Verfahren zur Herstellung von Eisencarbonyl. Das Hauptpatent Nr. 166783 betrifft ein Verfahren zur Gewinnung von Nickelcarbonyl, gemäss dem man Kohlenoxyd (oder Kohlen oxyd enthaltende Grase) auf ein Nickel und Schwefel enthaltendes Produkt, das auf dem Schmelzwege gewonnen wurde, unter erhöh tem Druck einwirken lässt. Ist in diesen Ausgangsmaterialien auch Eisen enthalten, so wird bei der Behandlung mit Kohlenoxyd ausser Nickeloarbonyl gleichzeitig auch Eisen- carbonyl gebildet.
Es wurde nun gefunden, dass man Eisen- carbonyl in guter Ausbeute erhält, wenn man von auf dem Schmelzwege gewonnenen, Schwefel und Eisen enthaltenden Materialien ausgeht, insbesondere dann, wenn diese arm an oder frei von Nickel sind. Die durch vor liegende Erfindung erschlossene Möglichkeit, derartige Materialien auf Eisencarbonyl ver arbeiten zu können, ist technisch von grosser Bedeutung. Es ist nunmehr möglich, bei der Gewinnung von Eisencarbonyl von sehr bil- ligen bezw. minderwertigen Produkten aus zugehen.
Ferner können auf diese Weise Materialien, die beträchtliche Mengen Eisen enthalten, wie Kupfer- oder Kobaltrohstein, zur Gewinnung des Eisens ausgenutzt werden.
Hinsichtlich der Durchführung des Ver fahrens im einzelnen gelten im wesentlichen sinngemäss die betreffenden Angaben des Hauptpatentes. Auch im vorliegenden Fall sind solche Ausgangsmaterialien besonders geeignet, welche neben Eisen und Schwefel noch andere Schwermetalle (ausser Nickel oder geringer Mengen davon) enthalten, die Schwefel zu binden vermögen, wie Kupfer, Kobalt oder Molybdän.
Soll die Bildung des Eisencarbonyl unter mässigen Bedingungen des Druckes und der Temperatur erfolgen und möglichst weit gehend sein, so ist auf niedrigen Schwefel gehalt des Ausgangsmaterials Wert zu legen. Lässt sich das erstarrte Schmelzprodukt in folge geringen Schwefelgehaltes schwer zer- kleinem, so lässt sich durch Granulieren der noch flüssigen Schmelze Abhilfe schaffen.
Es können bei dem Verfahren auch sehr hohe Drucke, z. B. solche von 1000 Atm. oder noch höhere, angewendet werden. Eine Erhöhung des Druckes führt zu einer Ver kürzung der Reaktionsdauer. Die Tempera tur ist nach oben durch die Möglichkeit des Kohlenoxydzerfalles begrenzt; diesem Zerfall kann man jedoch durch Zugabe von Mitteln, wie Nichtmetallsulfiden, Arseniden oder der gleichen, entgegenwirken. Günstig wirkt auch das Fernhalten von Wasser.
Das nach dem vorliegenden Verfahren gewonnene Eisencarbonyl kann in vielen Fällen, bei Abwesenheit anderer Metall- carbonyle, unmittelbar zu reinem Eisen in an sich bekannter Weise zersetzt werden.
<I>Beispiel 1:</I> 100 Teile Eisenschrot werden mit 30 Tei len Pyrit verschmolzen. Das erhaltene Ma terial wird mit Kohlenoxyd bei 200-250 C unter 200 Atm. Druck während 6-8 Stun den behandelt. Das Material erfährt hierbei eine Gewichtsabnahme von 70 %, da das Eisen in Eisencarbonyl übergeführt wird.
Der Rückstand, der den Schwefel noch ent hält, kann hierauf erneut mit Eisenschrot verschmolzen werden, etwa in einem Ver hältnis von 30 Teilen Rückstand zu 70 Tei len Eisen; worauf wiederum die Kohlenoxyd behandlung zwecks Carbonylbildung vorge- nommen wird und so fort, bis die Verun reinigungen des Schrotes soweit angereichert sind, dass sie sich bei der Carbonylbildung störend bemerkbar machen.
Beispiel <I>2:</I> 100 Teile Eisenschrot werden mit 35 Tei len Kupfersulfid verschmolzen. Das auf 10 mm Korngrösse zerkleinerte Schmelzprodukt wird mit- Kohlenoxyd unter den im Beispiel 1 an gegebenen Bedingungen behandelt. Das Eisen geht hierbei in Eisencarbonyl über, der Rück stand kann dem Verfahren erneut unter worfen werden.
Das Verfahren ist auch gut anwendbar auf bereits fertig vorliegenden, eisenhaltigem Kupferrohstein. Dieser wird dabei von seinem Eisengehalt befreit. Das Material wird dann auf Kupfer weiterverarbeitet.
In ähnlicher Weise kann man Eisen mit Kobaltsulfid verschmelzen und das Schmelz produkt als Ausgangsmaterial verwenden oder auch von gobaltrohstein ausgehen. Bildet sich neben dem Eisencarbonyl auch etwas Kobaltcarbonyl, so wird es durch De stillation vom Eisencarbonyl getrennt.
<I>Beispiel 3:</I> giesabbrand, der nicht vollständig ab geröstet ist, wird reduzierend eingeschmolzen und die Schmelze in Wasser granuliert. Die Masse wird dann mit Kohlenoxyd unter einem Druck von 200 Atm. bei 180-20 o C behandelt. Bei einer Behandlungsdauer von 8 Stunden werden 80 % der Masse als Eisen- carbonyl entfernt. Das Kohlenoxyd wird da bei im Kreislauf verwendet.
Die Strömungs geschwindigkeit des Kohlenoxyds beträgt da bei in der Stunde 2000 in' pro Kubikmeter Reaktionsgefäss. Der Reaktionsrückstand ist nach der Behandlung wieder röstwürdig.