JPH1053414A - 金属二硫化物の製造方法及びそれらを更に処理して二金属三硫化物を生成する方法 - Google Patents

金属二硫化物の製造方法及びそれらを更に処理して二金属三硫化物を生成する方法

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JPH1053414A
JPH1053414A JP9127792A JP12779297A JPH1053414A JP H1053414 A JPH1053414 A JP H1053414A JP 9127792 A JP9127792 A JP 9127792A JP 12779297 A JP12779297 A JP 12779297A JP H1053414 A JPH1053414 A JP H1053414A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 工業的規模で大量、且つ安価に金属二硫化物
及び二金属三硫化物を製造する方法。 【解決手段】 一般式 (SnxMe1-x)S2 [式中、Meは1種類以上の元素Ti、Mo、Fe、C
r、Ta、Nb、Mn、Bi、W及びCuを表し、そし
てxは0.5と1の間の値をもつことができる]の金属
二硫化物を製造し、そしてそれらを更に処理することに
より二金属三硫化物を生成する方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般式 (SnxMe1-x)S2、 [式中、Meは1種類以上の元素Ti、Mo、Fe、C
r、Ta、Nb、Mn、Bi、W及びCuを表し、そし
てxは0.5と1の間の値をもつことができる]の金属
二硫化物を製造しそしてそれらを更に処理して二金属三
硫化物を生成する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】SnS2のような金属硫化物は、500
℃の温度における密閉容器中での元素類の反応により、
少量得られる(G. Bauer, Handbuch der Praeparativen
Anorganischen Chemie, 3rd Edition,1978, 2nd Volum
e, pages 763 to 765を参照願いたい)。SnS2はま
た、スズ(IV)塩の弱酸性溶液中に硫化水素を通過させ
ることにより生成される。「モザイク金」とも呼ばれる
二硫化スズは、工業的にはスズアマルガムを硫黄及びN
4Clとともに赤熱加熱することにより得られる(Ull
mann, Encyklopaedie der anorganischen Chemie, 3rd
Edition, Volume 24, page 672を参照願いたい)。その
黄金色のために、SnS2は特に物質を金メッキするた
めに、そして絵画において使用される。スズを含有する
金属二硫化物はまた潤滑工学における使用に適宜である
(例えば欧州特許第054 616号、米国特許第5,
098,758号、米国特許第5,433,774号明
細書を参照願いたい)。
【0003】Springer Verlagにより1975年に発行され
たGmelin, Handbuch der Anorganischen Chemie, Band
Zinn, C2, pages 37 to 40により、SnS2は、開放容
器中で、Snアマルガムを過剰の硫黄及び塩化アンモニ
ウムとともに開放容器中で、すべてのHgを追い出すま
で加熱することにより得られる(40ページの上欄を参
照願いたい)。この抜粋はまた、極めて高圧下におけ
る、閉鎖容器中での元素(SnとS)からのSnS2
生成につき記載している(39ページの下欄を参照願い
たい)。両者の方法とも工業的生産には適宜でない。従
って該生成物はまた、一方では、昇華後に0.01から
0.1%のHgをまだ含有しているか、又は他方では、
SnS及び元素の硫黄を完全に除去されていない調製物
と記されている。 しかし、この種類の硫化物は、もし
安価に製造することができるならば、潤滑工学的使用の
分野で、大規模な工業的用途のために使用することがで
きる。従って、工業的規模における大量の生成を可能に
する、安価な方法を提供することが必要である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の目的
は、前記のこれまでの当該技術の欠点をもたない、スズ
を含有する金属二硫化物を製造する、簡単で安価な方法
を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】混合物の適宜な調整によ
り、スズ、硫黄及び塩化アンモニウムの反応は、無圧状
態下ですら、実質的に化学量的な量のSnS2、又は、
他の金属成分が添加されている場合には金属硫化物混合
物、をもたらすことが今日発見された。
【0006】従って、本発明は、一般式(Snx
1-x)S2、[式中、Meは1種類以上の元素Ti、M
o、Fe、Cr、Ta、Nb、Mn、Bi、W及びCu
を表しそしてxは0.5と1の間の値をもつことができ
る]の金属二硫化物の製造方法に関し、その方法は、金
属Sn、Me及び/又はMe硫化物からなる混合物を、
不活性雰囲気中の発熱反応において、残渣を残さない反
応条件下で分解するハロゲン化物の存在下における超化
学量的な量の硫黄(その際混合物中の硫黄の量は、xを
基にして少なくとも3モルである)、及び/又はSn及
び/又はハロゲン化Meとともに反応させることを特徴
とする。
【0007】本発明による方法の重要な利点は、純粋な
金属粉末の使用に加えて、製造残渣からの合金粉末及び
金属硫化物もまた使用することができる;従って後者は
硫化物混合物中に有益に再利用することができる、点で
ある。これらの成分は好都合には、<150μmの粉末
度に微粉砕される。
【0008】塩素化合物、特に塩化アンモニウム及び/
又は塩化スズは好ましくは、本発明による方法における
ハロゲン化物として使用される。本発明による方法は、
それが、混合物中のハロゲン化物の量がxに対して少な
くとも0.4モルであるように実施される時に、特に経
済的に進行する。
【0009】更に、圧縮形態の混合物を使用することが
好都合である。
【0010】本発明による方法の1つの好都合な態様
は、バッチ炉(batch kiln)中で、点火により反応が実
施されることからなる。反応は、少なくとも450℃に
予熱しておいたプッシャー炉(pusher kiln)中でもち
ょうど同様に好都合に実施することができる;これらの
条件下で起こる自動点火のために、後者の場合には点火
は省略することができる。ここで混合物は好ましくは、
0.5から5時間、少なくとも450℃の温度に維持さ
れる。
【0011】場合によっては硫黄を添加された、金属硫
化物との混合物中において、本発明による方法により得
られた金属二硫化物はまた、600から800℃の範囲
内の温度で、常圧下及び保護気体下で、0.5から5時
間以内に、対応する二金属三硫化物に転化されることが
できる。
【0012】本発明は、実施例により以下に説明されて
いるが、それらに限定されると考えるべきではない。
【0013】
【実施例】
(実施例1)<63μmのスズ粉末1モルを硫黄粉末
3.5モル及び塩化アンモニウム0.5モルと乾燥混合
させ、そしてこの混合物を圧縮により機械的に濃厚にさ
せた。圧縮混合物450gを黒鉛のボート型容器中に導
入し、保護気体として窒素を供給されたプッシャー炉中
で500℃の温度で反応させた。過剰な硫黄を揮発性化
させるために、自動点火後、それに対応してプッシャー
炉の周期時間を選択することにより、500℃で2時間
の、ボート型容器の滞留時間がセットされた。
【0014】炉の冷却領域中で反応生成物を冷却後、橙
黄色の結晶物質を150μmの整粒機でふるい、混合し
てより大きいバッチを形成させた。
【0015】生成された製品は、少量のSnS又はSn
23を含んだ、結晶形態の、35.3重量%(理論値:
35.1%)の硫黄含量を有する、ほとんど純粋相のS
nS2であった。
【0016】(実施例2)実施例1で与えられた原料物
質の混合物を黒鉛ボート型容器中にばらばらに導入し、
2時間、500℃で流動窒素下で完全に反応させた。ゆ
るく焼結された塊を、ピンで留めたディスクミル中で予
備微粉砕させ、そして150μmの整粒機を通してふる
った。
【0017】これも実施例1におけるように、最初の4
00g重の量から生成された最終生成物(262g)は、
Sn23及びSnS不純物の痕跡(硫黄含量34.8
%)を含んで、その主要相としてSnS2を含んでなっ
ていた。
【0018】(実施例3)40重量%のSn、40重量
%のS及び20重量%のSnCl2*2H2Oを乾燥混合
させ、タブレットに圧縮させた。
【0019】タブレット54gをサーマックス(Therma
x)ボート型容器に入れ、500℃に加熱されたチューブ
炉内に挿入し、そして0.5時間反応させた(保護ガス
としてN2を使用した)。黄色の反応生成物(36.4
g)を実験室用の、ピンで留めたディスクミル内で微粉
砕し、150μmの整粒機でふるった。
【0020】本反応から得られた生成物は硫黄34.7
重量%及び酸素0.4%を含有していた。同様に相分析
により、Sn23の僅かな痕跡に加えて、主要成分とし
てSnS2が測定された。
【0021】(実施例4)硫黄10重量%を添加してあ
る、SnS2とSnSの混合物(モル比1:1)を圧縮
させた。この予備的生成物を、保護ガスとしての流動N
2下で、黒鉛のボート型容器中で、常圧で700℃にお
いて2時間焼成させた。
【0022】得られた反応生成物は結晶形態のSn23
95%から成っていた;残りはSnS2及びSnSであ
った。
【0023】(実施例5)MoS3192.2g、Sn1
18.7g及びS32.1gを機械的に混合させ、タブレ
ットに圧縮させた。タブレットをサーマックス(Therma
x)ボート型容器に入れ、700℃に予熱されたプッシャ
ー炉中に挿入し、窒素でフラッシュし、そして3時間反
応させた。反応生成物(300g)は1:1のモル比の
MoS2+SnS混合物から成っていた。本物質を好都
合に固体潤滑剤として使用することができる。
【0024】(実施例6)スズ粉末100g、チタン水
素化物50g及び硫黄150gを機械的に乾燥混合させ、
そして圧縮させた。予備圧縮された反応混合物を、チュ
ーブ炉内で、窒素下、700℃で1時間の滞留時間で反
応させた。
【0025】純粋なTiS2と対照的に、SnS+Ti
2の均質混合物である反応生成物は、吸湿性でなく、
そして通常の標準的処理方法により処理することができ
た。
【0026】(実施例7)<150μmに微粉砕され、
そしてSn10重量%、W14重量%、Cを1.4重量
%、残りはFeからなる、スズに富んだ溶融残渣100
gを、硫黄200g及びNH4Cl25gと混合させ、圧縮
させ、そして実施例1のように反応させた。 反応生成
物は、約32重量%のSを含有していた。X線分析によ
る物質の微細構造の研究により、FeS2、SnS2、W
2及びFe2SnS4の混合物が示された。モルタル中
で微粉砕され、150μmでふるった生成物は、熱重量
法で測定すると、温度増加に従い、種々の反応段階を示
した。これらは、混合物中に存在する硫化物がそれらの
安定度に応じて、温度増加に従って緩徐に分解されたこ
とを示した。これは幾多の潤滑工学的用途に好都合であ
る。
【0027】(実施例8)<150μmに微粉砕され、
そしてWを約20重量%、Snを5重量%、Cを1.5
重量%、残りはFeを含有する、タングステンに富んだ
溶融残渣100gを、硫黄200g及びNH4Clを25g
とともに混合し、タブレットに圧縮し、そして実施例1
のように反応させた。弱く焼結された反応生成物を15
0μmまで微粉砕させると、約30重量%の硫黄を含有
していた。それはWS2、SnS2、FeS2及びFeS
の均質な混合物から成っていた。
【0028】本発明の特徴と態様を以下に示す。
【0029】1. 一般式 (SnxMe1-x)S2 [式中、Meは1種類以上の元素Ti、Mo、Fe、C
r、Ta、Nb、Mn、Bi、W及びCuを表しそして
xは0.5と1の間の値をもつことができる]の金属二
硫化物の製造方法であって、不活性雰囲気における発熱
反応において、金属Sn、Me及び/又はMe硫化物か
らなる混合物を、該反応条件下で残渣を残さず分解する
ハロゲン化物の存在下において、超化学量的な量の硫黄
(混合物中の硫黄の量はxを基にして少なくとも3モル
である)、及び/又はSn及び/又はMeハロゲン化物
とともに反応させることを特徴とする方法。
【0030】2. xが0.7と1.0の間の値をもつ
ことを特徴とする、第1項記載の方法。
【0031】3. ハロゲン化物として塩素化合物が使
用されることを特徴とする、第1項又は第2項のいずれ
かに記載の方法。
【0032】4. ハロゲン化物として塩化アンモニウ
ム及び/又は塩化スズが使用されることを特徴とする、
第1項から第3項のうちの1項以上に記載の方法。
【0033】5. 混合物中のハロゲン化物の量がxを
基にして少なくとも0.4モルであることを特徴とす
る、第1項から第4項のうちの1項以上に記載の方法。
【0034】6. 混合物が圧縮形態で使用されること
を特徴とする、第1項から第5項のうちの1項以上に記
載の方法。
【0035】7. 反応が、バッチ炉(batch kiln)中
で、点火により実施されることを特徴とする、第1項か
ら第6項のうちの1項以上に記載の方法。
【0036】8. 反応が、少なくとも450℃に予熱
されたプッシャー炉(pusher kiln)中で実施されるこ
とを特徴とする、第1項から第6項のうちの1項以上に
記載の方法。
【0037】9. 混合物が、0.5から5時間、少な
くとも450℃の温度で維持されることを特徴とする、
第1項から第8項のうちの1項以上に記載の方法。
【0038】10. 第1項から第9項のうちの1項以
上に記載の方法により得られた金属二硫化物を更に処理
して、二金属三硫化物を形成する方法であって、金属二
硫化物を、600℃から800℃の温度で、0.5から
5時間、場合によっては硫黄を添加して、金属硫化物と
の混合物の形態で反応させることを特徴とする方法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C01G 39/06 C01G 39/06 45/00 45/00 49/12 49/12 29/00 19/00 Z 41/00 Z (72)発明者 デイートマー・フイスター ドイツ79730ムルク・ツエヘンビールシユ トラーセ1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式 (SnxMe1-x)S2 [式中、Meは1種類以上の元素Ti、Mo、Fe、C
    r、Ta、Nb、Mn、Bi、W及びCuを表しそして
    xは0.5と1の間の値をもつことができる]の金属二
    硫化物の製造方法であって、不活性雰囲気における発熱
    反応において、金属Sn、Me及び/又はMe硫化物か
    らなる混合物を、該反応条件下で残渣を残さず分解する
    ハロゲン化物の存在下において、超化学量的な量の硫黄
    (混合物中の硫黄の量はxを基にして少なくとも3モル
    である)、及び/又はSn及び/又はMeハロゲン化物
    とともに反応させることを特徴とする方法。
JP9127792A 1996-05-07 1997-05-02 金属二硫化物の製造方法及びそれらを更に処理して二金属三硫化物を生成する方法 Pending JPH1053414A (ja)

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DE19618170.4 1996-05-07
DE19618170A DE19618170A1 (de) 1996-05-07 1996-05-07 Verfahren zur Herstellung von Metalldisulfiden und deren Weiterverarbeitung zu Dimetalltrisulfiden

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AT (1) ATE181900T1 (ja)
DE (2) DE19618170A1 (ja)
ES (1) ES2135963T3 (ja)
MY (1) MY114582A (ja)
ZA (1) ZA973869B (ja)

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ES2135963T3 (es) 1999-11-01
EP0806396A1 (de) 1997-11-12
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