DE575748C

DE575748C - Verfahren zur Darstellung der Cyanamide der Erdalkalimetalle und des Magnesiums

Info

Publication number: DE575748C
Application number: DEST41870D
Authority: DE
Inventors: Dr H Heinrich Franck; Dr Albert R Frank; Dr Hugo Heimann
Original assignee: STICKSTOFFWERKE GmbH
Current assignee: STICKSTOFFWERKE GmbH
Priority date: 1926-10-28
Filing date: 1926-12-02
Publication date: 1933-05-02
Also published as: US1745350A; GB279812A; GB281611A

Description

Verfahren zur Darstellung der Cyanamide der Erdalkalimetalle und des Magnesiums Im Patent 481790 ist ein Verfahren zur Darstellung der Erdalkalimetall- bzw. Magnesiumcianamide geschützt, nach welchem diese Verbindungen durch Einwirkung von gasförmigem Cyanwasserstoff auf die Oxyde oder in der Hitze Oxyd ergebende Salze der genannten Metalle (bei Temperaturen oberhalb 400°, zweckmäßig zwischen 650 bis 85o°, vgl. die dort gebrachten Beispiele) gebildet werden. Bei Durchführung des Verfahrens ist schon beobachtet worden, daß eine Zumischung von Ammoniak sich als vorteilhaft erweist.
Bei dem weiteren Ausbau des Verfahrens wurde nun die Feststellung gemacht, daß man mit gleich guter Ausbeute zu den genannten Metallcyanamiden gelangt, wenn man auf die Oxyde, Hydroxyde oder Formiate der genannten Metalle Gemische aus Ammoniak und Kohlenoxyd einwirken läßt. Solche Gemische setzen sich nach bekanntgewordenen Verfahren über Kontaktsubstanzen (z. B. Platin, Ceroxyd, Aluminiumoxyd usw.) nach der Gleichung NH3 + C O - H C N -(- H=O zu Cyanwasserstoff um.
Es konnte in keiner Weise vorausgesehen werden, daß auch ohne vorherige Umsetzung derartige Gasgemische an Stelle des bereits gebildeten Cyanwasserstofts benutzt werden können. Sind doch die bisher bekanntgewordenen Ausbeuten bei der Cyanwasserstoffsynthese aus Ammoniak und Kohlenoxyd derartig ungünstig und vor allem nur bei großer Verdünnung und auch dann noch bei beträchtlichem Verlust von gebundenem Stickstoff durch Zersetzung von Ammoniak erhältlich, daß sie zu einer Verwendung im Sinne des Erfindungsgedankens nicht ermutigen konnten.
Die tatsächliche versuchsmäßige Feststellung ergab aber, daß, wenn man Ammoniak-Kohlenoxyd-Gemische bei Temperaturen über 4oo°, zweckmäßig im Temperaturgebiete von 65o bis 85o°, beißgewöhnlichem oder erhöhtem Druck über die Oxyde, Hydroxyde oder Formiate der Erdalkalien oder des Magnesiums leitet, man bei praktisch Zoo °1o Ausbeute an in fester Phase gebundenem oder als Ammoniak zurückgewonnenem Stickstoff hochprozentige Cyanamide der genannten Metalle erhält; so ergibt beispielsweise Calciumoxyd, in Form von gebranntem Kalk, oder Calciumhydroxyd bzw. Kalkhydrat oder auch in Form einer sonstigen in der Hitze Calciumoxyd ergebenden Calciumverbindung hochprozentiges Calciumcyanamid.
Wie aus der oben angegebenen Bildungsgleichung des Cyan-,vasserstoffs und aus den in der Beschreibung des Patents 481790 gebrachten Reaktionsgleichungen hervorgeht, bildet sich beim Reaktionsablauf zunächst Wasser. Man hätte also entsprechend der Gleichgewichtslehre erwarten sollen, daß die Anwesenheit von Wasser 'der seine Zugabe, sei es zum Gasstrom, sei es zum festen Stoff, wie dies z. B. statthat, wenn man angefeuchteten Kalk, Kalkhydrat oder Carbonat anwendet, ungünstig wirke. Es hat sich aber überraschenderweise herausgestellt, daß die Zugabe von Wasser oder die Anwendung von natürlich feuchtem Material eine erhebliche Geschwindigkeitssteigerung der Cyanamidbildung hervorruft.
Eine bestimmte Schwierigkeit bei der Durchbildung des Verfahrens lag zunächst darin, daß sowohl Cyanwasserstoff als auch dessen Bildungsgemische durch bestimmte Metalle, in erster Linie Eisen, Zersetzungen erleiden. Diese Zersetzungen, die zu Verlusten an gebundenem Stickstoff bzw. Kohlenstoffausscheidung führen, werden weitgehend verhindert, wenn man die Anwesenheit von Eisen nach Möglichkeit ausschaltet, indem man keramisches Material oder eine Zersetzung nicht bewirkende Metalle für die Apparatur benutzt oder aus den Gasen alle Eisenverbindungen (Carbonylverbindungen) ausscheidet. Besonders wirksam aber hat sich die Aufrechterhaltung einer bestimmten Schwefelkonzentration erwiesen, die durch Zugabe von Schwefelwasserstoff oder Schwefelkohlenstoff im Anfang oder während der Dauer der Einwirkung von Gasgemisch und festen Substanzen erzielt wird. Ebenso wirken die Zugabe von Sulfiden bzw. schwefelhaltigen Verbindungen, wie Calciumsulfid oder Calciumsulfat, zur festen Phase. Die Wirkung dieser Zugabe von Schwefelverbindungen beruht wohl auf den Vergiftungen der die Zersetzung der Gase katalysierenden Metalle.
Die nach vorstehendem Verfahren erhaltenen Metallcyanamide sind reinweiß und frei von fremden Beimengungen, insbesondere von Kohlenstoff. Sie sollen zu chemischen Umsetzungen oder direkt Verwendung finden. Bei einem dem beanspruchten Verfahren ähnlichen, bekannten Verfahren (französische Patentschrift 2,30 o66) wird unter Zusatz von Kohlenstoff gearbeitet. Diese Maßnahme entfällt bei vorliegendem Verfahren.

Bei der Verwendung von Hydroxyden und Formiaten werden dieselben Ergebnisse erzielt.

Beispiele

Ausgangsmaterial io g Ca0 (Kahlbaum gepulvert)

Versuchs- Temperatur Zuschlag N H, CO N % als Theorie

dauer b ]/Stunde Cyanamid °/o N

3 Stunden 700° - io- 2- 10,5

3 - 7o0° 2 ccm H., O To- 2- 13,3

35

3 - 700° 0,5 9 Na., S04 10- 22- x3,8

Ausgangsmaterial i,8 g Mg0

4 Stunden 55o° 1 - 1 io- io- 1 7,8 43,5

Claims

PATEDTTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Darstellung der Cyanamide der Erdalkalimetalle und des Magnesiums gemäß Patent 481790, dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle des Blausäuregases ein Blausäurebildungsgemisch aus Ammoniak und Kohlenoxyd oberhalb 4o0°, zweckmäßig zwischen 65o bis 85o°, bei gewöhnlichem oder erhöhtem Druck auf die Oxyde, Hydroxyde oder Formiate der Erdalkalimetalle oder des Magnesiums zur Einwirkung gebracht wird. z. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Gase oder die Metalloxyde bzw. Verbindungen in Anwesenheit oder nach Zugabe von Wasser verwendet werden. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man dem Einwirkungsgas geringe Mengen von Katalysatorgiften, wie Schwefelwasserstoff oder Schwefelkohlenstoff, im Anfang der Arbeit oder während deren ganzer Dauer zugibt oder dem festen Ausgangsmaterial Katalysatorgifte,wie Sulfide oder zu Sulfid reduzierbare Verbindungen, der gleichen oder verwandter Metalle zumischt. 4. Verfahren nach Anspruch i bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man unter möglichstem Ausschluß von Metallen, die wie Eisen die Zersetzung der Einwirkungsgase fördern, bzw. unter Ausschluß fester und flüchter Metallverbindungen arbeitet und dabei eine Apparatur, die aus entsprechendem Material, wie keramischen Massen, hergestellt ist, anwendet.