DE517993C - Herstellung von Bariumcarbid und Acetylen - Google Patents

Description

• Herstellung von Bariumcarbid und Acetylen Es ist bekannt, daß sich beim Erhitzen eines Gemisches von Bariumcarbonat oder Bariumoxy d mit Kohle bei bestimmter Temperatur Bariumcarbid bildet, das zur Erzeugung von Acetylen benutzt «-erden kann.
• Bisher ist diese Reaktion, die ermöglichen würde, die hohen Temperaturen zu vermeiden, die für die Herstellung von Calciumcarbid erforderlich sind, aus verschiedenen Gründen nicht technisch durchgeführt worden. Die hauptsächlichsten Gründe sind die leichtere Schmelzbarkeit der Bariumverbindungen und ihr hoher Preis.
• Die Erfindung betrifft ein Verfahren, das frei von diesen Nachteilen ist und ermöglicht, Bariumcarbid zu bereiten und Acetylen und gegebenenfalls Bariumhydrat in ununterbrochenem Betriebe herzustellen.
• Das Verfahren besteht im wesentlichen darin, daß man der Mischung von Bariumcarbonat oder Bariumoxyd und Kohle einen unschmelzbaren, porösen, inerten Träger, z_. B. Bariumsilikat, hinzufügt, das entweder als solches hinzugefügt oder im Laufe der Reaktion gebildet wird, und sodann das Gemisch unter Ausschluß von Luft 4n einem neutralen oder reduzierenden Gasstrom erhitzt, der an der Reaktion selbst nicht teilnimmt und der vorteilhaft von Wasserstoff oder einer Mischung von Kohlenoxyd und möglichst reichlich Wasserstoff gebildet wird.
• Die Masse kann unter diesen Bedingungen auf mehr als i 6oo° erhitzt werden, ohne zu schmelzen und ohne seine Porösität und seine Fähigkeit zu verlieren, sich leicht behandeln und chargieren zu lassen. Es kann ein Drehofen bei Temperaturen bis i 42o° oder ein anderer Ofen benutzt werden.
• Die so erhaltene Masse kann dazu dienen, in ununterbrochenem Betriebe Acetylen und auch Bariumhydrat herzustellen unter Regenerierung der Ausgangsmasse durch Hinzufügen von Kohlenstoff und gegebenenfalls Bariumcarbonat zu den Rückständen gegebenenfalls nach Ausscheidung der überschüssigen Kieselsäure.
• Mat hat bereits vorgeschlagen, Bar iumcarbid und metallisches Mangan durch Reduktion von oxydierten Manganoxyden, welche q.0°/, Erdalkali (Psilomelane) enthalten, mittels Kohle herzustellen. Diese Reduktion muß jedoch bei erhöhter Temperatur im elektrischen Ofen vorgenommen werden. Bei diesem Verfahren ist es ferner erforderlich, um das Schmelzen des Mangans zu verhindern und um Mangancarbid zu bilden, Kohle im Überschuß zuzugeben. Bei der Weiterentwicklung des Verfahrens ist vorgeschlagen «-orden, .das Verfahren in zwei Operationen auszuführen, um die Verflüchtigung eines Teilen des Metalls bei der zur Bildung von Bariumcarbid notwendigen erhöhten Temperatur zu vermeiden. Das Manganoxyd soll hiernach bei verhältnismäßig niedriger Temperatur zunächst ohne Bildung von Bariumcarbi-d in einem elektrischen Ofen mittels der genau für die Reduktion erforderlichen Menge Kohle reduziert werden, zweckmäßig unter Zusatz eines Flußmittels. Aus dem Rückstande der ersten Operation soll alsdann durch Erhitzen bei höherer Temperatur in besonderer Operation in einem zweiten elektrischen Ofen mit einem überschuß an Kohle und in Gegenwart eines Hilfsmetalls, wie Eisen, Bariumcarbid erzeugt werden.
• Dieses Verfahren ist kostspielig und erfordert hohe Temperaturen (elektrischer Ofen). Demgegenüber ist das neue Verfahren gemäß der Erfindung viel einfacher und erfolgt bei niedrigen Temperaturen (i 400 bis r 6oo°) in einem Ofen oder Tiegel. Man hat ferner bei der Fabrikation von Carbiden schon vorgeschlagen, die Operation in Abwesenheit von Luft durchzuführen, z. B. durch Anwendung \-on Vacuum.
• Schließlich kennt man auch ein Verfahren zur Herstellung von Calciumcarbid, wonach man ein reduzierendes Gas, z. B. Leuchtgas oder einen anderen kohlenwasserstoffhaltigen Brennstoff, an der Herstellung des Carbids aus Kalk und zerkleinertem 1iolcs zwischen den Polen eines elektrischen Stromkreises teilnehmen läßt. Bei ,dem Verfahren gemäß der Erfindung ist das verwendete Gas jedoch iliert bzw. nimmt an der Reaktion zur Carbidbildung nicht teil.
• Nachstehend soll eine Ausführungsform des neuen Verfahrens beispielsweise beschrieben werden: Dem Bariunicarbonat fügt man Koblenstoff und inerten Stoff, wie Bibariumsilikat, in der erforderlichen Menge zu, entweder als solches in die Mischung oder aber in Form von Kieselsäure oder Silikaten. Dieses Gemisch wird in einen Ofen gebracht, der von außen auf i 40o° oder noch höher erhitzt wird. Während der Dauer der Erhitzung läßt man über das Gemisch Wasserstoff oder ein Geinisch von Kohlenoxyd und Wasserstoff oder ein anderes geeignetes Gas, wie Methan, hinwegstreichen. -Man erreicht so vollständigen Luftabschluß sogar bei kontinuierlicher Speisung und entfernt die schädliche Wirkung von Sauerstoff und Stickstoff. Die durch,die Reaktion erzeugten Gase, die hauptsächlich aus Kohlenoxyd bestehen, kann man mittels Ventilator abziehen. Man erhitzt hinreichend lange, damit der größere Teil des Bariumcarbonats in Bariumcarbid verwandelt wird. Bei r d.oo° beginnt die Reaktion, welche bei dieser Temperatur in einem von außen beheizten Drehofen durchgeführt -,werden kann, während man bei r 6oo° schnell eine fast theoretische Umsetzung erhält.
• Infolge der Einführung eines inerten Stoffes, wie Bibariumsilikat, bleibt die Masse porös und umgeschmolzen, und ihre Entfernung aus dem Ofen unter Ausschluß der Luft geht ohne Schwierigkeiten vor sich. Man fängt sie dann in einem Dämpfer, vorteilhaft einem drehbaren Dämpfer auf.
• B e i s p i e 1 : In einem Gas, das aus Wasserstoff besteht, und bei einer Temperatur von I q.50° läßt man: während ao Minuten folgende Mischung reagieren:

  Bariumcarbonat ............ 10o,

  Kohle .. ............... 30,

  Bibariumsilikat ............ 25.

  Die Menge Bariumcarbid, die sich hierbei bildet, entspricht 85°p der Theorie.
• Zur Acetylenherstellung wird die abgekühlte Masse der Einwirkung von Wasserdampf mit oder ohne Druck unterworfen. Unter dem Einfluß des Wasserdampfes zersetzt sich das gebildete Bariumcarbid in Bariumhydrat und Acetylen, das dann gewaschen und vor seiner Benutzung getrocknet wird. Der Rückstand besteht aus Bariumhydrat, dem in Überschuß vorhanden gewesenen Kohlenstoff, Bariumsilikat und zuweilen Bariumcarbonat. Dieser Rückstand kann ohne weiteres nach Zugabe von Kohlenstoff erneut zur Herstellung von Bariumcarbid verwendet werden; es kann ihm aber auch durch Lösen und Hvdrolyse Bariumhydrat entzogen und dieses durch billigeres Bariumcarbonat ersetzt werden. Z. B. kann die Rückstandsmasse wie folgt behandelt werden: Nachdem die Masse gewogen, analysiert und das Gewicht der verschiedenen Bestandteile bestimmt worden ist, wird sie vorteilhaft mit warmem Wasser behandelt, worauf man die Lösung filtriert oder abgießt. Zum Rückstand kann sodann eine dem entfernten Bariumhydrat entsprechende. Menge Bariumcarbonat hinzugemengt und die von neuem zur Bildung voll Bariunicarbid verwendet werden.
• Bei kontinuierlichem Arbeiten sammelt sich bei diesem Kreislauf allmählich aus der Zersetzung von unreiner Kohle Kieselsäure an, die sich mit Barium zu Silikaten verbindet. Dieses überschüssige Silikat kann auf folgende Art entfernt werden: Der unlösliche, nach Entfernung des Bariumhydrates zurückgebliebene Rückstand wird in Wasser suspendiert und mittels Kohlensäure ihn Überschuß zersetzt. Man setzt sodann der mit Kohlensäure behandelten Masse nach Erhitzen Ätzalkalien oder Alkalicarbonate hinzu, die man nach der Menge Kieselsäure berechnet, die durch die Kohle gefällt worden ist. Ein Teil der Kieselsäure, der der Menge von hinzugefügtem Alkali entspricht, geht als Alkalisilikat in Lösung. Man trennt sodann diese Lösung von dem Unlöslichen. Auf diese Weise wird die durch die Reaktionskohle eingebrachte Kieselsäure abgeschieden.
• Der oder die Rückstände können nach Hinzufügung einer Menge Kohlenstoff und evtl. auch Bariumcarbonat, die der Menge des entfernten Bariurnhydrats entspricht, wie oben beschrieben, von neuem im Kreislauf verwendet werden, wobei das Monobariumsilikat und die Kieselsäure von neuem in .dem Ofen Bibariumsilikat bilden.
• Die wichtigen gewerblichen Fortschritte des neuen Verfahrens sind folgende: i. Während es bisher überhaupt nicht gelungen ist, Bariumcarbid technisch billig herzustellen, da die Reaktionsmasse feuerflüssig wurde, ist dies durch das neue Verfahren durch Einführen eines inerten Trägers möglich geworden.
• 2. Während bisher Acetylen nicht anders als durch Zersetzung von bei Lichtbogentemperatur erzeugten Calciumcarbi@d hergestellt wurde, kann nach vorstehendem Verfahren schon bei i 4oo° Carbid ohne Anwendung von Lichtbogenfeuerung hergestellt werden.
• 3. Das neue Verfahren ermöglicht die Herstellung von Bariumhydrat aus Bariumcarbonat als Nebenprodukt.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Bariumcarbid durch Erhitzen einer Mischung von Bariumcarbonat oder Bariumoxvd mit Kohlenstoff, dadurch gekennzeichnet, daß man der Mischung einen nicht schmelzbaren, porösen und in bezug auf die Reaktionskörper inerten Träger oder solche Körper, die während des thermischen Prozesses einen solchen Träger bilden, hinzufügt, z. B. Bibariumsilikat, das entweder als solches hinzugefügt oder im Laufe der Erhitzung gebildet wird.
2. 2. Verfahren nach Anspruch i unter Luftabschluß, gekennzeichnet durch Aufrechterhaltung eines Gasstromes im Ofen z. B. mittels Wasserstoffes, Gemische von Wasserstoff und Kohlenoxyd, Methans oder eines anderen, die Reaktion nicht störenden Gases.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der nach Behandlung des gewonnenen Carbids mit Wasserdampf unter Acetylenentwicklung in an sich bekannter Weise erhaltene Rückstand durch Hinzufügung von Kohlenstoff gegebenenfalls nach Entfernung überschüssiger Kieselsäure zur Herstellung von neuem Carbid im Kreisprozeß verwendet wird. Verfahren nach Anspruch I lyis 3. dadurch gekennzeichnet, daß das sich im Kreislauf des Rückstandes durch Zersetzung unreiner Kohle allmählich ansammelnde überschüssige Silikat in an sich bekannter Weise durch Lösen mittels Ätzall.:alien bzw. Alkalicarbonaten entfernt wird.