DE126492C

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Publication number: DE126492C
Application number: DENDAT126492D
Authority: DE
Priority date: 1958-02-12
Also published as: DE1126492B; FR1222878A; GB898613A; NL103664C; LU36874A1; US3111046A

Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

Vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Bormetallen (Boreisen, Nickelbor, Chrombor, Wolframbor u. s. w.) unter gleichzeitiger Gewinnung von Calciumcarbid. '

Die Neuerung gegenüber älteren Verfahren besteht darin, dafs nicht die Borverbindung allein erzeugt, sondern gleichzeitig Calciumcarbid, beides in gewerblich verwerthbaren Mengen, gewonnen wird, und zwar unter Benutzung von borsaurem Calcium als Ausgangsmaterial.

Wohl ist schon vorgeschlagen worden, Boreisen durch Redaction von Eisenoxyd in Anwesenheit von Borsäure und Holzkohle herzustellen. Dieses schon bekannte Verfahren eignet sich aber nur für Laboratoriumsversuche und nicht für die fabrikmäfsige Erzeugung von Metallborverbindungen unter Gewinnung eines werthvollen Nebenproductes. Auch ist es bekannt, Legirungen des Eisens im elektrischen Ofen aus den Erzen unter Verwendung von Aetzkalk und Flufsspath herzustellen. Es dient jedoch ersterer Körper nur als Flufsmittel, und man erhält eine Schlacke, die aufser Calciumcarbid noch Siliciumcarbid enthält. Es handelt sich also nicht wie bei dem Erfindungsgegenstand um die Gewinnung von unmittelbar verwerthbarem Calciumcarbid als Nebenproduct aufser der Bormetallverbindung.

Die der Herstellung derartiger Metallboride innewohnenden Schwierigkeiten werden durch das vorliegende Verfahren vermieden, welches gleichzeitig eine wirtschaftlichere und zweckmäfsigere Erzeugung der genannten Körper ermöglicht, als dies bei der' gesonderten Darstellung dieser Producte der Fall ist.

Im Folgenden soll nun dieses Verfahren an Hand eines Ausführungsbeispiels erläutert werden.

Angenommen, es sei die Erzeugung von Boreisen beabsichtigt. Als Ausgangsproduct dient vortheilhaft das unter dem Namen Pandermit bekannte Mineral, welches als wesentlichen Bestandtheil die Verbindung 4 Ca O, 5 A₂ O₃ enthält. Dieses Mineral wird in Gegenwart von Eisen und Kohle stark erhitzt. Hierbei zersetzt sich das Calciumborat: das'Calcium verbindet sich mit der Kohle zu Calciumcarbid, und das Bor geht mit dem Eisen eine Legirung ein, deren Zusammensetzung je nach der Menge des verwendeten Eisens schwankt. So kann beispielsweise Einfach-Boreisen, Anderthalbfach-Boreisen und Doppel-Boreisen hergestellt werden.

Die Erzeugung von Doppel-Boreisen vollzieht sich nach nachstehender chemischer Gleichung:

4 Ca O, 5 B₂ O₃ + 5 Fe + 27 C =

4CaC₂ + 5 FeB.₂ + 19 C O.

Da das Kohlenoxyd bei der angewendeten hohen Temperatur sofort entweicht, so bleibt demnach nur das Doppel-Boreisen und das Calciumcarbid im Ofen zurück, welch letzteres als weniger dichte Masse auf ersterem schwimmt.

Soll Anderthalbfach-Boreisen erzeugt werden, so ist der Verlauf folgender:

12 Ca O, 15 B., O₃ -f 20 Fe + 81 C =.

12 CaC₂ + 10 Fe₂ B₃ + 57 C O.

Einfach-Boreisen erhält man nach der Formel: 4 Ca O, 5B₂ O₈ + 10 Fe + 27 C = " .

4 Ca C₂.+ io-Fe-B + 19 C O.

Es mufs hier jedoch bemerkt werden, dafs das •erzielte Product in seiner Zusammensetzung je nach der Reinheit des verwendeten Pandermits sowie ,.der Höhe der Temperatur schwankt, bei welcher die Umsetzung stattfand. Auch entsteht sehr häufig ein Gemenge mehrerer .■■den.angeführten Verbindungen an Stelle einer einfach zusammengesetzten Boreisenverbindung.

Bei der praktischen Durchführung des Ver-

. fahrens wird Calciumborat (Pandermit) in Gegenwart von Eisen oder des Metalles, dessen Borid erzeugt werden soll, und von Kohle oder in Gegenwart von geeigneten Verbindungen des betreffenden Metalles und Kohle reducirt, indem man die genannten Bestandteile in einem elektrischen oder sonstigen geeigneten Ofen auf eine genügend hohe. Temperatur erhitzt, um dadurch die Reduction des Calciumborats zu erzielen und die Bildung des gewünschten Metallborids zu ermöglichen. Das geschmolzene Borid kann aus dem Ofen in Ingotformen abgelassen werden, so dafs das Carbid im Ofen zurückbleibt und nachträglich aus demselben entfernt werden kann; es können aber auch beide Producte gleichzeitig abgestochen werden, da sie sich leicht von einander sondern lassen. Es soll hier noch bemerkt werden, dafs die obigen Formeln nur als Beispiel für die mögliche Bildung einfacher Boride anzusehen sind, da', wie schon erwähnt, bei der praktischen Ausführung des Verfahrens häufig Doppelverbindungen der verschiedenen Borstufen desselben Metalles erhalten werden, für deren Bildung der chemische Vorgang naturgemäfs ein verwickelter ist und daher nicht durch die gegebenen Gleichungen zum Ausdruck gebracht wird.

Claims

Patent-Anspruch:

Verfahren zur Herstellung von Bormetallen unter gleichzeitiger Gewinnung von Calciumcarbid als Nebenproduct, dadurch gekennzeichnet, dafs man borsaures Calcium, ζ. Β. in der Form von Pandermit, in Gegenwart von Kohle und des Metalles (Eisens, Nickels, Chroms, Wolframs oder dergl.), dessen Borid gebildet werden soll, oder in Gegenwart von Verbindungen des betreffenden Metalles und von Kohle auf eine hohe Temperatur erhitzt.