain the pure metal, the remaining salt residues are removed by the action of hydrochloric acid.

Dem beim. Verfahren gemäß der Erfindung anfallenden, aus Zirkon und Doppelsalzschmelze bestehenden Reduktionserzeugnis kommt insofern technische Bedeutung züi, als es, wie gefunden wurde, unmittelbar für die Herstellung von Legierungen des Zirkons mit anderen Metallen besonders geeignet ist.The at. Process according to the invention obtained from zircon and Double salt melt existing reduction product is of technical importance züi than it was found to be directly used for the manufacture of alloys of zirconium with other metals is particularly suitable.

zweckmäßig Gemäß der nach Erfindung vorheriger wird das Abtrennung Gemisch ' eines Teiles des schmelzflüssigen Salzes, durch mechanische Mittel, beispielsweise Deka-iitieren ', mit dem -Metall, mit weichem das Zirkon legiert werden soll, bei der zur Legierungsbildung notwendigen Temperatur zur Reaktion gebracht. Unter der Salzschutzdecke geht die Legierungsbildung ohne nachteilige Nebenreaktionen vonstatten.expedient According to the invention above, the separation mixture 'of a part of the molten salt, by mechanical means, for example decaying ', with the metal with which the zirconium is to be alloyed, is brought to react at the temperature necessary for alloy formation. Alloy formation takes place under the protective salt cover without any adverse side reactions.

Die Herstellung von zirkonhaltigen Legierungen durch einfaches, an sich naheliegendes Einrühren von Zirkonmetallpulver in das ge- schmolzene Grundmetall ist wegen der leichten Entzündbarkeit des Zirkonpulvers nur unter #\rbeiten im Vakuum. und Beobachtung größter Vorsicht durchführbar. Es hat sich herausgestellt, daß die Legierun-sbildung des Zirkonpulvers Mit dem Le-ierungsgrundmetall C außerdem sehr langsam erfolgt, was auf geringe Anteile von Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstofi oder Nitriden bzw. Oxyden im Zirkonmetall zurückzuführen ist. Diese bei der Legierungsbildung sich nachteilig auswirkenden Verunreinigungen- gelangen bei der üblicherweise mit Säuren stattflindenden Reinigungsbehandlung in das Zirkon.The production of zirconium alloys by simple, obvious in itself stirring in zirconium metal in the overall molten parent metal is because of the high flammability of the zirconium powder only # \ ork in a vacuum. and observation of the greatest caution is feasible. It has been found that the alloying of the zirconium powder with the alloying base metal C also takes place very slowly, which can be attributed to small proportions of hydrogen, oxygen, nitrogen or nitrides or oxides in the zirconium metal. These impurities, which have a detrimental effect on the formation of the alloy, get into the zirconium during the cleaning treatment, which is usually carried out with acids.

Da beim Verfahren gemäß der Erfindung das aus Zirkon und Magnesiumchlorid-Alkalichlorid bestehende Reduktionserzeugnis unmittelbar, also ohne vorherige Reinigungshehandlung mit Säuren, dem Legierungsmetall zugeführt wird, werden die vorstehend erörterten -Nachteile weitgehend behoben. Als weiterer Vorteil ergibt sich, dab die bei der Reduktion des Zirkonchlorids entstandene Salzschmelze -leichzeiti" die Rolle eines Fluß-und Oxydationsschut7niittels bei der Legierungsbildung spielt. Enthält das mit dem Zirkon zu legierende 'Metall ir-endwelche Verunreinigungen. so beerden auch diese beim Verrühren mit der SalzschmvIze \ollständig oder größtenteils aus dur Legicrung entfernt. Beispiele i. 26oo Gewichtsteile Zirkonchlorid werden Mit 26ooGewichtsteilen fein gernahlenem Kaliumchlorid und 585 Gewichtsteilen Magnesiumspänen vermischt und langsam in einem lose bedeckten eisernen Tiegel auf 750# C erhitzt. Nach dein Schmelzen der Reaktionsmasse wird kurze Zeit vorsichtig umgerührt und anschließend das auf 700'C abgekühlte Reaktionserzeugnis in ein anderes Gefäß abgegossen. Auf dem Boden dieses Gefäßes setzt sich das Zirkonmetall ab. Der größte Teil der darüberliegenden, schließlich erstarrten Salzschmelze wird -dann auf mechanischern Wege abgetrennt, während der mit dem Zirkonmetall durchsetzte untere Teil der erstarrten Schmelze mit mäßig verdünnter Salzsäure ausgelaugt wird. Es werden goo Gewichtsteile Zirkonpulver erhalten.Since in the method according to the invention the reduction product consisting of zirconium and magnesium chloride-alkali chloride is added to the alloy metal directly, that is to say without prior cleaning treatment with acids, the disadvantages discussed above are largely eliminated. Another advantage is that the molten salt formed during the reduction of the zirconium chloride plays the role of a flow and oxidation protection agent in the formation of the alloy \ ollständig or mostly i from major Legicrung removed. Examples of the SalzschmvIze. 26oo parts by weight of zirconium chloride are mixed with 26ooGewichtsteilen fine gernahlenem potassium chloride and 585 parts by weight of magnesium shavings and slowly heated in a loosely covered iron pot to 750 # C. After your melting of the reaction mass short Time carefully stirred and then the reaction product, cooled to 700 ° C., is poured into another vessel. The zirconium metal settles on the bottom of this vessel Circ Onmetall-permeated lower part of the solidified melt is leached with moderately dilute hydrochloric acid. Goo parts by weight of zirconium powder are obtained.

2. 1,5 kg des nach dem im Beispiel i beschriebenen Verfahren erhaltenen, aus Zirkonmetall und Alkalichlorid-'-%lagnesiumcMorid bestehenden Reaktionserzeugnisses werden in 2o kg einer auf 770' C erhitzten IMagnesiumzinklegierung eingerührt, worauf das Umrühren noch etwa i Minute fortgesetzt wircL Nach dieser Behandlung weist die Magnesiumzinklegierung einen Gehalt von o"5#!o Zirkon auf.2. 1.5 kg of the reaction product obtained by the process described in Example 1 and consisting of zirconium metal and alkali metal chloride% lagnesium chloride are stirred into 20 kg of a magnesium-zinc alloy heated to 770 ° C., after which the stirring is continued for about one minute In this treatment, the magnesium-zinc alloy has a content of o "5 #! o zirconium.

Claims (2)

PA TENT AN SPR 0 C 1-1L. i. Verfahren zum Gewinnen von Zirkonmetall durch thermische Reduktionvon Zirkonchlorid mit Magnesium in Gegenwart von Alkalichlorid, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gemisch von Zirkonchlorid und Magnesium und einer solchen Ilenge Alkalichlorid. die mindestens etwa der Hälfte, zweckmäßig der ganzen Einsatzmenge des Zirkonchlorids entspricht, auf eine über dem Schmelzpunkt des bei der Reduktion entstehenden Magnesiumchlorid -Alkalichlorid-Salzgemisches liegende Temperatur, zweckmäßig auf etwa-8oo'C, erhitzt und anschließend die entstandene Salzschmelze von dem Zirkonnietall abgetrennt wird. PA TENT AN SPR 0 C 1-1L. i. Process for obtaining zirconium metal by thermal reduction of zirconium chloride with magnesium in the presence of alkali chloride, characterized in that a mixture of zirconium chloride and magnesium and such an amount of alkali chloride. which corresponds to at least about half, expediently the entire amount of zirconium chloride used, is heated to a temperature above the melting point of the magnesium chloride-alkali chloride salt mixture formed during the reduction, expediently to about -8oo'C, and then the molten salt formed is separated from the zirconium rivet will. 2. Venvendun.-. des nach dem Verfahren nach Anspruch i erhaltenen, aus Salzschmelze und Zirkonmetall bestehenden Reduktionserzeugnisses zur Herstellung von zirkonhaltigen Legierungen, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionserzeugnis in das mit dem Zirkon zu legierende flüssige Metall unter vorsichtigem Umrühren eingetragen wird. rD2. Venvendun.-. the after the A method according to claim i obtained consisting of molten salt and zirconium metal Reduction product for the production of alloys containing zirconium, characterized in that that the reduction product into the liquid metal to be alloyed with the zirconium is entered with careful stirring. rD
DEI63593D 1939-01-25 1939-01-25 Process for obtaining zirconium metal by thermal reduction of zirconium chloride Expired DE704933C (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEI63593D DE704933C (en) 1939-01-25 1939-01-25 Process for obtaining zirconium metal by thermal reduction of zirconium chloride
CH216205D CH216205A (en) 1939-01-25 1940-01-22 Process for making zirconium metal.
FR872037D FR872037A (en) 1939-01-25 1941-05-08 Process for manufacturing zirconium and alloys containing zirconium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DEI63593D DE704933C (en) 1939-01-25 1939-01-25 Process for obtaining zirconium metal by thermal reduction of zirconium chloride

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE704933C true DE704933C (en) 1941-04-10

Family

ID=7195936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEI63593D Expired DE704933C (en) 1939-01-25 1939-01-25 Process for obtaining zirconium metal by thermal reduction of zirconium chloride

Country Status (3)

Country Link
CH (1) CH216205A (en)
DE (1) DE704933C (en)
FR (1) FR872037A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1054720B (en) * 1953-04-16 1959-04-09 Titan Gmbh Process for the production of refractory metals, in particular titanium, and device for carrying out the process
DE1125662B (en) * 1960-05-18 1962-03-15 Degussa Process for the production of high purity zirconium

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1080310B (en) * 1955-11-29 1960-04-21 Titan Gmbh Device and method for the production of refractory metals
DE102009008144A1 (en) 2009-02-09 2010-08-19 Nano-X Gmbh Process for the preparation of alkali and alkaline earth alloys and use of the alkali and alkaline earth alloys

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1054720B (en) * 1953-04-16 1959-04-09 Titan Gmbh Process for the production of refractory metals, in particular titanium, and device for carrying out the process
DE1125662B (en) * 1960-05-18 1962-03-15 Degussa Process for the production of high purity zirconium

Also Published As

Publication number Publication date
FR872037A (en) 1942-05-26
CH216205A (en) 1941-08-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE1163790B (en) Process for the production of propionic acid
DE704933C (en) Process for obtaining zirconium metal by thermal reduction of zirconium chloride
DE1051512B (en) Process for the production of titanium
DE875519C (en) Process for the production of copper catalysts
DE720502C (en) Hard metal alloys, especially for tools, and processes for their manufacture
DE575801C (en) Process for the production of metallic rhenium
DE1237990B (en) Process for the production of metal carbides
DE1130437B (en) Process for the preparation of acetylacetonates
DE1016026B (en) Process for the production of metals by reduction
DE819690C (en) Process for obtaining an iron powder for powder metallurgical purposes
DE383098C (en) Process for the production of colloidal ruby red copper solutions
DE1937048A1 (en) Process for the extraction of metals from metal-containing slags
DE589987C (en) Process for the extraction of powdery chrome metal
DE674626C (en) Process for the separate production of tantalum and niobium from alloys containing tantalum, niobium and other metals
DE547025C (en) Manufacture of tungsten carbonyl
DE756335C (en) Process for the production of magnesium-zirconium alloys
DE478192C (en) Process for the production of phthalic anhydride
DE694293C (en) Process for the production of hydrocarbons from solid carbonaceous substances
DE415469C (en) Process for the production of mixed catalysts
DE595749C (en) Process for the production of low-oxygen copper
DE727474C (en) Process for obtaining alkali-free or low-alkali and iron-containing vanadic acid
DE931395C (en) Process for the production of ignition stones
DE2204871B1 (en) Vanadium-aluminium-titanium master alloy - free from slag voids and large nitride inclusions
DE2920991A1 (en) PROCESS FOR THE PRODUCTION OF MOLYBDAEN AND GGF. CHROME AND / OR COBALT AND / OR IRON AND / OR MIXTURE OF RARE EARTH METALS CEMM AND / OR MAGNESIUM ALUMINUM / NICKEL ALLOYS CONTAINING PROMOTOR (S)
DE1010741B (en) Process for the production of grain-stabilized platinum group metals and gold and their alloys