NO144068B - Fremgangsmaate ved fremstilling av butyrofenonderivater - Google Patents

Description

Fremgangsmåte og apparat for belegging av partikler med

metall ved spaltning av metallkarbonyl.

Foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte til belegging av partikler med metall ved å føre damper av metall-

karbonyl gjennom et lag av partiklene i be-

vegelse, ved en temperatur som er høy nok til å spalte metallkarbonylet, og dessuten vedrører oppfinnelsen et apparat som kan utføre denne spaltning.

Hittil er spaltning av metallkarbonyler

blitt utført ved å anvende spaltningsappa-

rater av den typen som har vertikale sjak-

ter, og som er fylt med nikkelpellets. I den arbeidsmåte som benyttes i disse statiske spalteapparater blir nikkel avsatt på de gjennom sjakten nedadgående pellets, på

grunn av spaltningen av nikkelkarbonyl som strømmer rundt omkring disse pellets.

På grunn av ikke forståtte varmefordel-ingsproblemer og det anvendte indirekte varmeutvekslingssystem som benyttes, har disse vertikale spalteapparater begrenset kapasitet. Således krever produksjon i stor skala at det anvendes batterier av slike spalteapparater. Ennvidere er de tidligere spalteapparater begrenset, hva angår kon-sentrasjonen av karbonylgass som kan inn-

føres, på grunn av interpellet-adhesjon og resulterende sjaktblokkering på grunn av at karbonylinnholdet i innføringsgassen overstiger en terskelkonsentrasjon. Normalt må nikkelinnholdet i innløpsgassen til dis-

se spaltningsapparater holdes under 15 pst.

av det teoretiske maksimum. Dette begren-

ser i sin tur dets produktive kapasitet.

Det ble nok gjort forsøk på å overvinne

de foran nevnte ulemper, men i praksis og i industriell målestokk har ingen av disse gitt et så godt resultat som den foreliggen-

de fremgangsmåte og dennes apparatur.

Ansøkerne har funnet, at ved å anven-

de den nye spaltningsteknikk som den fo-

religgende oppfinnelse foreskriver, kan de ulemper som et standard, vertikalt spalt-ningsapparat har overvinnes. Den forelig-

gende oppfinnelse skaffer derfor en fremgangsmåte og en apparatur som muliggjør en mere effektiv spaltning av metallkarbo-

nyler og en langt større metallkarbonyl-spaltningskapasitet enn det hittil var mu-

lig å oppnå, nemlig derved at det benyttes større strømningshastigheter av metallkarbonylet, samt mer konsentrert karbo-

nylgass og høyere temperatur enn i de van-

lige spalteapparater av sjakttypen.

I henhold til den foreliggende oppfin-

nelse er det tilveiebragt en fremgangsmåte til belegning av partikler med metall ved å

føre damper av metallkarbonyl gjennom et lag av partiklene i bevegelse, ved en tem-

peratur som er høy nok til å spalte metallkarbonylet, kjennetegnet ved at partiklene i en roterende reaktor opprettholdes i et svakt omrørt lag som beveger seg med en hastighet som er høy nok til å hindre partikkelagglomerering, men lav nok til å unn-

gå vesentlig avrivning, og ved at dampene av metallkarbonyl innføres under lagets overflate.

Ifølge foreliggende oppfinnelse er det

også tilveiebragt en reaktor til spaltning av

metallkarbonyldamper og belegging av partikler ved utførelse av den ovenfor angitte fremgangsmåte, og denne reaktoren omfatter et roterbart hus som har gasstette åpninger for fylling og uttømming av faste stoffer ved motsatte ender, og drivanordninger for omdreining av huset omkring en sentral langsgående akse, samt tette gassinntak og uttak, kjennetegnet ved at inntakene er anbragt i det vesentlige i lik avstand omkring periferien, og gass-strøm-reguleringer på innløpsrørene, som fører til hvert av gassinntakene, er regulert til å tillate gass-strøm på et hvilket som helst tidspunkt bare inn i den nedre delen av det roterbare hus.

Ved den nye fremgangsmåte blir opphetede partikler tumlet omkring i en ny, roterende reaktor, med tilstrekkelig hastighet til at friksjonsvinkelen, hos partiklene som belegges, stadig blir overskredet, men som allikevel samtidig er langsom nok til at det ikke inntrer noen vesentlig slitasje på partiklene. Metallkarbonyldamper ledes gjennom det turbulente lag av partikler, og spaltes på disse. Den forsiktige tumlende bevegelse i reaktorlaget er slik at det be-virkes en kontinuerlig, innbyrdes bevegelse mellom partiklene, slik at disse ikke kleber sammen, mens det samtidig fås et lag i partikler som er i gjensidig fysisk kontakt. På denne måte fås det et uhyre stort og stadig varierende baner for passering av karbonyldamper gjennom partikkellaget, og karbonyldampene får en optimal oppholdstid i laget. Dybden eller tykkelsen av det kontinuerlig sirkulerende partikkellag blir regulert slik at praktisk talt all metallkarbonyldampen spaltes i dette lag, og at spalt-ningsdampene som forlater laget av partikler er praktisk talt fri for metallkarbonyl.

Med fordel blir partiklene, før de inn-føres i reaktoren, forvarmet i en varmeut-vekslingsbeholder som er utført i ett stykke med og roterer om den samme akse som reaktoren, og som leder de opphetede partikler direkte inn i reaktoren. Varm karbonmonoksydgass blåses opp gjennom laget av forsiktig omtumlende partikler, slik at disse opphetes tilstrekkelig før de kommer i berøring med karbonyldamper. Partikler som går ut fra reaktoren kan ledes tilbake til denne ved å nytte en transportspiral og den roterende bevegelse hos selve beholderen. Denne nye arbeidsmåte gir en enkel forvarmerspalter-kombinasjon, som skaffer en effektiv og livlig kontakt mellom gass og faste stoffer i den roterende beholder, sammenliknet med hva som kan oppnås ved indirekte varmeveksling og forholdsvis ubevegelige lagforhold som er karakter-istisk for de tidligere anvendte spalteapparaturer.

Det er således skaffet en fremgangsmåte for spalting av ved varme spaltbare, gassformige metallforbindelser, hvor det anvendes en stort sett horisontal, roterende reaktor, og ved hvilken fremgangsmåte konsentrerte karbonylgasser behandles for utvinning av metall i metallisk form og med høyt utbytte.

Fremgangsmåten i henhold til oppfinnelsen muliggjør også spalting av metall - karbonylef og utvinning av metall fra disse ved hjelp av en enkel forvarmerspalter-kombinasjon, under direkte varmeutveksling i et beveget lag i forvarmeren.

Metallkarbonylet kan spaltes på forsiktig omtumlende kjernepartikler, for eksempel keramiske partikler, og/eller på partikler av samme metall som det som karbonylet inneholder, eller på partikler av annet metall.

Ved fremgangsmåten kan det fremstilles partikler av mange forskjellige slags størrelser fra metallkarbonyler, mens det anvendes effektiv varmeutveksling med metallpartikler, ved direkte berøring mellom gass og faste stoffer i et turbulent lag.

Ved fremgangsmåten kan det fremstilles metallbelagte keramiske partikler ved at på dem avsettes metall fra spaltbare, gassformige metallforbindelser, hvilke metallbelagte metallpartikler er ideelt egnet for fremstilling av høytemperaturlegeringer (cermets).

Metallegeringer kan fremstilles ved samtidig spalting av forskjellige metallkarbonyler.

I en reaktor i henhold til oppfinnelsen unngås slike uheldige virkninger som skri-ver seg fra partikkelagglomerering, util-strekkelig varmeutveksling, og ujevn varme-og gassfordeling, samtidig som de fra spalte-apparatet utgående gasser blir rene, dvs. praktisk talt fri for metallkarbonyl.

Apparatet omfatter en ny, enkel, sam-menbygget forvarmer-spalter, i hvilken det anvendes et i bevegelse holdt varmeutveks-lingslag.

Ved å anvende den nye, dynamiske, roterende reaktor for spalting av metallfor-bindelsene overvinnes en del av de ulemper som er forbundet med statiske, vertikale reaktorer.

Oppfinnelsen blir nedenfor beskrevet under henvisning til de vedføyede tegnin-ger.

Fig. 1 er et blokk-skjema som belyser

en utførelsesform av oppfinnelsen.

Fig. 2 viser et vertikalt lengdesnitt gjennom en roterende spalter i henhold til oppfinnelsen.

Fig. 3 er et vertikalsnitt gjennom spalteren, som viser den typiske fordeling av chargen når den roterende reaktor er i arbeide. Fig. 4 viser partiklenes bevegelse i et tverrsnitt av reaktoren mens denne arbei-der. Fig. 5 er et endeoppriss av partiet 5—5 i fig. 2, men noe av den omløpende ledning er kuttet bort for å vise en av de spesielle, lekasjefri ventiler. Fig. 6 viser i snitt enkeltheter ved en innføringsventil for karbonyldamp, som med fordel kan anvendes i forbindelse med det nye spalteapparat. Fig. 7 anskueliggjør en av de alterna-tive måter for tilføring av metallkarbonyldamp til det nye spalteapparat i henhold til oppfinnelsen. Fig. 8 viser et vertikalt lengdesnitt gjennom en alternativ roterende reaktor med stor diameter, som har mange innløps-porter for karbonylgass. Fig. 9 viser skjematisk et vertikalt lengdesnitt gjennom en fordelaktig utfør-elsesform av oppfinnelsen, hvor partikkel-forvarmeren er bygget sammen med karbonylreaktoren, og hvor pellets transpor-teres fra karbonylreaktoren tilbake til forvarmeren ved hjelp av selve den kombinerte beholders bevegelse. Generelt sagt går den foreliggende oppfinnelse ut på å spalte metallkarbonylgas-ser i en ny, horisontal, roterende reaktor — av hvilken en utførelsesform er vist i fig. 2 — som inneholder en charge av partikler, for eksempel pellets, hagl, korn, agglome-rater eller pulver av metallet i karbonylgassen eller av et annet metall eller av et ikke-metallisk materiale, for eksempel et keramisk materiale, som eventuelt kan ut-gjøres av ildfast glass.

I skjemaet i fig. 1 blir spalteren C, som kan være horisontal, eller fortrinnsvis helle en liten vinkel for å lette bortføringen av de faste partikler, rotert langsomt slik at partiklene som skal belegges beveger seg langsomt fremover, og metallkarbonyl ledes gjennom partikkelmassen og spaltes, slik at metall utfelles på partiklene. Reaktoren roterer med en slik hastighet at de forsiktig tumlende partikler er i fysisk berøring med hverandre, og partiklene ikke kleber sammen, mens tumlebevegelsen samtidig er så liten at partiklene praktisk talt ikke gnir mot eller sliter på hverandre. På denne måte fås det et «levende» lag, i hvilket det foregår en stadig omblanding, sammenliknet med forholdene i de før vanlig anvendte vertikale spalteapparater, hvor laget lå «dødt». Tykkelsen av partikkellaget i reaktoren blir som før nevnt, regulert slik at all metallkarbonyldampen som holdes i laget i en optimal periode ved sin passering langs utallige, stadig vekslende baner i dette, blir praktisk talt fullstendig spaltet, slik at de utgående damper er fri for karbonyldamper. Chargens temperatur holdes innenfor vedkommende metallkarbonyldamps spaltningstemperatur, og holdes fortrinnsvis under den temperatur ved hvilken det inntrer noen vesentlig karbondannelse på grunn av spaltning av karbonmonoksyd. Med fordel blir kjernepartiklene A, som innføres i spalteren, forvarmet utenfra ved hjelp av egnede midler i forvarmeren B, men varme kan også innføres i laget ved in-duksjonsopphetning eller ved hjelp av innvendig anbragte opphetningsinnretninger, som f. eks. infrarødopphetere, eller ved motstandsopphetning i selve pelletchargen. De belagte partikler D går ut fra spalteren og kan siktes med hensyn til partikkel-størrelse i en operasjon E, slik at man får en eller flere produktporsjoner F og en porsjon G av partikler av understørrelse som eventuelt kan ledes tilbake til spalteren, etter forvarmningstrinnet. Utgangsgassene H fra-reaktoren, bestående hovedsakelig av kull-monoksyd, kan nyttes i operasjon J for dannelse av metallkarbonyldamper, som ledes til den roterende reaktor C, på den i fig. 1 viste måte. Kimmaterialet eller kjerner som skal belegges, kan fås ved at metalliske eller ikke-metalliske partikler inn-føres i spalteren.

Med fordel kan partikelforvarmeren B være utført i ett stykke med den roterende reaktor C, slik som vist i fig. 9 og som beskrevet i detaljer nedenfor. Forvarmeren blir da forenet med reaktoren og roterer sammen med denne om en felles akse, og opphetede partikler strømmer direkte fra forvarmeren til reaktoren. Partikler som skal forvarmes, inklusive kim- eller kjernepartikler, føres til den samme med reaktorens roterende forvarmer, hvor de opphetes ved hjelp av varm karbonmonoksydgass som ledes gjennom laget av omtumlende partikler. De opphetede partikler blir deretter ført inn i den roterende reaktor og avsetter metall som blir avspaltet fra metallkarbonylet. De belagte partikler tas ut fra reaktoren og føres tilbake til forvarmeren sammen med produkt som i ønsket grad tas fra de utledede partikler. Over-føringen fra reaktorutløpet til forvarmer - innløpet skjer mest fordelaktig ved å anvende en transportspiral, som er festet omkring og roterer sammen med forvarmeren og reaktoren. Belagte partikler går fra reaktoren ut i transportspiralen og blir transportert tilbake til partikkeloppheteren sammen med produktpartikler som trekkes fra den tilbakeførende strøm. Ved denne nye arbeidsmåte er det skaffet en enkel, kombinert forvarmer - spalter - anordning, som utnytter direkte «levendelag»-varmeutveksling, sammenliknet med den «dødlag» varmeutveksling som kan oppnås i vanlige, vertikale spalteapparaturer.

Fig. 3 og 4 belyser den nye arbeidsmåte ved hvilken høyt konsentrerte metallkarbo-nylgasser, som kan behandles for utvinning av metall, og samtidig dannelse av av-gasser som praktisk talt ikke inneholder metallkarbonyldamper, idet partikler som belegges blir holdt på en lagdybde i reaktoren, som er antydet ved linjen 58a i fig. 3, hvilken reaktor er regulert slik at praktisk talt all karbonyldamp, som finnes i gassene, blir spaltet i dette lag. Som vist ved det i fig. 3 viste tverrsnitt av reaktoren bestem-mes nivået for partikkelchargen 59 ved størrelsen av utløpsåpningen 20. Chargen av partikler som blir belagt bevares altså gjennom reaktoren og strømmer over lep-pen av utløpsåpningen. Mens partiklene strømmer gjennom reaktoren fra dennes innløps- til dens utløpsende blir de samtidig fordelt på grunn av reaktorens lang-somme rotasjon. Chargens bevegelse, som er antydet ved 60 i fig. 4, vil derfor følge de ved pilene 62 antydede baner, hvor hver enkelt partikkel følger en sirkulær bane gjennom chargen, og deretter beveger seg langs chargens overflate inn i det turbulente hel- eller bakparti 62a, slik at det i chargen stadig vil frembys nye overflater overfor hverandre.

Som foran nevnt må den lagdybden som angis av 58a i fig. 3 (og av 61 i fig. 4) være slik at praktisk talt all metallkarbonylgass som tilføres til laget blir spaltet før innføringen i reaktorens frie rom. Lagets dybde eller tykkelse må derfor avpasses med hensyn til dets temperatur og med hensyn til dets temperatur og med hensyn til karbonylkonsentrasjonen i innløpsgas-sene og disses strømningshastighet.

Bevegelsen av chargepartiklene, slik som de er antydet ved pilene 62 i fig. 4, kombinert med disse partiklers bevegelse gjennom reaktoren, skaffer en kontinuerlig og jevn rotering av partiklene i chargen, samt en kontinuerlig innbyrdes bevegelse av alle partiklene i laget. Dette muliggjør en kontinuerlig og meget jevn avsetning av metall på alle partiklene i chargen, og eliminerer også «elefant» - vekster på enkeltpartikler og på innbyrdes sammenklebede partikler. Samtidig inntrer det i laget et kontinuerlig mellompartikkel-fysisk kontakt, som skaffer en uendelighet av baner langs hvilke metallkarbonylgass kan passere, under effektiv og fullstendig spalting av karbonyldamper i laget.

For at det skal fås den ønskede, kontinuerlige bevegelse mellom partiklene innbyrdes, gjennom hele laget, blir reaktoren rotert med en hastighet ved hvilken belagte partiklers friksjonsvinkel stadig overskrides, mens samtidig maleoperasjonen mellom pellets holdes på et minumum. Med fordel bør reaktoren rotere slik at partiklene ikke gnir kraftig mot hverandre.

Mere spesielt kan den foreliggende fremgangsmåte med fordel utføres i et apparat av den i fig. 2 angitte art som viser en stort sett horisontal roterende reaktor, som fortrinnsvis heller lett for å lette gjen-nomstrømning av materiale gjennom den, og som i det følgende blir nærmere beskrevet som eksempel i forbindelse med behandling av nikkelkarbonyl. Det kan imidlertid også behandles andre gassformige, ved varme spaltbare metallforbind-eiser, eller blandinger av sådanne. Den i fig. 2 viste nye spalter kan bestå av en sylinder 11 av mykt stål, som ikke behøver noen spesiell foring eller kjøleanordning, da — som nedenfor beskrevet — spaltningen av karbonyldampene i reaktorchargen foregår praktisk talt fullstendig, slik at vanlige problemer ved spaltning av karbonyldamper på innerflaten av sylinderen 11 unngås. Den roterende reaktor er under-støttet av ruller 12 og på disse hvilende

ringer 13, og roteres ved at en eller flere

av ringene 12 er forbundet med en egnet drivanordning 14.

På forhånd opphetede nikkelpellets samt kjernemateriale for nikkelpellets, f. eks. nikkelpulver , -korn, -hagl eller nikkelpulveragglomerater,innføres i spalteren gjennom det stillestående innløp 15. Dette er tett forbundet med reaktoren ved hjelp av en stasjonær kasse 16, som holdes i glid-bar berøring med reaktoren (fig. 2), f.eks. ved hjelp av i hverandre inngripende, lekasjesikre tetningsanordninger 17 og 18. Innersiden av tetningsdelen 17 er festet til den stasjonære kasse 16 ved hjelp av en flens 18, og yttersiden av delen 18 er festet til og roterer sammen med reaktorens drivanordning 14. Det opprettholdes en absolutt lekasjefri tetning mellom delene 17 og 18, fortrinnsvis ved hjelp av en (ikke vist) egnet strammeanordning av i og for seg kjent art.

Partiklene som skal belegges, f.eks. nikkelpellets, innføres i chargens innløp gjennom (ikke viste) gassforseglede anordninger av i og for seg kjent art. De belagte partikler tas ut gjennom utløpsporten 20, som er festet til og roterer sammen med reaktoren, og er avtettet mot gasslekasje ved hjelp av passende anordninger, f. eks. et stasjonært hus 21, som holdes i glide-kontakt med porten 20 ved hjelp av lekasjesikre anordninger, som f. eks. delene 22 og 23, som holdes tett sammen, f. eks. ved hjelp av en i og for seg kjent (ikke vist) anordning. Den indre tetningsdel 22 er forbundet med det stasjonære hus 21, mens den ytre tetningsdel 23 er forbundet med og roterer sammen med utløpsporten 20. Chargeutløpet 24 på utløpshuset 21 er forbundet med (ikke viste) i og for seg vel-kj ente gassavtetningsanordninger.

Nikkelkarbonylgassen, som skal behandles, innføres i reaktoren gjennom inn-løp 25 (fig. 2) som er fordelt rundt om-kretsen av reaktoren. Til disse innløp kan gassen fordeles gj ennom en omløpende ledning 26 (fig. 2 og 5) som roterer sammen med reaktoren. Fra denne ledning fordeles nikkelkarbonylgassen til hvert av innløpene 25 gjennom mateledninger 27. Gass-strømningen gjennom hver av ledningene

27 og portene 25 reguleres ved hjelp av ventiler 28, som står påvirket i retning mot lukkestilling. En ventiltype som kan anvendes hertil er vist i fig. 6 og er beskrevet nærmere nedenfor. Hver enkelt ventil 28 og mateledning 27 bæres av og roterer med reaktoren. Gassinnløpene rager med fordel forbi innersiden av reaktorskallet som vist ved 29 i fig. 2, for å minske muligheten for at noe karbonyldamp kan komme i berøring med reaktorens skall. Ventilene 28 styres slik at de er åpne bare når de er i den stil-ling i hvilken de kan lede karbonylgass oppover gjennom reaktorsonen som inneholder chargen av partikler som skal belegges. Ventilene 28 kan styres slik, f. eks. ved å benytte en faststående kambane 30 som samarbeider med vektarmer 31 og ventil-stenger 32 på ventilene 28, slik som vist i fig. 5. Når vektarmene 31, som påvirker ventilstengene 32, beveger seg langs kam-banen 30, åpnes ventilene slik at nikkelkarbonylgass strømmer inn i reaktoren, og når vektarmene 31 beveger seg bort fra banen 30 lukkes ventilene. Ledningen 26 og ventilene 28 kan selvfølgelig være anbragt på hvilken som helst annen egnet måte omkring reaktoren, når bare innløps-portene 25 mates på ønsket vis. Det er selvsagt absolutt nødvendig at ingen som helst lekasje av karbonyldamper kan finne sted ved ventilene 28. En ventil av den i fig. 6 viste art har vist seg å være tilfredsstillende. Karbonyldamp strømmer fra tilførselsledningen (26) gjennom ven-tilens innløp 33 inn i kammeret 35 og ut gjennom utløpet 36, til mateledningen 27. Ventilen holdes i retning mot lukket still-ling ved hjelp av en fjær 37, som trykker ned mot oversiden 38 av en anordning 39 som er festet til ventilstangen 32 og holder pakningen 40 gasstett mot ansatsen 41. Ved igangsettelse av vektarmen 31, når den beveges opp på den sammen med reaktoren forbundne kambane 30, blir ventilstangen 32 og dermed partiet 39 beveget oppover. Karbonyldamp strømmer da fra kammeret 34 inn i kammeret 35 og gjennom utløpet 36 inn i mateledningen 27 og fra denne

inn i reaktoren. En sylindrisk styrevinge 42, som er festet til partiet 39, sørger for at pakningen 40 ligger riktig an mot ansatsen 41. Lekasje mellom ventilhodet 43 og ventilstangen 32 hindres ved hjelp av en fleksibel belg 44, som er festet til partiet 39 ved 45 og ved sin øvre ende er tett forbundet

med ventilhodet ved hjelp av en pakning 46. Belgen 44 trekker seg sammen resp. utvider seg ettersom ventilen åpnes resp. lukkes. Det kan naturligvis anvendes en hvilken som helst type av strømningskontrollan-ordning, når det bare ikke inntrer noen lekasje av karbonyldamper, f. eks. kam-styrte ventiler av stempeltype.

Syklisk styring av ventilene 28 er foran blitt beskrevet i forbindelse med drift fra en kambane 30, men disse ventiler kan også styres ad elektrisk vei. Det kan f. eks. anvendes elektrisk styrte ventiler av sole-noid-type.

Andre metoder for mating av metallkarbonyldamper til den horisontale, roterende reaktor kan anvendes, hvis man sørger for å hindre lekkasje av karbonyldamper, både utenfor reaktoren og i dennes åpne parti, og for at karbonyldampenes generelle vei gjennom partikkelmassen, som skal belegges, blir den samme.

Tilføringen av karbonyldamper til reaktoren kan også foregå under anvendelse av en glideventilanordning. En slik ventil, som består av to innbyrdes forskyvbare plater, er vist i fig. 7. Metallkarbonyldamp ledes til platen 47, som er forsynt med en buet spalte 48. Platen 47 ligger gasstett an mot en plate 49. Gjennom platen 49 går det hull 50, som hvert enkelt fører til mateledninger og gjennom disse til reaktorens innløpsporter 25. Platen 49 og matelednin-gene utenfor hullene 50 roterer sammen med reaktoren, mens platen 48 og den dermed forbundne karbonyltilføringsledning er stasjonære. Ved passende innstilling av spalten 48 blir karbonyldamper ført gjennom bare de reaktorinnløpsporter 25 som i øyeblikket fører inn i chargen av partikler som skal belegges.

Under spalterens arbeide strømmer det til enhver tid karbonylgass inn i reaktoren gjennom et areal ved dens omkrets som er dekket av omtumlende partikler, som skal belegges. Det viktigste trekk, som må iakt-tas ved tilføringen av karbonyldamper til reaktoren, er det at dampene bringes til å strømme gjennom et tilstrekkelig tykt lag av partikler og/eller pellets som skal belegges ved en passende høy temperatur, slik at praktisk talt alt karbonyl blir spaltet før det kan komme i berøring med hete vegger eller når inn til det frie rom i reaktoren. Chargedybden er, som før nevnt, avhengig av chargetemperaturen og av konsentra-sjonen og strømningshastigheten av karbo-nylgassene som kommer inn i reaktoren. Det har f. eks. vist seg, at en ca. 1 m lang reaktor med en diameter av ca. 1/3 m, i hvilken det forefinnes en charge av dybde ca. 0,4 m ved karbonylgassinnløpet og som har én rekke av karbonylinnløpsventiler, vil gi over ca. 1250 kg nikkel pr. dag, når det benyttes inngangsgasser som inneholder over 50 pst. gassforming metallkarbonyl og endog opp til en så stor konsentrasjon av gassformig karbonyl som i det hele tatt kan tilføres til reaktoren, uten at det dannes flytende karbonyl i innløpsgassene. En ca. 6 m lang reaktor med diameter ca. 4,8 m i hvilken chargdeybden er ca. 2,1 m, og som blir drevet med liknende konsentrasjoner av karbonylgasser, vil produsere over ca. 90 000 kg nikkel pr. dag. Chargedybden i reaktoren kan varieres ved å endre størrel-sen av reaktorens utløpsåpning og/eller ved å forandre reaktorenes helningsgrad fra dens innløps- til den utløpsende. Jo større chargen er i reaktoren desto flere innløp i apparatets omkrets kan det på en og samme tid anvendes for innføring av metallkarbonyldamp i laget av materiale som skal belegges. Det nye spalteapparats kapasitet tiltar med kvadratet av dets diameter, og økes ytterligere ved å forlenge reaktoren og ved å benytte flere rekker av karbonylinn-løpsporter, anbragt omkring reaktorens omkrets. Fig. 8 viser en slik reaktor av større diameter og større lengde, som er utstyrt med flere rekker av karbonylinn-løpsporter 63. Det har vist seg at hvis reaktorens lengde fordobles, blir spalterens kapasitet omtrent fordoblet.

Det har vist seg meget fordelaktig å la reaktorens lengdeakse helle i en liten vinkel i forhold til horisontalen, med utløpet be-liggende lavere enn innløpet. Dette letter materialets strømning gjennom og ut fra reaktoren, og gjør det også mulig å anvende langsommere rotasjonshastighet. Hvis reaktorens helningsgrad økes, passerer materialet hurtigere gjennom reaktoren, dvs. at materialet forblir i en kortere tid i spalteren 31, mellom opphetningstrinn.

I fig. 2 blir nikkelkarbonylgass ført gjennom det stillestående innløpsrør 51 og rørforbindelsen 52 inn i ledningen 26. Rør-forbindelsen 52 roterer sammen med reaktoren og er ved sin forbindelse med røret 51 avtettet ved hjelp av pakningsringer 53 og 54. Avgass blir ført bort ved hjelp av egnede anordninger, f. eks. gassutløp 55 på chargeinnløpet 15, se fig. 2. Det må passes på at innløpsportene 25 og — spesielt — fremspringene 29 på disse porter, som befinner seg meget nær varme pellets eller andre partikler i spalteren, ikke blir så hete at spaltning av karbonyldamper og avsetning av metall kan foregå i disse. Disse innløpsportene kan f. eks. kjøles ved å be-sprøytes med vann. Plater 56 leder vannet slik at dette strømmer rundt reaktorens omkrets der hvor innløpsportene 25 befinner seg. Kjøling av innløpsforbindelsen 52, som også befinner seg nær den varme charge som kommer ut fra reaktoren, må opprettholdes, enten ved hjelp av vannkapper eller ved besprøyting med vann. Fig. 2 viser en enkel utførelsesmåte for denne kjøling. Ledningen 52 er omgitt av et rør 57 (også vist i fig. 5), som ender i et skovel- eller øse-arrångement 58. Ettersom reaktoren roterer går øsen 58 i et trau, som inneholder kjøle-vann, og øser opp vann som flyter tilbake i røret 57 og kjøler ledningen 52. Når reaktoren dreier seg videre, flyter vannet tilbake og ut og erstattes ved den neste passering av øsen. Kjøling av reaktorskallet, chargeinnløpet 15 og ekshaustgassutløpét 55 er unødvendig, da spaltingen av karbonyldampene i den nye spalter er praktisk talt fullstendig, slik at man praktisk talt fullstendig unngår berøring mellom ikke-spaltet karbonyldamp og veggene i reaktoren og gasssutløpsledningene og derav følgende utfelling av metall; den sistnevnte foreteelse kunne opptre i de hittil vanlige pulver- og pellet-spaltere, men unngås ved den foreliggende nye arbeidsmåte.

Ved behandling av nikkelkarbonyldamp i henhold til oppfinnelsen og bruk av nye, her beskrevne spalter, blir nikkelpartikler, som f. eks. nikkelpellets, nikkelhagl, knust nikkel, nikkelpulveragglomerater eller grovt nikkelpulver, anvendt som kjerner på hvilke metallisk nikkel utfelles. Da den foreliggende nye fremgangsmåte er særdeles fleksibel, kan det fremstilles nikkelmetall-partikler innenfor et stort størrelsesområde. Det kan f. eks. fås partikler av fra pulver-dimensjon til opp til ca. 2,5 cm størrelse; partikkelstørrelsen kan reguleres ved hjelp av karbonylkonsentrasjonen, de faste stof-fers temperatur og oppholdstiden i spalte-apparatet.

Størrelsen av kjernepartikler som anvendes i reaktoren reguleres stort sett av hastigheten og volumet av innløps- og av utløpsgassene. Det kan således ikke anvendes partikler som praktisk talt blåses ut fra reaktoren.

For å skaffe varme for spalting av nikkelkarbonyldampen, som føres inn i spalteren, blir partiklene som skal belegges opphetet til ca. 175° C, fortrinnsvis minst over 205° C, ved hjelp av hvilke som helst egnede midler. Pelletene bør fortrinnsvis opphetes slik at de får en temperatur på ikke over 290° C i reaktoren, selv om høyere temperaturer kan anvendes så lenge som det praktisk talt unngås karbondannelse i reaktoren. I hvert tilfelle blir nikkelpartik-iene opphetet til en så høy temperatur som det i praksis er mulig uten at karbon dannes Det er klart at det kan nyttes tilsetnings-midler, f. eks. ammoniakk, for å minske avsetning av karbon. For optimal spalting av nikkelkarbonylet bør partiklene som forlater sylinderen ha en temperatur av minst 150° C. Det kan anvendes elektrisk induk-sjons- eller motstandsopphetning, eller indirekte varmeutveksling, men fortrinnsvis blir partiklene opphetet ved direkte berør-ing med varm gass, fortrinnsvis varmt karbonmonoksyd. Karbonmonoksyd som anvendes for forvarming kan sirkuleres frem og tilbake gjennom dette system.

Som det vil forstås kan mange varme-utvekslingsapparater anvendes til forvarming av faste stoffer som føres til spalteren. Det kan f. eks. benyttes en to-trinns roterende reaktor, hvor den første reaktordel anvendes til forvarming og den annen reaktordel benyttes til spaltingen. Forvarming av sirkulerende partikler kan også skje ved å anvende fluidisert lag, med varme inerte gasser eller varmt karbonmonoksyd som fluidiserende medium. Forvarming av partikler som skal belegges kan skje direkte i spalterreaktoren. Således kan varmt karbonmonoksyd blåses inn i partikkelchargen på steder som ligger fjernt fra karbonyl-dampinnløpene, for å forvarme partikkelchargen. De forvarmede partikler føres deretter inn i reaktorområdet, gjennom hvilket det ledes metallkarbonylgass på foran beskreven måte. Ved denne arbeidsmåte unngår man å måtte anvende særskilte for-varmingsanordninger.

Med fordel er beholderen for forvarming av partiklene og beholderen for karbo-nylreaksjon bygget sammen, slik at de to

beholdere roterer sammen om en felles akse,

som belyst ved det i fig. 9 viste, skjematiske lengdesnitt. Som vist i denne figur blir partikler, som flyter over fra karbonylreaktoren, med fordel ført videre ved hjelp av en transportspiral og de forente beholderes bevegelse, til en matesilo med sikt, hvor produktpartikler siktes ut og uferdige partikler føres tilbake til forvarmerbeholderen.

I fig. 9 bæres forvarmerbeholderen 64 og karbonylreaktorbeholderen 65, som er innbyrdes forbundet ved et halsparti 66, på ruller 67, ved hjelp av ringer 68, som ligger an mot rullene, og roteres ved at en eller flere av rullene 67 drives, f. eks. ved hjelp av et drivhjul 69 og et tannhjul 70. Det i fig. 9 viste apparats arbeidsmåte blir nedenfor som eksempel beskrevet i forbindelse med behandling av nikkelkarbonyl; men som det vil forstås kan det også behandles andre metallkarbonyler, eller andre gassformige, ved varme spaltbare metallforbindelser, eller blandinger av sådanne.

Nikkelpellets og kjernemateriale for nikkelpellets, f. eks. nikkelhagl, nikkelpulver eller nikkelpulveragglomerater, inn-føres i forvarmeren 64 gjennom innløpet 71.

Pelletchargen i forvarmeren 64 utsettes for

en forsiktig nedadgående forflytning ved at beholderen roterer langsomt. Varmt karbonmonoksyd innføres i forvarmeren gjennom innløpene 72, fra ledningene 73 resp. 74. Ved hjelp av egnede kontrollinnretnin-ger, f. eks. slike som er blitt foran beskrevet i forbindelse med fig. 2 og 5, ledes den varme karbonmonoksydgass oppover gjennom de nedover fallende partikler, og forvarmer derved disse. Den brukte karbonmonoksydgass blir deretter ledet ut fra forvarmerbeholderen, f. eks. gjennom gassutløpet 75.

Forvarmede pellets fra forvarmeren 64 strømmer over til reaktorbeholderen 65

gjennom halspartiet 66, eller blir fortrinnsvis ført inn i halspartiet 66, og derfra til reaktoren 65, ved hjelp av øseinnretninger 76, som fører pellets opp fra bunnen av forvarmeren 64. De i reaktoren 65 værende pellets holdes, som før nevnt, i en svakt nedadskridende bevegelse, og nikkelkarbonyldamp ledes fra ledningen 77, materørene 78 og gassinnløpene 79 inn i reaktoren 65.

Ved hjelp av egnede, foran beskrevne, innretninger reguleres karbonyldampstrøm

men slik at dampene alltid passerer oppover gjennom pelletchargen. Gasser fra spaltningen tas ut fra reaktoren 65 gjennom gassutløpet 80. Fortrinnsvis heller forvarmer-reaktor-kombinasjonen en liten vinkel, med reaktoren lavest, for å lette pelletenes

strømning gjennom de to beholdere. Pellét-ene strømmer fra reaktoren 65 inn i utløps-huset 81 og fra dette inn i en transportspiral 82. På grunn av beholdernes bevegelse og ved hjelp av en bortføringsanord-ning av sandhjultype av i og for seg kjent art blir pelletene løftet opp til matesiloen 83. Spiralens utløpsendeparti er forsynt med en dobbelt luftlås 84, som styres slik at den bare slipper ut materiale når dens ut-løp befinner seg ovenfor matesiloen 83. Kjernepartikler kan med fordel tilføres gjennom en port 85 på dette punkt i systemet.

Pellets som forlater luftlåsen 84 føres over sikten 86 sammen med pellets som trer ut fra porten 87, og pellets som har for liten størrelse går gjennom sikten og faller ned i siloen 88. Fra denne silo 88 blir partiklene pluss tilsatte kjernepartikler ført inn i forvarmerbeholderen 64 gjennom luftlåsen 89 og ledningen 90. Karbonyltilførsels-ledningen 77 og gassinnløpene blir eventuelt vannkjølt ved hjelp av slike anordninger som før er blitt beskrevet i forbindelse med fig. 2.1 og for seg velkjente gasslåser er an-ordnet i karbonmonoksydtilføringslednin-gen 74 og i nikkelkarbonyltilføringslednin-gen 77 (vist ved 91 resp. 92 i fig. 9) og på forvarmerinnløpet og på reaktorutløpet (vist ved 93 resp. 94 i fig. 9).

Den i fig. 9 viste utførselsform av oppfinnelsen skaffer et enkelt, sammenheng-ende forvarmer-spalter-system hvor det nyttes direkte varmeutveksling i lag som er i bevegelse, til forskjell fra varmeutveksling i stillestående lag, som i de vanlige, kjente spalteapparater, og det behøves ikke særskilte anordninger for styring av til-bakeføringen av pellets og for forvarming.

Passende varme for spaltingen kan til-føres reaktoren ved å forvarme pelletene eller lignende partikler, men denne varme kan også suppleres med eller erstattes av varme fra innvendig i reaktoren anbragte opphetere, f. eks. infrarød-opphetere, som ikke roterer sammen med reaktoren, men som ved hjelp av egnede tetningsanordninger er forbundet med utvendige, stasjonære, deler av apparatet. Utfelling av nikkel på disse opphetere unngås på grunn av deres egen høye temperatur og på grunn av den praktisk talt fullstendige spalting av karbonyldampen før den unnviker fra den faste charge i spalteren. Anvendelse av in-frarødopphetere i reaktoren har en heldig virkning derved at den øverste overflate av partikkellaget opphetes til den høyeste temperatur, hvilket sikrer at ingen karbonyldamp unnviker fra laget uten å være blitt spaltet. Opphetning av reaktorchargen kan også skje ved elektrisk opphetning f. eks. motstands- eller induksjons-opphetning.

Om enn transport av sirkulerende partikler fra reaktorens utløp til partikkel-forvarmeren kan skje ved slike midler som øsetransportør eller bedre ad pneumatisk vei, f. eks. ved bruk av varmt karbonmonoksyd som løftende middel, er det fordelaktig å nytte selve reaktorens bevegelse for å føre partiklene tilbake til forvarmingstrinnet, spesielt når en annen reaktor benyttes til forvarming eller når forvarming ved hjelp av varmt karbonmonoksyd foregår i selve spaltningsreaktoren, og dette oppnås ved hjelp av slike innretninger som er beskrevet foran i forbindelse med fig. 9.

Reaktoren roteres med fordel med den lavest mulige hastighet som sikrer at det fås en forsiktig tumling av partiklene, slik at hver enkelt partikkel er i stadig roterende bevegelse i hele chargen. Rotasjonen skal være rask nok til å hindre at partiklene kleber sammen eller at det fås ujevn pellet-vekst. Karbonyldampene vil da strømme opp gjennom et dynamisk, «levende» lag av partikler. Det unngås derved ujevn varme-fordeling, kanaldannelser i laget og irre-gulære avsetninger av metall, slik som det forekommer i de før anvendte spaltere med statisk, «dødt», partikkellag. Reaktoren roteres hurtig nok til at partiklenes friksjonsvinkel stadig overskrides. Det har f. eks. vist seg at ved fremstilling av nikkelpellets med 19 mm diameter må man — for at den ønskede tumling i partikkellaget skal oppnås — kontinuerlig overskride en vinkel på ca. 25° (som er pelletens friksjonsvinkel). Det kan bemerkes, at friksjonsvinkelen for en stasjonær stabel av de samme pellets nærmer seg til 30°. Hvis reaktoren roteres med større hastigheter enn slike som fremkaller passende turbulens i partikkellaget, medfører dette selvfølge-lig et øket kraftforbruk, og kan dessuten bevirker en uønsket gnidende innvirkning på pelletene seg imellom. Reaktorens rotasjonshastighet reguleres slik at partikkel-gnidningen blir minst mulig, og i et hvert tilfelle slik at det bare gnis løs ikke over ca. 1/10 av den mengde metall som avsettes på partiklene. Reaktorens bevegelseshast-ighet er av en annen størrelsesorden enn den som benyttes for kulemøller i mineral-industrien, nemlig under 10 pst. av den normale rotasjonshastighet av en slik kule-mølle av sammenliknbar diameter. Således kan en reaktor med 1 1/3 m innvendig diameter og 1 m lengde arbeide effektivt med så lav rotasjonshastighet som ca. 0,1 omdreininger pr. minutt ved utførelse av den foreliggende oppfinnelse for fremstilling av nikkelpellets.

Som foran beskrevet innføres damp-formig nikkelkarbonyl rundt reaktorens omkrets gjennom innløpsporter 25, fig. 2, som er slik tidsregulert at de åpnes når karbonylet vil bli drevet oppover gjennom chargen, og derunder spaltes på nikkel-pelletene. Meget høyprosentig karbonylgass kan blåses inn i reaktoren uten at chargen kleber sammen eller at det forekommer ujevn vekst og agglomerering av pellets, fordi pelletene stadig er i positiv innbyrdes bevegelse og fordi varmeutveks-lingen gjennom hele chargen er så god. Sammenklebing og ujevn partikkel vekst unngås også fordi gassen blir så jevnt fordelt gjennom hele partikkelmassen. Dette muliggjør at det pr. tidsenhet kan behandles en langt større mengde karbonyl enn i de tidligere anvendte spaltere. Det har således vist seg, at man kan behandle gasser med et nikkelinnhold på ca. 1500 g nikkel /m<3>, til sammenlikning med under 300 g/m3 i de tidligere anvendte spaltere. Men den foreliggende nye fremgangsmåte er så fleksibel at også gasser med så lavt nikkelinnhold som ca. 100 g/m<3> lett kan behandles, hvis det skulle ønskes. Karbonyldampen innføres sammen med en inert gass, f. eks. karbonmonoksyd, nitrogen eller karbon-dioksyd; benyttes det karbonmonoksyd, unngår man å måtte atskille gasser etter at spaltingen er fullstendig.

Normalt holdes karbonylgassen som ledes inn gjennom røret 51, fig. 2, på omtrent atmosfæretrykk, men det kan også benyttes for høye trykk, f. eks. 70 kg/cm<2>. Forvarming av karbonyldampen som trer inn i spalteren øker tendensen til spalting av metallkarbonyl i innløpsledningene, hvilket ville medføre opphopning av metall i disse og eventuelt kunne stoppe dem igjen. Bruk av karbonyldamp som er av-kjølt til under romtemperatur er ikke ute-lukket, men da karbonylspaltingen er en-dotermisk, ville slik avkjøling medføre stør-re krav til reaktoren. I et hvert tilfelle er den laveste temperaturgrense gitt ved damptrykket av karbonylet som mates til reaktoren. Med fordel innføres karbonylet ved den høyeste temperatur ved hvilken metall ennå ikke avsettes i ledningene. Som foran nevnt er det fordelaktig å kjøle inn-løpsportene 25 og mateledningen 52 med vann eller luft, for å sikre at nikkelkarbonyl ikke spaltes i innløpsledningene.

Spaltingen av karbonyldampen i den nye spalter skjer så effektivt at dampene som trer ut gjennom gassutløpsportene 55 lett kan bringes til å inneholde mindre enn

0,1 pst. av den opprinnelige nikkelkarbonyl, som gikk inn i reaktoren. Spaltingseffek-tiviteten i den nye, dynamiske, roterende spalter kan følgelig være minst 99,9 pst., dvs. at under 0,1 pst. av den innførte nik-belkarbonyldamp forlater reaktoren igjen i uspaltet tilstand, mens i de hittil vanlige reaktorer over 1 pst. går ut igjen uspaltet. Behandler man i den nye spalter nikkelkarbonylgass som har et nikkelinnhold på 200 g/m<3>, får man en utgangsgass som inneholder bare 0,2 g eller mindre nikkel pr. m<3>. Som eksempel på spaltningseffektiviteten kan det nevnes at ved anvendelse av en reaktor ifølge oppfinnelsen og en nikkelkarbonylgass som inneholdt over 1200 g nikkel pr. m<3>, fikk man en utgangsgass som pr. m<3> inneholdt bare 0,16 g nikkel. Denne meget store spaltningseffektivitet er overordentlig viktig, da den eliminerer avsetningsproblemer og mulige vanskelig-heter ved komprimering av tilbakeført gass, hvilke før medførte betydelige vedlike-holdsomkostninger.

Spalteren drives med fordel ved atmosfæretrykk for at både lekkasje av luft inn i og lekkasje av karbonyldamp ut av systemet skal bli minst mulig. Arbeides det med litt under atmosfæretrykk, hindres det utlekking av de høyst skadelige karbonyldamper. Som foran nevnt kan spalteren drives ved trykk som er betydelig høyere enn atmosfærens, men dette påvirker spaltningseffektiviteten og faren for utlekking av karbonyl blir betydelig øket.

Belagte nikkelpartikler tas ut gjennom utløpsporten 20 og utløpshuset 21, fig. 2. Denne bortføring kan foregå kontinuerlig. Partiklene kan klassifiseres i to fraksjoner, av hvilke den ene er en produktf raks jon, som bare inneholder partikler som er større enn den ønskede minimumsstørrelse, og den annen inneholder partikler som er for små som produkt og som føres tilbake til forvarmeren før de ledes tilbake til spalteren. Hvis det ikke anvendes noen innvendig opphetning i spalteren, og det ved materialets tilbakeføring gjennom forvarmeren sørges for at det utliknes de varme-tap som er foregått fra reaktoren og fra ledningene og dessuten skaffes den varme som er nødvendig for spalting av metallkarbonylet. I et sådant tilfelle utgjør produkt-fraksjonen bare en mindre del av de partikler som kommer ut fra reaktoren, mens den tilbakeførte fraksjon utgjør den større del av samme. Typiske sirkulasjonsmengder på fra ca. 10 tonn/ time, for en enhet som produserer 450 kg/time, til ca. 5 tonn pr. produsert 450 kg nikkel i en enhet som produserer 5 tonn/time, har vist seg å være nødvendige. Denne tilbakesirkulering av partikler gjennom forvarmeren kan naturligvis minskes eller endog sløyfes ved å anvende forvarming i selve reaktoren eller ved å tilføre ekstra varme enten inne i reaktoren eller gjennom dennes vegger.

Som foran nevnt tiltar spalterens kapasitet omtrent proporsjonalt med kvadratet av dens diameter og direkte proporsjonalt med dens lengde; eksempelvis har den forannevnte enhet som produserer over 1 tonn pr. dag en reaktordiameter på iy3 m og en lengde av 1 m, mens en enhet som produserer over 100 tonn pr. dag (altså har 100 ganger større kapasitet) har en reaktordiameter på ca. 5<1>/3 m og en lengde av ca. 6% m. Det er for en fagmann umiddelbart klart, at den nye karbonylreaktor opptar et betydelig mindre plassvolum enn de tidligere anvendte, for samme kapasitet.

Det er mest fordelaktig å drive spalteren kontinuerlig, men det er naturligvis også mulig å la den arbeide med porsjoner, idet man fyller reaktoren med en passende mengde partikler og gradvis bygger disse opp til ønsket størrelse, uten tilsetning av ytterligere kjernepartikler. Når partiklene-har fått den ønskede størrelse, tas de ut som ferdig produkt, og en ny porsjon kjernepartikler anbringes i reaktoren. Tilbakesirkulering av pellets inne i systemet foretas, hvis nødvendig, uten å trekke bort produkt, for å supplere varme.

Det fra spalteren erholdte nikkelpro-dukt, som kan bestå av grovt nikkelpulver eller av større pellets med en diameter på opp til 2,5 cm eller mere, har vist seg å ha jevn tetthet gjennom det hele, uten noen klebning mellom partikler, eller ujevn par-tikkelvekst eller partikkelagglomerering. Det kan fås meget ensartede nikkelpellets, som er utmerket for bruk ved fremstilling av spesialstål og for annen anvendelse som krever nikkelmetall av stor renhetsgrad.

For nærmere belysning av oppfinnelsen er det i den nedenstående tabell I angitt resultater fra tre kontinuerlige forsøk med spalting av nikkelkarbonyl i en roterende spalter av foranbeskreven art. Den til disse forsøk anvendte reaktor hadde en innvendig diameter av iy3 m og en lengde av 1 m. Produktene fra disse tre forsøk var tette, jevnstore pellets av ca. 12,7 mm diameter, med forholdsvis glatt overflate. Kjernema-terialet for dannelsen av disse pellets var finkornet nikkelhagl. Nikkeltilførselen og nikkelproduksjonen i disse forsøk varierte mellom ca. 18 og ca. 22,5 kg nikkel pr. time.

Den nedenstående tabell II angir re-sultatene fra tre ytterligere forsøk, som ble utført i det samme apparat som det som ble benyttet for forsøkene i tabell I. Innmat-ningsmaterialet og produktet i disse tre for-søk var de samme som i tabell I, men i for-søkene i tabell II varierte nikkeltilførsel og produksjon mellom ca. 36 og ca. 56,25 kg nikkel pr. time.

Det vil innses at den foreliggende oppfinnelse skaffer en ny fremgangsmåte og apparat for spalting av ved varme spaltbare metallforbindelser, slik at det dannes metall, og at oppfinnelsen muliggjør behandling av en langt større mengde metallkarbonyl pr. tidsenhet og av karbonyldamper som har langt høyere konsentrasjon enn det har vært mulig ved de tidligere anvendte spaltningsmetoder. Den nye reaktors kapasitet er således langt større enn en standard reaktors, men inntar samtidig et meget mindre plassvolum. Ennvidere er spaltningseffektiveteten ved den nye fremgangsmåte langt større enn ved de tidligere anvendte, med det resultat at avgassene har et lavere karbonylinnhold og at man i høy grad eller fullstendig unngår problemer som er forbundet med utfelling av metall på apparatet og med komprimeringen av tilbakeføringsgass.

I det foranstående er oppfinnelsen blitt beskrevet anvendt i forbindelse med en praktisk talt horisontal tumlesylinder, men det kan også benyttes anordninger som skaffer en kontinuerlig innbyrdes bevegelse mellom partiklene, når bare den foran beskrevne generelle bane for karbonyldam-pens bevegelse gjennom den tumlende par-tikkelmasse oppnås.

Oppfinnelsen er særlig godt egnet for spaltning av nikkelkarbonyl, men kan også benyttes for spaltning av andre metallkarbonyler, f. eks. jern-, kobolt-, krom-, molybden- eller wolframkarbonyl eller blandinger av metallkarbonyler. Partikler av jern, kobolt, krom, molybden, wolfram eller andre metaller kan benyttes i stedet for nikkelpartikler sammen med damp av karbonyl av vedkommende metall. Når man behandler andre metallkarbonyler må man naturligvis regulere de tilbakesirkulerende partiklers temperatur til over spaltnings-temperaturen av vedkommende karbonyl, men allikevel til under den temperatur ved hvilken karbondannelse begynner. Også de inngående karbonylgassers temperatur må holdes under vedkommende karbonyls spaltningstemperatur, for å hindre utfelling av metall i innløpsledningene.

Videre skaffer oppfinnelsen en fremgangsmåte for belegging av ikke-metalliske, ildfaste eller keramiske materialer, f. eks. metallkarbidpartikler eller partikler av keramiske materialer, som f. eks. aluminium-, magnesium-, titan-, zirkonium- eller tori-umoksyd, med et lag av metall, f. eks. av nikkel, idet man tilfører kjernepartikler, f. eks. pulver eller korn, av vedkommende materiale til den nye, roterende reaktor og spalter et ønsket metallkarbonyl slik at det fås metallbelagte partikler av vedkommende ikke-metalliske materiale. Ved å anvende en rekke av de nye spaltere kan ikke-metalliske partikler belegges først med et lag av et metall og deretter med lag av andre metaller. Eksempelvis kan ikke-metalliske partikler belegges med lag av nikkel, jern, kobolt, krom, molybden og wolfram, ved at man innfører karbonylene av disse metaller i atskilte spaltere i rekke-følge. Ikke-metalliske partikler kan også belegges med flere metaller samtidig, ved at reaktoren på en og samme tid tilføres to eller flere metallkarbonyler. De med metall belagte keramiske, ildfaste eller andre ikke-metalliske partikler kan deretter un-derkastes varmebehandling for å oppnå diffusjon, dispersjonsherdning og andre formål. Keramiske partikler, som er blitt belagt ved hjelp av den nye fremgangsmåte, kan med fordel bli presset, sintret og/eller varmebehandlet slik at de danner høytem-peraturlegeringer (cermets) og dispersjons-herdende legeringer som inneholder ikke-metaller. Den nye arbeidsmåte kan også anvendes for fremstilling av understøttede metallkatalysatormaterialer.

Oppfinnelsen kan også anvendes for å belegge ikke-metalliske partikler og pellets av nikkelmetall samtidig, f. eks. ved at bare forvarmede nikkelpellets som er større enn de ikke-metalliske partikler chargeres i reaktoren og at man klassifiserer nikkel-

pelletene og de nikkelbelagte ikke-metal-

liske partikler som tas ut fra reaktoren.

Det bør også merkes, at metallpartikler av

innbyrdes forskjellige størrelser kan frem-

stilles samtidig i den nye spalter ved at man mater kjernepartikler av forskjellige størrelser inn i reaktoren, feller ut det øn-

skede metall på partiklene og deler opp det fra reaktoren utgående materiale i frak-

sjoner som har de ønskede partikkelstør-

relser.

Videre kan ved oppfinnelsens hjelp

metallpartikler bli belagt med andre me-

taller; eksempelvis kan jernpartikler be-

legges med nikkel, ved spalting av nikkel-

karbonyl i det nye spalteapparat. Ennvidere kan metallpartikler belegges med mere enn et metall samtidig, ved at man i reaktorer innfører mere enn ett metallkarbonyl, f.

eks. nikkel-, jern- og koboltkarbonyl, og spalter disse karbonyler på samme tid.

Denne sistnevnte teknikk gir en ny frem-

gangsmåte for fremstilling av metalleger-

inger, ved hjelp av blandinger av metall-

karbonyler. Ønskede legeringer kan fås ved at metallkarbonyler i riktige mengdefor-

hold innføres i reaktoren. Legeringspar-

tiklene kan deretter varmebehandles for diffusjon eller for andre formål.

Videre er det å bemerke, at selv om

oppfinnelsen foran er blitt beskrevet i for-

bindelse med metallkarbonyler, kan det og-

så til den nye reaktor tilføres andre ved varme spaltbare, gassformige, metall- eller ikke-metallforbindelser, for fremstilling av partikler, som blir forsynt med et hvilket som helst ønsket belegg ved spaltning av disse gasser i reaktoren. Blant andre, ved varme spaltbare metallforbindelser som kan tilføres reaktoren i gassformig tilstand kan nevnes kobolt-nitrosylkarbonyl, tinn-

hydrid, antimonhydrid, berylliumjodid og nikkeljodid.

Claims (18)

1. Fremgangsmåte til belegging av partikler med metall ved å føre dampef av metallkarbonyl gjennom et lag av par-

tiklene i bevegelse, ved en temperatur som er høy nok til å spalte metallkarbonylet,karakterisert ved at partiklene i en roterende reaktor opprettholdes i et svakt omrørt lag som beveger seg med en hastighet som er høy nok til å hindre partikkelagglomerering, men lav nok til å unngå vesentlig avrivning, og ved at dampene av metallkarbonyl innføres under lagets overflate.

2. Fremgangsmåte ifølge påstand 1, karakterisert ved at partiklene fjernes fra spaltningssonen og resirkuleres gjennom forvarmningsanordninger for å tilføre i det minste en del av den nødven-dige varme for spaltning av metallkarbonylet.

3. Fremgangsmåte ifølge påstand 2, karakterisert ved at partiklene fjernes fra spaltningssonen og resirkuleres til denne ved hjelp av mekaniske eller pneumatiske anordninger gjennom for-varmingsanordningene.

4. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av påstandene 1—3, karakterisert ved at reaktoren holdes i en liten vinkel fra horisontalen for å lette partik-kelstrømmen gjennom denne.

5. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av påstandene 2—4, karakterisert ved at resirkuleringen av partiklene som er uttømt fra reaktoren utføres ved hjelp av transportanordninger festet til og roterende sammen med reaktoren.

6. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av påstandene 2—5, karakterisert ved at forvarmingen av partiklene foregår ved hjelp av direkte varmeutveksling med laget, og skaffes ved hjelp av et roterende varmeutvekslingskar festet til og roterbart sammen med reaktoren på en felles aksel.

7. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av påstandene 1—6, karakterisert ved at metallkarbonylet tilmåtes som en damp ved en konsentrasjon på mer enn 50 pst. karbonyl.

8. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av de foregående påstander, karakterisert ved at avkjøling av metall-karbonylinnløpsrørene til spaltningssonen til under spaltningstemperatur for metallkarbonylet som skal behandles utføres for å hindre at rørene overtrekkes med metall.

9. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av de foregående påstander, karakterisert ved at partiklene som belegges oppvarmes til over spaltningstempera-turen for metallkarbonylet som skal spaltes, men til under den temperatur ved hvilken det vil oppstå en vesentlig karbondannelse.

10. Fremgangsmåte ifølge hvilken som helst av påstandene 1—9, karakterisert ved at mer enn ett metallkarbonyl mates samtidig inn i spaltningssonen for å spaltes på og danne lag av forskjellige metaller på partiklene.

11. Reaktor til spaltning av metallkar- bonyldamper og belegging av partikler ved utførelse av fremgangsmåten ifølge påstand 1, omfattende et roterbart hus (11) som har gasstette åpninger (15, 20) for fylling og uttømning av faste stoffer ved motsatte ender, og drivanordninger (14) for omdreining av huset omkring en sentral langsgående akse, samt tette gassinntak (25) og uttak (55), karakterisert v e d at inntakene (25) er anbragt i det vesentlige i lik avstand omkring periferien, og gass-strømreguleringer (28) på innløps-rørene som fører til hvert av gassinntakene er regulert til å tillate gasstrøm på et hvilket som helst tidspunkt bare inn i den nedre delen av det roterbare hus.

12. Reaktor ifølge påstand 11, karakterisert ved at det er festet en produkt-fjernelsesanordning (82) til utløps-porten for faste stoffer, og er forbundet ved hjelp av et overføringssystem (82, 84) for faste stoffer, omfattende en forvarmer (64) til inntaket (15) for faste stoffer.

13. Reaktor ifølge påstand 12, karak terisert ved at forvarmningsanord-ningene (64) omfatter et roterende kar festet til og roterbart sammen med reaktoren på en felles aksel og forsynt med ut-løpsport (66) for faste stoffer hvis utløp er inne i inntaksporten (13) for faste stoffer på reaktoren og forsynt med gassinntak (72) som har strømningsregulering (28) regulert for å tillate gasstrøm bare inn i den nedre del av det roterende kar.

14. Reaktor ifølge påstand 13, karakterisert ved at sirkuleringssyste-met for faste stoffer omfatter en transportør (82) som kommuniserer mellom utløps-enden (81) for spaltningssonen og inntaks-enden (84) for forvarmningssonen.

15. Reaktor ifølge en hvilken som helst av påstandene 11—14, karakterisert v e d at gassinnløpet er innført i og stikker frem innenfor den indre kurvede overflate av huset.

16. Reaktor ifølge en hvilken som helst av påstandene 11—14, karakterisert ved at strømkontrollen (28) i hvert av gassinntaksrørene påvirkes ved rotering av huset til å tillate gasstrøm når gassinntakene befinner seg seg i den nedre omdrei-ningsstilling.

17. Reaktor ifølge påstand 16, karakterisert ved at strømregulerin-gen i hvert av gassinntaksrørene (27) har påvirkningsarmer (31) som påvirkes av anbragte stasjonære buede spor (30), anbragt i den nedre del av husbanen.

18. Reaktor ifølge påstand 17, karakterisert ved at armene (31) åp-ner strømningsreguleringene (28) ved å fø-res på sporene (30), og lukker strømnings-reguleringene ved å gli løs fra sporene. Anførte publikasjoner: Sveitsisk patent nr. 349 465. Tysk uti. skrift nr. 1 086 106. U.S. patent nr. 2 792 438, 2 847 319.