PL9171B1 - Sposób wytwarzania cyjanamidków metali ziem alkalicznych i magnezu. - Google Patents

Description

Pici ws/.rnstwo: 28 pazdziernika 1926 r. dla zastrz. i; 2 grudnia 1926 r. dla zastrz. 2 — 4, 6; 23 pazdziernika 1926 r. dla zastrz. 7 (Niemcy).W literaturze znajduje sie wiele opi¬ sów sposobów wytwarzania cyjanamidków ziem alkalicznych (porównaj Beilstein, IV wyd. tom II. str. 78). Zaden z tych spo¬ sobów nie daje moznosci wytwarzania czy¬ stych soli, bo w reakcji biora zawsze u- dzial obce atomy, które nie istnieja w po¬ staci gazu i nie przechodza w gaz, a po¬ niewaz nie mozna przerabiac cyjanami- dów zapomoca wodnych roztworów, wiec usuwanie wymienionych atomów z miesza¬ niny reakcyjnej nie jest mozliwe.Udalo sie jednak stwierdzic, ze mozna wygodnie otrzymac cyjanamidki, dziala¬ jac w pewnych warunkach gazowym kwa¬ sem cyjanowodorowym na tlenki wymie¬ nionych metali albo na sole, wytwarzaja¬ ce takze tlenki przy ogrzaniu. Wlasciwie nalezalo oczekiwac powstawania cyjana¬ midków analogicznie do powstawania cy¬ janków alkalicznych z weglanów al¬ kalicznych i gazowego cyjanowodoru. I- stotnie powstaje naprzód cyjanek wapnia, jezeli przez tlenek lub weglan wapnia o- grzany np. do 350° przeprowadza gaz cy¬ janowodorowy. Przy temperaturach powy¬ zej 420° znajduje sie w produkcie tej re¬ akcji oprócz cyjanku takze cyjanamid,którego ilosc wzrasta, z temperatura w ta¬ kim stopniu, ze powyzej 550—600° juz sie nie odnajduje cyjanku tylko wylacznie cy¬ janamidek.Nalezaloby przyjac, ze przy przemia¬ nie cyjanku na cyjanamidek podlug wzo¬ ru Ca (CN)2= CaCN2 + C musi powsta¬ wac wolny wegiel, który zanieczyszcza pro¬ dukt w niepozadany sposób. Przypuszcze¬ nie! to jest tern bardziej prawdopodobne, ze przy azotowaniu weglika w celu otrzyma¬ nia azotku wapnia przyjmuje sie mozliwosc przejsciowego powstawania cyjanku i jego przemiany na cyjanamidek, wskutek cze¬ go w produkcie tego procesu znajduje sie odpowiednia ilosc pierwiastkowego wegla.Analiza gazu reakcyjnego wykazala, ze wydzielony wegiel nie wystepuje w po¬ staci pierwiastkowej, lecz jako tlenek o- bok równowaznej ilosci wodoru. Otrzy¬ mane produkty sa czysto biale. Wobec te¬ go reakcje trzeba wyrazac nastepujacym wzorem: CaO + 2HCN = CaCN, + CO + H2 (1) Przy dalszych badaniach stwierdzono, ze wymienione cyjanamidki metali mozna otrzymac z równiez dobrym skutkiem dzia¬ lajac na tlenki, albo na zwiazki, wytwa¬ rzaj ace tlenki przy ogrzaniu jak wodoro¬ tlenki, weglany — mieszaninami amonja¬ ku i tlenki wegla, wytwarzajacemi kwas cyjanowodorowy. Mieszaniny takie mozna przemieniac na kwas pruski znana meto¬ da stykowa (uzywajac platyny, tlenku ce¬ ru, tlenku glinu i t. d.) podlug wzoru: NHt + CO = HCN + H20 (2) Nie mozna bylo przewidziec, ze takich mieszanin mozna uzyc zamiast kwasu cy¬ janowodorowego, gdyz dotychczasowe do¬ swiadczenia np. przy syntezie kwasu cy¬ janowodorowego z amonjaku i tlenku we¬ gla nie byly zachecajace, poniewaz pro¬ ces ten mógl sie odbywac tylko przy sil¬ nem rozrzedzeniu i przy znacznych stra¬ tach azotu wskutek rozkladu amon jaku.Próby wykazaly jednak, ze jezeli np. mieszanine amonjaku i tlenku wegla o- grzana powyzej 400° (najlepiej 650—850°) przeprowadza sie ewentualnie pod cisnie¬ niem przez tlenki, wodorotlenki lub we¬ glany ziem alkalicznych i magnezu, to o- trzymuje sie wysokoprocentowe cyjana¬ midki wymienionych metali, przyczem wy¬ dajnosc azotu odzyskanego w postaci amo- njaku lub zwiazanego z faza stala wynosi praktycznie 100%. Jako materjal surowy moze sluzyc np. tlenek wapnia jak palo¬ ne wapno albo wodorotlenek wapnia, lulb inny zwiazek wapniowy, wytwarzajacy przy ogrzaniu tlenek wapnia, z którego otrzy¬ muje sie wysokoprocentowy cyjanamidek wapnia.Wyzej podany wzór (2) wskazuje, ze w czasie reakcji powstaje naprzód woda, przyczem obecnosc tlenku wegla wplywa korzystnie w kierunku powstawania cyja¬ namidu. Jezeli sie pominie pierwotne po¬ wstawanie cyjanowodoru, to mozna napi¬ sac nastepujace równanie: Me11 CO, + 2 NH,=Men CN,-\-3H,0 (3a) ' H20 + CO = H2-\- C02 (3b) Woda wychodzi ciagle z równowagi równania 3a tak, ze regulacja przebiega calkowicie w prawo; wystepujacy jedno¬ czesnie dwutlenek wegla wplywa równiez korzystnie na rozklad weglanu, bo tlenek wapnia, powstajacy ewentualnie przez re- karbonizacje, przedluza, wzglednie ulatwia moznosc wiazania azotu, lub wrecz stwa¬ rza ja dopiero przy uzyciu tlenków. Jako dowód slusznosci takiego pojmowania tej reakcji moze sluzyc to, ze w odchodzacych gazach znajduje sie stale wodór.Stosownie do xegul równowagi naleza¬ loby oczekiwac, ze obecnosc lub dodatek — 2 —wody (w pradzie gazu, lub w cialach sta¬ lych, np. przy uzyciu zwilzonego wapna, wodorotlenku wapnia albo weglanu) bedzie dzialac niekorzystnie, tymczasem okazalo sie, ze mala domieszka wody, lub uzycie wilgotnych materjalów, zwieksza w znacz¬ nym stopniu predkosc powstawania cyja¬ namidu.Opisany sposób utrudnia to, ze niektóre metale, np, zelazo w pierwszym rzedzie rozkladaja kwas cyjanowodorowy i mie¬ szaniny wytwarzajace ten kwas/Rozklad taki powoduje straty w zwiazkach azotu, wzglednie jest przyczyna wydzielania sie wegla, lecz mozna temu zapobiec (w znacz¬ nym stopniu) eliminujac zelazo w ten spo¬ sób, ze do wyrobu przyrzadów, w których odbywa sie reakcja, uzywa sie materjalów ceramicznych, kwarcu, krzemianów lub metali, niepowodujacych rozkladu, jak np. cynk, miedz, ich stopy i inne. Mozna tez w tym samym celu wydzielic z gazów zwiazki zelaza (karbonylowe). Najinten¬ sywniej dziala jednak podtrzymywanie w gazie reakcyjnym okreslonego stezenia siarki np. przez dodawanie siarkowodoru lub dwusiarczku M^gla. Równie skuteczna jest domieszka siarczków, wzglednie zwiaz¬ ków zawierajacych siarke, jak siarczek lub .siarczan wapniowy, który dodaje sie do fazy stalej. Dzialanie tych zwiazków siarki tlumaczy sie „zatruciem" metali po¬ wodujacych rozklad gazów.Skutecznosc reakcji w odniesieniu do cyjanamidów mozna jeszcze powiekszyc za- pomoca domieszek do wyjsciowych wegla¬ nów metali. Jako domieszki takie nadaja sie chlorowce metali alkalicznych, ziem al' kalicznych i magnezu, lecz takze weglany, siarczany i t d. Korzystne sa równiez sole miedzi, srebra i cynku.Cyjanamidki metali otrzymane opisa¬ nym sposobem sa czysto biale, wolne od obcych domieszek, zwlaszcza wegla i sa wysokoprocentowe.Dalej stwierdzono, ze reakcje te moz¬ na przeniesc na inne metale ziem alkalicz¬ nych, sposobem tym otrzymuje sie cyja- namidek magnezu, odznaczajacy sie wiel¬ ka zawartoscia azotu wynoszaca 43,6%, przyczem inne sposoby otrzymywania te¬ ga zwiazku nie sa znane. Takze w tym wy¬ padku mozna uzyc, zamiast tlenków, sole wytwarzajace tlenki, jak np. weglany i t d. Jasnem jest, ze opisany proces nie ogra¬ nicza sie tylko do czystych tlenków metali, wzglednie weglanów, wodorotlenków i t. d., lecz moze miec równiez zastosowanie do naturalnych i sztucznych mieszanin kil¬ ku weglanów, jakim jest np. dolomit lub weglan barowy+weglan wapniowy i t d.Obecnosc obojetnych gazów np, azotu jest czasem korzystna, gdyz dziala jako srodek rozrzedzajacy.Obydwa sposoby podane w niniejszym opisie mozna tez skombinowac w nastepu¬ jacy sposób: Naprzód wytwarza sie znanym lub no¬ wym sposobem kwas cyjanowodorowy z mieszaniny amonjaku i tlenku, poczem w drugim zabiegu dziala sie tym kwasem na tlenki wzglednie na zwiazki ziem alkalicz¬ nych i magnezu, wytwarzajace tlenki przy ogrzaniu.Przyklad L Weglan wapnia ogrzewa sie w elektrycznym piecu rurowym do tem¬ peratury 750 — 850°, poddajac go przez dwie godziny dzialaniu pradu kwasu cyja¬ nowodorowego, poczem oziebia go sie w pradzie gazu obojetnego. Otrzymany pro¬ dukt jest sniezno bialy i zawiera ponad 99% CaCN2. Analogiczne produkty otrzy¬ muje sie, jezeli zamiast kwasu cyjanowo¬ dorowego uzyje sie mieszaniny amonjaku i tlenku wegla np. w stosunku 80:20, przy¬ czem czas reakcji jest równiez dlugi lub dluzszy.Przyklad II. Suchy tlenek magnezowy ogrzewa sie w pradzie kwasu cyjanowodo¬ rowego przez 3 godziny i przy temperatu¬ rze 650—750°. Otrzymuje sie produkt za¬ wierajacy 36% N = 82,5% MiCN2, da- 3jacy sie razem dalej wzbogacac przez mie¬ lenie i ponowna przeróbke. PL PL

Claims (8)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania cyjanamidów metali ziem alkalicznych i magnezu, zna¬ mienny tern, ze czysty gaz kwasu cyjano¬ wodorowego lub zmieszany z gazami obo- jetnemi przeprowadza sie ewentualnie pod cisnieniem i przy temperaturach przewyz¬ szajacych 400° przez tlenki albo sole wy¬ mienionych metali wytwarzajace tlenki.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze zamiast gazu kwasu cyjanowo¬ dorowego uzywa sie mieszanin amon jaku i tlenku wegla, wytwarzajacych kwas cy¬ janowodorowy a dzialajacych ewentualnie pod cisnieniem i przy ogrzaniu powyzej 400° najlepiej do temperatury 650—850°, na tlenki albo na zwiazki (wodorotlenki, weglany, mrówczany) metali ziem alka¬ licznych lub magnezu, wytwarzajace tlen¬ ki przy ogrzaniu.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, zna¬ mienny tern, ze uzywa sie gazów lub ma- terjalu surowego w obecnosci wody, lub z dodatkiem malej ilosci wody.

4. Sposób wedlug zastrz. 1—3, zna¬ mienny tern, ze do gazu reakcyjnego do¬ daje sie male ilosci trucizn dzialajacych katalitycznie, jak np. siarkowodór lub dwu¬ siarczek wegla w celu podtrzymania w cia¬ gu procesu (lub tylko na jego poczatku) malego stezenia siarki, albo tez dodaje sie te trucizny do stalego materjalu surowego np. w postaci siarczków wzglednie tych sa¬ mych lub innych metali redukujacych sla na siarczki.

5. Sposób wedlug zastrz. 1 lub 2—4, znamienny tem, ze do materjalów suro¬ wych dodaje sie male ilosci chlorowco¬ wych, weglanów, siarczanów alkaljów, ziem alkalicznych i magnezu, wzglednie miedzi, cynku lub srebra.

6. Sposób wedlug zastrz. 1—4, zna¬ mienny tem, ze proces przeprowadza sie w przyrzadach wykonanych z odpowied¬ nich materjalów jak masy ceramiczne, kwarce lub metale takie jak cynk, miedz i ich stopy, natomiast wylacza sie metale wywolujace rozklad gazów reakcyjnych jak pewne metale lub ich zwiazki, np. ze¬ laza.

7. Sposób wedlug zastrz. 1—6, zna¬ mienny tem, ze jako materjalów surowych uzywa sie naturalnych lub sztucznych mie^- szanin kilku tlenków wzglednie wegla¬ nów.

8. Sposób wedlug zastrz. 1—7, zna¬ mienny tem, ze naprzód wytwarza kwas cyjanowodorowy z mieszanin amonjaku i tlenku wegla, a wytworzonego kwasu uzy¬ wa sie bezposrednio w nastepnym zabiegu roboczym do przetwarzania, w mysl za¬ strzezenia 1, tlenków lub wytwarzajacych tlenki soli metali ziem alkalicznych lub ma¬ gnezu. Nikodem Caro. Albert R, Frank. Zastepca: Dr. inz. M. Kryzan, rzecznik patentowy. Druk L. Boguslawskiego, Warszawa, PL PL