FR1281748A - Procédé de réduction de la teneur en oxyde du carbure de calcium technique - Google Patents

Description

Procédé de réduction de la teneur en oxyde du carbure de calcium technique.
Pour la fabrication de chaux azotée à partir de carbure de calcium technique il importe que la teneur en CaC2 du carbure soit aussi élevée que possible et sa teneur en SiO2 et en autres oxydes nuisibles aussi faible que possible, car le rendement est alors considérable lors de l'azotation. De même, un carbure à haute concentration est également très désirable, lors de la fabrication du calcium par dissociation thermique du carbure de calcium, pour éviter des réactions secondaires perturbatrices. En fin de compte, cela revient à dire qu'on s'efforce d'utiliser un carbure contenant peu d'impuretés-oxydes (principalement du CaO et du Si02, mais aussi d'autres oxydes en plus petite quantité).
Le carbure technique contient de 75 à 85 % de CaC2. L'impureté principale est le CaO, qui abaisse le point de fusion normalement élevé

pour environ 75 % de CaC2 et 1 640 [deg]C. Par suite de l'abaissement du point de fusion, le carbure technique peut être coulé à des températures de 1700 à 1 800 [deg]C. Il serait peu pratique de fabriquer, dans un four électrique, du carbure ayant une teneur en CaC2 supérieure à 90 %, car cela exigerait une température du four et une température de coulée extrêmement élevées.
Les phénomènes qui se produisent lors de la formation de carbure à partir de CaO + C dans le four électrique ont déjà été étudiés d'une matière approfondie; on a constaté, lors de ces études, que la réaction désirée (formation de carbure)

est étouffée dans le vide, car le CaO réagit alors de préférence avec le C suivant :

Une réaction secondaire connue, lors de la fabrication du carbure s'exprime par :
(3) 2 CaO + CaCz 3 Ca + 2 CO d'après laquelle on peut voir que le carbure déjà formé réagit avec le CaO résiduel. Cette réaction est particulièrement favorisée dans le vide.
La présente invention tient compte des considérations ci-dessus et consiste, pour abaisser la teneur en oxyde du carbure préparé et fondu dans un four de fusion, à le soumettre, en dehors du four, à une température de 1 600 à 2 000 [deg]C, sous un vide de 1 à 100 mm de mercure (mm Hg). A cet effet, on peut pulvériser le carbure en fusion, immédiatement après la coulée, dans une chambre à vide. On remarquera, à ce propos, qu'il est connu de pulvériser du CaC2 fondu.
Les particules liquides dispersées du carbure fondu réagissent alors suivant :

si l'on maintient des pressions inférieures à 10 mm Hg (pour une température de 1 600 à 1 700[deg] des particules).
L'impureté-SiOz du carbure réagit, dans les conditions mentionnées ci-dessus, suivant la formule :

Le SiC se volatilise difficilement et subsiste dans le carbure; il n'est pas gênant pour l'azotation du carbure, ni pour la préparation de calcium par dissociation thermique de ce carbure.
L'oxyde d'aluminium contenu dans le carbure technique normal réagit d'une manière analogue suivant :

Les particules liquides se solidifient, d'une part, par suite du refroidissement dû à la réaction et, d'autre part, en raison de l'éléva- tion du point de solidification au cours du déroulement de la réaction. Le vide de 10 mm Hg peut être obtenu aisément au moyen d'une trombe aspirante à jet de vapeur d'eau. Comme le gaz Ca - et CO - se condense dans les parties les plus froides de la conduite d'évacuation des gaz, par une inversion partielle de la réaction, il n'est pas nécessaire d'épuiser tout le CO. Le carbure en gouttes obtenu est de structure poreuse par suite du dégagement de gaz qui s'est produit et, par conséquent, il est particulièrement réactif.
Le mélange CaO/CaC2 qui se dépose dans le dépoussiéreur est ensuite aggloméré, puis réinjecté dans l'installation de fabrication du carbure. Le degré de vide et la température des particules de carbure doivent être entre eux dans une relation bien définie, de façon qu'il ne se produise pas une dissociation ther-

Par exemple, on doit travailler dans les conditions de température et de vide suivantes :

Si l'on respecte ces limites, la décomposition se régularise d'elle-même, car c'est toujours la réaction (1) qui se déroule la première, grâce à sa pression partielle élevée de Ca + CO, et les particules sont ainsi suffisamment refroidies, pour que, avec les conditions de vide qui règnent, la réaction (2) ne soit possible que dans une mesure négligeable. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen du dessin joint dont la figure unique représente, schématiquement et à titre d'exemple non limitatif, une installation permettant la mise en u̇vre du procédé suivant l'invention.
Le carbure technique normal s'écoule directement, à partir de l'orifice de coulée du four électrique et par l'intermédiaire d'un ajutage 1 en graphite, dans la chambre à vide 2 qui est garnie d'un revêtement en carbone. Le carbure liquide est pulvérisé; il réagit de la manière décrite ci-dessus et s'accumule, en un tas meuble, sur la sole de la chambre. Il contient plus de 90 % de CaC2. Les gaz et les vapeurs sont aspirés par une pompe à vide 5, après avoir traversé un dépoussiéreur 4. Les orifices obturables 6 et 7 servent à l'extraction

qui se dépose dans le dépoussiéreur 4. L'orifice 8 permet le nettoyage.
Pour donner un exemple spécifique, on a aspiré, dans la chambre à vide de la -figure unique, une fraction de 355 kg de la coulée normale d'un four à carbure. L'ajutage et la chambre avaient été préalablement chauffés d'une manière appropriée, bien connue de l'homme de l'art. Un échantillon prélevé sur le jet de carbure et analysé, présentait la composition suivante :

La température mesurée optiquement du carbure injecté atteignait 1 970 [deg]C. Au commencement de l'injection dont la durée fut de 10 minutes, on avait maintenu un vide de 60 mm Hg, pendant la période intermédiaire, un vide de 100 mm Hg et, à la fin de l'injection, un vide de 50 mm Hg. La dernière fraction du carbure injecté a été solidifiée dans l'ajutage, ce qui permit d'obtenir, ensuite, des vides dépassant 4 mm Hg.
Les particules de carbure concentré ont alors été refroidies dans la chambre, sous vide, jusqu'à 400 à 500 [deg]C, puis évacuées. On a ainsi obtenu 283 kg de carbure concentré conte-

Si02, 0,6 % de C et 0,5 % de SiC. Dans le dépoussiéreur, on a constaté un dépôt d'environ 65 kg de poussière gris foncé contenant 68 % de CaO, 26 % de CaC2, 1 % de C et 2 % de Ca.

Claims (2)

RÉSUMÉ

1. Procédé de réduction de la teneur en oxyde du carbure de calcium technique, caractérisé en ce qu'on soumet une coulée de carbure technique, en dehors du four électrique, à une température de 1 600 à 2 000 [deg]C et à une dépression, déterminée en fonction de cette température et comprise entre 1 et

100 mm Hg, cette dépression étant créée par aspiration.

2. Mode de mise en u̇vre du procédé suivant 1[deg], dans lequel on pulvérise le carbure en fusion, immédiatement après la coulée, dans une chambre à vide.