DE1078776B

DE1078776B - Process for the production of thorium, uranium, niobium, tantalum, vanadium, tungsten, molybdenum or chromium by fused-salt electrolysis

Info

Publication number: DE1078776B
Application number: DED16742A
Authority: DE
Inventors: Guy Ervin Jun; Herbert F G Ueltz
Original assignee: DEUTSCHE NORTON GmbH
Current assignee: DEUTSCHE NORTON GmbH
Priority date: 1953-05-21
Filing date: 1954-01-08
Publication date: 1960-03-31

Description

Verfahren zur Herstellung von Thorium, Uran, Niob, Tantal, Vanadium, Wolfram, Molybdän oder Chrom durch Schmelzflußelektrolyse Zusatz zur Patentanmeldung D 15691 VI/40c (Auslegeschrift 1072 393) Die Hauptpatentanmeldung beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Titan durch Elektrolyse unterdirektem Einsatz von Titankarbid. Das Karbid wird in einer Salzschmelze aus Alkali- und/oder Erdalkali-und/oder Aluminiumhalogenden von der Kathode getrennt, vorzugsweise an oder in,der Nähe der Anode, angeordnet; bei der Elektrolyse wird das Karlyird durch anoidisch entwickeltes oder gesondert zugeführtes Halogen zersetzt; die gebildeten Titanionen wandern durch die Frem@dsalzschmelze und werden an der Festkörperkathode unter Abschei.dung von metallischem Titan entladen. Das zu elektrolysierende Titankarbidkann auch die Anode selbst -bilden, welche dann im Verlaufe der Elektrolyse aufgezehrt wird.A process for the preparation of thorium, uranium, niobium, tantalum, vanadium, tungsten, molybdenum or chromium by igneous addition to the patent application D 15691 VI / 40c (Auslegeschrift 1 072 393) The main patent application describes a process for the production of titanium by the electrolysis unterdirektem use of titanium carbide. The carbide is arranged in a molten salt composed of alkali and / or alkaline earth and / or aluminum halogen ends separated from the cathode, preferably on or in the vicinity of the anode; During the electrolysis, the karlyird is decomposed by an anoidally developed or separately supplied halogen; the titanium ions formed migrate through the foreign salt melt and are discharged at the solid-state cathode with the separation of metallic titanium. The titanium carbide to be electrolyzed can also form the anode itself, which is then consumed in the course of the electrolysis.

Erfindungsgemäß ist festgestellt worden, daßdieses Verfahren auch auf die Herstellung von Thorium, Uran, Niob, Tantal, Vanadiüm, Wolfram, Molybdän oder Chrom aus den entsprechenden Karbiden angewandt werden kann.According to the invention it has been found that this method also on the production of thorium, uranium, niobium, tantalum, vanadium, tungsten, molybdenum or chromium from the corresponding carbides can be used.

Das Verfahren der Erfindung ist in einfachen Apparaturen an sich bekannter Art bei verhältnismäßig niedrigen Betriebstemperaturen mit hoher Betriebssicherheit durchzuführen.The process of the invention is better known per se in simple apparatus Kind at relatively low operating temperatures with high operational reliability perform.

Durch das Verfahren der Erfindung kann die Herstellung der genannten Metalle wesentlich verbilligt werden. Wie im einzelnen in der Beschreibung der Hauptpatentanmeldung ausgeführt, unterscheidet .sich das Verfahren der Erfindung vom herkömmlichen Stand,der Technik vor allem in folgenden Merkmalen: Es können direkt,die Karbide der Schmelzflußelektrolyse unterworfen werden; die bisher erforderliche kostspielfge Herstellung von Halogen- oder Halogendoppelsalzen als Ausgangssubstanzen für die Elektrolyse entfällt. Die Metallab.scheidung verläuft einwandfrei, obwohl die als Elektrolyt verwendete Fremdsalzschmelze andere Kationen in erheblichem überschuß enthält. Das zu elektrolysierende Karbid kann in Form einer sich verzehrenden Karbidanode zugebracht werden, die - im Gegensatz zu älteren Verfahren, bei denen karbidhaltige Anoden zu Depolarisationszwecken bei der normalen Salzelektrolyse angewandt wurden - die eigentliche Quelle des abzuschei.denden Metalls darstellt.The process of the invention can produce the aforesaid Metals are much cheaper. As in detail in the description of the main patent application executed, .sich the method of the invention from the conventional prior art, the Technology mainly in the following characteristics: It can directly, the carbides of the fused-melt electrolysis to be subjected; the previously required costly production of halogen or halogen double salts as starting substances for the electrolysis are omitted. the Metal separation proceeds perfectly, although the foreign salt melt used as the electrolyte contains other cations in considerable excess. The carbide to be electrolyzed can be spent in the form of a consuming carbide anode, which - in contrast to older processes in which carbide-containing anodes contribute to depolarization purposes normal salt electrolysis - the actual source of the deposit Metal represents.

Bei der Herstellung der eingangs aufgeführten Metalle kann in allen wesentlichen Punkten genauso vorgegangen werden wie bei .der Herstellung von Titan gemäß -der Hauptpatentanmeldung. Es wird mit den gleichen Halogenidsalz-Schmelzelektrolyten gearbeitet; vorzugsweise werden die Halogenide von Lithium, Kalium, Natrium, Magnesium, Kalzium und Aluminium verwendet.In the production of the metals listed above, all essential points are the same as for the production of titanium according to the main patent application. It is made with the same halide salt fused electrolyte worked; preferably the halides of lithium, potassium, sodium, magnesium, Calcium and aluminum used.

Das zu zersetzende Karbid wird vorzugsweise an oder in Nähe der Anode angeordnet oder bildet die Anode selbst. Im ersteren Falle kann .die Anode aus einem elektrisch loitenden inerten Material wie etwa Koks oder Graphit bestehen. Die Karbid zersetzung kann durch Zuführung von freiem Halogen von außen unterstützt werden.The carbide to be decomposed is preferably on or near the anode arranged or forms the anode itself. In the former case can .the anode from a electrically conductive inert material such as coke or graphite. The carbide Decomposition can be supported by supplying free halogen from outside.

Häufig ist es zweckmäßig, unter .einem inerten Schutzgas, wie etwa Argon, zu arbeiten. Hinsichtlich weiterer Einzelheiten .dieser verfahrensbestimmenden Merkmale sei auf die Beschreibung .der Hauptpatentan:meldung verwiesen.It is often useful to use an inert protective gas such as Argon to work. With regard to further details of these procedural Features are referred to the description of the main patent application.

In gewissen Punkten muß die Arbeitsweise .den speziellen Gegebenheiten des zu zersetzenden Karbvds bzw. des herzustellenden Metalls angepaßt werden. Beispielsweise wird man, wenn nicht mit einer Kathode aus einer hinreichend beständigen Stahl- bzw. Nickellegierung gearbeitet wird, in sinngemäßer Anwendung des in der Hauptpatentanmeldung beschriebenen Prinzips .eine Kathode aus demselben Metall verwenden, das während der Elektrolyse auf ihr abgeschieden werden soll. Auch die einzuhaltenden Betriebsbedingungen, wie Badtemperatur, Spannung, Stromdichte usw., werden auf das gerade zu verarbeitende Karbiid, auf die Zusammensetzung :des Elektrolyten, das zu erzeugende Metall usw. abgestimmt. Die Festlegung der optimalen Bedingungen bedarf jedoch keiner besonderen Kenntnisse und kann nach den für Elektrolysen üblichen Richtlinien vom Durchschnittsfachmann vorgenommen werden. Zur weiteren Erläuterung sei als Beispiel kurz auf die Gewinnung von Chrom aus Chromkarbid (Cr. C.) mit Chlorid bzw. Chlor als Halogen und Lithium als Metallkomponente des Schmelzelektrolyten eingegangen: Dabei verlaufen im wesentlichen folgende Reaktionen: Durch die Addition der Netto-Gleichungen .ergibt sich als Brutto-Reaktion der Elektrolyse: 2 Cri C2 -f- elektr. Energie -> 6 Cr -f- 4 C Natürlich ist es nicht notwendig, den Elektrolysenvorgang über freies Halogen und freies Lithium zu formulieren; diese Darstellung erleichtert jedoch das Verständnis der Wirkung von zusätzlich zugeführtem freiem Halogen.In certain points the method of operation must be adapted to the special conditions of the carbide to be decomposed or the metal to be produced. For example, if you do not work with a cathode made of a sufficiently stable steel or nickel alloy, analogous application of the principle described in the main patent application, use a cathode made of the same metal that is to be deposited on it during the electrolysis. The operating conditions to be observed, such as bath temperature, voltage, current density, etc., are matched to the carbide to be processed, to the composition: of the electrolyte, the metal to be produced, etc. However, the determination of the optimal conditions does not require any special knowledge and can be carried out by an average person skilled in the art according to the usual guidelines for electrolysis. As an example, the extraction of chromium from chromium carbide (Cr. C.) with chloride or chlorine as halogen and lithium as the metal component of the fused metal electrolyte is briefly discussed as an example: The following reactions essentially take place: Adding the net equations gives the gross reaction of the electrolysis: 2 Cri C2 -f- electr. Energy -> 6 Cr -f- 4 C Of course it is not necessary to formulate the electrolysis process using free halogen and free lithium; however, this illustration makes it easier to understand the effect of additionally supplied free halogen.

Die Reinigung des elektrolytisch abgeschiedenen Metalles, d. h. die Trennung von Metall und anhaftendem Salz, kann ebenfalls nach den in .der Haup.tpatentanmeldung angeführten Methoden - Vakuumdestillation oder Lösungsmittelbehandlung - erfolgen.The cleaning of the electrodeposited metal, i.e. H. the Separation of metal and adhering salt can also be carried out according to the main patent application listed methods - vacuum distillation or solvent treatment - take place.

Claims

PATENT CLAIM. Application of the process for the production of titanium by melt flow lactrolysis according to patent application D 15691 VI / 40e for the production of thonium, uranium, niobium, tantalum, vanadium, tungsten, molybdenum or chromium, the metal carbide in question in a molten salt composed of alkali and / or alkaline earth and / or aluminum halides are arranged separately from the cathode, preferably on or in the vicinity of the anode, and are decomposed during the electrolysis by anodically developed or separately supplied halogen. Considered publications: German Patent Specifications Nos. 263 301, 334 475; Swiss Patent No. 261 436; USA. Pat. No. 1835 025th