DE943427C - Verfahren zur Herstellung eines Magnesiumarsenat-Leuchtstoffs - Google Patents

Description

• Verfahren zur Herstellung eines Magnesiumarsenat-Leuchtstoffs Die Erfindung bezieht sich auf für Leuchtstofflampen verwendbare Leuchtstoffe und betrifft ein neues Verfahren zur Herstellung eines Leuchtstoffes, der sowohl für Niederdruck- als auch besonders für Hochdrucklampen geeignet ist.
• Es ist bekannt, daß ein Gemisch von Magnesiümoxyd und Arsensäure im Grammatomverhältnis 4,5 : i, das mit einer geringen Menge von vierwertigem Mangan aktiviert ist, nach einem Glühprozeß einen Leuchtstoff mit tiefroter Emission liefert. Die aus der Literatur bekannten Herstellungsverfahren rufen wegen der ungünstigen Eigenschaften der verwendeten Ausgangsstoffe bei betriebsmäßiger Anwendung große Schwierigkeiten hervor. Für die Herstellung nach den bis jetzt veröffentlichten Arbeitsweisen werden trockenes Magnesiumoxyd, gelöstes Arsenpentoxyd oder Ammoniumarsenat und trockenes Mangancarbonat verwendet. Um eine gleichmäßige Emulsion des Gemisches dieser zähen und widerstandsfähigen Körper zu erzielen, m:uß ein langer Mahlprozeß in Kauf genommen werden. Um den Schwierigkeiten, die beim Vermischen von fünfwertigen Arsenverbindungen mit Magnesiumoxyd entstehen, aus dem Wege zu gehen, wurden auch Verbindungen des dreiwertigen Arsens als Ausgangsstoffe empfohlen. In diesem Falle mußte ein Vorglühen in Sauerstoffatmosphäre in den Arbeitsprozeß eingeschaltet werden, zu welchem Zweck eine teuere, spezielle Ofenanlage notwendig wäre usw. Gemäß der Erfindung stellt man solche Leuchtstoffe in einem schnellen Fällungsprozeß dadurch her, daß man ein .Gemisch aus Magnesium- und Arsenatverbindungen mit dem gewünschten Verhältnis zwischen Mg und As bereitet, indem man ausschließlich von Lösungen ausgeht und demzufolge auch ein lösliches Magnesiumsalz,. z. B. Mg C12, als Ausgangsstoff nimmt. Durch Zusammengießen von drei Lösungen,- die in genauen Konzentrationen leicht herstellbar sind; nämlich den Lösungen von Magnesiumchlorid,. Ammoniumarsenat und Ammoniumcazbonat, zu denen geringe Mengen von gelöstem Mn C12 und N H4 F zugegeben werden, erhält man ein Gemisch von Magnesiumammoniumarsenat, basischen Magnesiumcarbonaten und geringen Mengen Mangan- und Fluor-verbindungen. Das günstige Kennzeichen der gefällten Masse besteht darin, daß das Magnesium sich teilweise schon in Verbindung mit Mangan befindet und der andere Teil in Form von frischgefällten basischen Carbonaten ungewöhnlich fein in dem Gemisch verteilt ist. Außerdem ist das- Mangan bei der Fällung schon in Verbindung mit Arsen getreten, demzufolge seine Oxydation von der zweiwertigen zur vierwertigen Stufe besonders leicht vor sich geht. Aus einer wäßrigen Lösung von Magnesiumchlorid, das in einem genau berechneten tüerschuß zu dem gewünschten Verhältnis Mg: As benutzt werden muß, da Magnesumcarbonat löslich ist, wird mittels einer Ammoniumarsenatlösung Magnesiumammoniumarsenat ausgefällt und das für das gewünschte Verhältnis Mg: As fehlende Magnesium mittels Ammoniumcarbonatiösung unmittelbar danach aus derselben Lösung ausgefällt. Da bekanntlich Magnesiumcarbonat in der Kälte erst nach langem Stehen ausfällt, muß das Fällen heiß durchgeführt werden, und.da auch in .diesem Falle die Fällung nie quantitativ verläuft, muß, wie schon erwähnt, ein genauer, aber durch Vorversuche leicht zu ermittelnder Überschuß von-entsprechend' Magnesiumchlorid genommen werden,, der sich den Konzentrationen der Lösungen- ändern kann.
• Deswegen müssen bei dieser Arbeitsweise die Konzentrationen der Lösungen, die Temperaturen und die Stehdauer des ausgefällten Gemisches aufs genaueste eingehalten werden. Die benötigten Mengen von Manganchlorid und Ammoniumfluorid werden in gelöster Form zu beliebiger Zeithinzugefügt.
• Statt einer wäßrigen- Lösung von Ammoncarbonat kann auch eine alkoholhaltige Lösung von Ammoncarbonat benutzt werden. In diesem Falle ist die Fällung von Magnesium nahezu quantitativ, und die Menge des Mg Cl. kann genau nach dem gewünschten Verhältnis berechnet werden. Auf diese Weise wird ohne große Mühe .eine innige Mischung -aller zur Leuchtstoffherstellung benötigten Bestandteile in solchem Maße erzielt, wie es nach den bekannten Verfahren, nach denen wenigstens das Mg O als trockenes Präparat verwendet wird, nicht zu erreichen ist. -Durch das Verfahren nach der Erfindung wird nicht nur eine große Vereinfachung -des Arbeits-Prozesses und dementsprechend. eine= Verbilligung des Endproduktes erreicht, sondern auch eine maßgebende Verbesserung des Glühgutes- erzielt, was aus zwei Tatsachen besonders klar hervorgeht: i. Dank der besonders innigen Verteilung von Mangan gelingt es sehr leicht, seine Oxydation zur vierwertigen Stufe wegen der besonders wirksamen katalytischen Wirkung von Arsen durchzuführen. Darum wird das zu diesem Zweck in der Literatur beschriebene @ Vorglühen -bei 60o bis 700° überflüssig.
• 2, Die innige Verbindung mit dem feinkörnigen Magnesiumcarbonat bewirkt, daß der fertige Leuchtstoff ,nach Wunsch '.außerordentlich. feinkörnig ausfallen kann. Das gefällte Gemisch bleibt eine kurze Zeit. zur Verhinderung der Bildung von groben Kristallen unter Rühren stehen, wird dann abgenutscht, mit 2,511/oigem Ammoniak. ausgewaschen, getrocknet, zerdrückt .und in einer offenen Schale bei Luftzutritt etwa io Stunden bei einer Tem= peratur etwas über iioo° geglüht. Beispiel i Man löst 1-8o g Ase 05 in 1 1 Wasser und gibt Ammoniak bis pH=7 zu, lä$t abkühlen und filtriert. 1500 g Mag C12 . 6 H2 O löst man in 3 1 Wasser und erwärmt ebenso wie die erste Lösung auf 6o°. Die Arsenatlösung wird unter Umrühren in die Magnesiumchloridlösung eingegossen. Danach werden 5,2 g Mn C12 - 4H2.0, in 50 cms Wasser gelöst, und io g N H4 F, ebenfalls in 5o cms Wasser gelöst, zur Fällungsmassegegeben. Unter ständigemUmrühren werden dann 5 1 heißer (etwa45°) Ammoncarbonat lösung von D=i,o5 hinzugefügt und noch i Stunde lang gerührt. Der erhaltene Niederschlag wird auf die Nutsche gebracht, abgesaugt, mit 2,5o/oigem Ammoniak ausgewaschen bis zum Verschwinden der Cl-Reaktion, bei etwa 12o° getrocknet, dann zerdrückt und etwa io Stunden bei einer Temperatur etwas über i ioo° in offenen Schalen bei Luftzutritt. geglüht. Ist ein stärker rieselndes Material erwünscht, mu$ die Temperatur etwas höher eingestellt bzw: die Glühdauer etwas verlängert werden. Beispl<el 2 -Man nimmt statt i5oo g nur 1410 g Magnesiumchlorid, und beim Fällen mit Ammoncarbonat gibt man z 1 Alkohol dazu. Das Fällen kann kalt ausgeführt werden. Alles übrige -erfolgt wie unter Beispiel i beschrieben. -

Claims (1)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung eines Leuchtatoffes mit tiefroter Emission, der aus einer mit vierwertigem Mangan aktivierten Magnesiumarsenatverbindung mit dem Grammatomverhältnis 4,5. ; i besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Gemisch mit dem benötigten Verhältnis Mg As durch kombiniertes Fällen aus drei Lösungen, so hergestellt wird, daß mit einer stark ammoniakalischen Arsensäurelösung aus einer Lösung von genau bekanntem, über das Verhältnis q.,5:1 hinausgehendem Überscüuß von Magnesiumchlorid das Arsen heiß als Magnesiumammoniumarsenat gefällt wird und aus derselben heißen Lösung nach Zugabe gewünschter Mengen Mn C12 und N H4 F das für das benötigte Verhältnis fehlende Magnesium mittels einer wäßrigen Lösung von Ammoncarbonat ebenso heiß als basische Magnesiumcarbonate ausgefällt wird, und das erhaltene Gemisch nach- Auswaschen und Trocknen unmittelbar ohne Vorglühen geglüht wird. a. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge von Magnesiumchlorid ohne überschuß genommen wird und zum Fällen der Magnesiumcarbonate eine alkoholhaltige Lösung von Ammoncarbonat benutzt wird. Angezogene Druckschriften: Österreichische Patentschrift Nr. 497 094; belgische Patentschrift Nr. 166 9i4.