Verfahren zur Herstellung von Wolfratnpulvere Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver fahren zur Herstellung von Wolframpulver.
Ein bekanntes Verfahren zur Herstellung von Wolframpulver, welches zu Draht ver arbeitet werden soll, ist dadurch gekennzeich net, dass man von reiner Wolframsäure aus geht, die erhalten wird, indem man ein reines Wolframat mit einer Säure zersetzt. Diese Wolframsäure wird sodann einer Behandlung bei hoher Temperatur in feuerfesten Tiegeln unterworfen und dann reduziert.
Das Bieraus entstandene Pulver wird dann zwecks Herstellung von Draht mehreren me chanischen Bearbeitungen, wie Pressen, Häm mern und Ziehen, unterworfen, wonach der Draht zur Benutzung in der Lampe fertig ist.
Der in dieser Weise -hergestellte Draht zeigt aber mehrere Fehler; es ergibt sieh, ,dass er zum Beispiel beim Glühen in einer Lampe sehr spröde wird, vermutlich wegen Kristallisationserscheinungen. Zufolge dieser verringerten mechanischen Festigkeit ist der Draht viel weniger den Stössen gewachsen, die beim Einschalten der Lampe entstehen, wodurch-die Lebensdauer ungünstig beein- flusst wird.
Zwecks Vermeidung dieser Fehler hat man vorgeschlagen, bei der Herstellung von Wolframpulver aus Wolframsäure gewisse Zusätze (britische Patentschrift Nr. 155851, amerikanische Patentschrift Nr. 1201611) zu machen.
Bei dem Verfahren gemäss 'der britischen Patentschrift Nr. 155851. wird einem Alkali- Wolframat oder dessen Lösung eine Lösung zugesetzt, die ein Silikat, ein Tantalat oder ein Niobat enthält, oder eine Mischung die ser Körper mit Borsäure oder Borsäure allein.
Hierbei bildet sich ein Doppelsalz, zum Bei spiel ein Doppelsilikat von Wolfram und einem Alkalimetall. Aus diesem Doppelsalz wird durch Zersetzen mittelst Salzsäure Kieselsäure und Wolframoxyd ausgeschieden, welch letzteres, .der Reduktion unterworfen, pulverförmiges, metallisches Wolfram liefert.
Gemäss der Erfindung können viel gün stigere Ergebnisse erzielt werden, indem man statt von einer einfachen Wolframsäure von einer komplexen Wolfraansäure ausgeht, zum Beispiel Siliko-Wolframsäure, Boro-Wolfram- säure oder dergleichen, oder. geeigneten Sal zen dieser Säuren.
Das vorliegende Verfahren unterscheidet sich also von den bekannten grundsätzlich dadurch, dass eine komplexe Wolframverbin- dung mit Reduktionsmitteln behandelt wird.
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um aus den genannten komplexen Verbindungen gemäss def vorliegenden Verfahren pulver förmiges \Volfrani herzustellen, von denen im Folgenden einige angegeben sind.
Beispiel, <I>1:</I> I;00 gr Na.Wo, werden in 4000 cm' Was- er aufgelöst und mit starker Salzsäure neu tralisiert. worauf 48 gr Wasserglas und <B>100</B> cm' Essigsäure (98 iö) zugesetzt werden. Man kocht, bis starke Salzsäure keine Wol- framsäure mehr ausscheidet.
Nach Abküh- lung wird unter Rühren starke Salzsäure hinzugefügt, wieder abgekühlt und finit Äther gesättigt, -worauf 50 gr NaF zugesetzt wer den. Es bilden sieh nun drei Schichten, zu oberst eine Ätherschicht, dann eine Lösung der Natriumsalze und dann zu unterst eine Ülsehicht, -welche die Silili#o-Wolfraans < lure enthält.
Die Ülschieht, die sich nach un- yefähr 12 Stunden gebildet hat, wird aus- gehebert und mit den- doppelten Volumen Wasser in einen Scheidetrichter geschüttet, wobei sich wieder drei Schichten bilden. Die Mittelschicht wird hierauf zur Kristallisation gebracht. Die erhaltenen schwachgelben Kri- stalle werden erst sechs Stunden auf 150 C und darnach drei Stunden auf 250 C erhitzt. Alsdann werden sie gepulvert und eine Stunde auf 1360 C erhitzt.
Hiernach wird das Pulver mit Wasserstoff zii Metall reduziert.
Beispiel <I>11:</I> 1200 gr Ammonium-Wolframat werden mit 600 gr gelatinöser Kieselsäure so lange ge kocht, bis starke Salzsäure keine Wolfram- säure mehr ausscheidet. Darnach wird der L berschuss von Kieselsäure abfiltriert und das Filtrat, soweit als möglich, eingedampft.
Die weisse kristallinische Masse wird 12 Stun den auf' 150 C erhitzt, darnach grob ge- pulvert und drei Stunden auf 450 " C erhitzt. Das sellwachgelbe Produkt wird gepulvert, gesiebt lind in einem Wasserstoffstrom reduziert.
Beispiel Ill 9000 gr rolle Wolfra.msäure werden in 1."t Liter Ammoniaklösung, hergestellt aus 7 Litern starkem Ammonialz und 10 Litern Wasser, gelöst und filtriert. Das Filtrat wird mit 3000 gr gelatinöser Kieselsäure gekocht, bis Salzsäure keine @#@rolframsäure mehr aus scheidet.
Hiernach wird eingedampft, bis die Flüssigkeit zu kristallisieren anfängt, wo naeli sie unter starkem Rühren in 1 Liter starke Salzsäure gegossen wird. Die erlia.l- tenen weissen Kristalle -werden trocken ge saugt, bei 1011 " C getrocknet, gepulvert und mit Wasserstoff zii Metall reduziert.
Beim Arbeiten gemäss den Beispielen 2 und 3 ist noch der Vorteil vorhanden, dass das Siliko-I#Z'olfra.mat sofort reduziert wer den kann und also nicht:, wie es bisher der Fall war, die Wolfranisalze zur Erhaltung reiner Wolframsäure mit einer Säure zerlegt werden müssen. Beislriel <I>IV:</I> 1000 gr Natrium-WOlframat und 1500 gr Borsäure werden in ungefähr vier Litern Wasser gelöst und so lange gekocht, bis starke Salzsäure keine Wolframsäure mehr ausscheidet.
Hiernach wird abgekühlt. Die gebildeten Kristalle werden abgesaugt und das Filtrat aufs neue mit 700 gr Borsäure gekocht lind stark eingedampft. Nach Ab kühlung wird die gebildete Kristallmasse abgesaugt und das Filtrat mit Äther ge sättigt. Dann wird ein gleiches Volumen starker Salzsäure hinzugefügt und die ge bildete Ölschicht abgehebert. Mit einem glei chen Volumen Wasser wird hieraus die Bor- Wolfranisä.ure ausgeschieden und der Äther durch einen Luftstrom vertrieben.
Die Flüs sigkeit wird bis zur beginnenden Kristallisa tion eingedampft, die ausgeschiedenen Kri- stalle werden auf 150 C erhitzt und das erhaltene Pulver mit Wasserstoff reduziert.
Das gemäss diesem Verfahren unter An wendung von Kieselsäure erhaltene Wolfram pulver kann man gewünschtenfalls noch einer Behandlung mit Fluorwasserstoffsäure un terwerfen, um das etwa im Überschuss vor handene Si02 zu entfernen. Hiernach kann das Wolframpulv er zu Stäben gepresst und nach Erhitzung und weiterer Vorbeha.ndlung auf bekannte Weise zu Draht verarbeitet werden, wobei während des sogenannten Sin- terns die Kieselsäure oder das andere an deren Stelle verwendete Oxyd verdampft. Ein zunächst hergestellter Stab zeichnet sich durch eine sehr feine Struktur aus.
Es wur den 5000 bis 10.000 Teilchen auf 19 mm gefunden. Der Draht, der hieraus hergestellt wird, zeichnet. sich durch eine sehr gleich mässige Kristallstruktur und grosse Biegsam keit aus, während der Widerstand gegen me chanische Einflüsse bedeutend höher ist, als bei gemäss -dem früheren Verfahren her- gestellten Drähten. So -widerstand ein solcher Draht 250 Stössen auf einer bestimmten Vor richtung, während der gewöhnlich verwen dete Draht nur 100 Stössen widerstand. Eine Lampe, die einen gemäss der Erfindung her gestellten Draht enthielt, hätte eine etwa dreimal so lange Lebensdauer als eine gemäss dem alten Verfahren hergestellte Lampe, die bei gleicher Belastung brannte.
Das erhaltene -Volframpulver braucht nicht ausschliesslich auf Draht verarbeitet zu werden; es kann für viele andere Zwecke verwendet werden.