Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 29. 14 augusti 1948 - Framställning av titan, zirkon, torium och uran, av Sigge Hähnel
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
45<i
TEKNISK TIDSKRIFT
Ti02 + C
4-
CL>—M klorering
rå TiCl4
4-
destillation
[-Mg-He-]
{+Mg-
He+} —
ren TiCl*
i
reduktion
SiCl<
MgCL
Ti + MgCljj + Mg
i
svarvning
spån
I
4-
ämnen
Redan år 1925 framställde DeBoer och Fast ren, duktil
zirkon genom sönderdelning av zirkonjodid vid en
glödande wolframtråd, dvs. enligt metod 5. Metallen utskildes på
glödtråden och kunde tillvaratas. Metoden lär för
närvarande utnyttjas kommersiellt, men det synes svårt att driva
fram någon större fabrikation med denna process. Zirkon
kan även framställas enligt Kroll’s metod för titan, men
svårigheterna att erhålla ren metall är i detta fall större,
därför att zirkon lättare bildar föreningar med andra
element. Vidare är TiCl4 flytande vid vanlig temperatur och
kan ganska lätt erhållas ren genom destillation, under det
ZrCl4 är fast och hygroskopisk. Med vatten bildas en
oxi-klorid, som avger syre vid reduktionen. Härigenom fås en
syrehaltig slutprodukt. Då zirkon även binder kväve
mycket energiskt vid hög temperatur, måste man se till, att
luft och vattenånga fullständigt utestängs vid processen.
Denna utförs på samma sätt som för titan t.o.m.
reduktionen. Den erhållna metallen kan emellertid icke
fullständigt skiljas från Mg och MgCl2 genom behandling med HCl,
utan dessa föroreningar avdestilleras i högvakuum vid
900°. Den kvarblivande rena zirkonen smälts sedan i
he-liumatmosfär. Kroll’s metod utförs enligt följande schema
ZrO, + C
4-
ljusbågsugn
I
ZrC + (SiC)
4-
Cl*—► klorering 500°—►SiCl,
I
rå ZrCl4
+
H2 —*\ sublimering |—» FeCU + HCl
i
ren ZrCl*
4-
Mg
He
reduktion
900°
Zr + MgClB + Mg
|vakuumdestillation| 900°—>MgClj + Mg
I
Zr-stycken
4-
He
smältning
ämnen, 99,8 % Zr
Enligt Kroll’s metod kan större bitar ren zirkon
framställas, men särskilt reningen av ZrCl4 är en smula
komplicerad. Därför utarbetade Lilliendahl och Rentschler hos
Westinghouse år 1947 en metod, enligt vilken ren zirkon
kan erhållas genom direkt reduktion av Zr02 med Ca eller
Mg. Processen utförs i en molybdendegel och i
argon-atmosfär. För att åstadkomma den senare placeras degeln
under en klocka av "Vycor"-glas, som tål mycket hög
temperatur. Degeln upphettas induktivt med
högfrekvens-ström till ca 1 000°. Argonatmosfären hindrar alltför stark
avdunstning av Ca eller Mg. Metallen fås i pulverform och
pressas till stavar, som sintras eller smälts i högyakuum.
Marden och Rentschler framställde år 1927 torium genom
att reducera ThOa med Ca vid närvaro av CaCls enligt
ekvationen
Th02 + 2 Ca + 2 CaCL^ Th + 2 CaO • CaCL,
Denna metod, som tillhör grupp 3, är utan tvivel den
enklast tänkbara och ger ett metallpulver med 99,7
torium. Detta kan sintras eller smältas och sedan bearbetas
till plåt eller tråd. En metod tillhörande grupp 7, enligt
vilken torium erhålles genom elektrolys av smält
kalium-toriumfluorid, utarbetades år 1930 av Driggs och
Lilliendahl.
Vid elektrolys av saltsmältor kan tre olika fall inträffa:
den avskilda metallen är flytande och tyngre än saltet,
metallen är flytande men lättare än saltsmältan, och
metallen utskiljs i fast form. Det första fallet inträffar vid
framställning av aluminium, det andra gäller för t.ex. Ca,
Ba och Be och det tredje för U och Th. Apparaturen blir
naturligtvis något olika för de tre fallen. Den torde vara
enklast i första fallet, vid vilket den smälta metallen
skyddas mot luften av saltsmältan och helt enkelt kan avtappas
från elektrolyskärlets botten. När metallen är lättare än
saltsmältan, brukar man använda en svagt kyld katod, som
sakta höjs ur badet. Kontakten med detta hålls av en
mindre mängd smält metall, som stelnar, så snart den lyfts
ur badet. Ett vidhängande saltskikt skyddar metallen mot
luftens inverkan. När metallen har högre smältpunkt än
saltsmältan, utfälls den som en fast beläggning på katoden.
Enligt Driggs och Lilliendahl elektrolyseras smält KThF5
i en grafitdegel, som utgör anod. När elektrolysen är
färdig, lyfts anoden, som är av molybden, långsamt upp ur
smältan. Metallen täcks härvid av en stelnande saltskorpa,
som skyddar den mot luftens inverkan. Efter avsvalning
bryts beläggningen på katoden loss, pulvriseras och lakas
ur med utspädd syra och vatten. Efter torkning i vakuum
fås ett metallpulver, som kan sintras eller smältas och
sedan bearbetas vidare.
Driggs och Lilliendahl tillämpade samma metod vid
framställning av uran. Den kaliumuranfluorid, som behövdes
till saltsmältan, erhölls genom fotokemisk reduktion av
uranylnitrat enligt ekvationen
UO(NOs)2 • 6 H20 + HCOOH + KF • 2 H20 + 4 HF
= KUFS + 2 HNOs + 10 HaO + C02
När försöken med framställning av atombomben började,
kunde denna metod, som gav tillräckligt ren uran,
användas. Visserligen fordrades solljus för den fotokemiska
reaktionen, som därför var beroende av väderleken, och
visserligen var det känt, att både U02 och UF4 kunde
reduceras med Ca och CaCls, precis som Th02, men år 1942
var icke tillräckligt rent kalcium disponibelt. Vidare var
uranylnitrat den renaste uranförening, som kunde erhållas
i större mängd. Dessa omständigheter gjorde, att den
elektrolytiska metoden föredrogs. Hela
framställningsprocessen, som onekligen förefaller ganska komplicerad, beskrivs
av följande schema. Det erhållna uranpulvret kan även
sintras, men flyktiga föroreningar bortskaffas vid
vakuumsmältningen, och U02 kan frånskiljas som slagg,
varför smältning föredrogs.
I Driggs och Lilliendahls apparat kunde ca 10 g uran
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
