DE1446181B1

DE1446181B1 - Verfahren zum UEberziehen von Keramik- oder Metallteilchen mit einem Metall und Reaktionsgefaess zur Durchfuehrung des Verfahrens

Info

Publication number: DE1446181B1
Application number: DE19621446181
Authority: DE
Inventors: Queneau Paul Etienne
Original assignee: Vale Canada Ltd
Current assignee: Vale Canada Ltd
Priority date: 1961-05-01
Filing date: 1962-04-30
Publication date: 1970-07-16
Also published as: NL121210C; NL277617A; GB982766A; BE617104A; US3220875A

Description

ί 446 181

1 2

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Über- Die Aufgabe der Vorliegenden Erfindung besteht

ziehen von Keramik- oder Metallteilchen mit einem deshalb darin, diese Nachteile zu vermeiden und ein Metall mittels Durchleiten von Metallcarbonyldämpf en Verfahren sowie eine Anlage zur Durchführung dieses durch ein in Bewegung gehaltenes Bett aus den Teil- Verfahrens zu schaffen, mit denen, um große Teilchenchen bei einer Temperatur, die hoch genug ist, um 5 mengen mit dem Metall des Metallcarbonyls überdas Metallcärbonyl zu zersetzen, sowie einen Reaktor ziehen zu können, eine wirksame Zersetzung von zur Durchführung der Zersetzung von Metallcarbo- Metallcarbonylen bei großen Durchsatzmengen und nyldämpfen und zum Überziehen von Teilchen gemäß bei höheren Mitteltemperaturen, als es bei der vorstediesem Verfahren. hend genannten Anlage der Fall ist, erzielt werden

Es ist bereits ein Verfahren zum Herstellen kata- io kann.

lytisch wirksamer Metallüberzüge auf feinverteilten Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß

Trägerstoffen, wobei die Trägerpartikeln in einem die Teilchen in Form eines langsam bewegten Bettes vertikalen Reaktionsrohr frei fallend vom Plattierungs- in einem Rotationsreaktor gehalten werden, wobei die gas umspült werden, das auf seine Zersetzungstempe- Bewegung ausreichend hoch ist, um eine Agglomeraratur erwärmt wird, bekannt. Die Trägerpartikeln 15 tion der Teilchen zu verhindern, jedoch niedrig genug werden dabei vom Plattierungsgasstrom in der Schwebe ist, um einen ins Gewicht fallenden mechanischen gehalten, so daß die Plattierungsreaktion in einem Abrieb zu vermeiden, und die Metallcarbonyldämpfe Wirbelbett stattfindet. Ein derartiges Verfahren hat unterhalb der Oberfläche des Bettes eingeleitet werden, den Nachteil, daß insbesondere bei Anwendung hoher Dies hat den Vorteil, daß Metallcarbonyle mit sehr

Carbonylkonzentrationen eine vollständige Zersetzung 20 hoher Geschwindigkeit und demnach hohem Durchlaß der Carbonyle nicht stattfindet. Weiterhin kann in von sehr großer Konzentration in einer Anlage mit dem Fließbett, wo die Teilchen von dem Gas getragen relativ kleinem Volumen zersetzt werden können, werden, der Gasstrom nicht in konstanter Weise ver- Weiterhin können Carbonylmaterialien mit sehr ändert werden, wodurch die Gefahr der Agglomeration hohem Metallcarbonylgehalt verwendet werden. Die von Teilchen besteht. 25 mäßige Bewegung des Bettes der vorerhitzten Metall-

Bei einem anderen bekannten Verfahren wird ele- teilchen, in dem der Carbonyldampf zersetzt wird, mentares Metall auf eine metallische Unterlage durch verhindert ein Zusammenkleben der Masse, selbst Ablagerung des elementaren Metalls aus einer das- wenn eine hohe Konzentration an Metallcärbonyl in selbe enthaltenden, durch Hitze zersetzbaren, bei Be- dem zu dem Bett zuzuführenden Material vorhanden handlungstemperatur dampf- oder gasförmigen Ver- 30 ist. Darüber hinaus wird eine praktisch völlige Zerbindung auf die auf Zersetzungstemperatur dieser Setzung des Carbonyls in einer sehr kurzen Zeit erVerbindung erhitzte Oberfläche der Unterlage aufge- reicht. Die langsame Rollbewegung des Reaktionstragen. Dabei wird die zu behandelnde Oberfläche der bettes führt dazu, daß zwischen den Teilchen konti-Unterlage unter Vakuum erhitzt und die durch Hitze nuierlich eine Relativbewegung auftritt, die ein Kleben zersetzbare, bei der Behandlungstemperatur dampf- 35 zwischen den Teilchen verhindert, während gleich- oder gasförmige Verbindung in Berührung mit dieser zeitig ein Bett aus Teilchen, die in dauernder, wechsel-Oberfläche gebracht. Dieses Verfahren hat den Nachteil, seitiger physikalischer Berührung stehen, erhalten daß bei Verwendung von Metallcarbonylen eine völlige wird. Es bilden sich zahllose, sich kontinuierlich Zersetzung nicht stattfindet, so daß in dem Abgas ändernde, rund umgehende Wege für die Durchführung noch Carbonyl enthalten ist. Eine derartige völlige 40 der Carbonyldämpfe durch das Teilchenbett, und die Zersetzung ist auch dadurch nicht möglich, daß eine Verweilzeit der Carbonyldämpfe in dem Bett wird Bewegung der Teilchen mdit stattfindet, durch die der optimal. Die völlige Zersetzung der Metallcarbonyl-Gasstrom hindurchgeht. Um die Restdämpfe aufzu- dämpfe kann durch die Tiefe des kontinuierlich umfangen, ist deshalb eine Kondensationskammer dafür laufenden Teilchenbettes eingestellt werden,
nötig. Ein weiterer Nachteil ergibt sich dadurch, daß 45 Besonders zweckmäßig ist es, wenn die Teilchen das Verfahren zur Hauptsache unter Vakuum durch- aus der Zersetzungszone abgezogen und zur Lieferung geführt werden muß, was zu einem nicht unerheblichen von wenigstens einem Teil der für die Zersetzung des apparativen Aufwand und erhöhten Gestehungs- und Metallcarbonyls erforderlichen Wärme durch eine Betriebskosten führt. Vorerhitzungseinrichtung geleitet werden. Vorteil-

Man hat auch Vorrichtungen verwendet, bei welchem 5° hafterweise wird das Metallcärbonyl in Form eines Pellets sich in einem Schacht nach unten bewegen und Dampfes mit einer Konzentration von mehr als 50°/o von sich im Gegenstrom dazu nach oben bewegendem Carbonyl zugeführt. Begünstigend wirkt es sich auf Nickelcarbonyl umströmt werden, das sich zersetzt, das erfindungsgemäße Verfahren aus, wenn die zu wodurch Nickel auf den Pellets abgeschieden wird. überziehenden Teilchen auf eine Temperatur oberhalb Auf Grund des indirekten Wärmeaustausches und der 55 der Zersetzungstemperatur des zu zersetzenden Metallschwierigen Wärmeverteilung haben diese vertikalen carbonyls, jedoch auf eine Temperatur unterhalb der Zersetzungsanlagen nur begrenzte Kapazitäten. Eine Temperatur, bei welcher eine nennenswerte Kohlengroßtechnische Produktion ist deshalb nur mit einer stofFbildung erfolgt, erhitzt werden. Dabei ist es auch Vielzahl von derartigen Anlagen möglich. Weiterhin möglich, daß mehr als ein Metallcärbonyl aufeinanderist die Durchsatzmenge des Carbonyls dadurch be- 60 folgend in die Zersetzungszone zur Zersetzung und grenzt, daß eine Adhäsion der Pellets und eine daraus zur Bildung von verschiedenen Metallschichten auf resultierende Blockierung des Schachtes vermieden den Teilchen eingeführt wird.

werden muß, die dann eintreten würde, wenn der Der zur Durchführung der Zersetzung von Metall-

Carbonylgehalt in dem zugeführten Gas eine bestimmte carbonyldampf en und zum Überziehen von Teilchen Konzentration übersteigt. Der Nickelgehalt muß bei 65 gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete diesen Anlagen im allgemeinen unterhalb 15% des Reaktor besteht aus einem drehbaren Mantel mit theoretischen Maximums gehalten werden, wodurch einer gasdichten Feststoffzuführungsleitung und Entdie Produktionskapazität weiter beschränkt ist. nahmeöffnungen an den entgegengesetzten Enden

siner Antriebseinrichtung zum Drehen des Mantels Fig. 8 zeigt in einem Längsschnitt eine weitere

am eine zentrale Längsachse und leckdichten Gasein- Äusführungsform des rotierenden Reaktors:
aßleitungen und -auslaßleitungen. Dieser Reaktor F i g. 9 zeigt in einem Längsschnitt schematisch eine

zeichnet sich dadurch aus, daß die Einlaßleitungen im Äusführungsform, bei der der Teilchenvorerhitzer fait wesentlichen in gleichen Abständen um den rotieren- S dem Carbonylreaktor zusammengebaut ist.
len Mantel angebracht sind und Gasflußsteuerorgane, Als zu überziehende Teilchen können beispiels-

iie zu jeder Zeit nur einen Gaseinläß in den unteren weise Pellets, Schrot, Körner, Agglomerate oder Teil des drehbaren Mantels erlauben, an den zu jeder Pulver aus dein Metall des Carbonyls, einem anderen ler genannten Gaseinlaßleitungen führenden Leitung Metall, nichtmetallischen! Material," keramik, feuerforgesehen sind. io festen oder glasartigen Stoffen verwendet werden. Die

Zweckmäßigerweise wird der Reaktor in einer ge- Größe dieser Keimteilchen wird hauptsächlich durch ringfügigen Neigung aus der Horizontalen gehalten,- die Geschwindigkeit und das Volumen der zu- und im den Teilchenfluß zu erleichtern. abgeführten Gase bestimmt, d.h., es können keine

Vorteilhafterweise ist an der Feststoffentnahme- Keimteilchen verwendet werden, welche im wesentiffnung eine Aüstragsvorrichtung angebracht und mit 15 liehen aus dem Reaktionsgefäß hinausgeblasen werden» inem Feststofftransportsystem einschließlich eines Die im Reaktionsgefäß selbst hergestellten Teilchen /brerhitzers zu der Feststoff beschickungsöffnung ver- haben einen Größenbereich, der zwischen Pulverkornmnden. größe und Kugeln von 2,54 cm Durchmesser liegt.

Der Vorerbjtzer besteht zweckmäßigerweise aus Die Teilchengröße ist im wesentlichen von der Carinem Drehkessel, der an dem Reaktor angebracht ist ao bonylkonzentration, der Temperatur der Feststoffe md sich mit diesem um eine gemeinsame Achse dreht; und der Verweilzeit in dem Reaktor abhängig.
ir ist außerdem mit einer Feststoffauslaßöffnung* die Die Keim- bzw. Kernteilchen A werden in einem

u der Feststoff beschickungsöffnung an dem Reaktor Teilchenvorerhitzer B vorgewärmt und dann dem ührt, und ferner mit einer Gaseinlaßleitung, die Fließ- Reaktor C zugeführt. In dem etwas geneigten, sich teuerorgane zur Ermöglichung des Gasflusses nur in 25 langsam drehenden Reaktor C mit der zu überziehenlen unteren Teil des Rotationskessels besitzt, ver- den Teilchenbeschickung, die darin als bewegtes Bett ehen. Das Feststoffzirkulierungssystem besteht dabei kontinuierlich durch Übereinanderfallen gemischt ,us einer Austragsvorrichtung, die den Auslaß der -wird, werden die Metallcarbonyldämpfe durch die 'ersetzungszone und den Einlaß der Vorerhitzungs- Teilchen geführt und zersetzt, wobei sich auf den one verbindet . 30 Teilchen Metall ablagert. Die überzogenen Teilchen D

Besonders günstig ist es, wenn die Gaseinlaßlei- werden aus dem Reaktor C ausgebracht und in einem ungen in die innere gekrümmte Oberfläche des Mantels Arbeitsgang, £,nach Größen sortiert, wobei man den ingesetzt sind und über dieselbe hinausstehen. Die gewünschten Produktanteil F und einen Anteil G mit 'ließsteuerorgane in Jeder der Gaseinlaßleitungen beim Untergröße erhält, der nochmals der Vorerhitzung und )rehen des Mantels zur Ermöglichung eines Gasflusses 35 dann dem Reaktor C zugeführt werden kann. Die werden dann betätigt, wenn sich die Gaseinlaßlei- Abgase H aus dem Reaktor C bestehen hauptsächlich ungen im unteren Teil der Drehung befindem Die aus Kohlenmonoxyd und können im Arbeitsgang / ließsteuerorgane besitzen zweckmäßigerweise in jeder zur Herstellung von Metallcarbonyldämpfen verer Gaseinlaßleitungen Betätigungshebel,die durchent-* wendet werden*

prechendangebrachte stationäre gekrümmte Führungs- 4° Der in Fig. 2 gezeigte Reaktor besteht aus einem 3hienen_s die bei dem unteren Teil des Durchganges drehbaren, zylindrischen Mantel 11 aus Weichstahl, es Mantels in Erscheinung treten, betätigt werden. Eine besondere Auskleidung muß nicht vorgesehen )ie Betätigungshebel öffnen die Fließsteuerorgane werden, da die Zersetzung der Carbonyldämpfe in der eim Entlanggleiten an den Führungsschienen und Teilchenbeschicküng praktisch vollständig ist. Der jhließen sie nach Beendigung des Entlanggleitens an 45 Reaktor steht über Laüfringe 13 auf Rollen 12, von en Führungsschienen. denen eine oder mehrere durch eine Antriebsein-

Mit Hilfe eines derartig gebauten Reaktors ist es richtung 14 angetrieben werden könneüj so daß sich lögliehi eine gleichmäßige Wärme und Dampf- bzw, der Reaktor dreht. Die gasdichte Feststoff beschickungslasverteilung zu erzielen und ein von Metallcarbonyle öffnung 15 für vorerfaitzte Teilchen, wi& Nickelpellets, raktisch freies Gas zu erzeugen. 5° in dem Reaktor wird von einem ortsfesten Gshäuse 16

An Hand der Zeichnungen werden beispielsweise verschlossen, das über verschleißfeste Dichtungen 17 oisführungsformen der vorliegenden Erfindung ver- und 18 mit dem Reaktor in gleitender Berührung steht, nschaulichti Die Innenflächen der Dichtung 17 ist an dem orts-

Fi gi 1 zeigt in einem Fließschema die Stufen des festen Gehäuse 16 mittels eines Flansches l£ und die rfindungsgemäßen Verfahrens; 55 Außenfläche der Dichtung 18 an der Antriebssin-

F ig. 2 ist ein Längsschnitt durch- eine erfindungs- richtung 14 so befestigt, daß sie sich damit dreht. Für das 3mäße, rotierende Zersetzungsanlage; Gegeneinanderdrücken der Dichtungen 17und 18 kann-

Fig. 3 ist ein Querschnitt- der Zersetzungsanlage eine geeignete Spannvorrichtung vorgesehen werden, dt eingebrachter und im Betrieb verteilter Beschickung; Die in dem Reaktor überzogenen Teilchen werden

F i g. 4 zeigt in einem Querschnitt durch den 60 durch die am Reaktor befestigte Entnahmeöffnung 29 Gierenden Reaktor die Bewegung der Teilchen entfernt, die durch einen ortsfesten Eätiiahmebeährend des Betriebs; hälter 21 gasdicht verschlossen ist. An dem Entnahme-

F ig. 5 ist eine Teilansicht längs der Linie 5-5 in behälter 21 ist eine innere Dichtung 22 und an der

ig. 2; Entnahmeöffnung20 eine äußere Dichtung.23 be-

Figi 6 zeigt einen Teilschnitt eines Steuerventils 65 festigt, die sich mit dem Reaktor dreht. Die verschleißir den; Cärbonyldampfeinlaß; festen Dichtungen 22 und 23 stehen in einem gleitenden

Fig. 7 zeigt eine weitere Ausführungsform für die Kontakt und werden durch geeignete Spannvorrichuführung von Metallcarbonyldämpfen; tungen gegeneinander gedrückt. Die Auslaßöffnung 24

5 6

des Entnahmebehälters 21 ist ebenfalls gasdicht aus- dabei gleichzeitig übereinandergeworfen werden, strö-

geführt. men die Teilchen allmählich über die Kante der Ent-

Durch leckdichte Gaseinlaßleitungen 23, die mit nahmeöffnung 20.

dem. Mantel 11 des Reaktors verbunden und drum- In F i g, 4 ist die Bewegung der Beschickung 60 bei herum verteilt sind, werden die Metallcarbonyl- 5 der Rotation des Reaktors durch Pfeile 62 gekenndämpfe, im vorliegenden Fall Nickelcarbonyldampf, zeichnet, wobei jedes Teilchen einen kreisförmigen eingeführt. Die Zufuhr und Verteilung erfolgt über Weg innerhalb der Beschickung verfolgt und dann ein Ringrohr 26„das mit dem Reaktor verbunden ist entlang der Oberfläche der Beschickung in die turbu- und in das Leitungen 27 münden, die zu den Einlaß- lente Übergangszone 62 a gelangt. Dadurch erneuert leitungen bzw. Einlaßöffnungen 25 führen, In den i° sich die Oberfläche der Beschickung kontinuierlich. Leitungen 27 sind Dampfdurchsatzsteuerorgane 28 Die in F i g. 3 mit 58 a und in F i g. 4 mit 61 bevorgesehen. Die aus dem Ringrohr 26, den Leitungen zeichnete Teilchenbettiefe ist, wie erwähnt, so festge-27 mit Steuerorganen 28 und der Einlaßleitung 25 legt, daß praktisch alle Metallcarbonyldämpfe, die gebildete Verteilungseinheit dreht sich mit dem Reak- durch das Bett geführt werden, versetzt sind, bevor sie tor. Die Einlaßleitungen 25 erstrecken sich in das *5 in den freien Raum im Reaktor gelangen können. Die Innere des Reaktors, was durch die Vorsprünge 29 Teilchenbettiefe ist somit von der Temperatur und der angedeutet ist. Durch diese Vorsprünge wird ver- Konzentration der zugeführten Carbonyldämpfe und mieden, daß Carbonyldämpfe mit dem Mantel 11 in ihrer Strömungsgeschwindigkeit abhängig. Die Rota-Berührung kommen. Die Dampfdurchsatzsteueror- tion des Reaktors bedingt ein gleichmäßiges und kongane 28 sind jeweils nur dann offen, wenn die Teil- 20 tinuierliches Rotieren der Teilchen sowie eine konchenbeschickung über der Einlaßleitung 25 liegt, so tinuierliche Relativbewegung der Teilehen zueinander, daß die Carbonyldämpfe nach oben durch die Be- Dies führt wiederum zu einer dauernden, gleichförschickung im Reaktor strömen. Die Betätigung der migen Metallablagerung durch die Zersetzung der Dampfdurchsatzsteuerorgane, d. h. ihr Öffnen und Dämpfe, so daß ein übermäßiges Wachstum der Teil-Schließen, erfolgt über eine stationäre gekrümmte 25 chen und ein Haften von einzelnen Teilchen anein-Führungsschiene 30, die über Betätigungshebel 31 ander vermieden wird. Durch die sich dauernd ändern- und Ventilstangen 32 die jeweiligen Dampfdurchsatz- den Berührungsstellen der Teilchen auf Grund der Steuerorgane 28 entsprechend steuert. Mischwirkung des Bettes erhält man zahlreiche, sich Die Zufuhr der Nickelcarbonyldämpfe zu dem Ring- immer neu bildende Durchgangskanäle für den Carrohr26 erfolgt über ein ortsfestes Dampf zuführrohr 51 30 bonyldampf, wodurch eine wirksame und vollständige und die Verbindungsleitung 52. Die Verbindungslei- Zersetzung des Dampfes erreicht wird, rung 52, die in das Ringrohr 26 mündet, dreht sich mit In F i g. 6 ist ein Beispiel eines Dampfdurchsatzdem Reaktor. Die Verbindung mit dem ortsfesten Steuerorgans 28, das im folgenden als Ventil bezeichnet Dampfzuführrohr 51 erfolgt über Dichtringe 53 und 54. werden soll, gezeigt. Die Carbijnyldämpfe strömen Das aus der Beschickung in dem Reaktor aus- 35 durch den Einlaßkanal 33 des leckdichten Ventils 28 tretende Gas wird über eine Abgasauslaßleitung 55, vom Ringrohr 26 aus in die Kammer 34 und, wenn die aus der Feststoff beschickungsöffnung 15 abzweigt, das Ventil offen ist, in den Raum 35 und durch den abgeführt. Auslaßkanal 36 in die Leitung 27. Das Schließen des Da die Einlaßleitungen 25 und insbesondere ihre Ventils 28 erfolgt durch eine Druckfeder 37, die bei 38 Vorsprünge 29 in engen Kontakt mit den Teilchen in 40 den oberen Teil der Mutter 39, die mit der Ventildem Reaktor kommen, muß vermieden werden, daß stange 32 verbunden ist, nach unten drückt, so daß die sie zu heiß werden, damit eine Zersetzung der Car- Dichtung 40 an der Schulter 41 dichtend anliegt, bonyldämpfe daran und somit eine Plattierung des Wenn sich der Betätigungshebel 31 auf die Stelle der Metalls nicht erfolgt. Um dies zu erreichen, kühlt man gekrümmten Führungsschiene 33 zubewegt, durch die zweckmäßigerweise die Einlaßleitungen 25, indem 45 das Ventil geöffnet wird, wird die Ventilstange 32 über Spritzbügel 56 Wasser zugeführt wird, das ent- zusammen mit der daran befestigten Mutter so bewegt, lang des Reaktorumfangs, wo die Einlaßleitungen 25 daß die Carbonyldämpfe von der Kammer 34 in den angebracht sind, strömt. Außerdem ist es zweckmäßig, Raum 35 und durch den Auslaßkanal 36 in die Leidie Verbindungsleitung 52, die mit der erhitzten aus rung 27 zum Reaktor strömen können. Ein zylindern Reaktor bei der Entnahme abgeführten Be- 50 drisches Führungsteil 42, das an der Mutter 39 beschickung in Kontakt kommen kann, durch einen als festigt ist, sorgt für den richtigen Sitz der Dichtung 40 Rohr 57 ausgebildeten Kühlwassermantel zu kühlen. an der Schulter 41. Ein Lecken zwischen dem Ventil-Das Rohr 57 endet in einem Schöpfer 58, der bei jeder kopf 43 und der Ventilstange 32 wird durch einen Umdrehung des Reaktors in einen Kühlwasserbe- Balg 44 verhindert, der an der Mutter 39 bei 45 und hälter eintaucht und Kühlwasser aufnimmt. Während 55 an seinem oberen Ende am Ventilkopf 43 über die der Umdrehung des Reaktors läuft das erwärmte Dichtung 46 leckdicht befestigt ist. Wasser aus dem offenen Ende des Rohres 57 wieder An Stelle des Ventils 28 kann jedoch auch jedes aus, bevor es von neuem in den Kühlwasserbehälter andere geeignete Dampfdurchsatzsteuerorgan vereintaucht. Die Kühleinrichtungen können jedoch auch wendet werden, wie beispielsweise mit einem Kolbendann weggelassen werden, wenn die Beschickung 60 nocken betriebene Ventile oder Magnetventile, derart bemessen ist, daß sich die Carbonyldämpfe in Es kann jedoch auch ein Gleit- bzw. Verschiebeder Beschickung vollständig zersetzen. ventil verwendet werden, wie es in F i g. 7 gezeigt ist. Aus dem in F i g. 3 gezeigten Querschnitt des Re- Dabei werden die Metallcarbonyldämpfe zu der Platte aktors ist ersichtlich, daß die Höhe der Teilchenbe- 47 mit einem darin vorgesehenen gekrümmten Schlitz Schickung 59 durch die Größe der Entnahmeöffnung 20 65 48 geführt. Die Platte 47 ist gasdicht an einer Platte 49 bestimmt wird. Während der Rotation des Reaktors, mit Löchern 50 angebracht, die jeweils eine Mündung bei welcher die darin enthaltenen, zu überziehenden einer Leitung 27 bilden. Dadurch dreht sich die Teilchen vom Einlaß zum Ausläßende fließen und Platte 49 mit den Leitungen 27 und dem Reaktor,

7 8

während die Platte 48 ortsfest und mit dem Dampfzu- stoffauslaßöffhung 66 mit einem !Reaktor 65 verbunden, führungsrohr 51 verbunden ist. Bei geeigneter An- wobei beide Behälter über Laufringe 68 auf Rollen 67 Ordnung des Schlitzes 48 werden die Metallcarbonyl- laufen. Die Vorrichtung wird über eine Antriebseindämpfe nur durch die Dampf einlaßleitungen 25 in den richtung 69 durch einen am Reaktor 56 angebrachten Reaktor geführt, die dann den Dampf durch die zu 5 Ringkranz angetrieben. Die Beschickung aus Teilchen überziehende Teilchenbeschickung weiterführen. ' wie Nickelpellets und Keimmaterial für Nickelpellets Die Tiefe des Teilchenbettes im Reaktor kann, wie wie Nickelschrot, Nickelpulver oder Nickelpulvererwähnt, durch die Größe der Reaktorentnahme- agglomerate wird in den Drehkessel 64 durch den öffnung 20 und/oder durch die Neigung des Reaktors Beschickungseinlaß 71 eingebracht. Durch die langvon der Feststoffbeschickungsöffnung zur Entnahme- 10 same Drehung des Drehkessels 64 fallen die Teilchen öffnung variiert werden. Je tiefer das Teilchenbett ist, langsam übereinander und werden durchgemischt, desto mehr Einlaßöffnungen 25 für Metallcarbonyl- während durch Gaseinlässe 72 über die Speiseleitung 73 dämpfe können vorgesehen werden. Die Kapazität des und die Zufuhrleitung 74 zugeführtes heißes Kohlen-Reaktors steigt angenähert mit dem Quadrat des monoxidgas in den Drehkessel eingeführt wird. Das Durchmessers und durch die Verwendung von mehre- 15 über Steuerorgane, wie sie in den F i g. 2 und 5 beren Reihen von Einlaßleitungen 25, die am Mantel 11 schrieben sind, zugeführte Gas strömt nach oben durch herum in den Reaktor mündend angebracht sind. Ein die übereinanderf allenden Teilchen, erhitzt diese und solcher Reaktor ist in F i g, 8 dargestellt, bei dem die wird durch den Gasauslaß 75 abgeführt. Länge des Reaktors gegenüber dem von F i g. 1 ver- Die vorerhitzten Teilchen gelangen mittels der

doppelt ist und mehrere Reihen von Einlaßöffnungen 20 Schöpfeinrichtung 76 aus dem Drehkessel 74 für die 63 vorgesehen sind. Dadurch wird eine Kapazitäts- Vorerhitzung durch die Feststoffauslaßöffnung 66 daverdoppelung erreicht. Neigt man, wie vorher er- rinin den Reaktor 65, wo sie wiederum, da die Rotation wähnt, die Längsachse des Reaktors in einem kleinen von Reaktor und Drehkessel gleich sind, langsam Winkel zur Horizontalen, so daß die Entnahmeöffnung übereinanderfallen und durchmischt werden. Über die 20 niedriger liegt als die Feststoffbeschickungsöffnung 25 Zuführleitung 77, die Speiseleitungen 78 und die 15, so werden der Durchgang der Teilchen durch den Dampfeinlässe 79 wird Nickelcarbonyldampf über Reaktor und die Teilchenentnahme erleichtert und entsprechende Steuerorgane in den Reaktor 65 so eindadurch niedrigere Reaktordrehzahlen möglich. Der geführt, daß die .Carbonyldämpfe stets nach oben Teilchendurchgang erfolgt rascher, und die Verweil- durch die Teilchenbeschickung geführt werden. Die zeit zwischen den Erhitzungsstufen wird kürzer. 30 bei der Zersetzung der Carbonyldämpfe entstehenden

Mit einem 0,9 m langen Reaktor, der einen Durch- Gase werden aus dem Reaktor 65 durch die Abgasmesser von 1,2 m hat und mit einer Teilehenbettiefe leitung 80 entfernt. Die gemeinsame Achse von Revon 0,51m am Carbonyldampfeinlaßarbeitet, die aktor und Drehkessel ist vorzugsweise etwas geneigt, längs einer Reihe am Umfang des Mantels 11 ange- wobei der Reaktor 65 niedriger liegt. Dadurch wird ordnet sind, können 1360 kg Nickel pro Tag erzeugt 35 das Strömen der Teilchen durch die beiden Behälter werden, wobei die Dämpfe am Einlaß über 50% erleichtert. Aus dem Reaktor 65 gelangen die Teilchen Nickelcarbonyl enthalten. Die Grenze für die Kon- inden Auslaß 81 und fallen auf die Förderschnecke 82, zentration ist lediglich durch die Bildung von flüssigem die sie zu dem Beschickungstrichter 83 fördert. Das Carbonyl in dem zugeführten Dampf begrenzt. Auslaßende der Schnecke 82 ist mit einer Schleuse 84

In einem 6,1 m langen Reaktor mit einem Durch- 40 versehen, die nur öffnet, wenn der Auslaß oberhalb des messer von 4,8 m und bei einer Teilehenbettiefe von Beschioküngstrichters 83 steht. Zweckmäßigerweise 2,1m können bei einer ähnlichen Carbonyldampf- werden die Keimteilchen durch die an dieser Stelle konzentration über 136 000 kg Nickel pro Tag erzeugt vorgesehene Beschickungsöffnung 85 zugegeben. Die werden. aus der Schleuse 84 kommenden Teilchen werden über

Die Pellets bzw. Teilchen sollen, wenn Nickelcar- 45 das Sieb 86 geführt, das die fertiggestellten überzogenen bonyldampf verwendet wird, auf 177 bis 288° C vor- Teilchen durch den Auslaßkanal 87 abführt und die erhitzt werden, wobei eine Temperatur von 204° C noch zu kleinen Teilchen in einen Trichter 88 fallen bevorzugt wird. Man versucht, die Beschickung so läßt. Diese Teilchen werden zusammen mit den neu hoch wie möglich zu erhitzen, wobei die Grenze durch zugeführten Keimteilchen wieder in den Drehkessel 64 die Bildung von Kohlenstoff gegeben ist. Diese Grenze 5° über die Schleuse 89 und die Leitung 90 eingeführt kann durch Zusatzmittel wie Ammoniak noch ver- und wieder vorerhitzt. Für einen leekdichten Gasfluß schoben werden. Die Entnahmetemperatur der über- sind in der Zufuhrleitung 74 für das Kohlenmonoxydzogenen Teilchen aus dem Reaktor sollte bei 149° C gas und der Zuführleitung 77 für die Nickelcarbonyl- und darüber liegen. Die Vorerhitzung kann durch dämpfe Dichtungen 91 bzw. 92 vorgesehen. Gleicher-Strahlung, elektrisch, durch indirekten Wärmeaus- 55 weise, sind am Einlaßende des Drehkessels 64 und am tausch oder durch direkten Wärmeaustausch mit Auslaßende des Reaktors 65 Dichtungen 93 und 94 einem Gas wie Kohlenmonxyd, das im System im angebracht.

Kreislauf geführt wird, erfolgen. Die Vorerhitzung In der nachstehenden Tabelle werden die Ergebnisse

kann in einer Extrazone, beispielsweise durch ein von sechs Versuchen aufgeführt, die mit einem Re-FJießbett mit Kohlenmonoxyd mit Trägergas oder 60 aktor von 1,2 m Innendurchmesser und einer Länge erst im Reaktor durchgeführt werden, wobei heißes von 0,9 m durchgeführt sind. Als Keimmaterial wird Gas in die Teilchen an Stellen eingeblasen wird, die; dabei feines Nickelschrot zugesetzt, aus dem Reaktor von den Metallcarbonyleinlaßstellen entfernt liegen. werden dichte, einheitlich große Pellets von 1,27 cm Als zweckmäßig hat sich eine Konstruktion heraus- Durchmesser und relativ glatter Oberfläche entnomgestellt, bei der die Vorerbitzungsanlage und der Re- 65 men. Derartige Pellets sind insbesondere für die Heraktor zusammengebaut sind und um eine gemeinsame stellung von Sonderstählen, Hochtemperaturlegierun-Achse rotieren, wie es in Fig. 9 dargestellt ist. Ein gen oder für Zwecke verwendbar, wo sehr reines Drehkessel 64 für die Vorerhitzung ist über eine Fest- Metall, im vorliegenden Fall Nickel, erforderlich ist.

009529/186

9	Zugesetztes Ni, kg/h.	^A	B	10	Versuch	C	^D	^E	F
	Zugefiihrter Dampf, m³/min	21,8	23,1	18,1	37,6	46,5	57,1
	Zugesetztes Ni/Dampf, g/m³	0,60	0,65	0,75	0,765	0,793	0,821
Abgas, m³/min	600	580	400	820	975	1160
Abgeführtes Ni/Abgas, g/m³	1,09	1,11	1,28	1,67	1,84	2,10
Zersetzungsgrad, %	0,47	0,38	0,11	0,44	0,44	0,16
Teilchenzugabetemperatur, ⁰C	99,87	99,89	99,96	99,90	99,91	99,97
Pelletentnahmetemperatur, ⁰C	232 bis 249	188 bis 213	213 bis 240	241 bis 243	236 bis 239	233
	196 bis 213	177 bis 196	191 bis 216	201 bis 204	193 bis 199	188

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es nicht nur möglich, Metallteilchen mit dem gleichen oder einem anderen Metall zu überziehen, sondern es können auch Metallegierungen hergestellt werden, indem die einzelnen Metallcarbonyle entsprechend gemischt werden. Derartige Legierungsteilchen können dann entsprechenden Nachbehandlungen unterworfen werden. Weiterhin ist es nicht erforderlich, daß lediglieh Metallcarbonyldämpfe zugeführt werden. Statt dessen können andere geeignete Metallverbindungsdämpfe, die sich in dem erfindungsgemäßen Reaktor zersetzen und Metall abscheiden, verwendet werden. Derartige Verbindungen sind beispielsweise Kobaltnitrosylcarbonyl, Zinnhydrid, Antimonhydrid, Berylliumjodid und Nickeljodid.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Überziehen von Keramik- oder Metallteilchen mit einem Metall mittels Durchleiten von Metallcarbonyldämpfen durch ein in Bewegung gehaltenes Bett aus Teilchen bei einer Temperatur, die hoch genug ist, um das Metallcarbonyl zu zersetzen, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen in Form eines langsam bewegten Bettes in einem Rotationsreaktionsgefäß gehalten werden, wobei die Bewegung ausreichend hoch ist, um eine Agglomeration der Teilchen zu verhindern, jedoch niedrig genug ist, um einen ins Gewicht fallenden mechanischen Abrieb zu vermeiden, und die Metallcarbonyldämpfe unterhalb der Oberfläche des Bettes eingeleitet werden.

2. Verfahren nach Anspruch. 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen aus der Zersetzungszone abgezogen und zur Lieferung von wenigstens einem Teil der für die Zersetzung des Metallcarbonyls erforderlichen Wärme durch eine Vorerhitzungseinrichtung geleitet werden.

3. Verfahren nach, einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallcarbonyl in Form eines Dampfes mit einer Konzentration von mehr als 50% Carbonyl zugeführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zu überziehenden Teilchen auf eine Temperatur oberhalb der Zersetzungtemperatur des zu zersetzenden Metallcarbonyle, jedoch auf eine Temperatur unterhalb der Temperatur, bei welcher eine nennenswerte Kohlenstoff bildung erfolgt, erhitzt werden.

5. Verfahren nach, einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mehr als ein Metallcarbonyl aufeinanderfolgend in die Zersetzungszone zur Zersetzung und zur Bildung von verschiedenen Metallschichten auf den Teilchen eingeführt wird.

6. Reaktionsfluß zur Durchführung der Zersetzung von Metallcarbonyldämpfen und zum Überziehen von Teilchen gemäß dem Verfahren nach Anspruch 1, der aus einem drehbaren Mantel mit einer gasdichten Feststoffzuführungsleitung und Entnahmeöffnungen an den entgegengesetzten Enden, einer Antriebseinrichtung zum Drehen des Mantels um eine zentrale Längsachse und leckdichten Gaseinlaßleitungen und -auslaßleitungen besteht, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlaßleitung (25) im wesentlichen in gleichen Abständen um den rotierenden Mantel angebracht sind und Gasfluß-Steuerorgane (28), diezu jeder Zeitnur einen Gaseinlaß in den unteren Teil des drehbaren Mantels erlauben, an den zu jeder der genannten Gaseinlaßleitungen führenden Leitungen vorgesehen sind.

7. Reaktionsgefäß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Reaktor (C) in einer geringfügigen Neigung aus der Horizontalen zur Erleichterung des Teilchenflusses gehalten wird.

8. Reaktionsgefäß nach einem der Ansprüche 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß eine Austragsvorrichtung (82) an der Feststoff-Entnahmeöffnung angebracht und mit einem Feststofftransportsystem (82, 84) einschließlich eines Vorerhitzers (64) mit der Feststoff beschickungsöffnung (15) verbunden ist.

9. Reaktionsgefäß nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorerhitzer aus einem Drehkessel (64) besteht, der an dem Reaktor angebracht ist und sich mit diesem um eine gemeinsame Achse dreht, und außerdem mit einer Feststoffauslaßöffnung (66), die zu der Feststoff beschickungsöffnung (15) an dem Reaktor führt, und ferner mit einer Gaseinlaßleitung (72) die Fließsteuerorgane (28) zur Ermöglichung des Gasflusses nur in den unteren Teil des Rotationskessels besitzt, versehen ist.

10. Reaktionsgefäß nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Feststoffzirkuliersystem aus einer Austragsvorrichtung (82) besteht, die den Auslaß (81) der Zersetzungszone und den Einlaß (84) der Vorerhitzungszone verbindet.

11. Reaktionsgefäß nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gaseinlaßleitungen in die innere gekrümmte Oberfläche des Mantels eingesetzt sind und über dieselbe hinausstehen.

12. Reaktionsgefäß nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Fließsteuerorgane (28) so eingerichtet sind, daß sie in jeder der Gaseinlaßleitungen beim Drehen des Mantels zur Ermöglichung eines Gasflusses dann betätigt werden, wenn sich die Gaseinlaßleitungen im unteren Teil der Drehung befinden.

13. Reaktionsgefäß nach Anspruch 12, dadurch

gekennzeichnet, daß die Fließsteuerorgane in jeder der Gaseinlaßleitungen (27) Betätigungshebel (31) besitzen, die durch entsprechen, dangebrachte stationäre gekrümmte Führungsschienen (30), die bei dem unteren Teil des Durchgangs des Mantels in Erscheinung treten, betätigt werden.

14. Reaktiönsgefäß nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungshebel (31) die Fließsteuerorgane (28) beim Entlänggleiten an den Führungsschienen (30) öffnen und die Fließsteuerorgane nach Beendigung des Entlanggleitens an den Führungsschienen schließen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen