DEF0016158MA - - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Tag der Anmeldung: 16. November 1954 Bekanntgemacht am 30. Mai 1956

DEUTSCHES PATENTAMT

Es ist bekannt, daß Metalloxyde mit Hilfe Von Erdalkalihydriden reduziert werden können. Hierbei entstehen in Abhängigkeit von der Temperatur und dem im System herrschenden Wasserstoffdruck aus den primären Reaktionsprodukten, Wasserstoff und Metall, Metall-Wasserstoff-Verbindungen von bestimmtem Wasserstoffgehalt und mehr oder weniger ausgeprägter Kristallstruktur. So entstehen z. B. imFall der Reduktion von Titandioxyd mit Calciumhydrid neben wasserstoffhaltigem et- und /?-Titan Titan-Wasserstoff-Verbindungen im Bereich von TiH₀₀₀₁ bis TiH₁₈₅, von denen nur die Verbindung Ti H₁₈₃ röntgenographisch eine ausgeprägte Metallhydridstruktur besitzt. ·

Es wurde nun gefunden, daß die Eigenschaften der so entstehenden Metall-Wasserstoff-Verbindungen von ihrem Wasserstoffgehalt und ihrer Kristallstruktur abhängen. Allgemein kann gesagt werden, daß diejenige Metall-Wasserstoff-Verbindung, die röntgenographisch die ausgeprägteste Metallhydridstruktur zeigt, optimale Eigenschaften, ^: wie z. B. geringe Oxydationsempfindlichkeit und Unlöslichkeit in Mineralsäuren, für ihre Weiterverarbeitung besitzt. Diese Metall-Wasserstoff-

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Verbindungen mit besonders ausgeprägter Metallhydridstruktur sind allgemein diejenigen Metall-Wasserstoff-Verbindungen, die bei Zimmertempe-

■■^: ■ · · rätur mit Wasserstoff von Normaldruck im Gleich-. 5 gewicht,stehen. .

" Ferner wurde gefunden, daß aus den bei der Reduktion von Metalloxyden mit Hilfe von Erdalkalihydriden gebildeten Metall-Wasserstoff-Verbindungen schwankender Zusammensetzung und

ίο -wechselnder Kristallstruktur Metall-Wasserstoff-Verbindungen definierter Zusammensetzung und röntgenographisch ausgeprägter Metallhydridstruktur erhalten werden können, wenn man die primär entstehenden Reaktionsgemische einige Zeit bei erhöhter Temperatur einer Wasserstoffatmosphäre aussetzt. Allgemein gilt, daß der'Übergang der Metall-Wasserstoff-Verbindungen schwankender Zusammensetzung und wechselnder Kristallstruktur in definierte Metall-Wasserstoff-Verbindüngen mit ausgeprägter Metallhydridstruktur um so schneller erfolgt, je höher die Temperatur ist. Doch andererseits nimmt der für diesen Übergang erforderliche Wasserstoff druck mit steigender Tem^L peratur zu. So kann man beispielsweise die durch Reduktion von Titandioxyd mit Calciumhydrid er- ' - hältlichen Reaktionsgemische in Gemische aus CaI-ciumoxyd und Titanhydrid von reproduzierbarer Zusammensetzung und. exaktem Kristallaufbau umwandeln, wenn man sie einer der folgenden Kombinationen von Bedingungen unterwirft:^:

Diese Befunde bilden die Grundlage für das vorliegende Verfahren, nach dem, die bei der Um-

Setzung von Metalloxyden mit Efdalkaiihydriden entstehenden Reaktionsgemische vor ihrer Weiterverarbeitung auf Metall einige Zeit bei erhöhter Temperatur einer Wasserstoffatmosphäre ausgesetzt werden, das hierbei entstehende Gemisch aus Erdalkalioxyd und Metall-Wasserstoff-Verbindung von reproduzierbarer Zusammensetzung und ausgeprägter Kristallstruktur mit wäßriger Säure zerlegt und die zurückbleibende Metall-Wasserstoff-Verbindung wie üblich durch Erhitzen auf höhere Temperatur in Metall und Wasserstoff gespalten wird.

Es ist hierbei von besonderem Vorteil, daß die nach der vorliegenden Erfindung entstehenden Me-

._■ tall-Wasserstoff-Verbindungen ,von ausgeprägter Metallhydridstruktur nicht nur.schwachen, sondern auch in starken Säuren, wie z.B. Salzsäure, unlöslich sind. Es können also zur. Abtrennung des Erdalkalioxyds äußer den bisher benutzten

:.-: schwachen Säuren auch starke. Säuren verwendet werden. Das bei dieser Säurebehandlung zurückr bleibende Metällhydrid zeichnet sich außer durch

Temperatur:	H2-DrUcK:	Zeit:
550°	I atm	8 Stunden
6oo° ,.	;.- 2 atm,,., ■	, 3 Stunden
700°	4 atm	60 Minuten
8oo°	16 atm	10 Minuten

geringe OxydatiorisempfindlicHkeit auch nöch.dürch i.;, eine besonders gute Filtrierbarkeit aus, so daß seine Abtrennung von der wäßrigen Erdalkalisalzlösung mit Leichtigkeit erfolgen kann. Das so gewonnene Metallhydrid wird dann' in bekannter Weise durch Erhitzen auf hohe Temperatur vom Wasserstoff befreit und zu duktilem Metall eingeschmolzen. - ,. ,. ■ ,..· -., ...

Beispiel

Durch Reduktion mittels Calciumhydrid wird nach bekanntem Verfahren Titanmetall hergestellt, welches auf Grund seiner Oxydationsfreudigkeit erfahrungsgemäß mühevoll von Calcium enthaltenden Begleitbestandteilen abtrennbar ist. Die Reaktionsmischung, die laut Rechnung 144 g Titanmetäir und 366 g "Calciümoxyd sowie die im Calciumhydrid vorher vorhandenen Verunreinigungen enthält, wird nach dem Aufheizen unter Sauerstoffauss.chlu.ß .innerhalb von 3 Stunden von 900 auf 500° abgekühlt, wobei während der ganzen Zeit ein Wasserstoffdruck von 1 Atm. aufrechterhalten wird. Die Trennung der Titan-Wasserstoff-\^erbindungen von den übrigen Bestandteilen wird durch Auswaschen mit io°/oiger Salzsäure vor- * genommen. Die Verbindung ist 'nicht nur chemisch '" resistenter, sondern auf Grund ihrer kristallinen Beschaffenheit auch bedeutend besser filtrierbar als \_f nach dem oben angegebenen Verfahren hergestellte, aber nicht mit Wasserstoff nachbehandelte Metallpulver. .-,Die. .Röntgenuntersuchung des Ausgangsproduktes und des mit Wasserstoff nächbehandelten" ' Pulvers ergibt, daß bei letzterem mehr als zwanzig vollkommen scharfe Ti H₂-Linien auftreten, während im Ausgangsprodukt nur zwei äußerst diffuse Linien nachweisbar sind.

Claims (2)

1. Patentansprüche:

   • - i. Verfahren, zur Herstellung von. Metallen durch Reduktion von Metalloxyden mit Hilfe von Erdalkalihydriden, dadurch gekennzeichnet, daß die bei der Umsetzung von Metalloxyden mit Erdalkalihydriden entstehenden Reaktions- ■ gemische vor ihrer Weiterverarbeitung auf Metall einige Zeit bei erhöhter Temperatur einer Wasserstoff atmosphäre ausgesetzt werden, das hierbei entstehende Gemisch aus Erdalkalioxyd und Metall-Wasserstoff-Verbindung von reproduzierbarer Zusammensetzung und ausgeprägter Kristallstruktur mit wäßriger Säure zerlegt und die zurückbleibende Metall-Wasser-

   . · . stoff-Verbindung .wie üblich durch Erhitzen auf ; höhere Temperatur in. Metall und Wasserstoff gespalten wird., _: · . : ...
2. 2. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Zerlegung des Gemisches '■

   ., aus Erdalkalioxyd und " Metall-Wasserstoff-Verbindung von · reproduzierbarer Zusammensetzung und ausgeprägter.Kristallstruktur mit

   ^:·· ■ einer Mineralsäure/z. B. Salzsäure, vocgenomr men wird. . ·..'..·■.' .^: ■"; :i"· <.···