DE488445C

DE488445C - Process for the production of metalloids from their compounds by reduction

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Publication number: DE488445C
Application number: DEW73209D
Authority: DE
Original assignee: HERBERT WITTEK DR
Current assignee: HERBERT WITTEK DR
Priority date: 1926-07-28
Filing date: 1926-07-28
Publication date: 1930-01-07

Description

Verfahren zur Gewinnung von Netalloiden aus ihren Verbindungen durch Reduktion Es ist an sich bekannt, Carbidbüdungsgemische unter gleichzeitiger Vornahme von Reduktionsprozessen zu azotieren. Bei diesen Verfahren wird das durch die Reduktion gewonnene Produkt zur Carbidbildung verwendet, wobei Metalloide frei werden. Hierbei werden jedoch die Metalloide aus denselben Verbindungen gewonnen, deren metallischer Bestandteil als Basis für die Bildung von Carbid bzw. Stickstoffverbindungen dient.Process for the extraction of netalloids from their compounds by Reduction It is known per se to carry out carbide mixtures with simultaneous production to azotize by reduction processes. In these processes, this is achieved through reduction The product obtained is used to form carbides, releasing metalloids. Here however, the metalloids are obtained from the same compounds as their metallic ones Component serves as the basis for the formation of carbide or nitrogen compounds.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Gewinnung von Metalloiden aus ihren Verbindungen durch Reduktion und besteht darin, daß die Reduktion in Verbindung mit der Azotierung von Carbiden erfolgt, die nicht aus den gleichzeitig angewendeten Metalloidverbindungen gebildet sind.The invention relates to a method for obtaining metalloids from their compounds by reduction and consists in that the reduction in connection takes place with the azotation of carbides, which are not from the simultaneously applied Metalloid compounds are formed.

Bei der Herstellung von Kalkstickstoff wird nicht nur Wärme frei, sondern es bilden sich auch Kohlenstoff, Wasserstoff und andere reduzierende Gase. Auch, bei der der eigentlichen Azotierung vorausgehenden Erhitzung des Carbids bilden sich diese Stoffe, die bisher nutzlos verlorengingen.The production of calcium cyanamide not only releases heat, but carbon, hydrogen and other reducing gases are also formed. Also, when the carbide is heated prior to the actual azotization these substances, which were previously lost uselessly.

Die frei werdende Wärme, das bei der üblichen Azotierung unverbraucht zurückbleibende Carbid und die obengenannten frei werdenden Stoffe werden nach der vorliegenden Erfindung vorteilhaft zur Reduktion von Metalloidverbindungen, z. B. Phosphor-, Arsen-, Antimonverbindungen, ausgenutzt. Es kommen für die Reduktion in Frage alle Metalloidverbindungen, wie Erze, Schlacken, Metalloid enthaltende Mineralien, insbesondere minderwertiger Natur, deren Aufbearbeitung bisher als unrentabel unterblieben ist.The heat released that is not consumed by the usual azotization Remaining carbide and the abovementioned substances released are after present invention advantageous for the reduction of metalloid compounds, e.g. B. Phosphorus, arsenic, antimony compounds, exploited. There come for the reduction in question all metalloid compounds, such as ores, slags, containing metalloid Minerals, especially of an inferior nature, whose processing has so far been unprofitable has not occurred.

Natürlich können nur solche Metalloidverbindungen verwendet werden, die eine Stickstoffverbindung des Carbids nicht unmöglich machen. Vorteilhaft sind für das Verfahren solche Metalloidverbindungen geeignet, deren Metalloide bei den in Frage kommenden Temperaturen abdestillieren.Of course, only those metalloid compounds can be used, which do not make a nitrogen compound of the carbide impossible. Are beneficial those metalloid compounds are suitable for the process, the metalloids of which in the distill off the temperatures in question.

Die Reduktion in Verbindung mit der Herstellung von Kalkstickstoff kann in verschiedener Weise durchgeführt werden. Man kann z. B. die Metalloidverbindungen mit Carbid gemischt oder geschichtet im Ofen gleichzeitig während der Azotierung reduzieren. Mit der Kalkstickstoffbildung geht dann im Ofen die Reduktion der Metalloidverbindungen vor sich, so daß das sich bildende Metalloid in geeigneten Fällen abdestilliert und in einer Kondensationsanlage gewonnen werden kann. Finden schwefelhaltige Verbindungen Anwendung, dann bildet sich im Ofen u. a. Schwefelkohlenstoff, der aus den Reaktionsgasen in bekannter Weise isoliert werden kann..The reduction in connection with the production of calcium cyanamide can be done in several ways. You can z. B. the metalloid compounds mixed with carbide or layered in the furnace at the same time as the azotization to reduce. With the formation of calcium cyanamide, the metalloid compounds are then reduced in the furnace in front of it, so that the metalloid that forms distills off in suitable cases and can be obtained in a condensation plant. Find compounds containing sulfur Application, then forms in the oven, among other things. Carbon disulfide from the reaction gases can be isolated in a known manner ..

Durch die gleichzeitige Reduktion und Azotierung im Ofen wird die bei der Azotierung frei werdende Wärmemenge sofort für die Reduktion ausgenutzt, wodurch Überhitzungserscheinungen mit den unangenehmen Folgen für den Azotiervorgang vermieden sind. Der frei werdende, fein verteilte Kohlenstoff sowie die freiwerdenden Gase wirken stark reduzierend, wobei deren Wirkung noch durch das Restcarbid unterstützt wird, dessen Azotierung bisher niemals gelingen wollte.Due to the simultaneous reduction and azotization in the furnace, the The amount of heat released during the azotization is immediately used for the reduction, causing overheating with the unpleasant consequences for the azotizing process are avoided. The released, finely divided carbon as well as the released gases have a strongly reducing effect, whereby their effect is still is supported by the residual carbide, whose azotization has never succeeded so far wanted to.

Der sich bildende, praktisch von Carbid freie Kalkstickstoff kommt aus dem Ofen in Form einer lockerenMasse heraus und nicht, wie bisher, in Form eines zusammengeschmolzenen Blockes, dessen Entstehung wegen Vermeidung von Überhitzungen verhindert wird. Die Zerkleinerung der lockeren Masse braucht nicht, wie bisher, zur Erzielung eines wirksamen Düngemittels bis zur Staubform vorgenommen zu werden, sondern der gewonnene Kalkstickstoff ist auch schon in einer gröberen. Zerkleinerung als Düngemittel brauchbar.The calcium cyanamide which forms and is practically free of carbide comes from out of the oven in the form of a loose mass and not, as before, in the form of a fused block, its formation due to avoidance of overheating is prevented. The crushing of the loose mass does not need, as before, to be made into dust form to achieve an effective fertilizer, but the calcium cyanamide obtained is already in a coarser one. Crushing useful as fertilizer.

Man kann die Reduktion in Verbindung mit der Herstellung von Kalkstickstoff auch in anderer Weise vornehmen. Man kann nämlich zuerst die mit Carbid gemischten oder geschichteten Metalloidverbindungen zur Reduktionsreaktion und dann den Stickstoff auf das im erhitzten Zustande befindliche Carbid zur Einwirkung bringen. Die freie Reaktionswärme wird hierbei allerdings nicht ausgenutzt. Immerhin finden jedoch die sich bei der Erhitzung des Carbids bildenden reaktionsfähigen Gase, die sonst bei der bisher üblichen Azotierung verlorengehen, für die Reduktion Verwendung.One can use the reduction in connection with the production of calcium cyanamide also do it in other ways. Namely, you can start with the ones mixed with carbide or layered metalloid compounds for the reduction reaction and then the nitrogen to act on the heated carbide. The free However, the heat of reaction is not used here. After all, find however the reactive gases formed when the carbide is heated, which otherwise are lost in the hitherto customary azotization, use for the reduction.

Die Reduktion der Metalloidverbindungen und die Azotierung von Carbid kann auch in je einem besonderen Ofen durchgeführt werden. In diesemFallekannman entwedernurdiebeider Azotierung von Carbid frei werdende Wärmemenge zur Erhitzung und Reduzierung der Metalloidverbindungen verwenden, oder man kann hierzu auch die bei der Erhitzung des Carbids und bei der Azotierung frei werdenden Gase benutzen, die dann in den zur Reduktion dienenden Ofen geleitet werden.The reduction of metalloid compounds and the azotization of carbide can also be carried out in a separate oven. In this case one can either only the amount of heat released during the azotization of carbide for heating and reduction of the metalloid compounds, or you can also use the use the gases released during the heating of the carbide and the azotization, which are then fed into the furnace used for reduction.

Legt man nur Wert auf die Gewinnung eines carbidfreien Kalkstickstoffes, so kann man den zerkleinerten, noch freies Carbid enthaltenden Kalkstickstoff mit den zu reduzierenden Verbindungen zur Reaktion bringen: Aus dem Rohkalkstickstoff wird auf diese Weise das noch in ihm vorhandene Carbid fast völlig entfernt.If you only value the production of carbide-free calcium cyanamide, so you can use the crushed calcium cyanamide, which still contains free carbide bring the compounds to be reduced to reaction: From the raw lime nitrogen the carbide still present in it is almost completely removed in this way.

Zur Reduktion kann man natürlich auch an Stelle von Carbid in geeigneten Fällen Carbidbildungsgemische anwenden, ohne daß das Verfahren dadurch geändert vyird. Außerdem können zur Beschleunigung der Reaktionen in bekannter Weise Stoffe, wie Calciumchlorid, Calciumfluorid, Kochsalz o. dgl., zugesetzt werden.For the reduction, one can of course also use suitable instead of carbide Cases apply carbide-forming mixtures without changing the process vyird. In addition, substances can be used in a known manner to accelerate the reactions such as calcium chloride, calcium fluoride, table salt or the like., Can be added.

Schließlich kann man an Stelle von Calciumcarbid auch andere Carbide, z. B. Bariumcarbid, setzen. In diesem Falle erhält man an Stelle von Kalkstickstoff die bei der Azotierung auch sonst sich ergebenden Produkte.Finally, instead of calcium carbide, you can also use other carbides, z. B. barium carbide. In this case, calcium cyanamide is used instead the products otherwise resulting from the azotization.

Beispiel I 15o Gewichtsteile etwa 75prozentigen fein gemahlenen Carbids werden mit 5,7 Gewichtsteilen Phosphorit (3 % P20,) und 1,5 Gewichtsteilen Flußspat gut durchgemischt und in einem der üblichen Azotiergefäße, in welchem das Material möglichst vielseitig vom Stickstoffstrom bestrichen werden kann, nach Verdrängen der Luft durch Stickstoff oder ein anderes unschädliches Gas angeheizt. Wenn die Temperatur auf etwa looo ° gestiegen ist, wird unter kräftigem Durchleiten von Stickstoff die Azotierung durchgeführt. Wenn das Material keinen Stickstoff mehr annimmt, wird die-Heizung ausgeschaltet. Die Abkühlung läßt man im Stickstoffstrom vor sich gehen, und nach Erkalten wird der Ofen entleert. Die Gewichtszunahme betrug 38,a Gewichtsteile. Der Rückstand von 194,7 Gewichtsteilen stellt einen Kalkstickstoff von folgendem Gehalt dar: 19,3 °/o N ; 1,4 Gesamtphosphorsäure (P20, = 63 °/o des Einsatzes) (hiervon sind 1,o °/o P20, in. einer im Boden wirksamen Form und 0,4 °/o P20, als unaufgeschlossenes Phosphat vorhanden) und 0,4% Ca C2. Der zu Phosphor reduzierte Anteil, welcher gasförmig entwich, betrug 370/0 des eingesetzten P20,. Der während der Azotiernng abdestillierende Phosphor wurde in einer mit Ringen gefüllten Vorlage kondensiert. Beispiel II 136,7 Gewichtsteile 75 prozentigen Carbids werden mit 1,5 Gewichtsteilen Flußspat vermengt und mit einem Gemisch von 13,3 Gewichtsteilen des gleichen Carbids mit 5,7 Gewichtsteilen eines Phosphorits von 39% P205 Gehalt überschichtet. Hierauf wird, wie oben beschrieben, die Azotierung durchgeführt. Eihalten wurde ein Kalkstickstoff von folgendem Gehalt 2o,1 °/o N ; 0,49 °/o Gesamtphosphorsäure (P20, = 22 °/o des Einsatzes) (hiervon sind 0,35°/o P,0" in einer imBoden wirksamen Form und 0,4 % P20, als unaufgeschlossenes Phosphat verbanden) und o,270/0 CaC2. Der gasförmig entweichende Anteil von P betrug 78% des eingesetzten P20,. Er wird in bekannter Weise kondensiert. Beispiel III Zoo Gewichtsteile 80prozentiges fein gemablenes Bariumcarbid werden mit etwa 8 Gewichtsteilen Phosphorit und 1% Flußspat güt durchgemischt und weiter gemäß Beispiel I behandelt. Mit der Azotierung beginnt man jedoch hier schon ab 60o °. Die Gewichtszunahme beträgt 24 Gewichtsteile. Der Rückstand enthält 12,1% Stickstoff, o,6% P205 und o,10/0 Bariumcarbid. Der zu Phosphor reduzierte Anteil, welcher gasförmig entwich, beträgt 40°/a des eingesetzten P205. Der abdestillierte Phosphor wird wie nach Beispiel I kondensiert. Beispiel IV 15o Gewichtsteile 75prozentigen Carbids werden mit 12 Gewichtsteilen Arsenik gut durchgemischt und wie nach, Beispiel I azotiert. Das Endprodukt enthält 1g,5% Stickstoff und o,2% Carbid. Etwa go% des eingesetzten Arsens werden bei dem Prozesse reduziert und in einer gekühlten Vorlage wieder niedergeschlagen. In analoger Weise verfährt man bei der Reduktion von schwefelhaltigem Arsen sowie bei den entsprechenden Antimonverbindungen. Bei der Anwendung von titan- und borhaltigen Mineralien bilden sich die entsprechenden Stickstoffverbindungen, welche im Kalkstickstoff zurückbleiben.EXAMPLE I 150 parts by weight of about 75 percent finely ground carbide are mixed thoroughly with 5.7 parts by weight of phosphorite (3% P20) and 1.5 parts by weight of fluorspar and placed in one of the usual azotizing vessels, in which the material can be coated with the stream of nitrogen in as many different ways as possible Displacement of the air fueled by nitrogen or another harmless gas. When the temperature has risen to about 100 °, the azotization is carried out while nitrogen is being passed through vigorously. When the material no longer accepts nitrogen, the heating is switched off. The cooling is allowed to proceed in a stream of nitrogen and, after cooling, the furnace is emptied. The increase in weight was 38.0 parts by weight. The residue of 194.7 parts by weight represents calcium cyanamide with the following content: 19.3% N; 1.4 total phosphoric acid (P20, = 63% of the input) (of which, 1. o ° / o P20 is present in a form effective in the soil and 0.4% P20, as undigested phosphate) and 0, 4% Ca C2. The proportion reduced to phosphorus which escaped in gaseous form was 370/0 of the P20 used. The phosphorus distilling off during the azotization was condensed in a receiver filled with rings. Example II 136.7 parts by weight of 75 percent carbide are mixed with 1.5 parts by weight of fluorspar and covered with a mixture of 13.3 parts by weight of the same carbide with 5.7 parts by weight of a phosphorite of 39% P205 content. The azotization is then carried out as described above. It contained calcium cyanamide with the following content of 20.1% N; 0.49% total phosphoric acid (P20, = 22% of the input) (of which 0.35% P, 0 "is in a form effective in the soil and 0.4% P20, as undigested phosphate) and o The proportion of P escaping in gaseous form was 78% of the P20 used. It is condensed in a known manner Treated Example I. The azotization starts here at 60 °. The weight increase is 24 parts by weight. The residue contains 12.1% nitrogen, 0.6% P205 and 0.110 / 0 barium carbide. The proportion reduced to phosphorus, which escaped in gaseous form is 40 ° / a of the P205 used. The phosphorus distilled off is condensed as in Example I. Example IV 150 parts by weight of 75 percent carbide are thoroughly mixed with 12 parts by weight of arsenic and azotized as in Example I. The end product contains 1.5% nitrogen and 0.2% carbide. About 20% of the arsenic used is reduced in the process and deposited again in a cooled receiver. The procedure for reducing arsenic containing sulfur and the corresponding antimony compounds is analogous. When using minerals containing titanium and boron, the corresponding nitrogen compounds are formed, which remain in the calcium cyanamide.

Claims

PATENT CLAIMS: _. Process for the extraction of metalloids from their Compounds by reduction, characterized in that the reduction in connection with the azotation of carbides that are not derived from the metalloid compounds used at the same time are formed in those cases in which a nitrogen bond is not becomes impossible.

2. Process for obtaining metalloids from their compounds by - reduction according to claim 1, characterized in that the reduction in Connection with the production of calcium cyanamide takes place.