DE897545C

DE897545C - Verfahren zur Herstellung von Metallpulvern des Zirkons, Thoriums, Titans oder Urans

Info

Publication number: DE897545C
Application number: DEL3878D
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl-Chem Schirmer
Original assignee: Standard Elektrik Lorenz AG
Current assignee: Alcatel Lucent Deutschland AG
Priority date: 1944-07-05
Filing date: 1944-07-05
Publication date: 1953-11-23

Description

Verfahren .zur Herstellung von Metallpulvern des Zirkons, Thoriums, Titans oder Urans Die Metalle Zirkon, Thorium, Titan und Uran werden häufig in besonderer Feinheit für technische Aufgaben benötigt. Beispielsweise wird das Zirkon als Gettermaterial in der Hochvakuumtechnik verwendet und findet in Elektronenröhren zum Bedecken von hochbelasteten Anoden als Getter- und Schwärzungsmaterial vielfach Anwendung. Dieses Zirkonpulver muß einer ganzen Reihe besonderer Ansprüche genügen. So muß die chemische Reinheit besonders groß sein, insbesondere muß das Material frei von den verunreinigenden Metallen Blei-, Wismut, Mangan, Magnesium usw, sein, die einen hohen Dampfdruck besitzen. Außerdem ist eine besonders kleine Korngröße erwünscht, der größere Teil soll zumindest unter io ,u liegen. Weiterhin. soll das Metallpulver eine genügende Schwärze aufweisen. Als weitere gute Eigenschaft ist ein möglichst niedriger Oxydgehalt zu fordern.
Es ist bekannt, Zirkon durch Reduktion mit Alkalimetall aus Kaliumzirkonfluorid bei hohen Temperaturen herzustellen. Bei der technischen Durchführung dieses Verfahrens können unerwünschte Explosionen auftreten., die meistens durch Natrium-Zirkon-Legierungen und deren Weiterbearbeitung bedingt sind. Außerdem ist es bei diesem Verfahren schwierig, die letzten Reste des Fluorids durch Waschungen zu entfernen. Weiterhin geht bei den Säurewaschungen der Anteil des Zirkons mit feinster Korngröße verloren, da die nicht entfernbaren Mengen Fluorid Fluorwasserstoffsäure bilden und diese die besonders feinen Kornanteile angreift. In bekannter Weise lassen sich diese Nachteile durch ein Verfahren vermeiden, bei dem das Zirkon durch Reduktion aus Zirkonoxyd unter Beimischung von Erdalkalimetallen gewonnen wird. Dabei wird dä,s Zirkonoxyd beispielsweise mit Magnesium bei einer Temperatur von etwa iooo'°,in 2 Stunden reduziert. Es bildet sich dabei ein Zirkonpulver, das eine Korngröße von io bis 30,u aufweist. Dieses Zirkonpulver ist jedoch zum Auftragen auf Elektrodenteile auf Grund des verhältnismäßig groben Kornes nicht geeignet. Es bereitet Schwierigkeiten, einigermaßen haltbare Suspensionen herzustellen, außerdem werden bei dem Auftragen nach dem Spritzverfahren die Düsen der Spritzapparate leicht verstopft. Um aus einem Metallpulver mit verschiedener Korngröße den Anteil mit sehr kleiner Korngröße zu erhalten, ist es bekanntgeworden, das Metallpulver durch Sieben, Windsichten od. dgl. zu trennen.
Um ein Metallpulver des Zirkons, Thoriums, Titans oder Urans zu erhalten, das die gestellten Anforderungen ohne besondere Behandlung erfüllt, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, bei der Gewinnung des Metalls aus dem Oxyd durch Reduktion mit Erdalkalimetallen oder Mischungen derselben das Erhitzen und Abkühlen des Reaktionsgutes während der Reduktion besonders schnell durchzuführen, so d'aß die Reaktionsdauer nicht mehr als 2o Minuten beträgt. An Stelle der Erdalkalimetalle können auch pulverisierte Legierungen der Erdalkali- und Alkalimetalle verwendet werden.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren, das im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels noch näher beschrieben wird, wird ein Metallpulver erhalten, das sich durch besondere Feinheit auszeichnet und eine Korngröße besitzt, deren größter Anteil unter 3,u liegt. Auf Grund dieser kleinen Korngröße ist das Metallpulver tiefschwarz; weiterhin ist es weitgehendst frei von Verunreinigungen. Zur Durchführung des Verfahrens werden beispielsweise 5oo g Zirkonoxy.d mit Salzsäure gewaschen, getrocknet und nach dem völligen Entfernen der Säure mit 3oo g Magnesiumpulver größter chemischer Reinheit (Reinheitsgrad 99,8°/a) innig vermischt und in den Reaktionstiegel gefüllt. Der Reaktionstiegel besteht aus einem verschraubbaren Eisengefäß "und' ist so bemessen, daß nach Einfüllung des Reaktionsgutes nur noch ein geringer freier Raum vorhanden ist. Der Tiegel wird dann in einen auf die Reaktionstemperatur von iooo°i vorgeheizten elektrischen Ofen gebracht. Dieser Ofen muß so dimensioniert sein, daß er in der Lage ist, das eingebrachte Reaktionsgut während einer Zeit von etwa i bis 2 Minuten ebenfalls auf die erforderliche Reaktionstemperatur zu bringen. Die eigentliche Reaktionsdauer, während der die Reduktion erfolgt, beträgt hierbei ungefähr 2o Minuten. Nach der Reduktion wird der Eisentiegel aus dem Ofen herausgenommen und durch Abschrecken mit Wasser abgekühlt. Die Abkühlung erfolgt dabei wiederum sehr schnell. Nach öffnung des Tiegels wird das Reaktionsgut mit Salzsäure und Wasser aufgearbeitet, um das bei der Reduktion entstandene Magnesiumoxyd und das restliche Magnesium zu entfernen. Um eine derartig kurze Reduktionsdauer technisch zu erreichen, werden die Reduktionsbestandteile in besonders feinpulverisiertem Zustand und innig gemischt zur Anwendung gebracht.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Metallpulvern des Zirkons, Thoriums, Titans oder Urans von besonderer Feinheit aus den Oxyden der betreffenden Metalle durch Reduktion mit Erdalkalimetallen oder Mischungen derselben, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Reduktion das Erhitzen und Abkühlen des Reduktionsgutes besonders schnell erfolgt und die Reaktionsdauer nicht mehr als 2o Minuten beträgt.
2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß als Reduktionsmittel eine Legierung aus Erdalkali- und Alkalimetallen dient.