CH372648A - Verfahren zur Herstellung von feinverteiltem ferromagnetischem Eisenoxyd - Google Patents

Description

  Verfahren zur Herstellung von feinverteiltem     ferromagnetischem    Eisenoxyd    Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstel  lung von feinverteiltem     ferromagnetischem    Eisenoxyd  aus     Eisenhalogeniden    in der Gasphase.  



  Es ist bekannt, ebenso wie andere Oxyde auch  Eisenoxyd durch Hydrolyse entsprechender Halo  genide in einer     Wasserstoff-Sauerstoff-Flamme    zu ge  winnen. Bei diesem Verfahren wird im allgemeinen  mit einem     überschuss    von Sauerstoff gearbeitet. Das  erhaltene Eisenoxyd ist     paramagnetisch.    Man ist zur  Gewinnung von     Eisenoxyd    auch von     Eisenpentakar-          bonyl    ausgegangen und hat dieses allein oder zusam  men mit anderen brennbaren Stoffen verbrannt.

   Es  ist schon beschrieben worden,     Eisenkarbonylverbin-          dungen    mit einem Unterschuss an Sauerstoff, bezogen  auf die Zusammensetzung des     Ferrioxydes,    zu ver  arbeiten, um magnetische Eisenoxyde darzustellen.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge  kennzeichnet, dass ein flüchtiges     Eisenhalogenid    im  Innern einer Flamme eines wasserbildenden Gas  gemisches durch Hydrolyse umgesetzt wird, wobei  Sauerstoff oder ein sauerstoffhaltiges Gas mindestens  in einer solchen Menge in die Flamme eingeführt  wird, dass die Bildung der zur vollständigen Hydro  lyse des     Eisenhalogenids    in ein Oxyd des dreiwerti  gen Eisens erforderliche Wassermenge gewährleistet  ist und gleichzeitig Wasserstoff oder Wasserstoff in  freier oder gebundener Form enthaltende Gase in für  die     Wasserbildung    überschüssiger Menge in die  Flamme gebracht werden.

   Das nach dem Verfahren  gemäss der     Erfindung    erhaltene Eisenoxyd ist im  Gegensatz zu den Produkten der bisher bekannt  gewordenen Verfahren bei     stöchiometrischer    Zusam  mensetzung, Fe<B>0.,</B>     ferromagnetisch.    Es ist     seiner          Feinteiligkeit    wegen besonders geeignet als     Magneto-          grammträger,    ferner zur Herstellung von magneti  schen Verbundwerkstoffen durch     Verpressen    oder    auch als Material für die zerstörungsfreie Werkstoff  prüfung.

   Es kann auf Grund seiner     Feinteiligkeit    und       Aktivität    auch für Zwecke eingesetzt werden, bei  denen es auf die Ausnutzung der magnetischen Eigen  schaften nicht oder nicht in erster Linie ankommt, so  beispielsweise als Füllstoff, Pigment oder Polier  mittel.  



  Das erfindungsgemässe Verfahren beschränkt  sich bei der Auswahl der wasserbildenden Gase für  die Flamme nicht auf reinen Sauerstoff oder reinen  Wasserstoff, wenn auch der letztere bevorzugt an  gewendet wird, vielmehr kann die Erzeugung der  Flamme auch durch Verwendung von Wasserstoff  enthaltenden bzw. durch thermische Zersetzung Was  serstoff bildenden Gasen oder Gasgemischen, wie  Leuchtgas, Methan oder     dergleichen    erfolgen, wäh  rend als Sauerstoffträger mit Vorteil Luft benutzt  wird.  



  Nach einer bevorzugten Ausführungsform des  Verfahrens gemäss der Erfindung werden die wasser  bildenden Gase mit dem flüchtigen     Eisenhalogenid     vor der Zuführung zur Flamme homogen vermischt,  worauf das Gasgemisch zweckmässig in     laminarer     Strömung der Flamme zugeleitet wird. Bei dieser  Ausführungsform brennt die Flamme unabhängig von  äusserer Luftzufuhr, und das der Flamme zugeführte  Gasgemisch trägt alle für die Bildung von     Fe20s     durch Hydrolyse erforderlichen Komponenten mit  sich, so dass man nicht auf den unkontrollierbaren  Zutritt von Sauerstoff aus der Umgebung der Flamme  angewiesen ist.

   Hierbei ist     zweckmässigerweise    dar  auf zu achten, dass die     Ausströmungsgeschwindigkeit     des Gasgemisches aus der Brenneröffnung ein Mehr  faches seiner     Zündgeschwindigkeit    beträgt, und dass  der     Brennerrand    durch besondere Massnahmen, z. B.

    durch Herabsetzen der Zündgeschwindigkeit des Gas-           gemisches    in seiner unmittelbaren Nähe, durch me  chanisches Abstreifen oder durch Spülgase, die in  dünner Schicht am     Brennerrand        vorbeiströmen,    vor  dem Ansetzen eines aus     feinverteiltem    Eisenoxyd be  stehenden     Bartes    geschützt wird, der zu Verstopfun  gen führen oder den gleichmässigen Ablauf der Reak  tion stören könnte. So gewonnene Produkte zeichnen  sich besonders durch eine weitgehend einheitliche  Teilchengrösse, das heisst durch ein schmales Band  der     Korngrössenverteilung    und durch gleichmässige  Ausbildung der Oberfläche der einzelnen Primärteil  chen aus.

   Dies beruht auf der gleichmässigen und  homogenen Verteilung der Reaktionskomponenten  im gesamten Flammenvolumen, durch die für jedes  Flammenelement die gleichen Reaktionsbedingungen  geschaffen werden. Im Zusammenhang damit sind  Störungen der homogenen Ausbildung der Flamme,  z. B. durch Turbulenzen, Wirbel unerwünscht. Mit  Vorteil     führt    man das Gasgemisch auf dem Wege zur  Flamme und in dieser     laminar.     



  Für die Herstellung besonders hochwertiger Pro  dukte, bei denen ein Ausheilen der Oberfläche im  Hinblick auf die Erhaltung der     Gitterstörstellen    und  ein Kornwachstum weitgehend verhindert werden  soll, hat es sich     als    vorteilhaft erwiesen, die Tempera  tur der Flamme möglichst niedrig zu halten und bei  Flammentemperaturen unter 1000 , vorzugsweise bei  solchen unter 800  zu arbeiten. Das Einhalten einer  niedrigen Flammentemperatur kann in der Weise er  folgen, dass der Flamme verdünnend wirkende     Inert-          gase,    wie Stickstoff, zugeführt werden.

   Die Anwen  dung dieser Massnahme führt gleichzeitig zu einer  Verringerung der Beladung des Gasgemisches mit  den zu     hydrolysierenden        Eisenhalogeniden    und da  mit zu einer Herabsetzung der Teilchengrösse des ge  bildeten     ferromagnetischen    Eisenoxydes.  



  Zur Erhaltung der Eigenschaften der gebildeten       Eisenoxydteilchen    in bezug auf die Feinheit und die  Oberflächenausbildung der festen Reaktionsprodukte  hat es sich als vorteilhaft erwiesen, den Übergang eines  beim erfindungsgemässen Verfahren als Aerosol an  fallenden Eisenoxyds in die     Gelform    in Gegenwart  bereits koagulierter Anteile stattfinden zu lassen.  



  Die frühzeitig aus dem     Aerosolzustand    abgeschie  denen Teilchen können als Impfmittel oder Konden  sationskerne für die weitere     Abscheidung    der noch  nicht koagulierten Anteile wirken, sofern sie auf einer  langen Wegstrecke     in    der Schwebe gehalten werden.  Die Koagulation kann dadurch begünstigt werden,  dass die Teilchen relativ zueinander bewegt werden.  Der das Aerosol enthaltende Gasstrom wird vorzugs  weise in grossräumigen     Kammern        (Koagulationsraum)     aufgewirbelt oder durch lange, gekrümmte Rohre  bis zu 60 m Länge und mehr derart bewegt, dass sich  vorzugsweise eine     turbulente    Strömung ausbildet und  die schwebenden Teilchen einige Zeit, z.

   B. länger als  3 Sekunden, vorteilhaft 5 Sekunden und mehr, im       Koagulationsraum        verbleiben.    Die endgültige Tren  nung der festen von den gasförmigen Reaktionspro  dukten erfolgt vorzugsweise anschliessend in bekann-         ten    Vorrichtungen, insbesondere in Zyklonen. Man  kann auch Filter oder     Elektroabscheider    benutzen.  Der Vorteil liegt darin, dass als     Abscheidungsorgane     Zyklone allein benutzt werden können, da durch die       vorbeschriebene    Koagulation die     Abscheidungs-          organe    mit der Koagulation selbst nicht mehr belastet  werden.  



  Die Erfindung wird weiterhin durch das nachste  hende Beispiel verdeutlicht.  



  Ein Wasserstoff, Luft und Stickstoff im Volumen  verhältnis 2,2 zu 2,2 zu 4 enthaltendes Gasgemisch  wird mit so viel     Eisenchloriddampf    versetzt, dass die  Beladung 120 g     FeCl3; m3    Gasgemisch beträgt. Diese  homogene Mischung wird einem Rohrbrenner zu  geführt, derart, dass stündlich 2,2     m3    Wasserstoff,  2,2     m3    Luft und 4     m3    Stickstoff durchgesetzt werden.  Durch Einhaltung einer genügend hohen     Ausströ-          mungsgeschwindigkeit    wird ein Zurückschlagen der  Flamme verhindert.

   Das Eisenchlorid     hydrolysiert     praktisch quantitativ zu     Fe,03,    das aus den Reak  tionsgasen nach     Koagulierung    abgeschieden wird. Das       feinteilige    Produkt ist hell gelbbraun gefärbt und  stark     ferromagnetisch.  

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH Verfahren zur Herstellung von feinverteiltem ferromagnetischem Eisenoxyd aus Eisenhalogeniden in der Gasphase, dadurch gekennzeichnet, dass ein flüch tiges Eisenhalogenid im Innern einer Flamme eines wasserbildenden Gasgemisches durch Hydrolyse um gesetzt wird, wobei Sauerstoff oder ein sauerstoffhal tiges Gas mindestens in einer solchen Menge in die Flamme eingeführt wird; dass die Bildung der zur vollständigen Hydrolyse des Eisenhalogenids in ein Oxyd des dreiwertigen Eisens erforderliche Wasser menge gewährleistet ist und gleichzeitig Wasserstoff oder Wasserstoff in freier oder gebundener Form ent haltende Gase in für die Wasserbildung überschüssi ger Menge in die Flamme gebracht werden.

   UNTERANSPROCHE 1. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass als sauerstoffhaltiges Gas Luft ver wendet wird. 2. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das der Flamme zugeführte Gas gemisch Wasserstoff und Luft im Volumenverhältnis 1 : 1 enthält. 3. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass dem der Flamme zugeführten Gas gemisch inerte Gase, z. B. Stickstoff, zugesetzt werden. 4. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Gase homogen vorgemischt werden und das Gasgemisch der Flamme in laminarer Strömung zugeführt wird. 5.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Ausströmungsgeschwindigkeit des Gasgemisches aus der Brenneröffnung ein Mehr faches seiner Zündgeschwindigkeit beträgt, und dass der Brennerrand durch mechanisches Abstreifen oder durch Spülgase, die in dünner Schicht am Brenner rand vorbeiströmen, vor dem Ansetzen eines aus fein- teiligem Eisenoxyd bestehenden Bartes geschützt wird. 6.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass das Ansetzen eines Eisenoxydbar- tes am Brennerrand durch Herabsetzen der Zünd- geschwindigkeit des Gasgemisches in unmittelbarer Nähe des Brennerrandes bewirkt wird. 7. Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Flammentemperatur unter 1000 C, vorzugsweise unter 800 C, gehalten wird. B.

   Verfahren nach Patentanspruch, dadurch ge kennzeichnet, dass die Eisenoxydteilchen vor ihrer Abscheidung aus dem Gasstrom mehr als 3 Sekun den, vorzugsweise mehr als 5 Sekunden, in der Schwebe gehalten und erst dann in Cyclonen oder Filtern abgeschieden werden.