Verfahren zur Herstellung von feinverteilten Oxyden von Metallen oder
Metalloiden Die vorliegende Erfindung beinhaltet ein Verfahren zur Herstellung feinverteilter
Oxyde von Metallen oder Metalloiden mit besonders vorteilhaften Eigenschaften durch
thermische Zersetzung von flüchtigen Metall- oder Metalloidverbindungen, insbesondere
von Halogeniden, wobei die Bildung und Abscheidung der gewonnenen Oxyde in Apparaturen
aus Unedelmetallen vorgenommen wird.Process for the production of finely divided oxides of metals or
Metalloids The present invention includes a method of making finely divided
Oxides of metals or metalloids with particularly advantageous properties
thermal decomposition of volatile metal or metalloid compounds, in particular
of halides, with the formation and deposition of the oxides obtained in apparatus
is made from base metals.
Die Herstellung von feinverteilten Oxyden von :Metallen und Metalloiden
erfolgt nach älteren Vorschlägen durch kontinuierliche Zersetzung von flüchtigen
Metall- oder Metalloidverbindungen in gasförmigem Zustand in Gegenwart von brennbaren
und;@oder unbrennbaren, vorzugsweise von sauerstoffhaltigen Gasen in einer Flamme,
wobei die flüchtigen Verbindungen, vorteilhaft Halogenid, zusammen mit brennbaren,
insbesondere Wasserstoff enthaltenden oder Wasserstoff bildenden und gegebenenfalls
sauerstoffhaltigen Gasen der Flamme kontinuierlich über Brenner bei Temperaturen
unterhalb des Schmelzpunktes der feinverteilten Oxyde und hohen Strömungsgeschwindigkeiten
zugeleitet werden. Die Temperaturen und Strömungsgeschwindigkeiten werden dabei
so bemessen und die Flammentemperatur und die Verweilzeit der zweckmäßig in Gegenwart
von Wasserdampf gebildeten festen Oxydteilchen in der
Reaktionszone
vorteilhaft derart aufeinander abgestimmt, daß unerwünschte Oberflächenveränderungen,
z. B. Rekristallisationen, an den gebildeten Teilchen vermieden werden. Die Strömungsgeschwindigkeit
kann gegebenenfalls so hoch gewählt werden, daß die Umsetzung der Reaktionskomponenten
erst in einem gewissen Abstand von der Brennermündung stattfindet. Weiterhin werden
bei dieser Arbeitsweise die Reaktionsprodukte rasch aus der Flammenzone entfernt
und unter Aufrechterhaltung von Temperaturen oberhalb des Taupunktes der bei der
Umsetzung entstehenden leicht kondensierbaren gasförmigen Reaktionsprodukte abgekühlt.
Nach den erwähnten älteren Vorschlägen werden also die Oxyde als Aerosole gebildet,
durch Koagulation in die Aerogelform übergeführt und so abgeschieden bzw. gewonnen.
Die Abscheidung dieser Oxyde kann in an sich bekannten Vorrichtungen, wie Filtern,
Zyklonen öder elektrischen Abscheidern, z. B. nach dem Cottrell-Verfahren oder auch
an gekühlten, gegebenenfalls bewegten Flächen, vorteilhaft an Walzen, erfolgen,
wobei dann zweckmäßig durch geeignete Abstreifvorrichtungen dafür Sorge getragen
wird, daß die einmal abgeschiedenen Oxydteilchen vor erneuter Einwirkung der Flamme
geschützt werden.The production of finely divided oxides of: metals and metalloids
takes place according to older proposals by continuous decomposition of volatile
Metal or metalloid compounds in a gaseous state in the presence of combustible ones
and; @or non-flammable, preferably oxygen-containing gases in a flame,
where the volatile compounds, advantageously halide, together with flammable,
in particular hydrogen-containing or hydrogen-forming and optionally
Oxygen-containing gases of the flame continuously over burner at temperatures
below the melting point of the finely divided oxides and high flow velocities
be forwarded. The temperatures and flow rates are thereby
so dimensioned and the flame temperature and the residence time of the appropriate in the presence
Solid oxide particles formed by water vapor in the
Reaction zone
advantageously coordinated in such a way that undesired surface changes,
z. B. recrystallizations, can be avoided on the particles formed. The flow rate
can optionally be chosen so high that the conversion of the reaction components
only takes place at a certain distance from the burner mouth. Continue to be
in this procedure, the reaction products are quickly removed from the flame zone
and while maintaining temperatures above the dew point of the
Reaction formed easily condensable gaseous reaction products cooled.
According to the older proposals mentioned, the oxides are formed as aerosols,
converted into the airgel form by coagulation and thus deposited or obtained.
The deposition of these oxides can be carried out in devices known per se, such as filters,
Cyclones or electrical separators, e.g. B. according to the Cottrell process or else
take place on cooled, possibly moving surfaces, advantageously on rollers,
in this case it is appropriate to take care of this by means of suitable stripping devices
is that the once deposited oxide particles before renewed exposure to the flame
to be protected.
Sofern als Ausgangsstoffe für die Herstellung feinverteilter Oxyde
nach den verschiedenen Verfahren Halogenide, beispielsweise Siliciumtetrachlorid,
verwendet werden, bilden sich neben den feinverteilten Oxyden als Reaktionsprodukte
Halogene bzw. Halogen-Wasserstoffsäuren, die insbesondere bei erhöhter Temperatur
gegen metallische Werkstoffe außerordentlich aggressiv sind. Daher war man bisher
der Ansicht, daß für die Durchführung solcher Reaktionen nur Apparaturen aus keramischem
Material oder solche aus Edelmetallen bzw. korrosionsfesten Stählen Verwendung finden
könnten. Überraschenderweise hat es sich jedoch gezeigt, daß man auf d-e Benutzung
derartiger mechanisch empfindlicher oder kostspieliger Werkstoffe nicht angewiesen
ist, sondern daß bei der Herstellung von feinverteilten Oxyden durch thermische
Zersetzung entsprechender Metall- oder Metalloid-Halogenide auch in Gegenwart von
Wasserdampf unedle Metalle alsBaustoffe für die Apparaturen zur Durchführung des
Verfahrens herangezogen werden können, wenn die Reaktionsprodukte auf Temperaturen
oberhalb des Taupunktes des Wassers bzw. der Salzsäure gehalten werden. Eine derartige
Apparatur kann beispielsweise aus Eisen oder Eisenlegierungen, Zink oder Zinklegierungen,
besonders vorteilhaft jedoch aus Aluminium oder Aluminiumlegierungen oder auch anderen
Unedehnetallen bzw. deren Legierungen bestehen, ohne daß im kontinuierlichen Betrieb
auf die Dauer Korrosionserscheinungen auftreten.If used as starting materials for the production of finely divided oxides
according to the various processes halides, for example silicon tetrachloride,
are used, form in addition to the finely divided oxides as reaction products
Halogens or halogen hydrogen acids, especially at elevated temperatures
are extremely aggressive towards metallic materials. So you have been so far
of the opinion that for the implementation of such reactions only apparatus made of ceramic
Material or those made of precious metals or corrosion-resistant steels are used
could. Surprisingly, however, it has been shown that you can use d-e
such mechanically sensitive or expensive materials are not required
is, but that in the production of finely divided oxides by thermal
Corresponding metal or metalloid halides decompose even in the presence of
Steam base metals as building materials for the apparatus for carrying out the
Process can be used when the reaction products at temperatures
be kept above the dew point of the water or hydrochloric acid. Such a one
Apparatus can, for example, be made of iron or iron alloys, zinc or zinc alloys,
particularly advantageously, however, made of aluminum or aluminum alloys or others
Unexpanded metals or their alloys exist without being in continuous operation
in the long run signs of corrosion occur.
Erfindungsgemäß kann nicht nur die Reaktion selbst, sondern auch die
Sammlung der feinverteilten Metall- bzw. Metalloidoxyde, also ihre Abscheidung und
Gewinnung, ebenso wie die Abtrennung der Halogene, Halogenwasserstoffe und/oder
Wasserdampf enthaltenden Gemische in aus Unedelmetallen bestehenden Vorrichtungen
durchgeführt werden, wenn die obenerwähnten Temperaturbedingungen eingehalten werden,
d. h. oberhalb des Taupunktes der leicht kondensierbaren gasförmigen Reaktionsprodukte
gearbeitet wird. Demgemäß können auch die gekühlten, gegebenenfalls bewegten Flächen,
z. B. die Walzen, die der Abscheidung der feinverteilten Oxyde aus der Flamme dienen,
aus Unedehnetallen bzw. Unedelmetallegierungen, vorzugsweise aus Aluminium oder
Aluminiumlegierungen, bestehen.According to the invention, not only the reaction itself, but also the
Collection of the finely divided metal or metalloid oxides, so their deposition and
Extraction, as well as the separation of halogens, hydrogen halides and / or
Mixtures containing water vapor in devices made of base metals
be carried out if the above-mentioned temperature conditions are observed,
d. H. above the dew point of the easily condensable gaseous reaction products
is being worked on. Accordingly, the cooled, possibly moving surfaces,
z. B. the rollers that are used to separate the finely divided oxides from the flame,
of base metals or base metal alloys, preferably aluminum or
Aluminum alloys.