DE854947C - Verfahren zum Reinigen von Zirkontetrahalogeniden - Google Patents

Verfahren zum Reinigen von Zirkontetrahalogeniden

Info

Publication number
DE854947C
DE854947C DEJ510A DEJ0000510A DE854947C DE 854947 C DE854947 C DE 854947C DE J510 A DEJ510 A DE J510A DE J0000510 A DEJ0000510 A DE J0000510A DE 854947 C DE854947 C DE 854947C
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
zirconium
iron
zinc
chlorides
chromium
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
DEJ510A
Other languages
English (en)
Inventor
Sven Christian Dipl-Ing Pyk
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.)
Johnson & Co A
Original Assignee
Johnson & Co A
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 Johnson & Co A filed Critical Johnson & Co A
Application granted granted Critical
Publication of DE854947C publication Critical patent/DE854947C/de
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G25/00Compounds of zirconium
    • C01G25/04Halides

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)

Description

  • Verfahren zum Reinigen von Zirkontetrahalogeniden Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von reinen Zirkoniumtetra=i halogeniden, insbesondere Zirkoniumtetrachlorid, entweder durch direktes Halogenieren von Zirkoniumrohstoffen, welche Eisen, Chrom und andere Metalle enthalten oder durch Reinigen von Zirkoniumtetrahalogeniden, welche Halogctiide der genannten anderen Metalle als Verunreinigungen enthalten.
  • Im folgenden ist die Erfindung besonders mit Rücksicht auf die Herstellung von Zirkonium; tetrachlorid beschrieben.
  • Bekanntlich kann Eisenchlorid enthaltendes Zirkoniumtetrachlorid, wie es im allgemeinen durch die bisher bekannten Verfahren erhalten wird, von diesem nicht allein durch fraktionierte Sublimation gereinigt werden, weil das Zirkoniumtetrachlorid und das Eisenchlorid beide fast denselben Dampfdruck zeigen. Dies verhält sich ebenso, wenn andere flüchtige Zirkoniumhalogenide von den entsprechenden Ferriverbindungen getrennt werden sollen.
  • Um das Zirkoniumtetrachlorid von dem Eisenchlorid zu trennen und zu reinigen, wurde vorgeschlagen, zuerst das in dem Produkt eingeschlosserie Eisenchlorid mit Wasserstoff zu dem weniger flüchtigen Eisenchlorür zu reduzieren, wobei das Zirkoniumchlorid zum großen Teil unverändert bleibt, und die beiden Bestandteile können dann durch einfache Sublimation bis zu einem gewissen Grade getrennt werden. Es hat sich jedoch gezeigt, daß auf diese Weise keine vollständige Reinigung des Zirkoniumtetrachlorids erreicht werden kann. Die Grenze für die Reduktionsfähigkeit des Wasserstoffs entspricht einem Gehalt von ungefähr o,20/lo der Eisenverbindungen, berechnet auf Eisen in dem durch Sublimation bei gewöhnlicher Sublimationstemperatur erhaltenen Zirkomiumtetrachlorid. Bei höheren Temperaturen erhöht sich die Reaktionswirkung des Wasserstoffs, und infolge davon beginnt das Zirkoniumtetrachlorid ebenfalls zu flüchtigeren Zirkoniumchloriden reduziert zu werden, so daB der Gehalt an reinem Zirkoniumtetrachlorid bedeutend herabgesetzt wird.
  • Nach .der vorliegenden Erfindung können die genannten Nachteile dadurch beseitigt werden, daß man .die Sublimation der chlorhaltigen Produkte in Gegenwart gewisser reduzierender Metalle ausführt, welche dazu fähig sind, das Eisenchlorid und die höheren Chloride anderer als Verunreinigungen vorhandener Metalle zu niedrigeren Chloriden zu reduzieren, welche weniger flüchtig sind als das Zirkoniumtetrachlorid. Beispiele zu diesem Zweck geeigneter reduzierender Metalle sind Zink, Cadmium und Mangan, welche für sich allein oder in Mischung miteinander verwendet werden können. Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß hierdurch Zirkoniumtetrachlorid praktisch vollständig von den verunreinigenden Verbindungen getrennt werden kann, und zwar infolge der Tatsache, daß die Reduktion der letzteren genügend weit geführt werden kann, ohne daß die Zirkoniumhalogenide hierbei angegriffen werden. Infolgedessen wird nach der Erfindung nicht nur ein reines Endprodukt erreicht, das praktisch frei von Eisenverbindungen usw. ist, sondern es wird auch die Ausbeute an Zirkoniumtetrachlorid in bemerkenswerter Weise ierhöht.
  • Um Zirkoniumtetrachlorid unmittelbar aus einem reines Eisen enthaltenden Zirkoniumrohmaterial herzustellen, z. B. aus Eiyen enthaltendem Zirkoniummetall oder Eisen enthaltendem Zirkoniumkarbid, kann ein solches Zirkoniumrohmaterial einer Chlorierung bei einer Temperatur von ungefähr 3oo bis 4oo° unterworfen werden. Nach der Erfindung wird das Verfahren derart geleitet, daß alles Chlor mit dem der Chlorierung unterworfenen Ausgangsmaterial reagiert, von welchem daher ein Überschuß vorhanden sein muß. Die gebildeten Chlorierungsprodukte, welche infolgedessen kein freies Chlor enthalten, werden dann in eine Zone sublimiert, welche ein obererwähntes reduzierendes Metall, wie z. B. Zink, enthält, in welcher dip Dämpfe der Chlorverbindungen in Berührung mit dem reduzierenden Metall durchgeleitet werden, wodurch das in den Dämpfen vorhandene Eisenchlorid in Eisenchlorür verwandelt wird, welches sich nicht mit dem Zirkoniumtetrachlorid verflüchtigt. Infolge der Abwesenheit von freiem Chlor in dem zur Sublimierung gelangenden Produkt der Chlorierung wird einerseits das Zink nicht durch Chlor angegriffen und andererseits wird dem Wiederentstehen von Eisenchlorid durch eine Reaktion zwischen dem Eisenchlorür und dem Chlor vorgebeugt. Infolgedessen sublimiert ein reines Zirkoniumtetrachlorid als Ergebnis. Anstatt vm vorher dargestelltem Zirkoniumkarbid kann auch eine Mischung von Zirkoniumoxyd und Kohle der Reduktion und Chlorierung bei einer Temperatur von ungefähr 7oo bis 8oö unterworfen und dann wie oben beschrieben gereinigt ,werden.
  • Die zur Reinigung der Zirkoniumtetrahalogenide nach der Erfindung verwendeten reduzierenden Metalle können in verschiedener Weise angewendet werden. Wenn man unreine, bereits fertiggestellte Zirkoniumhalogenide reinigen will, können solche reduzierenden Metalle, wie Zink, zu dem unreinen Zirkoniumhalogenid vorzugsweise in Gestalt von Pulver oder Körnern zugegeben werden. Nach einer anderen zweckmäßigen Arbeitsweise werden die Dämpfe des unreinen zu sublimierenden Produktes durch eine Lage von Zink geleitet, wobei das Zink granuliert oder in einer anderen Form verteilt ist oder durch Zinkspirale oder zwischen Zinkplatten hindurch oder in irgendeiner anderen Weise, um die Dämpfe in so innige Berührung wie möglich mit dem Zink zu bringen.
  • Bei dieser eben beschriebenen Reduktionsweise wird sich natürlich auch Zinkhalogenid bilden. Da jedoch der Dampfdruck von Zinkchlorid nur etwa ein zehntausendstel Teil des Dampfdruckes von beispielsweise Zirkoniumtetrachlorid beträgt, so kann durch das Zink keine in Betracht kommende Verunreinigung des Produktes eintreten. Auf diese Weise wird sogar mit einer einfachen Sublimation der Gehalt an Zinkchlorid in dem gereinigten Zirkoniumtetrachlorid besonders niedrig sein. Aus dem angegebenen Unterschied im Dampfdruck kann man berechnen, daß dieser Zinkchloridgehalt höchstens 0,003 'Gewichtsprozent des Produktes ausmacht. Ferner ist der Dampfdruck des Eisenchlorürs nur ungefähr ein hundertstel Teil des Dampfdruckes des Zinkchlorids und nach vollständiger Umsetzung und der Einstellung eines Gleichgewichts kann der Eisengehalt des Produktes danach so niedrig wie etwa 0,00005 Gewichtsprozente berechnet werden.
  • Wenn gewünscht, kann man durch fraktionierte Sublimation noch eine weitere Reinigung erreichen. Die kombinierte Reduktion und Sublimation des unreinen Zirkoniumhalogenproduktes nach der Erfindung kann ganz einfach bei Atmosphärendruck stattfinden. So findet beispielsweise im Falle von Zirkoniumtetrachlorid die Sublimation bei 330° statt, und die Reduktion zwischen denn Eisenchlorid und dem Zink verläuft sehr schnell und voll-' ständig.
  • Das Verfahren kann auch bei niedrigeren Temperaturen ausgeführt "-erden, in welchem Fall der Dampfdruck der Komponenten durch ein neutrales Gas ergänzt werden kann, z. B. durch Kohlensäure. Der Grad der Sublimation wird dann durch die Menge des inerten Gases bestimmt, welches durch das in einer bestimmten Zeiteinheit zu sublimierende Zirkomiumtetrachlorid geleitet wird.
  • Die Apparatur zur Ausführung des neuen Verfahrens kann aus Eisen gebaut werden, da das Eisen gegen Zirkoniumtetrachlorid bei der bei der Ausführung des Verfahrens herrschenden Temperatur uriempfindlich ist. Keramisches Material, wie Glas, Porzellan oder feuerfester Stein, ist jedoch vorzuziehen.
  • Bcispielc i. In einen hberschuß von Zirkoniumkarbid wurde hei 40o- Chlor eingeleitet und das gebildete Zirkonium.chlorid sul)limiert, zum Teil unmittelbar und zum Teil durch Spiralen von Zinkblech. Das Zirkoniumchlorid, welches durch die Zinkspiralen geströmt war, zeigte einen Eisengehalt von 0,0020'o (das ist ein Gehalt an Eisenverbindungen, welcher 0,0020;o auf Eisen berechnet entspricht'), während der Teil, der sublimiert war, ohne durch die Zinkspiralen zu laufen, einen Eisengehalt von o,4o0o hatte, Bei Verwendung von Mangan in Kordgestalt, anstatt des Zinkbleches, wurde ein Eisengehalt von 0,030!o in dem gereinigten Produkt erhalten.
  • 2. Unreines i, i 0;'o Eisen enthaltendes Zirkoniumtetrachlorid wurde mit ungefähr der dreifachen Menge von Zink gemischt, welche zur Reduktion von Eisenchlorid zu Eisenchlorür erforderlich wäre oder mit ungefähr 20,0 Zink in Gestalt von Körnern. Die Mischung wurde 2 Stunden lang in einem schwachen Strom von Kohlensäure in einem Rohr aus feuerfestem Ton bei 300 bis 33o° erhitzt. Das sublimierte Produkt enthielt o,o i % Eisen.
  • 3. Die Menge Zink nach Beispiele wurde auf ioo/o, berechnet auf Glas unreine Zirkoniumtetra,-chlorid, erhöht, worauf das Verfahren in derselben Weise wie in diesem Beispiel ausgeführt wurde. Das sublimierte Produkt enthielt o,ooio,ö Eisen.
  • 4. Unreines Zirkoniumtetrachlorid derselben Art wie in Beispic12 und 3 wurde bei derselben Temperatur ohne Zugabe von Zink sublimiert, aber der zu sublimierende Dampf wurde durch Spiralen von Zinkblech geleitet. welche ebenfalls auf die Sublimationstempcratur von ungefähr 330- erhitzt wurden. Das gereinigte Produkt enthielt unter o,ooi o,() Eisen.
  • 5. Das unreine Zirkoniumtetrachlorid wurde mit Cadmiumpulver gemischt. Im übrigen wurde das Verfahren entsprechend dem Beispiel 2 ausgeführt. Das gereinigte Produkt enthielt 0,030;'o Eisen.
  • In allen Fällen war die Ausbeute, berechnet auf das Zirkonium, ungefähr 980o. Der Verlust kann der ungefähr 20,o betragenden Menge an Zirkonium zugeschrieben «-erden, welche in dem unreinen Zirkoniumtetrachlorid in Gestalt von weniger flüchtigem Zirkoniunioxyclilorid eingeschlossen war. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß derselbe Gehalt an Zirkoniumtctrachlorid, obwohl in unreinem Zustand, aus Zirkonium erhalten wurde, wenn die Sublimation in Abwesenheit von Zink ausgeführt wurde, in welchem Fall natürlich keine Reduktion stattfinden konnte.
  • Das Verfahren nach der Ertindung kann auch vorteilhafterwcise bei einer Temperatur ausgeführt werden, welche über dem Schmelzpunkt des Zinks liegt, so daß das Zink in geschmolzener Form vorhanden ist, und die zu reinigenden Dämpfe können in diesem Fall durch ein gesondertes Reaktionsgefäß für das geschmolzene Zink hindurchgeleitet werden.
  • aus den nach der Erfindung erhaltenen reinen Zirkoniumtetrahalogeniden können natürlich niedrigere Halogenide durch Reduktion in an sich bekannter Weise gewonnen werden.
  • Obwohl die Erfindung in den obengenannten Beispielen besonders in bezug auf die Reinigung von Zirkoniumtetra.chlorid mit Hilfe von Zink beschrieben ist, so ist die Erfindung nicht auf diese besondere Anwendung beschränkt.

Claims (9)

  1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zum Reinigen von Zirkoniumtetrahalogeniden, welche als Verunreinigungen Metallhalogenide enthalten, deren niedrigere Halogenide weniger flüchtig sind als die betreffenden Zirkoniumtetrahalogenide, darin bestehend, daß die unreinen Zirkoniumhalogenide sublimiert und die Halogenide dabei der Einwirkung von reduzierenden Metallen unterworfen werden, welche die Fähigkeit haben, die als Verunreinigungen vorhandenen Halogenidc zu weniger flüchtigen niedrigeren Halogenverbindungen, welche sich nicht verflüchtigen, zu reduzieren, ohne die Zirkoniumtetrahalogenide zu reduzieren.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als reduzierende Metalle Zink, Cadmium und/oder Mangan verwendet werden.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß das reduzierende Metall mit dem unreinen Zirkoniumhalogenprodukt vor dem Sublimationsvorgang vermischt wird.
  4. 4. Verfahren zur Herstellung von reinem Zirkoniumtetrachlorid aus Zirkoniumrohstoffen, welche auch Eisen und;'oder Chrom enthalten, dadurch gekennzeichnet, daß der Zirkoniumrohstoff bei einer Temperatur von 300 bis 400' chloriert wird, während die gebildeten Chlorprodukte in inniger Berührung mit Zink, Cadmium und oder Mangan übergeleitet werden, wodurch die gebildeten höheren Eisen- und Chromchloride zu weniger flüchtigen niedrigeren Chloriden reduziert werden, welche sich nicht verflüchtigen und dann das sublimierte reine Zirkoniumtetrachlorid gewonnen wird.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das ursprüngliche der Chlorierung unterworfene Zirkoniummaterial sich im Überschuß zu dem zugeführten Chlor befindet.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu sublimierenden Dämpfe durch spiralförmiges, reduzierendes und auf Sublimationstemperatur erhitztes Metall geleitet werden.
  7. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zu sublimierenden Dämpfe durch eine Lage kornförmigen, reduzierenden, auf Sublimationstemperatur erhitzten Metalls geleitet werden. B.
  8. Verfahren zur Herstellung reinen Zirkoniumtetrachlorids aus Zirkoniumkarbid, welches älls Verunreinigungen auch Karbide von Eisen und ,'oder Chrom enthält, dadurch gekennzeichnet, daß dieses rohe Zirkoniumkarbid bei einer Temperatur von ungefähr goo bis 400° chloriert wird und die gebildeten chlorierten Produkte in inniger Berührung mit Zink, Cadmium und/ oder Mangan übergeleitet werden, wodurch die gebildeten höheren Eisen- und Chromchloride zu weniger flüchtigen niedrigeren Chloriden reduziert werden, welche sich nicht verflüchtigen, und dann das sublimierte reine Zirkoniumtetrachlorid gewonnen wird.
  9. 9. Verfahren zur Herstellung reinen Zirkoniumtetrachlorids aus Zirkoniumoxyd, welches auch Eisen und/oder Chrom enthält, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mischung dieses Zirkoniumoxyds mit Kohle bei einer Temperatur von ungefähr 7oo bis 8oo° chloriert wird, die gebildeten Chlorprodukte in inniger Berührung mit Zink, Cadmium und/oder Mangan übergeleitet werden, wodurch die gebildeten höheren Eisem- und Chromchloride zu weniger flüchtigen niedrigen Chloriden, welche sich nicht verflüchtigen, reduziert werden und dann das sublimierte reine Zirkoniumtetrachlorid gewonnen wird.
DEJ510A 1948-06-21 1949-02-15 Verfahren zum Reinigen von Zirkontetrahalogeniden Expired DE854947C (de)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SE854947X 1948-06-21

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE854947C true DE854947C (de) 1952-11-10

Family

ID=20362787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DEJ510A Expired DE854947C (de) 1948-06-21 1949-02-15 Verfahren zum Reinigen von Zirkontetrahalogeniden

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE854947C (de)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2655835C3 (de) Verfahren zur Herstellung von AICI↓3↓
DE2229571B2 (de) Verfahren zur Reinigung von gasförmigem, einen kleineren Anteil an HF enthaltendem Clorwasserstoff
DE2611667A1 (de) Verfahren zur gewinnung von chlor und eisenoxid aus verunreinigten eisen(ii)-chloridhaltigen chloridgemischen, welche bei der chlorierung titanhaltiger rohstoffe anfallen
DE2351947B2 (de) Verfahren zur herstellung von tetrachlorierten phthalonitrilen
DE2005259C3 (de) Verfahren zur Herstellung von p-Bromphenol
DE854947C (de) Verfahren zum Reinigen von Zirkontetrahalogeniden
DE2014772C3 (de) Verfahren zum Abtrennen von Eisen aus unreinem. Eisenchlorid enthaltendem Aluminiumchlorid
DE69825304T2 (de) Verfahren zur herstellung von 1,1,1,2,2-pentafluoroethan
DE1592368C3 (de) Verfahren zur Gewinnung von Ammoniak und Chlor aus Ammoniumchlorid
DE2509517C3 (de) Verfahren zur Herstellung einer bromfreien Alkali oder Erdalkalichloridlösung
DE695788C (de) Verfahren zur Behandlung von Tantal und Niob enthaltenden Stoffen
DE1934660B2 (de) Verfahren zur Abtrennung von Verunreinigungen aus Zirkonmineralien
DE2229266C3 (de) Verfahren zur Wiedergewinnung von Brom aus organischen bromhaltigen Fabrikationsrückständen
DE1934660C (de) Verfahren zur Abtrennung von Verunrei nigungen aus Zirkonminerahen \nm Th Goldschmidt AG, 4300 Essen
DE950758C (de) Verfahren zur Herstellung von Titan und Titanlegierungen
DE1592408B2 (de) Verfahren zur herstellung von titantetrachlorid und ferrioxyd
AT162942B (de) Verfahren zur Herstellung von Hexachlorcyclohexan
AT227658B (de) Verfahren zur Gewinnung im wesentlichen molybdänfreier Verbindungen des Urans mit Sauerstoff und/oder Halogen aus Uran-Molybdän-Legierungen
DE1668541A1 (de) Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung von Tetrafluorkohlenstoff
AT201569B (de) Verfahren zur Anreicherung oder Trennung der Elemente Niob und Tantal
DE915082C (de) Verfahren zur Gewinnung der bei Zersetzung von Metallhalogeniden mit sauerstoffhaltigen Gasen entstehenden metalloxyde aus den Reaktionsgasen
AT200110B (de) Verfahren zur Fraktionierung von wasserfrein Halogeniden der Elemente der 5. Gruppe des periodischen Systems
DE2261941C3 (de) Gewinnung eines im wesentlichen eisenfreien Aluminiumchlorids aus einem eisenchloridhaltigen Aluminium-Chlorid
AT295171B (de) Verfahren zur Gewinnung von schwer schmelzbaren Metallen
AT220597B (de) Verfahren zur Herstellung von Metallhalogeniden