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DE1067005B - Process for the production of boranates - Google Patents

Process for the production of boranates

Info

Publication number
DE1067005B
DE1067005B DENDAT1067005D DE1067005DA DE1067005B DE 1067005 B DE1067005 B DE 1067005B DE NDAT1067005 D DENDAT1067005 D DE NDAT1067005D DE 1067005D A DE1067005D A DE 1067005DA DE 1067005 B DE1067005 B DE 1067005B
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
sodium
reaction
boron
hydrogen
alkali
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DENDAT1067005D
Other languages
German (de)
Inventor
Dr. Konrad Lang Leverkusen und Dr. Werner Schabacher Köln-Mülheim Dr. Friedrich Schubert
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bayer AG
Original Assignee
Bayer AG
Publication date
Publication of DE1067005B publication Critical patent/DE1067005B/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B6/00Hydrides of metals including fully or partially hydrided metals, alloys or intermetallic compounds ; Compounds containing at least one metal-hydrogen bond, e.g. (GeH3)2S, SiH GeH; Monoborane or diborane; Addition complexes thereof

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Silicates, Zeolites, And Molecular Sieves (AREA)

Description

φ st 9φ st 9

F 23740 IVa/12iF 23740 IVa / 12i

ANMELDETAG: 12. A U G U S T 1957REGISTRATION DATE: AUGUST 12, 1957

BEKANNTMACHUNG
DER ANMELDUNG
UND AUSGABE DER
4USLEGESCHRIFT: 15. O KT O B E R 1959
NOTICE
THE REGISTRATION
AND ISSUE OF THE
4 EDITORIAL: OCTOBER 15, 1959

In der chemischen Literatur ist eine größere Zahl von Verfahren zur Darstellung von Alkaliboranaten durch Umsetzung von Metallhydriden mit Borverbindungen beschrieben worden.The chemical literature contains a large number of methods for the preparation of alkali boranates has been described by reacting metal hydrides with boron compounds.

So erhält man durch Umsetzung von Natriumhydrid mit Borsäureestern oder Natriummethoxyborat oder Borsäureanhydrid Natriumboranat:Thus, by reacting sodium hydride with boric acid esters or sodium methoxyborate, one obtains or boric anhydride sodium boronate:

4NaH + B(O4NaH + B (O

NaBH4 + 3NaOCH3 Verfahren zur Herstellung von BoranatenNaBH 4 + 3NaOCH 3 Process for the production of boranates

Anmelder:Applicant:

Farbenfabriken Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen-BayerwerkPaint factories Bayer Aktiengesellschaft, Leverkusen-Bayerwerk

3NaH + NaBH(OCHg)3 -> NaBH4 + 3NaOCH3 3NaH + NaBH (OCHg) 3 -> NaBH 4 + 3NaOCH 3

4NaH4NaH

2B2O3-2B 2 O 3 -

NaBH4+ 3NaBO2,NaBH 4 + 3NaBO 2 ,

dabei kann an Stelle von Natriumhydrid auch Natriummetall und Wasserstoff eingesetzt werden. Die Reaktionen werden bei Uherdruck durchgeführt.instead of sodium hydride, sodium metal and hydrogen can also be used. the Reactions are carried out at high pressure.

Ferner kann Natrium«*il«&nat gewonnen werden durch Umsetzung von Wasserstoff, mindestens einer Borverbindung und einer Dispersion eines oder mehrerer feinzerteilter Alkalimetalle bei Temperaturen zwischen 250 und 350° C, vorzugsweise unter Wasserstoffüberdruck. Als Borverbindungen dienen hierbei Borhalogenide, organische Anlagerungsprodukte der Borhalogenide, Borsäureester, Boroxyd,-Alkalimetallborhalogenide: Sodium can also be obtained by reacting hydrogen, at least one boron compound and a dispersion of one or more finely divided alkali metals at temperatures between 250 and 350 ° C, preferably under hydrogen pressure. Boron halides, organic addition products, serve as boron compounds Boron halides, boric acid esters, boron oxide, alkali metal boron halides:

4Na+ 2H2+ BF3-^ NaB H4+ 3 NaF, 4 Na+ 2 H2+ B(O CH3)^NaBH4+ 3 Na(O C H3),4Na + 2H 2 + BF 3 - ^ NaB H 4 + 3 NaF, 4 Na + 2 H 2 + B (O CH 3 ) ^ NaBH 4 + 3 Na (OCH 3 ),

^NaBH4+ 3NaBO2, 3< >^ NaBH 4 + 3NaBO 2 , 3 <>

Dr. Friedrich Schubert, Dr. Konrad Lang, Leverkusen,Dr. Friedrich Schubert, Dr. Konrad Lang, Leverkusen,

und Dr. Werner Schabacher, Köln-Mülheim,and Dr. Werner Schabacher, Cologne-Mülheim,

sind als Erfinder genannt wordenhave been named as inventors

halogenid in Gegenwart von Katalysatoren erzeugt: B(OCH3)3.halide generated in the presence of catalysts: B (OCH 3 ) 3 .

6LiH + 2BF3
2LiH+ B2H6
6LiH + 2BF 3
2LiH + B 2 H 6

h- B2H6+ 6LiF -> 2LiBH4. h- B 2 H 6 + 6LiF -> 2LiBH 4 .

4Na+ 2H2+ 2B2O3-4Na+ 2H2+ NaBF4 4Na + 2H 2 + 2B 2 O 3 -4Na + 2H 2 + NaBF 4

-NaBH4 + 4NaF.-NaBH 4 + 4NaF.

Die Umsetzung erfolgt in inerten Suspensionsmitteln, vorzugsweise Mineralölen, in denen das ent- standene Boranat unlöslich ist. Das Alkalimetall muß hierbei sehr fein dispergiert werden, was durch Anwendung von Rührern hoher Tourenzahl (3000 bis 6000UpM.) in Reaktionsgefäßen spezieller Konstruktion erreicht wird. Bei der anschließenden Gewinnung des reinen Boranate muß zunächst das Mineralöl ' durch Waschen mit Petroläther sorgfältig entfernt werden, sodann wird das Boranat mit Isopropylamin oder Ammoniak aus dem Reaktionsprodukt extrahiert.The reaction takes place in inert suspending agents, preferably mineral oils, in which the boranate is insoluble. The alkali metal must be very finely dispersed, what by application of high speed stirrers (3000 to 6000rpm) in reaction vessels of special construction is achieved. In the subsequent extraction of the pure boranate, the mineral oil must first be used 'Carefully removed by washing with petroleum ether, then the boranate with isopropylamine or ammonia is extracted from the reaction product.

Nach USA.-Patent 2 729 540 stellt man Boranate her durch Reaktion von Alkalimetallhydriden, Erdalkalimetallhydriden bzw. der freien Metalle mit Bortrialkylen und Wasserstoff unter hohem Druck und 200 bis 300° C.According to US Pat. No. 2,729,540, boranates are produced by reacting alkali metal hydrides and alkaline earth metal hydrides or the free metals with boron trialkyls and hydrogen under high pressure and 200 to 300 ° C.

NaH + B(C2H5)3 + 3H2-^ NaBH4 + 3 C2H6.NaH + B (C 2 H 5 ) 3 + 3H 2 - ^ NaBH 4 + 3 C 2 H 6 .

Die Umsetzung von Diboran mit Lithiumhydrid liefert ebenfalls Lithiumboranat. Hierbei wird Diboran durch Reaktion von Lithiumhydrid mit Bor-Ebenso liefert die Reaktion von Alkalimetallhydriden oder Erdalkalimetallhydriden mit Boroxyd bei 200 bis 350° C in Gegenwart eines Metallalkoxydes Boranat, wobei die Umsetzung in einer Stahlkugelmühle durchgeführt wird.The reaction of diborane with lithium hydride also yields lithium boronate. Here is diborane by reaction of lithium hydride with boron-Likewise, the reaction of alkali metal hydrides yields or alkaline earth metal hydrides with boron oxide at 200 to 350 ° C in the presence of a metal alkoxide Boranate, the reaction being carried out in a steel ball mill.

Alle diese Verfahren zeigen Nachteile, die ihre technische Verwendbarkeit beeinträchtigen. Die Verwendung des relativ leicht zugänglichen Boroxyds ergibt wegen der Bildung von NaBO2 eine theoretische Borausbeute von nur 25%, die praktischen Ergebnisse liegen bei 19% der Theorie (ohne Mahlen) bzw. 64% der Theorie (bei gleichzeitigem Mahlen). Borsäuremethylester, die wichtigste für die Boranatherstellung verwendete Borverbindung, bildet mit Methanol ein nur schwierig zerlegbares Azeotrop, seine Gewinnung ist also recht umständlich. Die Umsetzung des Boresters mit Natriummetall und Wasserstoff in Mineralölen stellt zweifelsohne einen bedeutenden Fortschritt dar, doch verlangt sie erheblichen technischen Aufwand: Hochtourige Rührwerke mit speziell geformten Rührern und Kesselwänden, die Rührer müssen bei 3000 bis 6000 UpM gegen 7 bis 10 atü Wasserstoff bei 250 bis 350° C sicher abgedichtet werden; das als Dispergierungsmittel dienende Öl muß einer Dauerbelastung von 250 bis 350° C bei Gegenwart von Natrium bzw. Natriumhydrid und gegebenenfalls Borhalogeniden gewachsen sein. Wegen der Löslichkeit der Öle in Isopropylamin bzw. Ammoniak muß das Reaktionsprodukt sorgfältig von Öl befreit werden, ehe es extrahiert wird. Diese technischen Schwierigkeiten finden ihren Ausdruck imAll of these processes have disadvantages which impair their technical usability. The use of the relatively easily accessible boron oxide results in a theoretical boron yield of only 25% because of the formation of NaBO 2 ; the practical results are 19% of theory (without grinding) and 64% of theory (with simultaneous grinding). Boric acid methyl ester, the most important boron compound used for the production of boranates, forms an azeotrope with methanol that is difficult to break down, so its extraction is very laborious. The conversion of the borate ester with sodium metal and hydrogen in mineral oils is undoubtedly a significant advance, but it requires considerable technical effort: high-speed stirrers with specially shaped stirrers and tank walls, the stirrers have to work at 3000 to 6000 rpm against 7 to 10 atm hydrogen at 250 to 350 ° C can be safely sealed; the oil used as a dispersing agent must be able to withstand a permanent load of 250 to 350 ° C. in the presence of sodium or sodium hydride and optionally boron halides. Because of the solubility of the oils in isopropylamine or ammonia, the reaction product must be carefully freed from oil before it is extracted. These technical difficulties are expressed in the

909 638/360 a909 638/360 a

verhältnismäßig hohen Preis des Natriumboranats, welches nach dem geschilderten Verfahren gewonnen wird.relatively high price of the sodium boronate, which is obtained by the process described will.

Von den übrigen bei der Beschreibung des Standes der Technik geschilderten Verfahren ist eine Durchführung im technischen Umfang bislang nicht bekanntgeworden. One of the other methods described in the description of the prior art is implementation not yet known in the technical scope.

Einen wesentlichen Fortschritt auf diesem Gebiet brachte ein nicht vorveröffentlichtes Verfahren zur Herstellung von Boranaten durch Umsetzung von Borverbindungen mit Metallhydriden, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Hydrid der Metalle A^' Mg, Ca, Sr, Ba, Li, Na, K (Rb, Cs) mit einem Meta- v borat (oder einem Metalloxyd-Boroxyd-Gemisch vergleichbarer Zusammensetzung) eines Metalls diese! Reihe, das in der genannten Reihenfolge nicht weiter links steht als das Hydridmetall, bei Temperaturen oberhalb 100° C umgesetzt wird. Das Metallhydrid kann hierbei während der Umsetzung nach an sich bekannten Verfahren erzeugt werden. Dem Reaktionsgemisch können ferner feste Säureanhydride zugesetzt werden. Nach diesem Verfahren können Boranate wesentlich wirtschaftlicher als bisher gewonnen werden.A process that has not been published in advance has brought about a significant advance in this area Production of boranates by reacting boron compounds with metal hydrides, which thereby it is characterized that a hydride of the metals A ^ ' Mg, Ca, Sr, Ba, Li, Na, K (Rb, Cs) with a metav borate (or a metal oxide-boron oxide mixture comparable Composition) of a metal this! Row that does not continue in the order listed on the left is the hydride metal that is reacted at temperatures above 100 ° C. The metal hydride can be generated during the reaction by processes known per se. The reaction mixture solid acid anhydrides can also be added. According to this procedure, boranates can be obtained much more economically than before.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Alkaliboranaten durch Umsetzung von Metallhydriden mit Borverbindungen, das dadurch gekennzeichnet ist, daß Alkaliborate oder Metalloxyd-Boroxyd-Gemische in einem anderen Molverhältnis als IMe2OzUlB2O3 mit Alkalimetallhydriden oder Alkalimetallen und Wasserstoff mit oder ohne Anwendung von Wasserstoffüberdruck bei Temperaturen über 100° C umgesetzt werden.The invention relates to a process for the preparation of alkali boronates by reacting metal hydrides with boron compounds, which is characterized in that alkali borates or metal oxide-boron oxide mixtures in a molar ratio other than IMe 2 OzUlB 2 O 3 with alkali metal hydrides or alkali metals and hydrogen with or without Application of hydrogen overpressure at temperatures above 100 ° C can be implemented.

Es wurde nämlich gefunden, daß es für die Herstellung von Alkaliboranaten nicht notwendig ist, von Metaboraten auszugehen, sondern daß der Umsetzung mit Alkalimetall und Wasserstoff bzw. Alkalimetallhydrid Alkaliborate ganz allgemein und mit besten Ergebnissen unterworfen werden können: es ist gerade von Vorteil, höhere Borate, also solche mit einem Verhältnis Me2 O: B2 O3 < 1:1 einzusetzen.It has been found that for the production of alkali borates it is not necessary to start from metaborates, but that the reaction with alkali metal and hydrogen or alkali metal hydride can be subjected to alkali borates in general and with the best results: it is precisely advantageous to use higher borates , so to use those with a ratio Me 2 O: B 2 O 3 <1: 1.

Es wurde ferner gefunden, daß die Ausbeuten ,wesentlich verbessert werden, wenn dem Gemisch von Alkaliborat und Alkalimetall bzw. Hydrid bestimmte Zusatzstoffe zugesetzt werden. Diese Zusatzstoffe +5 können in zwei Gruppen eingeteilt werden:It has also been found that the yields are significantly improved if certain additives are added to the mixture of alkali borate and alkali metal or hydride. These additives +5 can be divided into two groups:

a) Stoffe, die mit dem entstehenden Alkalioxyd chemisch reagieren. Als solche kommen in Betracht z. B. Calciumchlorid (Bildung von Alkalimetallchlorid und Calciumoxyd) oder z. B. Säureanhydride, wie Siliciumdioxyd.a) Substances that chemically react with the resulting alkali oxide. As such come into consideration z. B. calcium chloride (formation of alkali metal chloride and calcium oxide) or z. B. acid anhydrides, like silica.

b) Reaktionsfördernd wirken auch chemisch inerte Stoffe, welche das Reaktionsgemisch verdünnen. Aus der großen Zahl der hierfür in Frage kommenden Substanzen seien Kochsalz und Feldspat genannt.b) Chemically inert substances, which dilute the reaction mixture, also have a reaction-promoting effect. Of the large number of substances that can be used for this purpose, table salt and feldspar are considered called.

Die Reaktionen verlaufen dann nach folgendem Schema:The reactions then proceed according to the following scheme:

Na2O: B2O3=I : 4Na 2 O: B 2 O 3 = I: 4

Na2 B8 O13 + 32 Na+16 H2+13 Si O2 -> -> 8NaBH4 + 13Na2SiO3.Na 2 B 8 O 13 + 32 Na + 16 H 2 +13 Si O 2 ->-> 8NaBH 4 + 13Na 2 SiO 3 .

Aus den Gleichungen folgt, daß, je höher der Borgehalt des eingesetzten Borats ist, desto weniger Siliciumdioxyd verwendet werden muß, mit anderen Worten, der Ballast an Natriumsilikat sinkt. Aus diesem Grunde ist die Verwendung von höheren Boraten vorteilhafter. Aus Wirtschaftlichkeitsgründen wird man jedoch die Verwendung des aus Borax oder lit durch einfaches Entwässern leicht zugang- j η Natriumtetraborates vorziehen. IIt follows from the equations that the higher the boron content of the borate used, the less Silica must be used, in other words, the ballast of sodium silicate decreases. the end for this reason the use of higher borates is more advantageous. For reasons of economy However, if the use of the borax or lit is easily accessible by simply draining it, j η prefer sodium tetraborates. I.

Jlei der Herstellung von Alkalihydriden ist es bekannt, ein Alkalimetall mit einem feinverteilten inerten Feststoff und einer verhältnismäßig kleinen Menge von Abietinsäure zu mischen und diese Mischung der Einwirkung von Wasserstoff bei Temperaturen oberhalb des Schmelzpunktes des Alkalimetalls zu unterwerfen.It is known for the production of alkali hydrides an alkali metal with a finely divided inert solid and a relatively small one Amount of abietic acid to mix and this mixture exposure to hydrogen at temperatures subject to above the melting point of the alkali metal.

Beim Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung führt man die Umsetzung bei Temperaturen oberhalb 100° C, vorteilhaft zwischen 350 und 550° C, durch.In the process according to the present invention, the reaction is carried out at temperatures above 100 ° C, advantageously between 350 and 550 ° C through.

Um Zersetzung des Natriumboranates zu verhindern, arbeitet man vorteilhaft bei Wasserstoffdrücken von 2 bis 6 atü. Da Natriumboranat bis 400° C beständig ist, kann die Umsetzung auch drucklos durchgeführt werden, wenn man Sorge für die Einhaltung einer entsprechend geringeren Reaktionstemperatur trägt.In order to prevent decomposition of the sodium boronate, it is advantageous to work at hydrogen pressures from 2 to 6 atm. Since sodium boronate is resistant up to 400 ° C, the reaction can also be carried out without pressure if you take care of maintaining a correspondingly lower reaction temperature wearing.

Im Gegensatz zu allen bisher bekanntgewordenen Verfahren ist es bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nicht notwendig, den durch Druck und Temperatur gegebenen Existenzbereich der Alkalimetallhydride einzuhalten. Nach Gmelin, Handbuch der Anorganischen Chemie, Syst. N/21, S. 162, ist der Dissoziationsdruck des Natriumhydrids in mm Hg gegeben durch die Gleichung:In contrast to all previously known methods, this is the case with the method according to the invention not necessary, the range of existence of the alkali metal hydrides given by pressure and temperature to be observed. According to Gmelin, Handbook of Inorganic Chemistry, Syst. N / 21, p. 162, is the dissociation pressure of the sodium hydride in mm Hg given by the equation:

57005700

+ 2,5 log T + 3,956 .+ 2.5 log T + 3.956.

Daraus berechnet sich ein extrapolierter Dissoziationsdruck vonAn extrapolated dissociation pressure of

0 atü = 1 ata0 atü = 1 ata

1 atü =J. ata1 atü = J. ata

2 atü =3 ata2 atü = 3 ata

3 atü =4 ata3 atü = 4 ata

4 atü = jTata4 atü = jTata

5 atü = h ata5 atü = h ata

6 atü= £ ata6 atü = £ ata

7 atü = £ ata7 atü = £ ata

bei
bei
bei
bei
bei
bei
at
at
at
at
at
at

424° C
447° C
462° C
472° C
480° C
487° C
424 ° C
447 ° C
462 ° C
472 ° C
480 ° C
487 ° C

bei 493° C
bei 498° C
at 493 ° C
at 498 ° C

Na2O:B„O, = 3:Na 2 O: B "O, = 3:

Na8BO8+ 4Na+ 2H2+ 3 SiO2 Na 8 BO 8 + 4Na + 2H 2 + 3 SiO 2

6060

NaB H4 + 3 Na2 Si O3 NaB H 4 + 3 Na 2 Si O 3

Na2O: B2O3 = I :2Na 2 O: B 2 O 3 = I: 2

Na2B4O7 +16Na + 8H2 + 7 SiO2^ -^4NaBH4+ 7Na2SiO3 Wie Beispiel 1 zeigt, kann die Umsetzung ohne weiteres bei 500° C und 3 atü Druck, also außerhalb des Existenzbereiches von Natriumhydrid (Zersetzungsdruck bei 500° C: etwa 7,3 atü) durchgeführt werden. Ebensogut verläuft die Umsetzung innerhalb des Existenzbereiches von NaH, wie es Beispiel 2 zeigt: 3 atü, 450° C. (Der Dissoziationsdruck bei 450° C ist etwa 1,2 atü.)Na 2 B 4 O 7 + 16Na + 8H 2 + 7 SiO 2 ^ - ^ 4NaBH 4 + 7Na 2 SiO 3 As example 1 shows, the reaction can easily be carried out at 500 ° C and 3 atmospheric pressure, i.e. outside the range of existence of sodium hydride (Decomposition pressure at 500 ° C: about 7.3 atmospheres). The conversion proceeds just as well within the range of existence of NaH, as shown in Example 2: 3 atmospheres, 450 ° C. (The dissociation pressure at 450 ° C. is approximately 1.2 atmospheres.)

Nach J. Amer. Chem. Soc, 75, S. 208 (1953), verläuft die Umsetzung von Natriumhydrid mit Boroxyd nach der GleichungAccording to J. Amer. Chem. Soc, 75, p. 208 (1953) the reaction of sodium hydride with boron oxide according to the equation

4NaH + 2B2O3 4NaH + 2B 2 O 3

NaB H4 + 3 NaB O2,NaB H 4 + 3 NaB O 2 ,

Na2O:B2O3=I :3Na 2 O: B 2 O 3 = I: 3

Na2B6O10 + 24Na+12H2 Na 2 B 6 O 10 + 24Na + 12H 2

wobei die Ausbeuten 19% der Theorie (ohne gleich-10SiO2-^ zeitiges Mahlen) bzw. 64% der Theorie (unter gleich-where the yields 19% of theory (without equal-10SiO 2 - ^ simultaneous grinding) or 64% of theory (under the same-

6NaBH4+ 10Na2SiO3 70 zeitigem Mahlen über 46 Stunden) betragen.6NaBH 4 + 10Na 2 SiO 3 70 times grinding over 46 hours).

Es muß daher überraschen, daß die Umsetzung von höheren Boraten, z. B. Tetraborat, nicht nach der GleichungIt must therefore be surprising that the implementation of higher borates, e.g. B. Tetraborate, not after equation

2Na2B4O7 + 4Na + 2H2 2Na 2 B 4 O 7 + 4Na + 2H 2

NaBH4 + 7 NaBO2 + χ SiO2 NaBH 4 + 7 NaBO 2 + χ SiO 2

sondern nach der Gleichung
Na2B4O7+16Na+ 8H2+ 7SiO2
but according to the equation
Na 2 B 4 O 7 + 16Na + 8H 2 + 7SiO 2

->4NaBH4 +7Na2SiO3 -> 4NaBH 4 + 7Na 2 SiO 3

unter quantitativer Umsetzung des eingebrachten Bors abläuft, ferner, daß, da nach dgi^zitierten amerikanischen Literaturstelle Natriu»borat nicht mehr reagiert, das erheblich basischere Natriumorthoborat Na3BO3 zur fast quantitativen Umsetzung gebracht werden kann. Das erfindungsgemäße Verfahren erbringt weiterhin eine Reihe wesentlicher technischer Fortschritte:takes place with quantitative conversion of the boron introduced, and furthermore that since, according to the American literature cited above, sodium borate no longer reacts, the considerably more basic sodium orthoborate Na 3 BO 3 can be converted to almost quantitative conversion. The method according to the invention also brings about a number of significant technical advances:

Die Reaktion verläuft ohne oder unter Anwendung von nur geringem Wasserstoffüberdruck. Sie kann daher in normalen chemischen Apparaturen durchgeführt werden.The reaction proceeds without or with the use of only a slight excess hydrogen pressure. she can can therefore be carried out in normal chemical apparatus.

Die Ausgangsprodukte Natriummetall und entwässerter Borax sind leicht zugängliche und wohlfeile Produkte. Das Reaktionsprodukt braucht nicht wie bei dem obengenannten, in Mineralöl durchgeführten Prozeß vor der Extraktion umständlich gereinigt zu werden, sondern kann praktisch direkt der Laugung 3« unterworfen werden.The raw materials sodium metal and dehydrated borax are easily accessible and inexpensive Products. The reaction product does not need to be carried out in mineral oil as in the case of the one mentioned above Process to be cleaned laboriously before the extraction, but can practically directly to the leaching 3 « be subjected.

Das beim Zusatz von Quarzmehl als Nebenprodukt anfallende Natriummetasilikat ist ein wertvoller technischer Stoff, der direkt einer weiteren Verwendung zugeführt werden kann.The sodium metasilicate obtained as a by-product when quartz flour is added is a valuable technical one Substance that can be put to further use directly.

Beispiel 1example 1

In einem Rührautoklav wird eine innige Mischung von 201 g entwässertem, in der Kugelmühle gemahlenem Borax, 368 g metallisches Natrium und 420 g feinstgepulvertes Quarzmehl 4 Stunden auf 500° C erhitzt. Das Reaktionsgut steht dabei unter einem Wasserstoffüberdruck von 3 atü. Das erhaltene Reakjftionsprodukt wird mit flüssigem_Ammoniak extra-_^5 fhiert. Man erhält in vorzüglicher Ausbeute Natrium-MxTranat von 96% NaBH4-Gehalt.In a stirred autoclave, an intimate mixture of 201 g of dehydrated borax ground in a ball mill, 368 g of metallic sodium and 420 g of extremely finely powdered quartz flour is heated to 500 ° C. for 4 hours. The reaction mixture is under a hydrogen pressure of 3 atmospheres. The Reakjftionsprodukt obtained is fhiert Extra -_ ^ 5 with flüssigem_Ammoniak. Sodium MxTranat with a NaBH 4 content of 96% is obtained in excellent yield.

Als Nebenprodukt entsteht nach der GleichungAs a by-product arises according to the equation

Na2B4 O7+16 NaNa 2 B 4 O 7 +16 Na

7 Si O2+ 8H2 7 Si O 2 + 8H 2

= 4NaBH4 + 7Na2SiO3 = 4NaBH 4 + 7Na 2 SiO 3

Natriummetasilikat, welches in gewinnbringender Weise für bekannte industrielle Verwendungszwecke eingesetzt wird.Sodium metasilicate which is profitably used for known industrial uses is used.

Beispiel 2Example 2

In einem Rührautoklav wird eine innige Mischung von 201 g entwässertem und in einer Kugelmühle gemahlenem Borax, 368 g metallisches Natrium und 400 g Feldspat bei einem Wasserstoffüberdruck vonAn intimate mixture of 201 g of dehydrated and ground in a ball mill is placed in a stirred autoclave Borax, 368 g of metallic sodium and 400 g of feldspar at an excess hydrogen pressure of

3 atü bei 450° C 4 Stunden lang gerührt. Das erkaltete Reaktionsprodukt wird mit flüssigem Ammoniak extrahiert. Man erhält in vorzüglicher Ausbeute Natriumboranat von über 96°/o NaBH4-Gehalt.Stirred 3 atmospheres at 450 ° C for 4 hours. The cooled reaction product is extracted with liquid ammonia. Sodium boronate with a NaBH 4 content of over 96% is obtained in excellent yield.

Beispiel 3Example 3

Na3BO3+ 4 NaNa 3 BO 3 + 4 Na

2 H2 + 3 SiO2-2 H 2 + 3 SiO 2 -

NaBH,+3Na„SiO,NaBH, + 3Na "SiO,

10 In einem Rührautoklav wird eine Mischung von 384 g feingemahlenem Natriumorthoborat, Na3BO3, 540 g Quarzsand und 276 g Natrium unter einem Wasserstoffdruck von 2 bis 5 atü aufgeheizt. Bei 340 bis 400° C setzt die exotherme Reaktion ein, sie wird mit Hilfe der Wasserstoffzufuhr und durch Kühlung so gesteuert, daß die Temperatur 500 bis 550° C nicht überschreitet. Die Umsetzung ist" nach ό Stunden beendet. Nach dem Erkalten wird das in guter Ausbeute gewonnene Natriumboranat aus dem Reaktionsmit Ammoniak oder Isopropylamin extra-Jj 10 in a stirred autoclave, a mixture of 384 g of finely ground sodium orthoborate, Na 3 BO 3, 540 g of quartz sand and 276 g of sodium is heated atm under a hydrogen pressure of 2 to 5 The exothermic reaction begins at 340 to 400.degree. C. and is controlled with the aid of the supply of hydrogen and by cooling so that the temperature does not exceed 500 to 550.degree. Implementation is "terminated after ό hours. After cooling, the sodium borohydride recovered in good yield from the Reaktionsm it on m oniak, or isopropyl extra Jj

gemisch
hiert.
mixture
here.

Na2B6O10 Na 2 B 6 O 10

Beispiel 4
■ 24Na + 10SiO2 2
Example 4
■ 24Na + 10SiO 2 2

-^6NaBH4+ 10Na2SiO3 - ^ 6NaBH 4 + 10Na 2 SiO 3

Wie im Beispiel 3 wird eine Mischung von 271 g feingemahlenem Natriumtriborat Na2B6O10 mit 552 g Natrium und 600 g Quarzsand unter 2 bis 6 atü Wasserstoffdruck auf 400 bis 550° C erhitzt. Die Ausbeute an Natriumrloranät beträgt 75% der Theorie.As in Example 3, a mixture of 271 g of finely ground sodium triborate Na 2 B 6 O 10 with 552 g of sodium and 600 g of quartz sand is heated to 400 to 550 ° C. under a hydrogen pressure of 2 to 6 atmospheres. The sodium chloride yield is 75% of theory.

Beispiel 5Example 5

Na2B8O13 32Na +13SiO2+16H2-Na 2 B 8 O 13 32 Na + 13SiO 2 + 16H 2 -

-8NaBH4 -8NaBH 4

13Na2SiO3 13Na 2 SiO 3

Wie im Beispiel 3 und 4 wird eine Mischung von 340,4 g feingemahlenem Natriumtetraborat Na2B8O13 mit 736 g Natrium und 780 g Quarzsand unter 2 bis 6 atü Wasserstoffdruck auf 400 bis 550° C erhitzt. Die Ausbeute an Natriumboranat entspricht dem im Beispiel 4 genannten Ergebnis.As in Examples 3 and 4, a mixture of 340.4 g of finely ground sodium tetraborate Na 2 B 8 O 13 with 736 g of sodium and 780 g of quartz sand is heated to 400 to 550 ° C. under a hydrogen pressure of 2 to 6 atmospheres. The yield of sodium boronate corresponds to the result given in Example 4.

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Verfahren zur Herstellung von Alkaliboranaten durch Umsetzung von Metallhydriden mit Borverbindungen, dadurch gekennzeichnet, daß Alka^j- _bo£ate oder Metalloxyd-Boroxyd-Gemische m einem anderen Molverhältnis als 1 Me2O zu 1 B2O3 mit Alkalimetallhydriden oder Alkalimetallen und Wasserstoff mit oder ohne Anwendung von Wasserstoffüberdruck bei Temperaturen über 100° C umgesetzt werden.A process for preparing Alkaliboranaten by reacting metal hydrides with boron compounds, characterized in that Alka ^ j- _bo £ ate od he metal oxide-boron oxide mixtures m a molar ratio other than 1 Me 2 O to 1 B 2 O 3 with alkali metal hydrides or alkali metals, and Hydrogen can be reacted with or without the use of excess hydrogen pressure at temperatures above 100 ° C. In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 768 064.
Considered publications:
U.S. Patent No. 2,768,064.
Entgegengehaltene ältere Patente:
Deutsches Patent Nr. 1 036 222.
Cited older patents:
German Patent No. 1 036 222.
909 638/360a 10.59909 638 / 360a 10.59
DENDAT1067005D Process for the production of boranates Pending DE1067005B (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1259308B (en) * 1960-07-22 1968-01-25 Bayer Ag Process for the production of alkali boranates

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DE1259308B (en) * 1960-07-22 1968-01-25 Bayer Ag Process for the production of alkali boranates

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