CH378541A - Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Aluminiumlegierung oder einer Kobalt-Aluminiumlegierung aus einem Nickel- bzw. Kobalt-Katalysator - Google Patents

Description

  



  Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Aluminiumlegierung oder einer Kobalt
Aluminiumlegierung aus einem Nickel-bzw. Kobalt-Katalysator
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer   Nickel-Aluminiumlegierung    oder einer Kobalt-Aluminiumlegierung aus   ein, em Nicket-bzw.   



     Kobalt-Katalysator   
Ist ein derartiger Katalysator erschöpft, das heisst ist die Aktivität des Katalysators durch den Gebrauch so gering geworden, dass eine weitere Verwendung des Katalysators oder seine Regeneration, die sich beispielsweise durch eine Laugebehandlung   be-werkstelligen    lässt, unzweckmässig wäre, so kann man vorteilhafterweise das in ihm vorhandene Nickel bzw. den in ihm vorhandenen Kobalt zurückgewinnen und in eine   Nickel-Aluminium-oder Kobalt-      Aluminiumlegierufng umsetzen,    aus der man durch Behandlung mit Lauge wieder einen aktiven Kata  lysator    herstellen kann.

   Es ist bekannt, den,   erschöpf-    ten Katalysator mit Luft zu dem betreffenden Oxyd zu oxydieren, dieses   anschlielssend ! zusammen    mit Aluminiumpulver   aluminothermisch    in eine Alumi  niumlegierung    umzusetzen, aus der man dann in der   genannten'bekannten    Weise einen aktiven Katalysator herstellen kann
Diesem bekannten Verfahren haftet jedoch der Nachteil an, dass die   aluminothermische    Behandlung des gebildeten Oxyds mit Aluminiumpulver wenig befriedigend verläuft.

     IneinigenFällenkommt    die aluminothermische Reaktion überhaupt nicht in Gang, in anderen   läisst    sich die bei der   aluminother-    mischen Behandlung gebildete   Aluminiumoxyd-    schlacke nur schwer beseitigen, insbesondere wenn dem Gemisch nicht aus Katalysatoren herrührendes metallisches Nickel oder metallischer Kobalt oder eine Al'uminiumlegierung dieser Metalle zugesetzt wurde. Dieses Zusetzen metallischen Nickels oder Kobalts ist aber gelegentlich erwünscht, mit   Riiez-    sich darauf, dass die sich hieraus ergebende zusätz liche Menge Legierung die bei einem in grossem
Massstabe   durchgeführten Hydrierprozess unvermeid-    lichen Verlust an Katalysator zu decken vermag.



   Es hat sich ausserdem gezeigt, dass ein Nickel oder   Kobaltoxyd, dessen Bildung unter solchen)    Oxy    dationsverhältnissen    erfolgte, nicht in befriedigender
Weise   aluminothermisch    umzusetzen ist und sich auch durch eine Oxydation von langer   Dauer-bei-    spielsweise durch Erhitzung an der Luft bei 600  C    während 24 Stunden-nicht    in einen Zustand ver setzen lässt, in welchem es   aluminothermisch    gut umsetzbar ist.



   Die Erfindung betrifft nunmehr ein Verfahren, bei dem die Oxydation des Ausgangsstoffes derart erfolgt, dass ein   aluminothermischgutumsetzbares   
Oxyd gebildet wird, auch in dem Falle, wo dem alu  minothermisch    zu behandelnden Gemisch nicht aus Katalysatoren   herruhrendes    metallisches Nickel oder
Kobalt zugesetzt ist.

   Beim Herstellen einer   Nickel-    Aluminiumlegierung oder einer   Kobalt-Aluminium-    legierung aus Nickel-bzw.   Kobalt-Katalysator    als Ausgangsstoff, wobei man den Katalysator zu Nik    kel-bzw.      Kobaltoxyd    oxydiert und das betreffende
Oxyd mit   Aluminium aluminothermisch umsetzt,    wird erfindungsgemäss die Oxydation mindestens teilweise so durchgeführt, dass man dem Katalysator ein Nitrat zusetzt und das so erhaltene Gemisch so dann erhitzt. Zweckmässigerweise wird das Nitrat in Anwesenheit von Wasser zugesetzt.



   Die Anwesenheit von Wasser bietet den Vorteil, dass sich dann die Vermischung von Nitrat und Katalysator leichter erzielen   last,    was insbesondere wichtig ist, wenn die-Reaktion heftig zu verlaufen   pllegt.    Das Wasser kann schon anwesend sein, nÏm -lich wenn der Katalysator bereits in Form einer Suspension oder einer Paste in Wasser vorliegt, oder wenn beispielsweise Nitrat in wässriger Lösung zugesetzt wird.



   Man kann die zuzusetzende Menge Nitrat so gro¯ wählen, dass die beabsichtigte Oxydation völlig durch das Nitrat herbeigeführt wird'. Der Zusatz des Nitrats und die hieran anschlie¯ende Erhitzung sind dann sehr vorsichtig vorzunehmen. Vorzugsweise aber   fuhrt    man das Verfahren derart durch, dass durch die Erhitzung zusammen mit dem Nitrat eine teilweise Oxydation herbeigef hrt wird, während die restliche Oxydation durch Einwirkung eines sauerstofthaltigen Gases erfolgt.



   Hierzu kann man beispielsweise wie folgt verfahren :
Man setzt einer Suspension erschöpften Kata  lysators    unter   Rithren    eine Lösung eines Nitrats zu und dampft das Gemisch bis zur Trockne. Das in dieser Weise erhaltene   e trockene Pulver erhitzt    man während einiger Stunden bei   60D     C an der Luft.



  Hierdurch wird sämtliches Nickel bzw. Kdbalt in das betreffende Oxyd umgewandelt, das sich als alu  minothermisch    gut umsetzbar erweist, auch wenn   n ; icht    aus Katalysatoren herrührendes metallisches Nickel oder Kobalt   mitvorhanden    ist.



   Vorzugsweise führt man aber das Verfahren derart durch, dass die Erhitzung mit Nitrat unter Hindurchleitung des sauerstoffhaltigen Gases erfolgt.



  Durch dieses Durchleiten eines sauerstoffhaltigen Gases, beispielsweise von Luft, tritt eine Oxydationsreaktion ein, wodurch die Temperatur sehr stark ansteigt. Durch Regelung der Luftzufuhr sorgt man vorzugsweise daf r, da¯ die Temperatur 900  C nicht übersteigt, da sonst die Gefahr besteht, dass Sinterung der Katalysatorteilchen auftritt. Nach Abkühlung der Masse verfügt man dann über ein, Oxyd, das eine Ïu¯erst heftige aluminothemische Reaktion abzugeben vermag, wobei man dem aluminothermisch umzusetzenden Gemisch ohne Bedenken nicht aus Katalysatoren herrührendes metallisches Nickel oder metallischen Kobalt zusetzen darf. Es ist ausserdem hierbei vorteilhaft, dass die Reaktion selbst die Wärme liefert, die erforderlich ist, um dem Nickel oder dem Kobalt eine Temperatur zu geben, bei der die Oxydation durch molekularen Sauerstoff gut verläuft.



     Zweckmatssigerweise    verwendet man   selbstver-      ständlich    bei dem erfindungsgemässen Verfahren ein Nitrat, das keine unerwünschte Fremdmetalle in der zu bildenden Legierung zurücklässt. Beispielsweise kann man von Aluminiumnitrat Gebrauch machen, oder von Nickel-oder Kobaltnitrat ; auch kann. man zum Beispiel Natrium-, Kalium- oder Calciumnitrat verwenden.



   Vorzugsweise aber verwendet man Ammoniumnitrat, denn dieser Stoff   lässt    keine   Fremdmetalle    in der herzustellenden Legierung zurück, ist billig und steht in grossen Mengen und in reinem Zustand zur Verfügung.



   Die Menge des   zuzusetzenden Ammoniumnitrats      wählt    man vorzugsweise h¯her als 10   Gewichtspro-      zen, t, bezogen    auf die Menge des erschöpften Kata  lysators.    Es zeigt sich aber zuweilen, dass auch schon 5 Gewichtsprozent oder noch weniger ein aluminothermisch gut   umsetzbares    Oxyd abgeben. Ein   Zu-    satz, der 50 Gewichtsprozent übersteigt,   zeitigt    im allgemeinen keine zusätzliche   Verbesseru, ng.    Es ist manchmal günstig, den Katalysator mit einer Lösung eines Nitrats zu waschen, ehe man ihn zu dem betreffenden Oxyd oxydiert.

   Man braucht dann, nachdem man   die Waschunb    vorgenommen hat, f r die Oxydation des Katalysators weniger Nitrat zum Erzielen eines aluminothermisch gut umsetzbaren Oxyds, wÏhrend beim Zusetzen dieses Nitrats eine   weniger heftige Reaktion aulftritt.   



   Die   Erifindumg    soll nachstehend an Hand einiger Beispiele näher erläutert werden.



   Beispiel 1
300 kg einer etwa 35 Gewichtsprozent Wasser aufweisenden Paste aus-erschöpftem-Nickelkata  lysator,    der f r die Hydrierung von   Phenol verwen-    det worden war, wird in einem offenen stählernen Behälter mit 45 kg in 60 Liter Wasser gelöstem Am  moniumnitrat    gemischt. Die so erhaltene Masse wird darauf bis zur Trockne gedämpft, wobei sich weder NO noch NO2 bildet. Das trockene Pulver wird bis   60oxo      C    an der Luft erhitzt und während 4 Stunden auf dieser Temperatur gehalten.



   Das so erhaltene Nickeloxyd wird nunmehr nach seiner   Abtkühlung aluminothermisch    zu einer Nickel Aluminiumlegierung umgesetzt, nachdem ihm 80 Gewichtsprozent Aluminium beigemischt worden ist.



  Das Gemisch wird mittels eines   Initialzünders    entz ndet. Die   aluminothermische    Reaktion verläuft ausgezeichnet, auch nach Zusatz von 4 Gewichtsprozent metallischem Nickelpulver und 4 Gewichtsprozent zusätzlichem Aluminiumpulver.



   Beispiel 2
30 kg etwa 35 Gewichtsprozent Wasser aufweisenden Paste aus erschöpftem Nickelkatalysator, der   fUr    die Hydrierung von E-Aminocapronitril verwendet und mit einer   Ammoniumnitratlösung    gewaschen worden war, wird in einem   stählernen    BehÏlter mit 4, 5 kg Ammoniumnitrat gemischt und wie im Beispiel 1 beschrieben weiterbehandelt. Das Ergebnis der aluminothermischen Reaktion ist das gleiche wie im Beispiel   1.   



   Beispiel 3
Einer 30 kg betragenden, 35 Gewichtsprozent Wasser aufweisenden Menge Paste aus erschöpftem Nickelkatalysator, der   finir    die Hydrierung von Phenol verwendet worden war, wird unter Rühren eine Lösung von 4 kg Nickelnitrat in 6 Liter Wasser zugesetzt. Die Masse wird nunmehr, wie in dem Bei  s, piel 1 angegeben, behandelt    ; das Ergebnis der alu  minothermischen    Reaktion ist das gleiche wie im Beispiel   1.   



   Beispiel 4    15    kg einer 35 Gewichtsprozent Wasser aufweisenden Paste aus Nickelkatalysator, der für die Hy drierung von Phenol verwendet worden war, wird in einem   stählernen Behälter unter Hindurchleitung    von Luft über eine untenseitig in den   Behiälter    mündende, mit einem Verteilungskopf versehene Zuführungsleitung, nach Zusatz von 3 kg Ammoniumnitrat in 6 Liter Wasser durch anfängliche Erhitzung bis zu etwa 150  C bis zur Trockne   gedampft.    Nachher steigt die Temperatur schnell an ; durch gute Regelung der Luftzufuhr und gute Vermischung der Masse wird sie auf 800    C    gehalten.

   Nach Abkühlung dieser Masse verfügt man über ein   Nickeloxyd,    das sich ausgezeichnet   aluminothermisch    mit 80 Ge  wichtsprozentAluminium zueinerMckel-Aluminium-    legierung   u, msetzen lälsst.    Hierbei kann man sogar eine Menge von 8 Gewichtsprozent Nickelpulver und 8 Gewichtsprozent Aluminiumpulver zusetzen.



   Beispiel 5
10 kg einer etwa 35 Gewichtsprozent Wasser aufweisenden Paste aus Nickelkatalysator, der für die Hydrierung von   e-Aminocapronitril    verwendet worden war, wird-nach vollzogener Waschung mit   Ammoniumnitratlösung-behandelt,    wie in dem Beispiel4 angegeben. Das Ergebnis der aluminothermischen Reaktion ist das gleiche wie in dem Beispiel 4.



   In keinem der in den Beispielen genannten Experimente tritt NO-oder   NO2-Bildlu, ng auf.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung einer Nickel-Alumi- niumlegierung oder einer Kobalt-Aluminiumlegierung aus einem Nickel-bzw. Kobalt-Katalysator, bei dem man den Katalysator zu Nickel-bzw. Kobaltoxyd oxydiert und das Oxyd mit Aluminium aluminother- misch umsetzt, dadurch gekennzeichnet, dass man die Oxydation mindestens teilweise so durchfuhrt, dass man dem Katalysator ein Nitrat zusetzt und sodann das erhaltene Gemisch erhitzt.

   UNTERANSPRÜCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da'ss Nitrat in Anwesenheit von Wasser zugesetzt wird.

   2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass durch Erhitzung zusammen mit dem Nitrat eine teilweise Oxydation herbeigeführt wird, während die restliche Oxydation durch Einwirkung eines sauerstoffhaltigen Gases erfolgt.

   3. Verfahren nach Patentanspruch und Unteranspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhit zung mit dem Nitrat unter Hindurchleitung des sauerstoffhaltigen Gases erfolgt.

   4. Verfahren nach Patentanspruch und Un, ter- ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass so viel sauerstoffhaltiges Gas durchgeleitet wird, dass die Temperatur des Reaktionsgemisches 900 C nicht übersteigt.

   5. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da¯ das zugesetzte Nitrat Ammoniumnitrat ist.

   6. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch gekennzeichnet, da¯, bezogen auf den Ausgangskata lysator, 10 bis 50 Gewichtsprozent Ammonium- nitrat zugesetzt wird.