CH167855A - Verfahren zur Darstellung von Metallen und Metall-Legierungen aus metallhaltigen Verbindungen durch thermische Spaltung. - Google Patents

Description

  Verfahren zur Darstellung von Metallen und     Metall-Legierungen    aus     metaRhaltigen     Verbindungen durch thermische Spaltung.         Vorlie    ende     Erfin-duno-    betrifft ein     Ver-          9     fahren zur Darstellung von Metallen und       Metall-Legierungen    aus     meiallhaltigen    Ver  bindungen, wie zum Beispiel Metalloxyden,  Metallsalzen und     deroleichen,    durch ther  mische     Spaltun'o-.     



  Aus der     britisohen        Patentssshrift        Nr.     <B>294795</B>     (Vakuumsehmelze)    ist es bekannt,  Metalle aus     Mefallverbindungen    durch ther  mische Spaltung bei verhältnismässig niedri  gen Temperaturen unter Zuhilfenahme eines  hohen Vakuums herzustellen. Es ist jedoch  klar,     dass    auf diese Weise nur     Verbin-dunoen     behandelt worden können, welche keine eige  nen     Dampfdrucke    aufweisen, da.     selbstver-          ständlieh    nur solche einem Vakuum ausge  setzt werden können.

   Demgegenüber können  nach dem Verfahren gemäss der vorliegenden  Erfindung Verbindungen behandelt werden,  welche bei relativ niedriger,     unterlialb    der  jenigen der     Ho#chhitzezone        bezw.    des Licht  bogens liegenden Temperatur hohe eigene    Dampfdrucke aufweisen,     Idas,    heisst     säUmtliche          unzersetzt        verdampfungsfähige        Metallver-          bin#dungen,    und zwar     inder    Weise,

       dass        min-          .destens    eine     unzersetzt        verdampfbare    Metall  verbindung     Jurch,    Behandlung in mindestens  einem elektrischen Lichtbogen mindestens  teilweise atomar aufgespalten und hierauf       .da.s    Metall rasch abgekühlt wird.  



  Von dem älteren Einsatzverfahren unter  scheidet sieh das vorliegende im wesentlichen       dadurch"dass    ein Vakuum nicht nötig ist, und       dass    die Temperaturen wesentlich höher sind  (elektrischer     Liehtbogen).    Die Behandlung  kann vorteilhaft in einem nur lokal erhitzten  Raum geschehen, durch welchen das so be  handelte Gut kontinuierlich geführt wird.  



       Da.s    Verfahren kann folgendermassen aus  geführt     wer-den:     Die     unzersetzt        verdampfbare        Metallver-          bin-dung,    zum Beispiel ein     MetalIchlorid     kann in feiner Verteilung<B>-</B> wie, in Form  von Dampf, eines. Flüssigkeitsnebels oder in      Form einer feinverteilten, etwa,     kolloi-dalen     Suspension<B>-</B> durch einen oder mehrere  Lichtbögen geführt oder geblasen werden.

    Die Elektroden der verwendeten Lichtbögen  können aus allen zweckmässigen Substanzen,  Legierungen oder Verbindungen hergestellt  sein, wie zum Beispiel Kohle, Kupfer, Nickel,  Wolfram,     Tantalkarbid        unddergleichen.    Zur  genauen     Eiustellung,der        Lielitbogenrielitung          bezw.    zur Erzielung einer     Durchsatzsteige-          rung,    wird der Lichtbogen     zweckmässiger-          weise    magnetisch gerichtet     bezw.    erweitert.  



  Hierdurch wird die     Metallverbinclung,   <B>je</B>  nach der aufgewendeten Energie oder Wärme  ganz oder teilweise aufgespalten, das heisst  in ihre atomaren Bestandteile ganz oder teil  weise zerlegt, -wobei die     resultieren-den        Teil-          sshen    eine mehr oder     min-der    grosse     elektrisehe          Aufladung    erfahren können.  



  Nachdem die Metallverbindung dergestalt  in ihre Bestandteile zerlegt wurde, ist jetzt  anzustreben, die     Rekombination        des        Reak-          tionsgemiselles    zum Ausgangsprodukt zu ver  hindern, und zwar dergestalt,     dass1    das frei       vorliegen-de    Metall von den übrigen Elemen  ten getrennt und dem Gemisch als Metall ent  zogen wird. Diese Trennung kann nach er  folgter Kühlung, zum Beispiel in einem elek  trostatischen Feld, erfolgen.  



  Die Kühlung kann     #duroll,direkte    oder in  direkte Einwirkung eines     Külilmittels,    zum  Beispiel     durüh    Mischung der Reaktionspro  dukte mit kühlen Gasen, oder     durcb.    Einwir  kung von gekühlten     Prallwänden    erfolgen.  



  Das zweckmässig gekühlte     Reaktio-ns-          gemisüh    kann alsdann durch ein elektrosta  tisches Feld geführt -werden, worin das, frei  vorliegende Metall in der Richtung einer der  Elektroden abgelenkt wird.  



  Wird nun statt einer     Meiallverbinduno-          ,ein    Gemisch von mehr als einer Metallverbin  dung zum Ausgangsprodukt gewählt oder  werden mehr als, eine     Metallverbinduno-        4urch     ,den     Lielltbügen    geführt, so kann     das        Eud-          produkt    eine Legierung oder feste Lösung  sein, wobei     die,durch    das Verfahren bedingte  Abkühlung von sehr hohen auf verhältnis-    mässig niedrige Temperaturen vorteilhaft zur  Geltung kommt.  



  <I>Ausführungsbeispiel:</I>  Zur Gewinnung von Aluminium wird       Aluminiumehlorid    durch einen     Liohtbogen     und nach erfolgter Kühlung durch ein     elek-          trostatisehes    Feld geleitet, -wobei sich das  freiwerdende Aluminium     abseheiJet,    wäh  rend Chlor     aug    -der Apparatur entweicht.  



  Zum besseren Verständnis des Verfah  rens seien nachstehend noch     einiae    Ausfüh  rungsbeispiele von Vorrichtungen zur     Aus-          führung,des,    Verfahrens anhand der beigege  benen Zeichnung näher beschrieben.  



  Die     Fig.   <B>1</B> und 2 stellen in schematischer  Weise zwei Vorrichtungen dar, in welchen  -die Spaltung von     Aluminiumehlorid        dur("h-          geführt    werden kann.  



  Die Metallverbindung wird in     v-erdampf-          tem    Zustand aus dem Behälter<B>1</B> unter Druck  .durch den elektrischen     Lichtbogen    2 in -einen  stark gekühlten Raum<B>3</B> gespritzt, dessen  Wände     zweckmässigerweise    aus einem Stoffe  von hoher     Wärmeleitfähigkeit    bestehen, in  .diesem Falle Kupfer, und welcher umgeben  ist von einem     Kühlmantel    4, in welchem flüs  sige schweflige Säure     zirkuliert.-          In        Fig.    2     trifftder    Gasstrom unmittelbar  auf die gekühlte Wand auf,

       naeUdem    er den  Lichtbogen verlassen hat, wodurch die Küh  lung intensiver vor sieh geht     und    grössere  Ausbeuten erhalten werden.  



  Ein Teil des abgetrennten     Metalles        kon-          ,densiert    sieh an den gekühlten Oberflächen  oder in den gekühlten Räumen, aber ist in  der Regel so. fein verteilt,     dass    ein     wesent-          lieller    Teil in dem Gasstrom suspendiert  'bleibt. Der Gasstrom wird daher schnell  durch ein statisches.     elektrisehes    Feld geführt,  um Nebenreaktionen zu verhindern.

   In den       Fig.   <B>1</B> und 2 ist dieses Feld     zwissshen    den  Elektroden<B>5</B> und<B>6</B> vorhanden, so     dass    das  Metall aus dem Gasstrom ausgefällt wird  und sich. in -einem dafür bestimmten Orte an  sammelt.  



       Ausden        Fig.   <B>3,</B> 4     und   <B>5</B> ergibt sich,     dass     mehrere Paare von Elektroden benutzt     wer-          ,den    können an Stelle eines einzigen Paares.      An Stelle von schwefliger Säure können an  dere Kühlmittel, zum Beispiel Luft, Wasser,  Ammoniak,     Ko#hlensäure,    Eisstücke     usw.    be  nutzt     wer-den.    Statt des Doppelmantels kön  nen andere Kühlanordnungen zur     Anwen-          ,dung    kommen.

   Die zu spaltende     Netallver-          bindung    kann den Behälter statt in     dampf-          förmigem    Zustand auch in flüssigem     zer-          stäubt.em,    Zustand verlassen.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Darstellung von MetaIlen und Metall-Legierungen aus metallhaltigen Verbindungen durch thermische Spaltung, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine unzersetzt verdampfbare Metallverbindung ,durch Behandlung in mindestens einem elek trischen Lichtbogen mindestens teilweise atomar aufgespalten und hierauf das Metall rasch abgekühlt wird.

   UNTERANSPRüCHE <B>:</B> <B>1 .</B> Verfahren nach Patentansprueh, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung der Metallverbindung durch einen magnetisch geriollteten elektrischen Lichtbogen ge schieht. 2. Verfahren nach Patentauspruph, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhitzung der Meta.Ilverbindung durch einen magnetisch erweiterten elektrischen, Lichtbogen ge schieht.

   <B>3.</B> Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, :dass die Abtrennung des zu gewinnenden Metalles durch Führung ,des Reaktionsgemisches durch ein elektro statisches Feld geschieht.