DE752729C - Verfahren zur Herstellung von wasserfreien Metallhalogeniden - Google Patents

Verfahren zur Herstellung von wasserfreien Metallhalogeniden

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DE752729C
DE752729C DED78457D DED0078457D DE752729C DE 752729 C DE752729 C DE 752729C DE D78457 D DED78457 D DE D78457D DE D0078457 D DED0078457 D DE D0078457D DE 752729 C DE752729 C DE 752729C
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DE
Germany
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charcoal
conductive
volts
practically non
furnace
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Expired
Application number
DED78457D
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English (en)
Inventor
Gustav Dr Jaeger
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Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Degussa GmbH
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Publication date
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Publication of DE752729C publication Critical patent/DE752729C/de
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G1/00Methods of preparing compounds of metals not covered by subclasses C01B, C01C, C01D, or C01F, in general
    • C01G1/06Halides

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Discharge Heating (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)

Description

  • Verfahren zur Herstellung von wasserfreien Metallhalogeniden Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung wasserfreier Halogenide von Metallen, wie Beryllium, Zirkonium, Thorium u. dgl., durch Erhitzen von in die entsprechenden Halogenide überführbaren Verbindungen der betreffenden Metalle mit kohlenstoffhaltigen Reduktionsmitteln unter Zuführung von Halogen, z. B. Chlor. Durch den eigenen Vorschlag in der französischen Patentschrift 8 17 502 ist es bereits bekannt, flüchtige Metallhalogenide der vorstehend genannten Art durch Erhitzen eines als Stromwiderstand dienenden innigen Gemisches von Verbindungen der betreffenden Metalle mit stromleitender Kohle, wie Koks, Retortenkohle, Graphit u. dgl., unter Zufuhr von Halogen, z. B. Chlorgas, herzustellen. In dieser Patentschrift ist ausgeführt, daß man zur Ausführung der Erfindung Mischungen der Metallverbindung mit stromleitender Kohle, vorzugsweise verkokte Mischungen der Metallverbindung mit Holzkohle und Bindern, wie Pech, in Form von Stücken, Briketts oder Körner verwenden könne. Gerade diesen Mischungen wurde dabei die Eigenschaft zugesprochen, daß sie ohne die geringste Vorerhitzung und unter Vermeidung aller Schwierigkeiten verarbeitet werden könnten.
  • Da Holzkohle praktisch als Nichtleiter -anzusprechen ist, kann vorstehende Bemerkung der französischen Patentschrift nur so verstanden werden, daß durch den Verkokungsvorgang die praktisch nicht leitende Holzkohle infolge Graphitierung in gut leitenden Zustand übergeführt wird. Es ist ja bekannt, daß man die aus Holzverkohlungsretorten abgezogene Holzkohle, die praktisch als Nichtleiter anzusehen ist, durch Glühen bei höheren Temperaturen, z. B. gegen iooo°, in elektrisch leitende Holzkohle überführen kann.
  • Erfindungsgemäß wurde die Aufgabe gestellt und gelöst, das Verfahren unter Verwendung kohlenstoffhaltiger Stoffe, welche, wie insbesondere Holzkohle, ausgezeichnete Reaktionsfähigkeit besitzen, aber praktisch nicht stromleitend sind, unter Erhaltung der Aktivität, insbesondere Reduktionsfähigkeit, des kohlenstoffhaltigen Materials durchzuführen. Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, daß die Metallverbindung in inniger Mischung mit gut reaktionsfähiger, aber praktisch nicht leitender Kohle, insbesondere Holzkohle, vorzugsweise in Gestalt von Formkörpern als Stromwiderstand verwendet und hierbei der Einwirkung von Halogen, vorzugsweise Chlorgas, unterworfen wird mit der Maßgabe, daß beim Anfahren verhältnismäßig hohe Spannungen von mindestens etwa 6o bis 70 Volt, z. B. ioo bis i2o Volt bei einem Elektrodenabstand von 50 cm, verwendet werden und nach Übergang der Kohle in genügend stromleitende Form die Spannung auf Normalhöhe, z. B. von 3o bis 35 Volt, bei obengenannten Elektrodenabstand erniedrigt wird. Diese Spannung wird dann beibehalten, bis die Umsetzung des Guts vollendet ist. Die Höhe der Anfangsspannung ist durch Versuche zu ermitteln; sie ist so zu wählen, daß sie gegebenenfalls im Verein mit der später erwähnten Erschütterung der Ofenbeschickung, die letztere für den elektrischen Strom ausreichend leitend macht. Mit Vorteil wird auch hier die Mischung der Metallverbindung mit gut reaktionsfähiger Kohle in Brikettform, Körnerform od. dgl. angewendet. Man verfährt z. B. derart, daß man Sauerstoffverbindungen, wie Oxyde, Hydroxyde, Silicate des Berylliums, Chroms, Zirkons, Thoriums, mit Holzkohle innig vermischt, die Mischung unter Verwendung von Bindemitteln, wie Teer, Weichpech od. dgl., verformt und die Formstücke einem Backvorgang unterwirft, durch den vorhandene flüssige oder verdampfbare Stoffe ausgetrieben werden. Hierbei ist darauf zu achten, daß unerwünschte, die Reaktionsfähigkeit der Holzkohle herabsetzende Graphitierungen vermieden werden, also die Temperatur und Erhitzungsdauer so zu wählen, daß zwar die flüchtigen bzw.teerartigen Bestandteile abdestilliert und die Rückstände des Binders verkohlt werden, daß aber im Sinne vorliegender Erfindung störende, die Reaktionsfähigkeit der Holzkohle herabsetzende Graphitierungen vermieden werden. Es hat sich gezeigt, daß auch die unter solchen Arbeitsbedingungen erhaltenen Briketts eine genügend mechanische Widerstandsfähigkeit für den Ofenbetrieb besitzen. Durch das Anfahren mit hohen Spannungen wird, wie gefunden wurde, die elektrische Leitfähigkeit der an sich nicht leitenden Holzkohle derart gesteigert, daß man alsdann in der Lage ist, den weiteren Vorgang mit einer wesentlich geringeren Spannung durchzuführen. Dies scheint auf einer Art von umgekehrter kohärer Wirkung zu beruhen. Mitunter kommt es allerdings vor, daß ein Stromdurchgang durch die schlecht leitende Ofenbeschickung auch beim Anlegen hoher Spannungen nicht oder nicht in erwünschtem Maße stattfindet. Diese Schwierigkeit kann man, wie weiter gefunden wurde, in einfachster Weise dadurch überwinden, daß man die Beschickung einer Erschütterung unterwirft, was z. B. dadurch geschehen kann, daß man beim Anfahren oder kurz nach dein Anfahren mit hoher Spannung einige Schläge mit einem Hammer od. dgl. auf den Ofenschacht ausübt.
  • Die Erhitzung kann gegebenenfalls auch intermittierend erfolgen, z. B. derart, daß nach Erreichung einer gewissen Temperatur die Stromzufuhr unterbrochen und nach einiger Zeit, nachdem die Temperatur etwas abgesunken ist, wiederaufgenommen wird. Die hohen Anfangsspannungen wie auch die später anzuwendenden erniedrigten Spannungen sind abhängig von der Art der Anwendungsform des Reaktionsguts, z. B. der Korngröße oder der Zusammensetzung und Gestaltung der Formstücke. Die für den Einzelfall bestgeeigneten Spannungen können leicht durch Vorversuche ermittelt werden. Beim betriebsmäßigen Arbeiten hat sich gezeigt, daß eine die Reaktionsfähigkeit der praktisch nicht leitenden Kohle in unerwünschter Weise vermindernde Graphitierung nicht stattfindet.
  • Infolge der Anwendung von reaktionsfähiger Kohle, wie Holzkohle, und der Tatsache, daß die Reaktionsfähigkeit derselben auch im Ofen erhalten bleibt, «-erden beträchtliche Vorteile, insbesondere mit Bezug auf Ausbeuten, erzielt. Man erhält z. B. bei Verarbeitung von Berylliumoxyd in der vorstehend beschriebenen Weise fast quantitative Ausbeuten an Berylliumoxyd bei sehr kurzer Reaktionszeit. Gleiche Ergebnisse können beim Arbeiten nach der französischen Patentschrift unter Verwendung von durch Verkokung und Graphitierung leitend gemachten Gemischen von z. B. Berylliumoxyd, Holzkohle und Pech nicht erzielt werden, auch dann nicht, wenn eine Vorwärmung der Beschickung durch erhitzte Gase vorgenommen wird.
  • Als reaktionsfähige Kohlen im Sinne der Erfindung kommen außer Holzkohle noch Torfkoks, Aktivkohle und Ligninkohle in Betracht. -In Ausübung des Verfahrens kann man z. B. derart verfahren, daß die körnigen, stückigen oder brikettierten Gemische in einem Ofen, vorzugsweise Schachtofen, der elektrischen Beheizung unterworfen werden, wobei zur Stromführung Elektroden aus Kohle oder Graphit oder gekühlte Platten aus Metall, Siliciumkarbid od. dgl. Verwendung finden können. Vorteilhaft werden, wie an sich aus der französischen Patentschrift 8175o2 bekannt ist, die Wände, insbesondere die Seitenwände des Reaktionsraums, ganz oder zum Teil mit Kohle ausgekleidet und diese Kohleauskleidung als Elektrode für die Stromzuführung verwendet, wobei ein Kohlestab, der zentral im Reaktionsraum angeordnet ist, als zweite Elektrode dienen kann. Die Zuführung des Halogens, z. B. Chlors, kann im unteren Teil des Schachtofens erfolgen, und zwar zweckmäßig dann, wenn das Reaktionsgemisch die Temperatur erreicht hat, die für die Reduktion und die Halogenierung erforderlich ist. Die Beheizung erfolgt vorteilhaft mit Wechselstrom, gegebenenfalls bei entsprechender Anordnung der Elektrode mit Dreiphasenstrom. Beispiel Ein Gemisch aus 22 kg Berylliumoxyd, 25 kg Holzkohle und einer vorzugsweisegering zu bemessenden Menge von 'Weichpech,. wird in Formkörper gewünschter Gestaltung übergeführt und diese unter Vermeidung der Graphitierung der Holzkohle einem Backvorgang unterworfen, durch welchen die flüssigen bzw. flüchtigen Bestandteile der Mischung entfernt werden. Die so erhaltenen praktisch nicht leitenden, reaktionsfähige Kohle enthaltenden Briketts werden in einem Schachtofen mit einem lichten Querschnitt von 24 X 50 cm eingefüllt, in dessen Wandung an den beiden Schmalseiten Kohleelektroden im Abstand von 50 cm angebracht sind, die mit Stromzuleitungen versehen sind. Der elektrische Strom wird eingeschaltet, wobei die Spannung i io bis i2o Volt beträgt. Das Chlor wird im Innenraum des Schachtofens von unten nach oben geleitet. Sobald die Ofenfüllung eine Temperatur von etwa 95o bis iooo° erreicht hat, geht man mit der Spannung auf etwa 3o bis 35 Volt zurück und behält diese Spannung bei, bis die Umsetzung vollendet ist.

Claims (2)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von wasserfreien Metallhalogeniden, z. B. des Berylliums oder Zirkons, durch Erhitzen eines als Stromwiderstand dienenden, vorteilhaft brikettierten Gemisches von Verbindungen der betreffenden Metalle mit Kohle und Zufuhr von Halogen, z. B. Chlorgas, dadurch gekennzeichnet, daß zur Durchführung des Verfahrens ein praktisch nicht leitendes Gemisch verwendet wird, das als Kohlebestandteil hochreaktionsfähige, aber praktisch nicht leitende Kohle, vorzugsweise Holzkohle, enthält und daß beim Anfahren verhältnismäßig hohe Spannungen von mindestens etwa 6o Volt, z. B. ioo bis 12o Volt bei einem Elektrodenabstand von 5o cm, angewendet werden und nach. Übergang der Ofenbeschickung in genügend stromleitende Form die Spannung auf normale Höhe, z. B. von 30 bis 35 Volt beim obengenannten Elektrodenabstand, erniedrigt wird, wobei das Anfahren gegebenenfalls durch Erschütterung der Ofenbeschickung z. B. durch Schläge auf den Ofenschacht unterstützt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, gekennzeichnet durch Anwendung von praktisch nicht leitenden Formstücken, die aus Gemischen der Metallverbindung, gut reaktionsfähiger Kohle, wie Holzkohle und Bindemitteln, wie Teer, Pech u. dgl., durch Backprozesse entstanden sind, durch welche verdampfbare Bestandteile unter Erhaltung der Reaktionsfähigkeit der Kohle ausgetrieben sind. ZurAbgrenzung des Erfindungsgegenstandsvom Stand der Technik ist im Erteilungsverfahren folgende Druckschrift in Betracht gezogen worden: Deutsche Patentschrift Nr. 574 9-12.
DED78457D 1938-07-19 1938-07-19 Verfahren zur Herstellung von wasserfreien Metallhalogeniden Expired DE752729C (de)

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DE (1) DE752729C (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1043290B (de) * 1956-03-13 1958-11-13 Columbia Southern Chem Corp Verfahren zur Herstellung von Metallchloriden

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE574942C (de) * 1930-08-26 1933-04-21 I G Farbenindustrie Akt Ges Vorrichtung zur Durchfuehrung von Reaktionen zwischen schmelzfluessigen Stoffen und Gasen

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