DE961761C

DE961761C - Verfahren zur Herstellung von Titanmetall

Info

Publication number: DE961761C
Application number: DED19535A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Habil Walther Dawihl
Original assignee: MAGNESIT AG DEUTSCHE
Current assignee: MAGNESIT AG DEUTSCHE
Priority date: 1955-01-13
Filing date: 1955-01-14
Publication date: 1957-04-11

Description

Die bisher bekanntgewordenen und praktisch ausgewerteten Verfahren zur Herstellung vonTitan-•metall benutzen als Reduktionsmittel teure Metalle, wie Natrium, Magnesium oder Calcium. Die Bestrebungen, diese Reduktionsmittel durch billigere Stoße, wie beispielsweise Kohlenstoff, zu ersetzen, haben bisher noch nicht zu befriedigenden Ergebnissien geführt, weil sich herausgestellt hat, daß sich bei der Reduktion von Titandioxyd mit der

ίο zur Reduktion auf Titanmetall erforderlichen Kohlenstoffmenge der Kohlenstoff in das Gitter des Titanoxyds einbaut, so daß in dem entstehienden Mischkristall sowohl Titan als auch Sauerstoff- und Kohlenetoffatome untergebracht sind. Selbst bei Anwendung sehr hohen Vakuums gelingt es nicht, aus diesen Mischkristallen selbst bei Temperaturen von 2000⁰ C in wirtschaftlich tragbaren Erhitzungszeiten den im Gitter hefindlichien Kohlenstoff und Sauerstoff in Form von Kohlenoxyd auszutreiben und damit ein reines Titanmetall zu erhalten. Beispielsweise erhält man, wenn man 1 Mol Titandioxyd mit 2 Atomen Kohlenstoff auf 18oo° C im Vakuum mehrere Stunden glüh't, ein Produkt, das neben Titan etwa 8 0/0 Kohlenstoff und 12 o/_o Sauerstoff enthält, wobei sich auch bei wesentlich längeren Glühzeiten bei der genannten Temperatur kein weiterer Umsatz zwischen den im Titangitter eingebauten Kohlenstoff- und Sauerstoffatomen erzielen läßt.

Es wurde nun gefunden, daß sich eine weitere Umsetzung erreichen läßt, wenn dieser Mischkristall auf Temperaturen von mindestens 2500⁰ C

erwärmt wird, wobei ein. teilweises oder ganzes Aufschmelzen des Mischkristalls eintritt. Die erforderliche Temperatur hängt dabei mit dem Aufbau des Mischkristalls zusammen, sie liegt beispielsweise bei dem obengenannten Mischkristall mit 8 o/o Kohlenstoff bei 3250⁰C. Derartige Temperaturen können in Lichtbogenofen ^erzielt werden, dabei kann 'die Erhitzung im Lichtbogen im Vakuum erfolgen, um die Abscheidung der Kohlenoxydgase zu erleichtern. Gegebenenfalls kann dann die Vakuumbehandlung durch ein Nacherhitzen der entstandenen Schmelze in Edelgasatmosphäre, beispielsweise Helium oder Argon, 'ergänzt werden. Metallisches Titan wird vielfach auch in Form seiner Legierungen mit anderen Metallen, wie beispielsweise Kobalt oder Nickel, gebraucht. In solchen Fällen kann das Aufschmelzen des Titan-Ko'hlenstoff-Sauerstoff-Mischkristalls in Gegenwart dieser Metalle vorgenommen werden, so daß. unao mittelbar die erwünschten Legierungen des Titans mit anderen Metallen erhalten werden. Die Hinzufügung der Metalle scheint dabei den Umsetzungsvorgang des Kohlenstoffes und Sauerstoffes erbeblich zu erleichtern. Es hat sich ferner in diesen Fällen als vorteilhaft erwiesen, das Legierungsmetall, z. B. Kobalt oder Nickel, bereits dem Gemisch von Titandioxyd und Kohlenstoff beizufügen, da auch die Umsetzung des Titandioxyds zu dem Mischkristall durch die genannten Metalle begünstigt wird. Um ein Verdampfen der genannten Metalle während des Aufschmelzens zu vermeiden, wird das Aufschmelzen zweckmäßig unter Gasdruck von Edelgasen, von Helium oder Argon, gegebenenfalls auch unter Überdrucken dieser Gase, vorgenommen.

Um die die Umsetzung des Mischkristalls zum metallischen Titan erleichternde Wirkung von Zusatzmetallen auch für die Herstellung von reinem oder stark angereichertem Titanmetall auszunutzen, kann das Verfahren auch dahin ergänzt werden, daß erst eine Titanmetallegierung hergestellt wird, die nachträglich unter Zuhilfenahme von Vakuum so weit erhitzt wird, daß die Zusatzmetalle verdampfen und damit eine Anreicherung des Titanmetalls im Rückstand erreicht wird.

Um Stickstoffanteile im Titanmetall zu binden, können dabei in dem Ofenraum, in dem die Umsetzungen vorgenommen werden, stickstofrbindende Gettermetalle, wie beispielsweise Lithium oder Magnesium, eingebracht werden.

Claims

Patentansprüche·.

1. Verfahren zur Herstellung von Titanmetall, dadurch gekennzeichnet, daß zunächst ein Mischkristall aus Titan, Sauerstoff und Kohlenstoff mit etwa 5 bis ι ο o/o Kohlenstoff und 7 bis 14 0/0 Sauerstoff hergestellt wird, der in einem zweiten Verfahrensschritt durch teilweises oder ganzes Aufschmelzen im Hochvakuum oder unter Edelgasen unter Abspaltung von Kohlenoxyd zu reinem Titanmetall umgesetzt wird.

2. Verfahren zur Herstellung von Titanlegierungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß 'das Aufschmelzen des Titan-Sauerstofr-Kohlenstoff-Mischkristalls bei Gegenwart solcher Metalle vorgenommen wird, die mit dem Titan Legierungen bilden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz der Legierungsmetalle bereits bei der Hierstellung des Titan-Sauerstoff-Kohlenstoff-Mischkristalls erfolgt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine zusätzliche oder nachträgliche Erhitzung der Titanlegierungen 'eine Anreicherung des Titanmetalls erreicht wird, indem die Legierung zweckmäßig im Vakuum auf solche Temperaturen erwärmt wird, bei denen die Zusatzmetalle verdampfen.