DE296867C - - Google Patents

Description

KAISERLICHES A IMPERIAL A

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Den Gegenstand der vorliegenden Erfindung bildet die Herstellung von Elementen, die schwer rein zu gewinnen sind, wie z. B. Bor, Titan, Silizium, Vanadium, Zirkon, Cer, besonders von solchen, welche bequem verdampfbare Verbindungen bilden, so z. B. Halogenverbindungen, Sulfide, Phosphide, u. dgl. m. Ferner kann man 'nach dem beschriebenen Verfahren auch besondere Verbindungen erzeugen.The subject of the present invention is the production of elements, which are difficult to win purely, such as B. boron, titanium, silicon, vanadium, zirconium, Cerium, especially of those which form easily vaporizable compounds, so z. B. halogen compounds, sulfides, phosphides, and the like also produce special connections.

Die Reduktion dieser Verbindungen geschieht mit Hilfe von Metalldämpfen. Zwar siiid schon bisher / Reduktionen mit Metalldämpfen ausgeführt. Diese führten aber meist nur sehr mangelhaft zum Ziel. Mit Hilfe des neuen Verfahrens gelingt es nun bequem, auch die schwerstreduzierbaren Verbindungen bis zum reinen Element zu reduzieren. These compounds are reduced with the help of metal vapors. Though siiid already carried out / reductions with metal vapors. But this led usually only very poorly to the goal. With the help of the new procedure, it is now possible convenient to reduce even the most difficult to reducible compounds down to the pure element.

Als Metalldämpfe für das neue Verfahren kommen vor allem in Frage Dämpfe von Quecksilber, Kupfer, Silber und in zweiter Linie Dämpfe von Legierungen, z. B. Amalgame besonders der Leichtmetalle und diese selbst, beispielsweise von Natrium, Kalium u. dgl. Auch kann man Dämpfe der Erdalkalimetalle, z. B. von Kalzium, verwenden, wodurch eine schnellere und weitergehende Reduktion, aber schwierigere Trennung eingeht. The metal vapors used in the new process are primarily vapors from Mercury, copper, silver and, secondarily, fumes from alloys, e.g. B. Amalgams especially of the light metals and these themselves, for example of sodium, potassium and the like. Vapors of the alkaline earth metals, e.g. B. of calcium, use, which leads to a faster and more extensive reduction, but more difficult separation.

Als Ausgangsmaterial für die Ausübung des neuen Verfahrens benutzt man nun zweckmäßig nicht die Oxyde, da diese nicht genügend flüchtig sind, sondern Halogenide, SuI- ■ fide, Phosphide u. dgl. Am leichtesten ist jedoch das Verfahren unter Benutzung von Halogeniden durchzuführen.It is now expedient to use the starting material for carrying out the new process not the oxides, since these are not sufficiently volatile, but halides, SuI- ■ fide, phosphide and the like, however, the easiest method is using Perform halides.

Zur richtigen Durchführung ist es ferner von Vorteil, so viel Metalldämpfe zur Anwendung zu bringen, daß das Metall im Verhältnis zu der zu zerlegenden Verbindung im Überschuß vorhanden ist. Man braucht dabei nicht unbedingt eine Atmosphäre, die ausschließlich aus Metalldämpfen besteht, zu benutzen. Dieselbe kann also auch andere Gase, ζ. B.Wasserstoff, enthalten, jedoch empfiehlt es sich, die Metalldämpfe im Überschuß zur Anwendung zu bringen, insbesondere, wenn es sich um sonst sehr schwer reduzierbare Verbindungen handelt.It is also beneficial to use as much metal fumes as possible for proper performance to bring that the metal in relation to the compound to be decomposed in excess is available. You don't necessarily need an atmosphere that is exclusive consists of metal vapors. So it can also use other gases, ζ. B. hydrogen, contain, but it is advisable to use the metal vapors in excess especially when it comes to compounds that are otherwise very difficult to reduce acts.

Am zuverlässigsten und sichersten läßt sich das Verfahren jedoch durchführen, wenn man lediglich Metalldämpfe mit dem Ausgangsmaterial in Berührung bringt und alle dritten Stoffe, Gase ο. dgl., ausschließt.However, the most reliable and safest way to carry out the procedure is if you only brings metal vapors into contact with the starting material and all third parties Substances, gases ο. like., excludes.

Die Herstellungsweise beispielsweise von Zirkon geschieht nach dem vorliegenden Verfahren, indem Zifkonchlorid als Ausgangsmaterial benutzt wird, das durch Erwärmen flüchtig gemacht und mit Metalldämpfen, z. B. Quecksilberdämpfen oder Amalgamdämpfen, in Berührung gebracht wird.The production method of zirconium, for example, takes place according to the present process, by using zifcon chloride as a starting material, which is obtained by heating volatilized and with metal vapors, e.g. B. mercury vapors or amalgam vapors, is brought into contact.

Dabei ist zu beachten, daß auch die Temperatur, bei welcher die Umwandlung vorgenommen wird, eine Rolle spielt. Die Reduktion gelingt in der Regel um. so vollkommener, je höher die zur Verwendung.gelangende Reduktionstemperatur ist.It should be noted that the temperature at which the conversion is carried out will play a role. The reduction usually succeeds around. so perfect the higher the reduction temperature used.

Die Trennung der entstehenden Reduktionsprodukte bei Herstellung von Zirkon aus The separation of the resulting reduction products in the production of zircon from

Zirkonchlorid mit Hilfe von reinen Ouecksilberdämpfen oder Amalgamdämpfen, also Zirkon und Chlorverbindung von Quecksilber usw., geschieht am einfachsten durch Erhitzen im Vakuum oder indifferenter Atmosphäre, wodurch die Quecksilberverbindung heraussublimiert oder gelöst wird, so daß das reine Element, hier z. B. Zirkon, übrig bleibt.Zirconium chloride with the help of pure mercury vapors or amalgam vapors, i.e. zirconium and chlorine compounds of mercury, etc., are most easily done by heating in a vacuum or indifferent atmosphere, whereby the mercury compound is sublimed out or is solved so that the pure element, here z. B. Zircon, remains.

Wesentlich ist bei dem vorliegenden Ver-_What is essential in the present ver-_

ίο fahren, den Metalldampf in Form eines Strahles aus einer Düse strömen zu lassen, gegen den die verflüchtigten zu reduzierenden Verbindungen geleitet werden; dadurch erst wird eine gute Vermischung und Regulierung der angewandten Mengen ermöglicht. Am besten gelingt es daher, das Verfahren auszuführen, wenn man als Reduktionsmaterial leicht flüchtige Verbindungen wählt, wenn man z. B. die Herstellung von Bor aus Borchlorid vornimmt, das bekanntlich bei mäßiger Erwärmung bereits ein Gas bildet, und daß man nun die beiden gasförmigen Massen, nämlich den Borchloriddampf und den Quecksilberdampf, in materiellem Strahl bei hinreichender Temperatur gegeneinanderströmen läßt. In vorliegendem Beispiel wird dann einerseits reines Bor gefällt, andererseits entstehen Chlorverbindungen des Quecksilbers, die von dem Bor durch Sublimation getrennt werden können.ίο drive the metal vapor in the form of a beam to let flow from a nozzle, against which the volatilized compounds to be reduced be directed; Only this enables good mixing and regulation of the quantities used. Preferably It is therefore possible to carry out the process if the reducing material used is highly volatile Connections if you choose z. B. carries out the production of boron from boron chloride, which, as is well known, already forms a gas with moderate heating, and that one now has the both gaseous masses, namely boron chloride vapor and mercury vapor, can flow against each other in a material jet at a sufficient temperature. In the present For example, pure boron is then precipitated on the one hand, and chlorine compounds are formed on the other of the mercury, which can be separated from the boron by sublimation.

Bei Anwendung eines reinen Ausgangsproduktes, hier also reinen Borchlorides, erhält man ein absolut reines Bor.When using a pure starting product, in this case pure boron chloride, is obtained one absolutely pure boron.

Zur Erzielung der für die Durchführung des Verfahrens notwendigen Reduktionstemperatur und des Dampfstromes kann man die Metalldärapfe auf die Reduktionsmaterialien, beispielsweise innerhalb des elektrischen Ofens, einwirken lassen. Besonders wirksam jedoch läßt sich das Verfahren'durchführen, wenn man die notwendige Temperatur durch einen Metalldampflichtbogen erzeugt, da dadurch mehrere Vorteile auf einmal erreicht werden können. Es kann nämlich die Temperatur so hoch gesteigert werden, daß schon von selbst die -einströmende flüchtige Verbindung zerfällt; andererseits ist eine sehr schnelle Abkühlung und Fortführung der Reduktionsprodukte zu erzielen, und schließlich wirken die elektrischen Vorgänge förderlich für die Trennung der zu zerlegenden Verbindung und hinderlich für die Wiedervereinigung derselben. Außerdem aber ist das ganze Verfahren ein außerordentlich reinliches, da keinerlei fremde Substanzen oder Dämpfe in Berührung mit den umzusetzenden Materialien kommen. Als weiterer Vorzug des Verfahrens mit dem Metalldampflichtbogen ist zu erwähnen, daß dasselbe ohne wesentliche Volumenveränderung der gesamten, zur Reaktion gelangenden Massen, wie dies sonst z. B. bei der Reduktion mit Wasserstoff auftritt, vor sich geht, so daß ein vollkommener Abschluß des Raumes, in welchem die Umsetzung stattfindet, möglich ist, und daß man dennoch bei Atmosphärendruck arbeiten kann.To achieve the reduction temperature necessary to carry out the process and the steam flow, the metal bowls can be placed on the reducing materials, for example inside the electric furnace. Particularly effective However, the process can be carried out if the necessary temperature is passed through creates a metal vapor arc, as this achieves several advantages at once can be. Namely, the temperature can be increased so high that already the volatile compound flowing in will disintegrate by itself; on the other hand is a very fast one To achieve cooling and continuation of the reduction products, and finally act the electrical processes conducive to the separation of the connection to be dismantled and a hindrance to the reunification of the same. In addition, however, is the whole procedure an extraordinarily clean one, as there are no foreign substances or vapors in contact come with the materials to be implemented. Another advantage of the process with The metal vapor arc should be mentioned that the same is done without any significant change in volume of the entire masses that come to reaction, as is otherwise z. B. at the Reduction with hydrogen occurs, so there is a complete completion of the Space in which the implementation takes place is possible, and that one can nevertheless with Atmospheric pressure can work.

Die Erzeugung des Metalldampfbogens geschieht praktisch am besten mit Hilfe eines elektrischen Dampfapparates (Patentschrift 227270). Es bildet sich dabei ein materieller Metalldampfstrom von außerordentlich hoher Temperatur, die 4000 Grad und mehr betragen kann. Dieser Metalldampfstrom bildet eine strömende Säule, die sich · mit großer Geschwindigkeit bewegt und im Verhältnis zu dem dagegenströmenden flüchtigen Reduktionsmaterial innerhalb der Umsetzungszone einen erheblichen Überschuß an Metalldampf enthält, so daß eine vollständige Umsetzung stattfinden kann.The best way to create the metal vapor arc is practically with the help of a electric steam apparatus (patent specification 227270). A material one is formed in the process Metal vapor flow of extraordinarily high temperature, which is 4000 degrees and more can. This stream of metal vapor forms a flowing column that moves with great speed moved and in relation to the volatile reducing material flowing against it contains a considerable excess of metal vapor within the reaction zone, so that a complete reaction can take place.

Wie bereits angedeutet, eignet sich das neue Verfahren am besten für die Umsetzung leicht flüchtiger Verbindungen, z. B. der Chloride, und als bequemstes, zu diesem Zwecke geradezu ideales Metall das Quecksilber oder seine Amalgame.As already indicated, the new procedure is best suited for implementation easily volatile compounds, e.g. B. the chlorides, and as the most convenient, for this purpose downright ideal metal mercury or its amalgams.

Um z. B. reines Bor herzustellen, läßt man den Borchloriddampf bei hoher Temperatur gegen einen Quecksilberdampfstrahl oder Amalgam dampfstrahl treten, wobei sich dann Bor bildet, das sofort mitgeführt wird, so daß g₀ das Bor als feines, schwarzes, nicht .— wie bisher angenommen wird ·— braunes Pulver zurückbleibt. Das braune Bor erhält man bei geringem Sauerstoffzutritt und bei gelindem j Erhitzen, es stellt also ein Suboxyd dar. War das Borchlorid rein, so erhält man ein absolut reines Bor.To z. Prepare as pure boron, is allowed to Borchloriddampf at high temperature against a mercury vapor jet or amalgam steam jet step, and then forming boron entrained immediately, so that g is _0, the boron as a fine, black, not .- as previously believed - brown powder remains. The brown boron is obtained with little oxygen and with gentle heating, so it represents a suboxide. If the boron chloride was pure, then an absolutely pure boron is obtained.

Der für die Umsetzung benutzte Apparat kann dabei allseitig abgeschlossen gehalten werden, wenn man dafür sorgt, daß das überschüssige Quecksilber wieder kondensiert wird, so daß der ganze Raum nur von Borchlorid ausgefüllt wird, in das der heiße Quecksilberdampf hineinströmt. Man erhält dann eine quantitative Umsetzung des Ausgangsmaterials. The apparatus used for the implementation can be kept closed on all sides if you make sure that the excess mercury condenses again so that the whole space is filled only by boron chloride, in which the hot one Mercury vapor flows into it. A quantitative conversion of the starting material is then obtained.

In analoger Weise kann man reines Zirkon erhalten, wie überhaupt alle Elemente, die flüchtige 'Halogenide bilden. Man gewinnt so mit Leichtigkeit und in großer Reinheit die u₀ Elemente, die man bisher nicht rein gewinnen konnte, wie Bor, Titan, Vanadium, Uran, Thorium usw.Pure zirconium can be obtained in an analogous manner, as can all elements which form volatile halides. In this way, the u ₀ elements can be obtained with ease and in great purity, which previously could not be obtained in pure form, such as boron, titanium, vanadium, uranium, thorium, etc.

Es ist eine bekannte Tatsache, daß der Metalldampf bogen sehr leicht erlischt, wenn er ng von einer strömenden fremden Atmosphäre getroffen wird, sobald er auch nur eine nennenswerte Länge erreicht hat. Deshalb ist für die Durchführung des vorliegenden Verfahrens der in der Patentschrift 227270 dargestellte Dampf apparat von besonderem Wert, weil man mit dessen Hilfe einen langen, stabi-It is a known fact that the metal vapor arc is very easily extinguished when it is ng is hit by a streaming strange atmosphere as soon as it even has a significant one Reached length. That is why it is necessary to carry out the present procedure the steam apparatus shown in patent specification 227270 is of particular value, because with its help you have a long, stable

len, strömenden Lichtbogen aus reinem Metall-len, flowing arc made of pure metal

" dampf dauernd erhalten kann, selbst wenn er von einer strömenden Atmosphäre, beispielsweise einer Titanchloridatmosphäre, dauernd getroffen wird. Man kann daher auf diese Weise, das Verfahren ununterbrochen selbst tagelang durchführen."Steam can get continuously, even if it is from a flowing atmosphere, for example a titanium chloride atmosphere. One can, therefore, in this way, keep the procedure uninterrupted by oneself perform for days.

Das Titan, Bor ο. dgl. scheidet sich dann als feines Pulver direkt infolge der außerordent-Hch günstigen Verhältnisse und auch so gut wie quantitativ ab. Von dem beigemengten Quecksilber, Natrium usw. und seinen Chlorverbindungen kann es leicht durch Destillation im Vakuum getrennt werden oder durch Aus-The titanium, boron ο. The like. then separates as a fine powder directly as a result of the extraordinarily high favorable conditions and also as good as quantitatively. From the added Mercury, sodium, etc. and its chlorine compounds can be easily obtained by distillation be separated in a vacuum or by

ij lösen.ij solve.

Die Durchführung des Verfahrens unter Anwendung anderer Metalle als Quecksilber, z. B. Silber, Kupfer o. dgl., zur Bildung des Metalldampfes ist analog, nur bietet-es wegen der höheren, notwendig erforderlichen Temperaturen größere experimentelle Schwierigkeiten. Carrying out the process using metals other than mercury, z. B. silver, copper or the like. To the formation of the metal vapor is analogous, only it offers because of the higher temperatures required, greater experimental difficulties.

In beiliegender Zeichnung ist in beispielsweiser Ausführung ein Apparat zur Ausübung des neuen Verfahrens dargestellt. Er wird vorteilhaft aus Quarz und Eisen oder anderen geeigneten Materialien hergestellt.In the accompanying drawing, an example of an apparatus for exercising is shown of the new procedure. He becomes beneficial made of quartz and iron or other suitable materials.

Der Apparat besteht aus einem Rohr 1, welches etwa in der Mitte mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Quecksilberdampfbogens versehen ist. Die Röhre trägt zu diesem Zweck nach oben hin einen konischen Ansatz 2, der durch einen Stöpsel 3 evtl. unter Zuhilfenahme einer Quecksilberdichtung 4 verschlossen ist. Durch den Stöpsel 3 ist eine Eisenstange 5 dicht oder beweglich hindurchgeführt, die an ihrem unteren Ende in einer Wolframelektrode 6 ■ endet.The apparatus consists of a tube 1, which is approximately in the middle with a device is provided to generate a mercury vapor arc. For this purpose, the tube has a conical top Approach 2, which is closed by a plug 3, possibly with the aid of a mercury seal 4 is. An iron rod 5 is passed through the plug 3 in a sealed or movable manner, which ends at its lower end in a tungsten electrode 6 ■.

Unterhalb der letzteren ist ein Rohransatz 7 angeordnet, der mit Quecksilber gefüllt ist und sich nach unten hin in ein U-förmiges Rohr 8 fortsetzt. In hinreichender Höhe ist dann in den abwärts gerichteten Schenkel des Rohres 8 ein Eisenstab 9 eingesetzt, gegebenenfalls unter Benutzung einer Quecksilberdichtung 10. Dieser Stab 9 steht in leitender Verbindung mit dem die Röhren 8 und 7 anfüllenden Quecksilber. Schiebt man ihn tiefer in das Rohr 8 hinein, so steigt der Quecksilberspiegel in dem Rohre 7 und fällt, wenn man den Stab 9 in die Höhe zieht. Man kann also mit Hilfe des Stabes 9 die Höhe des Quecksilberstandes in dem Rohre 7 regulieren.Below the latter, a pipe socket 7 is arranged, which is filled with mercury and continues downward into a U-shaped tube 8. At a sufficient height an iron rod 9 is then inserted into the downward leg of the tube 8, optionally using a mercury seal 10. This rod 9 is in conductive connection with the one that fills the tubes 8 and 7 Mercury. If you push it deeper into the tube 8, the mercury level rises in the tube 7 and falls when the rod 9 is pulled up. So you can with the help of the rod 9 the height of the Regulate the mercury level in the tube 7.

Diese Regulierung kann natürlich ebensogut vorgenommen werden, wenn man in bekannter Weise' mit Hilfe eines Gummischlauohes an das Rohr 8 ein Gefäß mit Quecksilber anschließt und dieses hebt oder senkt:This regulation can of course just as well be carried out if one is familiar with Instruct 'with the help of a rubber claw the tube 8 connects a vessel with mercury and this raises or lowers:

Das Rohr ist nach oben hin durch eine Düse 11 verschlossen, welche nur einen Durchgangsquerschnitt von bestimmter Größe besitzt.The tube is closed at the top by a nozzle 11 which has only one passage cross section of a certain size.

Durch den Umstand, daß sich der Lichtbogen durch diese Düse hindurchzwängen muß, wird derselbe stabilisiert und kann, ohne abzureißen, verhältnismäßig lang gezogen werden, auch wenn er von Strömungen getroffen wird. Unterhalb der Düse ist ein Röhrchen 12 mit seitlichen Öffnungen angebracht, das sich oben an die Düse anschließt und nach unten hin offen ist. Auch dieses dient dem Zwecke der Stabilisierung des Lichtbogens. Zwecks Zündung des Lichtbogens läßt man den Quecksilberspiegel im Rohre 7 so weit ansteigen, 'daß die Öffnung der Düse 11 von Quecksilber erfüllt ist. Alsdann senkt man die Elektrode 5 so weit, daß sie mit dem Wolframstück 6 das durch die Düsenöffnung tretende Quecksilber berührt, und erzeugt den Lichtbogen, indem man die Elektrode 5 wieder anhebt. Sodann senkt man den Ouecksilberspiegel.im Rohre 7 etwa bis in die gezeichnete Lage. Man erhält dann einen außerordentlich stabilen und verhältnismäßig langen Lichtbogen.Due to the fact that the arc has to squeeze through this nozzle, is it is stabilized and can be pulled relatively long without tearing off, even when hit by currents. Below the nozzle is a tube 12 with side openings attached, which connects to the top of the nozzle and downwards is open. This also serves the purpose of stabilizing the arc. For the purpose of ignition of the arc lets the mercury level in the tube 7 rise so far that the opening of the nozzle 11 is filled with mercury. Then the electrode 5 is lowered so far that they with the tungsten piece 6 passing through the nozzle opening mercury touches, and creates the arc by lifting the electrode 5 again. Then one lowers the Ouecksilberspiegel.im tube 7 approximately to the position shown. You get then an extremely stable and relatively long arc.

An das linke Ende des Rohres 1 ist ein Behälter 13 angeschlossen, welcher mit dem zu verarbeitenden Ausgangsmaterial 14, beispielsweise Borchlorid, gefüllt ist. Durch hinreichende Erwärmung, die nötigenfalls durch Gasflammen, Elektrizität o. dgl. erfolgt, wird das Reaktionsmaterial verflüchtigt, so daß es _go in gasförmigem Zustande in das Rohr 1 eintritt und an den Lichtbogen gelangt.A container 13, which is filled with the starting material 14 to be processed, for example boron chloride, is connected to the left end of the tube 1. By sufficient heating, which, if necessary, o electricity by gas burners. Like. Occurs, the reaction material is volatilized so that it _go occurs in a gaseous state into the pipe 1 and arrives at the arc.

Bei Einleitung des Prozesses spült man zweckmäßig das Rohr 1 zunächst mit reinem Wasserstoff aus, was bequem geschehen kann, da das Rohr auf der linken Seite oberhalb des Gefäßes 13 noch mit einem verschließbaren Stutzen 15 versehen ist und am unteren Ende einen abwärts gerichteten Stutzen 16 trägt, der unten offen ist und nach Belieben mit Hilfe eines Quecksilbergefäßes 17 verschlossen werden kann.When initiating the process, it is expedient to first rinse the pipe 1 with clean Hydrogen from what can be conveniently done as the tube is on the left above the Vessel 13 is still provided with a closable nozzle 15 and at the lower end carries a downwardly directed nozzle 16, which is open at the bottom and at will with Can be closed using a mercury vessel 17.

Um dann den Raum 1 lediglich mit Dämpfen des zu verarbeitenden Materials zu erfüllen, läßt man zunächst, wenn bereits die Dämpfe ^ aus dem Gefäß 13 eintreten, das Rohr 16 noch offen, so daß der vorher eingefüllte Wasserstoff mit Sicherheit herausgespült wird.Then around the room 1 only with steam To meet the material to be processed, you can initially, if the vapors ^ enter from the vessel 13, the pipe 16 still open, so that the previously filled hydrogen is flushed out with certainty.

Sobald dann der Lichtbogen entzündet ist, beginnt die Reduktion, und zwar wird samt- n₀ liches Reaktionsmaterial nahezu restlos aufgearbeitet. Der Strom der zu reduzierenden Dämpfe bewegt sich naturgemäß von links nach rechts, und es setzen sich die Reduktionsprodukte daher vornehmlich im rechten Teil ng der Rohre ab, von wo sie dann nach Beendigung des Prozesses durch den verschließbaren Stutzen 18 bequem entfernt werden können.As soon as the arc is ignited, the reduction begins, namely velvety n ₀ royal reaction material is almost completely processed. The flow of the vapors to be reduced naturally moves from left to right, and the reduction products therefore settle primarily in the right part of the pipes, from where they can then be conveniently removed through the closable nozzle 18 after the process has been completed.

Die hier gegebene Ausführungsform des Apparates bildet nur ein Beispiel. Zur Beschleunigung des Vorganges kann man natürlich mehrere Lichtbogen nebeneinander brin-The embodiment of the apparatus given here is only an example. To speed up Of course, several arcs can be brought side by side during the process.

gen u. dgl. m. Man kann auch, um die hergestellten Elemente von den übrigen Reduktionsprodukten zu trennen, die Sublimierung in der Weise vornehmen, daß man nach Ausschaltung des Lichtbogens eine in relativ niedrigen Grenzen zu haltende Erwärmung des Rohres ι vornimmt, indem man an den Stutzen 18 geeignete Auffangvorrichtungen anschließt. Es sublimieren dann die Quecksilberverbindungen heraus, und das reine Produkt, beispielsweise Bor, verbleibt in dem Rohre i.genes and the like. It is also possible to separate the produced elements from the other reduction products to separate, undertake the sublimation in such a way that one after elimination of the arc a heating of the to be kept within relatively low limits Rohres ι undertakes by connecting suitable collecting devices to the nozzle 18. The mercury compounds then sublime out and the pure product, for example boron, remains in the tube i.

In Fig. 2 ist eine weitere AusführungsformIn Fig. 2 is a further embodiment

des in Fig. ι gegebenen Apparates dargestellt, und zwar eine solche, bei der sich die Düse 11 besonders bequem aus dem Apparat entfernen läßt. In diesem Falle ist das Rohr ι mit einem nach abwärts gerichteten Stutzen 19 versehen, in den das Rohr 7, das seinerseits die Düse 11 trägt, von unten hereingeschoben wird. Zur Abdichtung des Rohres 7 an dem Stutzen 19 trägt das Rohr 7 eine ringförmige Schale 20, die mit Quecksilber gefüllt ist, derart, daß das Rohr 19 in das Quecksilber eintaucht, so daß eine völlige Abdichtung erfolgt. Das Rohr 8, welches sich nach unten an das Rohr 7 anschließt, ist hier nur sehr kurz gehalten. Es trägt einen Gummischlauch 21, der zu einem Quecksilberbehälter 22 führt, der gehoben oder gesenkt werden kann und auf diese AVeise zur Regulierung des Quecksilberspiegels im Rohre 7 benutzt wird. Außerdem kann dieser Behälter gleichzeitig zum Nachfüllen des Quecksilbers benutzt werden. Von besonderem Vorteil für die sich abspielenden Reduktionsvorgänge ist der Umstand, daß eine ständige Strömung der zu reduzierenden Materialien am Lichtbogen vorbei erzeugt wird, so daß immer neue Teile des Reaktionsgutes mit dem Lichtbogen in Berührung treten.of the apparatus given in Fig. ι, namely one in which the nozzle 11 particularly easy to remove from the device. In this case the tube is with a downwardly directed nozzle 19 is provided, in which the pipe 7, which in turn the nozzle 11 carries, is pushed in from below. To seal the pipe 7 on the Nozzle 19, the tube 7 carries an annular shell 20 which is filled with mercury, in such a way that the tube 19 is immersed in the mercury, so that a complete seal takes place. The pipe 8, which connects to the pipe 7 at the bottom, is kept very short here. It wears a rubber tube 21, which leads to a mercury container 22 that can be raised or lowered and is used in this way to regulate the level of mercury in the tube 7. aside from that this container can also be used to refill the mercury. The fact that the reduction processes take place is particularly advantageous that a constant flow of the materials to be reduced past the arc is generated so that always new parts of the reaction material come into contact with the arc.

Die obere Elektrode 6 ist in dem angeführten Beispiel aus Wolfram gefertigt. Man kann natürlich hierzu auch jedes andere ge-. eignete und hinreichend widerstandsfähige Material verwenden, so z. B. Bor, Titan o. dgl. Zur Erzielung absolut reiner Produkte ist es vorteilhaft, die Düse 11 und die Anode aus solchen Stoffen zu wählen, die den zu bildenden verwandt sind, so z. B. bei Erzeugung von Bor eine Düse aus Bor oder Borstickstoff, die Anode aus Bor zu verwenden.In the example given, the upper electrode 6 is made of tungsten. Man Of course, any other can also do this. suitable and sufficiently resistant material use, e.g. B. boron, titanium o. The like. To achieve absolutely pure products it is advantageous to choose the nozzle 11 and the anode from such materials that the to be formed are related, e.g. B. when producing boron a nozzle made of boron or boron nitrogen, to use the anode made of boron.

Claims (9)

Patent-Ansprüche:Patent Claims: I. Verfahren zur Herstellung von EIementen oder niederen Verbindungen der-' selben, besonders von solchen, die schwer durch Reduktion zu gewinnen sind, z. B.I. Process for the manufacture of elements or lower compounds of the same, especially those which are difficult to obtain by reduction, e.g. B. Vanadium, Titan, Bor, Zirkon, Thorium usw., aus den Halogeniden, Sulfiden, Phosphiden u. dgl. leicht verdampfbaren Ver-Windungen durch Einwirkung von Metallen in Dampfform, dadurch gekennzeichnet, daß die Halogenide, Sulfide usw. in verflüchtigtem Zustande gegen das aus einer Düse in Form eines hoch erhitzten Dampfstrahles austretende Metall geführt bzw. geblasen werden.Vanadium, titanium, boron, zirconium, thorium, etc., from the halides, sulfides, phosphides and the like easily vaporizable twists due to the action of metals in vapor form, characterized in that the halides, sulfides, etc. in the volatilized state against the a nozzle in the form of a highly heated steam jet escaping metal or blown. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der hoch erhitzten Metalldämpfe ein elektrischer Metalldampflichtbogen benutzt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that for generating the Highly heated metal vapors an electric metal vapor arc is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Metalldämpfe in der Reaktionszone im Verhältnis zu den zu reduzierenden Verbindungen im Überschuß zur Anwendung gelangen.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the metal vapors are used in excess in relation to the compounds to be reduced in the reaction zone. 4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Reduktionsprodukte nach erfolgter Reduktion einer schnellen Abkühlung unterworfen werden, so daß Rückverbindungen nicht eintreten können.4. The method according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the reduction products are subjected to rapid cooling after the reduction has taken place so that return connections cannot occur. 5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Trennung der Reaktionsmassen durch Abdestillation, am besten im Vakuum, erfolgt.5. The method according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the The reaction masses are separated by distillation, preferably in vacuo. 6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß als reduzierendes Metall Quecksilber oder seine Amalgame verwendet werden.6. The method according to claim 1, 2, 3, 4 or 5, characterized in that as reducing metal mercury or its amalgams can be used. 7. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung einer besonders großen Reaktionssphäre und eines stabilen Bogens ein Dampfapparat nach Patent 227270 verwendet wird.7. The method according to claim 1, 2, 3, 4, 5 or 6, characterized in that for A steam apparatus according to patent 227270 is used to generate a particularly large reaction sphere and a stable arc will. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, 6 oder 7, bestehend aus einem rohrartigen Körper, an dessen einem Ende die zur Reduktion bestimmten Verbindungen eingeführt und in Längsrichtung des Apparates vorwärts bewegt werden, während senkrecht zu dem rohrartigen Körper oder im Winkel hierzu eine oder mehrere Einrichtungen zur Erzeugung eines Metalldampf bogens, ■ insbesondere' eines. Quecksilberlichtbogens, vorgesehen sind.8. Device for performing the method according to claim 1, 2, 3, 4, 5, 6 or 7, consisting of a tubular body, at one end of which the connections intended for reduction are introduced and moved forward in the longitudinal direction of the apparatus while perpendicular to the tubular body or in the Angle this one or more devices for generating a metal vapor arc, ■ in particular 'one. Mercury arc, are provided. 9. Ausführungsform der Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zur bequemen Herausnahme der den Quecksilberbogen stabilisierenden Düse letztere in einem nach unten aus dem Apparate herausziehbaren Rohre gelagert ist, das mit Hilfe einer Quecksilberdichtung an dem Apparat abgedichtet wird.9. Embodiment of the device according to claim 8, characterized in that that for easy removal of the nozzle stabilizing the mercury arc the latter is stored in a tube that can be pulled out from the bottom of the apparatus, which is sealed to the apparatus with the aid of a mercury seal. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.1 sheet of drawings.