DK146820B - Fremgangsmaade til fremstilling af aluminium- eller magnesiumphosphider - Google Patents

Description

146320

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til fremstilling af aluminium- eller magnesiumphosphider . ved omsætning af det finfordelte metal eller en legering af begge metaller med phosphor i en atmosfære af inert gas og i 5 nærværelse af chlor, brom eller jod eller en forbindelse af chlor, brom eller jod med phosphor, svovl, hydrogen, ammonium, zink eller det metal, der skal omsættes.

Til bekæmpelse af skadedyr, især insekter og gnavere, anvendes mange midler, der som den virksomme be-10 standdel indeholder phosphider af aluminium eller magnesium. Derfor eksisterer der en betragtelig interesse for en risikofri og ren fremgangsmåde til fremstilling af disse phosphider.

Det er kendt at fremstille forskelligartede metal-15 phosphider ved sammensmeltning af metallet med rødt phosphor. Eftersom reaktionen mellem f.eks. aluminium- eller magnesiumpulver og rødt phosphor er stærkt exoterm, er det tilstrækkeligt at blande metalpulveret godt med det røde phosphor og bringe blandingen til reaktion ved an-20 tændelse. Under omsætningen opnås dog så høje temperaturer, at en del af phosphoret fordamper og brænder i luften. I tilfælde med omsætning af magnesiumpulver med rødt phosphor kan der endog opstå eksplosioner. De ved denne arbejdsgang opnåelige udbytter er som følge deraf i al-25 mindelighed utilfredsstillende.

Det er også allerede kendt at gennemføre omsætningen af magnesium og rødt phosphor i nærværelse af jord-alkalimetal- eller aluminiumchlorider (DE-fremlæggelses-skrift nr. 1.567.520 og AT-patentskrift nr. 324.278).

30 Metalchloriderne tjener som dæmpningsmidler og skal for at kunne udfolde en tilstrækkelig virkning tilsættes i relativ stor mængde. Dette fører til, at det opnåede produkt har et tilsvarende nedsat magnesiumphosphid-indhold.

35 Ligeledes er det fra DE-patentskrift nr. 736.700 allerede kendt at gennemføre omsætningen af magnesium med rødt phosphor i nærværelse af ammoniumchlorid som for-tyndningsmiddel og i en hydrogenstrøm.

146820 2

Den omhandlede fremgangsmåde er ejendommelig ved, at der anvendes gult phosphor, og at omsætningen udføres ved en temperatur mellem 300 og 600°C.

Medens omsætningen af magnesium med rødt phosphor 5 ved de ovennævnte kendte fremgangsmåder også i nærværelse af jordalkalimethalchlorider, aluminiumchlorid eller ammoniumchlorid kræver anvendelse af relativt høje temperaturer, kan omsætningen af aluminium eller magnesium eller en legering af disse to metaller med 10 gult phosphor overraskende gennemføres godt allerede i det nævnte relativt lave temperaturområde, såfremt den foretages under den katalytiske indvirkning fra en relativ ringe mængde chlor, brom eller lod eller en forbindelse af chlor, brom eller iod med phoshor, 15 svovl, hydrogen, ammonium, zink eller det metal, der skal omsættes.

Katalysatoren kan inden omsætningen blandes med enten metallet eller det gule phosphor. Det er fordelagtigt, såfremt metallet foreligger i pulver- eller 20 smuldform, og det gule phosphor sættes langsomt til i flydende form. Det er endvidere hensigtsmæssigt, hvis reaktionsblandingen omrøres mekanisk under omsætningen.

Ved den omhandlede fremgangsmåde er det muligt at fremstille phosphider af aluminium eller magnesium eller 25 en blanding af disse phosphider i store mængder uden risiko og næsten i teoretiske udbytter. Fremgangsmåden er meget miljøvenlig, eftersom der næsten ikke opstår biprodukter. Endvidere indeholder de dannede metalphos-phider ingen nævneværdige mængder polyphosphider. Dette 30 viser sig ved den senere anvendelse af disse metalphos-phider ved skadedyrsbekæmpelse på den måde, at der ved deres hydrolyse i det væsentlige kun opstår phosphin, der ikke i sig selv antændes i luften, og næsten ingen højere phosphiner, såsom diphosphin, der er selvantænde-35 lig.

146820 3

De ved den omhandlede fremgangsmåde som katalysatorer tjenende grundstoffer, chlor, brom, iod eller deres hydrogen-, ammonium-, svovl-, phosphor-, zink-, aluminium- eller magnesiumforbindelser, såsom HC1, NH^Cl, SC12, 5 S0C12, S02C12, PC13, PBr3, PI3, PClg, P2I4/ POCl3,

ZnCl2, ZnBr2, AlCl3, ÅlBr3, MgCl2, MgBr2 eller Mgi2, anvendes hensigtsmæssigt i en sådan mængde, at vægtforholdet mellem metallet, der skal omsættes, og katalysatoren ligger i området fra 10.000:1 til 10.000:200.

10 Ved en særlig foretrukken udførelsesform for frem gangsmåden ifølge opfindelsen blandes først det fint pulveriserede eller smuldformede metal grundigt med katalysatoren. Blandingen opvarmes i en egnet lukkelig reaktor i inert gasatmosfære, f.eks. under nitrogen, ved normal-15 tryk til reaktionstemperaturen mellem 300 og 600°C. Når den ønskede reaktionstemperatur er opnået, tilsættes flydende gult phosphor med en sådan hastighed, at den frigjorte reaktionsvarme problemfrit kan bortledes og temperaturen holdes i området mellem 300 og 600°C. Under 20 disse omstændigheder er omsætningen let kontrollerbar, og det anvendte metal smelter ikke. Når der er tilsat den fornødne mængde phosphor, tilsluttes hensigtsmæssigt en efterreaktionstid af afmålt varighed for at muliggøre en mest mulig fuldstændig omsætning. Også under efterre-25 aktionstiden holdes temperaturen i området mellem 300 og 600°C. Er omsætningen afsluttet, udtages reaktionsproduktet under inert gas gennem en under reaktoren anbragt udløbsindretning.

Opfindelsen belyses nærmere ved de efterfølgende 30 eksempler.

146820 4

Eksempel 1 200 g magnesiumsmuld opvarmes under nitrogen til 35G°C med 0/8 g iod i et reaktionskar, der er lukket med et vandforlag.

5 Opvarmningen afsluttes, og reaktionsblandingen tilblandes 157 g gult phosphor så langsomt, at temperaturen ikke stiger over 500°C. Varigheden af tilsætningen er ca. 30 minutter. Det grå smuldformede produkt kan uden ' besvær udtages af reaktoren.

10 Udbytte: 356 g; ^3^2-Udholds 89%.

Eksempel 2 400 g magnesiumsmuld opvarmes i et med et med et vandforlag lukket reaktionskar under nitrogen med meka-15 nisk omrøring til 300°C. I en tildrypningstragt blandes 320 g gult phosphor og 3 g iod og opvarmes til 50°C. Phosphor-iod-blandingen sættes nu langsomt til det opvarmede metal. Tilsætningsvarighed: ca. 25 minutter. Temperaturen stiger til 510°C.

20 Udbytte: 715 g; Mg2P2~indhold: 94,5%.

Eksempel 3 200 g magnesiumsmuld blandes under nitrogen med 1 g diphosphortetraiodid i et reaktionskar, der er lukket 25 med et vandforlag, og opvarmes til 360°C. Efter at opvarmningen er indstillet, tilsættes 162 g flydende gult phosphor så langsomt, at temperaturen ikke stiger over 500°C.

Tilsætningsvarighed: ca. 25 minutter. Det grå 30 smuldformede produkt kan uden besvær udtages af reaktoren.

Udbytte: 361 g; Mg3P2~indhold: 95,5%.

Eksempel 4 35 100 g magnesiumsmuld blandes under nitrogen med 3 g brom i et med et vandforlag lukket reaktionskar og op- 146820 5 varmes til 300°C. Efter at opvarmningen er indstillet/ sættes langsomt 80 g flydende gult phosphor til reaktionsblandingen. Temperaturen stiger ikke over 480°C. Tilsætningsvarighed: ca. 35 minutter. Det grå smuldformede 5 produkt kan uden besvær udrystes fra reaktionskarret.

Udbytte: 178 g; ! 89%.

Eksempel 5 30 g magnesiumsmuld opvarmes under nitrogen i et reaktionskar, der er lukket med et vandforlag. Efter at 10 opvarmningen er indstillet, sættes der langsomt en flydende blanding af 24 g gult phosphor og 0,3 g brom til reaktionskarret. Temperaturen stiger ikke over 390°C. Tilsætningsvarighed: 20 minutter.

Reaktionsblandingen holdes yderligere 20 minutter 15 ved 280°C, derpå kan det smuldformede produkt uden besvær udrystes fra reaktionskarret.

Udbytte: 54 g; MggP2~indhold: 87%.

Eksempel 6 10 kg magnesiumsmuld blandes under nitrogen med 20 40 g iod i et reaktionskar, der er lukket med et vandforlag, og opvarmes til 350°c. Efter at opvarmningen er indstillet, sættes der langsomt 8,5 kg flydende gult phosphor til reaktionsblandingen. Under tilsætningen .stiger temperaturen ikke over 480°C. Reaktionsblandingen omrø-25 res under den totale reaktionsvarighed. Tilsætningsvarighed: 70 minutter.

Det grå smuldformede produkt tømmes fra bunden gennem en åbning, uden at reaktionskarret åbnes yderligere.

30 Udbytte: 18,4 kg; Mg3P2-indhold: 95%.

Eksempel 7 100 g magnesium-aluminium-legering (50% magnesium, 50% aluminium) blandes under nitrogen med 2 g brom i et reaktionskar, der er lukket med et vandforlag, og opvar-35 mes til 330°C. Efter at opvarmningen er indstillet, sæt- 146820 6 tes der langsomt 100 g flydende gult phosphor til reaktionsblandingen. Temperaturen stiger ikke over 450°C. Tilsætningsvarighed: ca. 30 minutter.

Det grå smuldformede produkt kan uden besvær ud-5 rystes fra reaktionskarret.

Udbytte: 200 gj Magnesiumphosphid-.og magnesium-phosphidindhold: 95%.

Eksempel 8 1,5 kg magnesium-aluminium-legering (50% magnesi- 10 um, 50% aluminium) blandes under nitrogen med 15 g iod i et reaktionskar, der er lukket med et vandforlag, og opvarmes til 360°C. Efter at opvarmningen er indstillet, sættes der langsomt 1,5 kg flydende gult phosphor til reaktionsblandingen. Temperaturen stiger ikke over 450°C.

15 Tilsætningsvarighed: 30 minutter.

Det grå smuldformede produkt kan uden besvær udrys tes fra reaktionskarret.

Udbytte: 2,9 kg; magnesiumphosphid- og aluminium-phosphidindhold: 90%.

20 Eksempel 9 64 g aluminiumsmuld blandes under nitrogen med 1 g iod i et reaktionskar, der er lukket med et vandforlag, og opvarmes til 380°C. Efter at opvarmningen er indstillet, sættes der langsomt 62 g flydende gult phosphor til.

25 Temperaturen stiger derved ikke over 500°C.

TiIsætningsvarighed: ca. 30 minutter.

Det grå smuldformede produkt kan uden besvær udrys tes fra reaktionskarret.

Udbytte: 122 g; Aluminiumphosphidindhold: 85%.