FR2558175A1 - Procede integre pour produire du potassium a partir de son oxyde ou sulfure non stoechiometrique et pour utiliser ce potassium en vue d'obtenir des metaux moins actifs et des hydrocarbures - Google Patents
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Abstract
PROCEDE INTEGRE POUR PRODUIRE DU POTASSIUM A PARTIR DE SON OXYDE OU SULFURE NON STOECHIOMETRIQUE ET POUR UTILISER CE POTASSIUM EN VUE D'OBTENIR DES METAUX MOINS ACTIFS ET DES HYDROCARBURES. ON DECOMPOSE THERMIQUEMENT DE L'OXYDE OU DU SULFURE DE POTASSIUM EN L'ABSENCE D'EAU, AVEC OU SANS PRESSION REDUITE, CE QUI DONNE DU POTASSIUM METALLIQUE ET DU PEROXYDE ETOU SUPEROXYDE DE POTASSIUM OU DU DISULFURE DE POTASSIUM. ON FAIT REAGIR CE POTASSIUM, FONDU OU EN VAPEUR, AVEC UN OXYDE OU SULFURE 10 POUR DEPLACER LE METAL ET LE RECUPERER 12. ON CONDENSE DANS LES PIEGES A, B, C LES OXYDES OU SULFURES REFORMES ET ON LES RECYCLE VERS LA CHAMBRE 10. LE PIEGE 18 COLLECTE DU SOUFRE. APPLICATION : EXTRACTION DE METAUX DE LEURS MINERAIS; SYNTHESE D'HYDROCARBURES.
Description
La présente invention concerne un procédé chimique, qui comprend la production de potassium élémentaire et la réaction subséquente de ce potassium élémentaire avec d'autres corps mis en réaction, ce qui comprend divers minerais de métaux, comme ceux du magnésium, du plomb, du zinc, du cuivre, de l'arsenic, de l'antimoine ou de l'argent, en vue de libérer ou dégager ces métaux de leurs formes naturelles et de les obtenir à l'état élémentaire, ou la réaction avec de l'eau pour produire de l'hydroxyde de potassium et de l'hydrogène et la réaction supplémentaire de potassium élémentaire additionnel avec cet hydroxyde de potassium pour produire un supplément d'hydrogène et un oxyde de potassium thermiquement instable qui se décompose en potassium et en peroxyde de potassium ou en superoxyde de potassium, éventuellement la réaction de cet hydrogène et de ce potassium pour produire de l'hydrure de potassium en vue d'emmagasiner l'hydrogène produit, ou la réaction supplémentaire de l'hydrure de potassium avec du carbone pour produire de l'acétylure de potassium et, éventuellement, l'utilisation d'un supplément d'hydrogène pour saturer les liaisons de carbone à carbone de ces composés saturés, en utilisant, pour catalyser l'hydrogénation, du potassium ou de l'hydrure de potassium obtenu dans ce procédé.
La présente invention a notamment pour objets
- de proposer un procédé à faible prix de revient et à rendement élevé pour produire du potassium élémentaire à partir d'oxydes ou de sulfures de potassium ; et
- l'utilisation du potassium, ainsi obtenu, pour la fabrication de carbures, d'acétylures, d'hydrogène, d'hydrures, de peroxyde d'hydrogène, d'oxygène, d'hydroxyde de potassium, de métaux moins actifs, d'hydrocarbures saturés et insaturés, de manière à obtenir les produits et sousproduits précités en un procédé intégré permettant de les fabriquer à des prix de revient inférieurs à ceux qui étaient possibles jusqu'à présent.
- de proposer un procédé à faible prix de revient et à rendement élevé pour produire du potassium élémentaire à partir d'oxydes ou de sulfures de potassium ; et
- l'utilisation du potassium, ainsi obtenu, pour la fabrication de carbures, d'acétylures, d'hydrogène, d'hydrures, de peroxyde d'hydrogène, d'oxygène, d'hydroxyde de potassium, de métaux moins actifs, d'hydrocarbures saturés et insaturés, de manière à obtenir les produits et sousproduits précités en un procédé intégré permettant de les fabriquer à des prix de revient inférieurs à ceux qui étaient possibles jusqu'à présent.
I1 existe de nombreux brevets concernant des techniques pour produire des métaux à partir de leurs sels et pour obtenir de l'hydrogène comme sous-produits. Donc, dans ce petit exposé concernant l'arrière-plan technologique, on se limitera aux brevets supposés être les plus pertinents.
Un brevet très fondamental est US-A-2 852 363, qui décrit un procédé pour préparer du potassium, du césium ou du rubidium, par chauffage d'un hydroxyde de ces métaux avec du zinc en atmosphère inerte à une température supérieure au point d'ébullition du métal alcalin particulier sous la pression utilisée dans le réacteur, et récupération du métal alcalin libre. De l'hydrogène est également produit dans ce procédé cité mais l'on n'y présente aucune suggestion à propos de son utilisation.
Les brevets US-A-l 872 611, US-A-1 034 320, US-A2 028 390, US-A-3 938 985 et GB-A-590 274 sont également pertinents et décrivent des procédés de production de métaux alcalins ou de leurs alliages.
Comme on le verra ci-après, aucun de ces brevets ne décrit, ne suggère ou n'esquisse d'une façon quelconque le présent procédé remarquable, nouveau et absolument pas évident.
Divers modes de réalisation de l'invention seront maintenant décrits plus en détail, à titre illustratif et nullement limitatif, en regard du dessin annexé dont lafigure unique est une représentation schématique d'un type d'appareil destiné à la mise en oeuvre de la réduction thermique selon le présent procédé.
Il a en effet été découvert, ce qui forme l'important concept de base de la présente invention, qu'en mettant en pratique l'invention on peut bénéficier d'avantages extraordinaires, relatifs au procédé et aux produits dans l'obtention du potassium et d'autre métaux et dans la formation de produits organiques à l'aide du potassium ainsi obtenu. On peut utiliser dans le procédé des températures relativement basses et obtenir ainsi des rendements élevés.
En outre, la rentabilité du procédé est fortement améliorée.
Fondamentalement, l'invention réside dans un procédé intégré de production de potassium métallique à partir de son oxyde ou sulfure non stoechiométrique, et dans l'utili sation de ce métal pour produire des métaux moins actifs et des hydrocarbures, par les étapes consistant à
1) Décomposer thermiquement de l'oxyde ou du sulfure de potassium, en l'absence quasi totale d'eau, pour obtenir du potassium métallique et former, respectivement,-du peroxyde de potassium ou du superoxyde de potassium, etdu disulfure de potassium ; et à récupérer le potassium métallique
2) Préparer une partie du potassium ainsi formé, à l'état fondu. ou de vapeur, et le faire réagir avec au moins un oxyde ou sulfure de magnésium, cuivre, calcium, argent, plomb, zinc, antimoine, cadmium, fer, arsenic ou un de leurs mélanges, pour déplacer le métal de cet oxyde ou de ce sulfure et récupérer ensuite ledit métal
3) Faire réagir une autre partie du potassium, ainsi obtenu au préalable, avec de l'eau pour former de l'hydro- gène et de l'oxyde de potassium
4) Utiliser l'hydrogène ainsi formé au préalable pour préparer un composé organique
a) en faisant réagir cet hydrogène avec du potassium obtenu dans l'étape 1, ci-dessus,à une température comprise entre 2500 et 3000C pour former de l'hydrure de potassium, faire réagir cet hydrure de potassium avec du carbone pour former de l'acétylure de potassium et faire réagir cet acétylure avec de l'eau pour produire de l'acétylène et KOH; puis hydrogéner cet acétylène pour former de l'éthane et de l'éthène ou éthylène- ; ou
b) Utiliser cet hydrogène pour hydrogéner du carbone en présence d'un catalyseur, afin de former du méthane.
1) Décomposer thermiquement de l'oxyde ou du sulfure de potassium, en l'absence quasi totale d'eau, pour obtenir du potassium métallique et former, respectivement,-du peroxyde de potassium ou du superoxyde de potassium, etdu disulfure de potassium ; et à récupérer le potassium métallique
2) Préparer une partie du potassium ainsi formé, à l'état fondu. ou de vapeur, et le faire réagir avec au moins un oxyde ou sulfure de magnésium, cuivre, calcium, argent, plomb, zinc, antimoine, cadmium, fer, arsenic ou un de leurs mélanges, pour déplacer le métal de cet oxyde ou de ce sulfure et récupérer ensuite ledit métal
3) Faire réagir une autre partie du potassium, ainsi obtenu au préalable, avec de l'eau pour former de l'hydro- gène et de l'oxyde de potassium
4) Utiliser l'hydrogène ainsi formé au préalable pour préparer un composé organique
a) en faisant réagir cet hydrogène avec du potassium obtenu dans l'étape 1, ci-dessus,à une température comprise entre 2500 et 3000C pour former de l'hydrure de potassium, faire réagir cet hydrure de potassium avec du carbone pour former de l'acétylure de potassium et faire réagir cet acétylure avec de l'eau pour produire de l'acétylène et KOH; puis hydrogéner cet acétylène pour former de l'éthane et de l'éthène ou éthylène- ; ou
b) Utiliser cet hydrogène pour hydrogéner du carbone en présence d'un catalyseur, afin de former du méthane.
On peut faire réagir les composés organiques, éthane ou méthane, avec un halogène, en opérant de façon connue en soi, pour former un halogénure d'alkyle que l'on peut ensuite condenser avec le sodium ou avec du potassium obtenu dans le procédé pour former, dans des conditions de réaction de Wurtz-Fitig, des hydrocarbures bouillant dans la gamme des carburants ou essence.
Dans des réactions subsidiaires-, on forme des com posés intermédiaires et on les recycle pour produire un supplément de potassium destiné à être réutilisé dans le
procédé.
procédé.
Le procédé de l'invention comprend notamment les équations suivantes
<tb> <SEP> 1. <SEP> K2O350o883oÇ/10 <SEP> mm <SEP> K <SEP> + <SEP> 1/2 <SEP> K202
<tb> <SEP> 2. <SEP> K <SEP> + <SEP> KOH <SEP> 360" <SEP> * <SEP> K20 <SEP> + <SEP> 1/2 <SEP> H2
<tb> <SEP> 2a.K <SEP> + <SEP> 1/2 <SEP> 1120 <SEP> > <SEP> KOH <SEP> + <SEP> 1/2 <SEP> H2
<tb> <SEP> 3. <SEP> K <SEP> + <SEP> 1/2 <SEP> H2 <SEP> < 3800C <SEP> r <SEP> KH
<tb> <SEP> 4. <SEP> K20 <SEP> 380"C <SEP> - <SEP> 420"C <SEP> > <SEP> 1 <SEP> 1/2 <SEP> K <SEP> + <SEP> 1/2 <SEP> K02
<tb> <SEP> 5. <SEP> KH <SEP> + <SEP> 2C <SEP> < 380 <SEP> > <SEP> KHC2 <SEP> tdans <SEP> K <SEP> fondu)
<tb> <SEP> 6. <SEP> KHC2 <SEP> + <SEP> 1120 <SEP> - <SEP> > <SEP> C2H2 <SEP> + <SEP> KOH
<tb> <SEP> 7. <SEP> K <SEP> + <SEP> 1/2 <SEP> H20 <SEP> . <SEP> > <SEP> K <SEP> O <SEP> + <SEP> 1/2 <SEP> 112
<tb> <SEP> 8.<SEP> CII <SEP> 112 <SEP> + <SEP> H2 <SEP> < 654C <SEP> 2 <SEP> 4 <SEP> < 65 C <SEP> 26
<tb> <SEP> < 650-C <SEP> C2Hq <SEP> H
<tb> <SEP> < 650C
<tb> <SEP> 9. <SEP> K202 <SEP> + <SEP> 02 <SEP> 6530C-8830C <SEP> > <SEP> 2 <SEP> + <SEP> 02
<tb> <SEP> 9a.K202 <SEP> 779 C <SEP> Z <SEP> K <SEP> + <SEP> 2
<tb> 10. <SEP> K202 <SEP> + <SEP> 2H20 <SEP> - <SEP> . <SEP> o <SEP> 2 <SEP> KOH <SEP> + <SEP> H202
<tb> 11. <SEP> K <SEP> + <SEP> RaYb <SEP> . <SEP> ar <SEP> KXYx <SEP> + <SEP> R.
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<tb>
On effectue cette réaction avec du potassium fondu, à des températures supérieures à 65 C ou avec de la vapeur de potassium à des températures supérieures à 780 C. Y est du soufre ou de l'oxygène, et R représente le-magnésium, le zinc, cadmium, le plomb, le fer, l'arsenic, l'antimoine ou l'argent ou le cuivre.
12. C2115X + C2H5X + 2K = C4H10 + 2KX, oû X représente du chlore ou du brome.
à la pression de 1/2mm de Hg (66,6 Pa) à 360 C.
Un supplément d'eau donne une réaction réversible
commence à 315"C
un système clos).
La quantité minimale d'eau (X) est celle nécessaire pour former l'hydrate de sulfure de potassium qui existe à la température à laquelle cette hydrolyse se produit.
On effectue toutes ces réactions de décomposition par hydrolyse en opérant dans un système clos et à des températures supérieures à 60"C et au-dessous de la température critique de l'eau. La quantité minimale d'eau (x) nécessaire pour ces réactions d'hydrolyse est celle qui donne l'hydrate de sulfure de potassium existant à la température choisie ou au-dessous de 206"C, qui est le point de fusion de K2S5.
Le procédé de la présente invention met à profit le manque de stabilité thermique des sulfures et oxydes non stoechiométriques de potassium pour produire du potassium élémentaire et divers composés du potassium, en utilisant ensuite ce potassium élémentaire ou certains des composés du potassium pour reformer continuellement ces sulfures et oxydes de potassium par réaction avec de l'eau, des minerais de métaux, etc.
En se référant aux équations ci-dessus, on peut indiquer que les équations 1, 4 et 14 constituent les équations de base de la présente i-nvention, selon lesquelles il se forme du potassium élémentaire par décomposition thermique de sulfure de potassium en disijîfure de potassium et en ce potassium élémentaire et par la décomposition de l'oxyde de potassium en du potassium élémentaire et en du peroxyde de potassium ou du superoxyde de potassium.
L'équation n" 15 illustre la décomposition du disulfure de potassium en du sulfure de potassium et du soufre, cependant que l'équation n" 16 illustre la décomposition du trisulfure de potassium, ou d'un polysulfure supérieur, en du sulfure de potassium et du di sulfure de potassium.
Les équations n" 19, 20 et 21 illustrent l'hydrolyse, par de liteau chaude, de polysulfure de potassium en de l'hydrate de sulfure de potassium et du pentasulfure de potassium. La décomposition du trisulfure de potassium, sous l'effet de la chaleur et sous pression réduite, telle qu'illustrée à l'équation nO 16, est également applicable à du.tétrasulfure de potassium, du pentasulfure de potassium et de l'hexasulfure de potassium. Les équations n" o, 9 et 9a illustrent la décomposition du peroxyde de potassium et du superoxyde de potassium. Le peroxyde de potassium est décomposé en du potassium élémentaire et en de l'oxygène élémentaire.Le superoxyde de potassium (KO2) est décomposé en du peroxyde de potassium (K202) et en de l'oxygène A des températures supérieures à 780"C., K202 commence à se décomposer en K et 02.
En l'absence de vapeur d'eau, le potassium ne s'unit pas à l'oxygène ou au soufre. L'enlèvement de la vapeur d'eau du système de mise en oeuvre du procédé va grandement diminuer la tendance du potassium et du soufre ou de l'oxygène à se recombiner après une décomposition thermique sous pression réduite de l'oxyde de potassium ou du sulfure de potassium.
L'hydroxyde de potassium, les oxydes de potassium, les sulfures de potassium et les hydrosulfures de potassium sont déliquescents et ont de faibles tensions d'eau. Les sulfures de potassium et oxydes de potassium sont des composés non stoechiométriques présentant des déficiences dans le sousréseau de 1' anion. De l'eau, de l'hydrogène et même de l'hydrure de potassium vont s'introduire comme substituants dans le sous-réseau de l'anion. L'hydrogène est produit par la réaction du potassium métallique ou élémentaire avec lavapeur d'eau donnant de l'hydroxyde de potassium et de l'hydrogène. Un supplément de potassium va réagir avec cet hydroxyde de potassium pour former un supplément d'hydrogène et de l'oxyde de potassium.Dans le cas des oxydes de potassium, l'eau va aussi reagir directement avec l'oxyde de potassium pour former de l'hydroxyde de potassium. Au début de la décomposition thermique des sulfures ou oxydes- de potassium, le potassium élémentaire va réagir avec cet hydroxyde de potassium pour former un supplément d'hydrogène et des oxydes de potassium. A 350"C, température de décomposition de l'oxyde de potassium, le potassium élémentaire va s'unir avec une partie de l'hydrogene produit et former de l'hydrure de potassium. Lorsque la température s 'élève audessus de 380"C, l'hydrure de potassium commence à se dissocier.
Le potassium élémentaire, produit par la décomposition du sulfure de potassium ou de l'oxyde de potassium, est soluble dans les solides restants jusqu a ce qu'on atteigne des conditions de température et de pression supérieures à celles nécessaires pour l'ébullition du potassium élémen- taire. Comme indiqué par les équations 15 à 21, il a été observé que du sulfure de potassium, prëparé par la réduction de la teneur en soufre du pentasulfure de potassium ou de n'importe quel polysulfure ayant une teneur en soufre égale ou supérieure à 2, peut être décomposé en du potassium et du soufre élémentaires à 780"C en une période de 24 heures.
Le pentasulfure de potassium fond à 206"C et se décompose en du tétrasulfure de potassium et en du soufre à des températures commençant à 3000C. A 206"C, les masses fondues de pentasulfure de potassium sont essentiellement anhydres. Le tétrasulfure de potassium fond à 145"C, le trisulfure de potassium fond à 279"C et le disulfure de potassium fond à 470"C. N'importe lequel ou lesquels de ces composés donne(nt) une masse anhydre fondue à des températures supérieurs à leur point de fusion. Il est plus facile de former sous pression réduite ces masses fondues anhydres. Les pressions réduites permettent d'enlever plus facilement l'eau d'hydratation pour former les masses fondues anhydres. La température doit être au moins aussi élevée que le point de fusion du polysulfure de potassium particulier, et les pressions réduites doivent être des pressions résiduelles comprises entre 1 mm et 50 mm de Hg (entre 133 Pa et 6,66 kPa).Pendant la décomposition de.ces polysulfures de potassium en des .polysulfures à plus faible teneur en soufre, les conditions de température et de pression réduite doivent être adéquates pour permettre la distillation du soufre. Le soufre bout à 445 OC sous une pression normale (correspondant à 760 mm de
Hg) et à 185"C sous une pression correspondant à 1 mm de Hg (133 Pa.).
Hg) et à 185"C sous une pression correspondant à 1 mm de Hg (133 Pa.).
Le tri sulfure de potassium se décompose en donnant un mélange de monosulfure et de disulfure de potassium à 3504C sous une pression de 0,05 Torr (6,6 Pa.). Le disufure de potassium se décompose en sulfure de potassium et- en soufre à 650 C sous une pression correspondant à 0,05 Torr, et le sulfure de potassium anhydre se décompose en potassium élémentaire et en soufre à 7800C, alors qué du sulfure de potassium hydraté exige 840"C pour se décomposer en soufre et en potassium.Si l'on ne se trouve pas sous des pressions réduites, le disulfure de potassium co-nstitue le composé thermiquement le plus stable résultant de l'union du potassium et du soufre, et le sulfure de potassium se décompose en potassium élémentaire et en disulfure de potassium à des températures supérieures à 780 C dans le cas du sulfure de potassium anhydre ou à 840"C dans le cuvas du sulfure de potassium hydraté.
En pratique, la décomposition du disulfure de potassium se produit a 883"C sous une pression correspondant à 10 mm de Hg (1,33 kPa). Sous ces conditions de température et de pression, le disulfure de potassium se décompose rapidement en ses éléments. Une autre source de potassium à
partir des sulfures de potassium consiste en la décomposition du disulfure de potassium en du sulfure de potassium sous des pressions réduites égales à 1 mm de Hg (133 Pa)à 78"C et la décomposition subséquente du sulfure de potassium en ses éléments dans les mêmes conditions.
partir des sulfures de potassium consiste en la décomposition du disulfure de potassium en du sulfure de potassium sous des pressions réduites égales à 1 mm de Hg (133 Pa)à 78"C et la décomposition subséquente du sulfure de potassium en ses éléments dans les mêmes conditions.
Lorsque le présent procédé débute avec de l'oxyde de potassium, le monoxyde de potassium est décomposé en du potassium élémentaire et en du peroxyde de potassium ou du superoxyde de potassium à des températures supérieures à 350"C ;- cependant, le potassium ne peut pas être facilement obtenu alors par extraction de ce mélange, à ses tempéra tures. A des pressions de 5 x 10 4 mm de mercure (6 x 10 2Pa) à 360"C, on peut extraire un peu de potassium élémentaire par distillation. A des températures supérieures au point de fusion du peroxyde de potassium, 490 C, le potassium peut être extrait par distillation à des pressions correspondant à 10 mm de Hg (1,33 kPa).A des températures de 780"C, la quasi totalité du potassium peut être extraite par distillation sous une pression de 10 mm de Hg. Le potassium élémentaire se décompose en du peroxyde de potassium et du potassium, et le peroxyde de potassium fond ensuite à 490 C pour donner le mélange anhydre. En enlevant l'eau, on retarde la formation des hydrures, des hydroxydes et de l'hydrogène et cela permet aux oxydes de potassium de se décomposer en leurs éléments.
On fait ensuite réagir le potassium, obtenu selon la présente invention, avec une quantité d'eau inférieure à la quantité stoechiométrique et, par exemple, inférieure de 15 % à la stoechiométrie, pour produire de l'hydroxyde de potassium et de l'hydrogène, comme présenté dans l'équation 2a. Du potasssium supplémentaire et l'hydroxyde de potassium à des températures supérieures à 360"C vont produire un supplément d'hydrogène et former le monoxyde de potassium instable (équation 2). On décompose ensuite le monoxyde de potassium K20 en potassium et oxygène ou en potassium et peroxyde de potassium ou superoxyde de potassium, par l'un des procédés décrits, pour produire continuellement de l'hydrogène (équation 4).Une partie du peroxyde de potassium ou du superoxyde de potassium peut se dissoudre dans une quantité d'eau inférieure à la stoechiométrie, par exemple dans des quantités inférieures de 15 % à la stoechiométrie, pour produire un supplément d'hydroxyde de potassium et du peroxyde d'hydrogène (équation 10). Le peroxyde d'hydrogène instable peut ensuite servir de source d'oxygène.
On peut aussi utiliser le superoxyde de potassium et le peroxyde de potassium comme sources d'oxygène à des températures supérieures à 653"C pour le superoxyde ou supérieures 780"C pour le peroxyde, comme indiqué par les équations 9 et 9a.
A n'importe quelle température supérieure à son point de fusion, 65 C, le potassium sous forme de liquide ou de vapeur va réduire les minerais de magnésium, de cuivre, d'argent, de plomb, de zinc, d'antimoine, d'arsenic, de cadmium, et leurs mélanges, en donnant le métal libre et va former de l'oxyde de potassium ou former les sulfures ou oxydes de potassium par la libération du cuivre, de l'argent, du plomb, du zinc, du calcium, de l'antimoine, de l'arsenic, du cadmium, etc., élémentaires selon que ces métaux étaient sous forme d'oxyde ou de sulfure dans leurs minerais mixtes naturels ou dans le concentré de minerai.
Lorsque du potassium élémentaire a servi à former de l'hydrogène par la décomposition de l'eau ou de l'hydroxyde de potassium ou par la réduction du sulfure
d'hydrogène, obtenu par la décomposition du produit d'hydrolyse, l'-hydrosulfure de potassium, à partir du sulfure de potassium, on peut conserver cet hydrogène sous forme d'hydrure de potassium par réaction de cet hydrogène avec un supplément de potassium élémentaire à des températures comprises entre 250"C et 360 C. L'hydrure de potassium est miscible dans le potassium fondu.
d'hydrogène, obtenu par la décomposition du produit d'hydrolyse, l'-hydrosulfure de potassium, à partir du sulfure de potassium, on peut conserver cet hydrogène sous forme d'hydrure de potassium par réaction de cet hydrogène avec un supplément de potassium élémentaire à des températures comprises entre 250"C et 360 C. L'hydrure de potassium est miscible dans le potassium fondu.
L'hydrure de potassium, dissous dans le potassium fondu, réagit directement avec le carbone et le graphite pour produire de l'acétylure de potassium. L'acétylure de potassium réagit avec l'eau pour produire l'acétylène.
On peut faire réagir l'acétylène ainsi produit avec un supplément d'hydrogène-provenant du procédé, en utilisant comme catalyseur du potassium fondu ou de l'hydrure de potassium afin de former de l'éthéne (ou éthylène) ou de l'éthane.
La quantité d'hydrogène présent va déterminer la formation d'éthylène ou d'éthane. La- température de cette réaction estn importe quelle température supérieure au point de fusion (65"C) du potassium.
L'hydrogène produit dans la présente invention peut être directement combiné à du carbone pour former du méthane en présence d'un catalyseur convenable, comme du nickel (en utilisant du nickel de Raney) à des températures de l'ordre de 250"C. On peut utiliser du potassium élémentaire ou de l'hydrure de potassium dissous dans du potassium, comme catalyseur7 à des températures comprises entre 1800C et 360 C.
Exemple 1
Le présent exemple illustre la préparation du potassium métallique à partir de K20 présent dans un minerai.
Le présent exemple illustre la préparation du potassium métallique à partir de K20 présent dans un minerai.
Dans la conduite du présent exemple, on place un minerai, contenant 10 kg de K20, dans un autoclave et l'on chauffe jusqu'à 883"C sous une pression réduite correspondant à 10 mm de Hg (1,33 kPa). On distille 4,1 kg de potassium métallique en laissant 5,9 ka de K202.
Exemple II
Le présent exemple illustre les-réactions des équations 2 à 9 et 11 et 12.
Le présent exemple illustre les-réactions des équations 2 à 9 et 11 et 12.
On chauffe jusqu'à 380"C des paillettes d'hydroxyde de potassium, de qualité tec-hnique, présentant une pureté de 90 %. On utilise une pression réduite, égale à 50 mm de
Hg (6,66 kPa) pour déshydrater ces paillettes au cours de
l'obtention d'une masse fondue essentiellement anhydre.
Hg (6,66 kPa) pour déshydrater ces paillettes au cours de
l'obtention d'une masse fondue essentiellement anhydre.
On arrête ensuite d'utiliser des pressions réduites et, en maintenant la température à 38O0C, on ajoute du potassium élémentaire à la masse fondue. Il y a dégagement d'hydrogène. La stoechiométrie est d'une mole d'hydroxyde de potassium, provenant de 62,2 g de paillettes techniques de KOH à-90 %, et d'une mole (39,1 g) de potassium élémentaire.
On fait passer l'hydrogène ainsi dégagé, dans du potassium fondu maintenu à 280"C, pour former de l'hydrure de potassium. On utilise une mole et demie de potassium pour absorber une mole d'hydrogène et former un liquide consistant en une solution d'hydrure de potassium dans du potassium
fondu.
fondu.
On traite à 350"C, én l'absence d'air, d'azote ou
de dioxyde de carbone, la solution d'hydrure de potassium,
contenant une mole de KH dans du potassium fondu1 par deux
moles de carbone (graphite) pour former de l'acétylure de potassium.
de dioxyde de carbone, la solution d'hydrure de potassium,
contenant une mole de KH dans du potassium fondu1 par deux
moles de carbone (graphite) pour former de l'acétylure de potassium.
On ajoute, soigneusement et lentement, le mélange à une mole et demie d'eau pour former une mole d'acétylène et de l'hydrogène comme substances volatiles et pour former une solution d'hydroxyde de potassium. Les gaz produits, l'hydrogène et l'acétylène, occupent 3,2 litres à 15"C à la pression atmosphérique, ce qui indique une transformation en une mole d'acétylène et une demi-mole d'hydrogêne.
On chauffe jusqu'à 500"C, sous une pression réduite égale à 10 mm de Hg, l'oxyde de potassium formé par la réaction du potassium et de l'hydroxyde de potassium. Après deux heures de maintien à 5000C sous une pression correspondant à 10 mm de Hg (1,33 kPa), on chauffe le mélange jusqu-'à 883"C et l'on condense une mole et demie de potassium par un refroidissement sélectif, en trois heures et trente minutes, du courant gazeux émis.
Exemple III
On traite par de l'eau, comme indiqué dans l'équation 2a, une mole de potassium produit dans l'exemple I, ce qui donne un supplément d'hydrogène gazeux ainsi que de l'hydroxyde de potassium.
On traite par de l'eau, comme indiqué dans l'équation 2a, une mole de potassium produit dans l'exemple I, ce qui donne un supplément d'hydrogène gazeux ainsi que de l'hydroxyde de potassium.
On ajoute 1 mole de superoxyde de potassium, produit dans I'exmple 6, à deux moles d'eau à 95"C pour produire une mole de peroxyde d'hydrogène et deux moles d'hydroxyde de potassium, comme illustré par l'équation 10.
L'exemple ci-dessus montre la récupération de la quasi totalité du potassium sous-la forme utilisée à l'ori gine, c'est-à-dire du potassium élémentaire et de l'hydroxyde de potassium.
Exemple 4
Le présent exemple montre la décomposition thermique de K2S en potassium, comme représenté par l'équation 14.
Le présent exemple montre la décomposition thermique de K2S en potassium, comme représenté par l'équation 14.
On chauffe 0,9 kg de K S jusqu'à 780 C sous une
pression correspondant à 50 mm de Hg, pour enlever l'eau.
pression correspondant à 50 mm de Hg, pour enlever l'eau.
On réduit ensuite, à cette température, la pression à 5 x10-4 mm de Hg
On distille le soufre et on le condense dans une série de pièges refroidis par de l'azote liquide.
On distille le soufre et on le condense dans une série de pièges refroidis par de l'azote liquide.
Lorsque la vitesse de distillation du soufre diminue, on élève jusqu'à 883"C la température. Du sulfate de potassium reste dans la chambre de distillation et est identifié par la réaction analytique avec du baryum, et le potassium et le soufre sont condensés dans les pièges refroidis par de l'azote liquide. Le potassium et le soufre ne se recombinent pas en l'absence de vapeur d'eau.
On collecte 200 g de potasssium.
ExempLe V
Comme représenté dans l'équation 11, on fait fondre sous une pression correspondant à 50 mm de Hg (6,66 kPa) le potassium produit dans l'exemple IV et on le décante pour le séparer du soufre.
Comme représenté dans l'équation 11, on fait fondre sous une pression correspondant à 50 mm de Hg (6,66 kPa) le potassium produit dans l'exemple IV et on le décante pour le séparer du soufre.
On divise le potassium en quatre échantillons de 50 g chacun que l'on utilise sous forme fondue. On utilise un échantillon de 50 g pour faire fondre 54 g d'un concentré de sulfure de plomb contenant 73 % de plomb. La fusion est réalisée à 70"C. Après cessation de la réaction (elle dure trois minutes environ), on élève la température à 3300C et l'on soutire le plomb fondu que l'on sépare de la matière plus légère flottant à la surface du plomb.
On utilise un échantillon de 50 g pour faire fondre 41,6 g d'un concentré de sulfure de zinc, contenant 50 % de zinc. La température est de 70"C. La réaction exige environ deux minutes. On élève la température à440'C et l'on soutire le zinc liquide fondu, de dessous la matière flottant à la surface de ce zinc.
On utilise un échantillon de 50 g pour faire fondre 50 g d'un concentré de sulfure de cuivre contenant 86 % de chalcopyrite (CuFeS2). On effectue la réaction à 700C. On produit du fer et du cuivre. On sépare par voie magnétique le fer du cuivre. On fait fondre le cuivre et on le sépare de la matière qui flotte à la surface du cuivre.
On utilise un échantillon de 50 g pour faire fondre 25 g d'oxyde de magnésium à 3600C, La réaction exige six .minutes. On produit du'magnésium élémentaire.
Dans tous ces exemples, on distille le potassium résiduel pour le séparer des métaux produits, à des pressions adéquates pour distiller le potassium mais trop faibles pour volatiliser l'autre métal. On sépare les trois échantillons de sulfure de la gangue largément inerte qui les contiens en dissolvant dans de faibles quantités d'eau les sulfures de potassium produits dans cette opération de fusion. On sépare ensuite, par filtration, les solides du liquide.
On ajoute du soufre au filtrat et l'on déshydrate ce filtrat à 500 C sous une pression correspondant à 50 mm de Kg (6,66 kPa). On soumet ensuite la masse fondue anhydre résultante à un chauffage à des températures de 883"C sous une pression de 10 mm pour reformer de la vapeur de potassium et de la vapeur de soufre que l'on condense ensuite. Cette formation à nouveau de potassium complète le cycle.
On recycle directement l'oxyde de potassium, produit lors de la fusion du magnésium, vers le potassium en chauffant la gangue et l'oxyde de potassium jusqu'à 883"C sous 10 mm de Hg (1,33 kPa). Un peu de dioxyde de carbone est distillé avant la distillation du potassium. Le dioxyde de carbone est, à mesure de son émission, absorbé dans de l'hydroxyde de potassium. On récupère dans une large mesure le potassium après en enlèvement du dioxyde de carbone du système. Un second échantillon montre qu'il est possible d'enlever le dioxyde de carbone en préchauffant l'oxyde de magnésium sous pression réduite avant de le faire réagir avec le potassium.
On condense, par refroidissement, le potassium produit par le recyclage des oxydes de potassium et on l'utilise pour faire fondre du minerai de magnésium supplémentaire.
Exemple VI
Le présent exemple illustre les réactions des équations 4, 5, 9 à 10 et 13.
Le présent exemple illustre les réactions des équations 4, 5, 9 à 10 et 13.
On utilise de l'hydrogène, produit selon la présente invention, pour hydrogéner du carbone (graphite) à 250"C en présence de potassium fondu (on peut aussi utiliser de
l'hydrure de potassium dissous dans du potassium fondu (nickel de Raney ).. On n'utilise pas de pressions autres que la pression de l'hydrogène provenant du système utilisé dans le procédé. On hydrogène 100 g au total de carbone pour obtenir du méthane en une demi-heure, en utilisant une mole -de potassium et une mole d'hydroxyde de potassium, en faisant continuellement recycler ces corps destinés à réagir.Ce recyclage consiste à dissoudre des oxydes de potassium résiduels dans de l'eau et à faire ensuite réagir cet hydroxyde de potassium avec du potassium produit par la décomposition thermique des oxydes de potassium à 883"C sous 10 mm de Hg
(1,33 kPa) (équations 1 et 2).
l'hydrure de potassium dissous dans du potassium fondu (nickel de Raney ).. On n'utilise pas de pressions autres que la pression de l'hydrogène provenant du système utilisé dans le procédé. On hydrogène 100 g au total de carbone pour obtenir du méthane en une demi-heure, en utilisant une mole -de potassium et une mole d'hydroxyde de potassium, en faisant continuellement recycler ces corps destinés à réagir.Ce recyclage consiste à dissoudre des oxydes de potassium résiduels dans de l'eau et à faire ensuite réagir cet hydroxyde de potassium avec du potassium produit par la décomposition thermique des oxydes de potassium à 883"C sous 10 mm de Hg
(1,33 kPa) (équations 1 et 2).
En chauffant les oxydes de potassium jusqu'à 653"C, avant la décomposition à 883"C, on réalise une étape destinée à diminuer la teneur en oxygène du système par décomposition de tout superoxyde de potassium éventuellement produit.
On prend soin de condenser le potassium et de laisser l'oxygène s'échapper du système. On opère ainsi pour éviter la production de potassium carbonyle.
On utilise le résidu non décomposé pour former de
l'hydroxyde de potassium et pour former'du peroxyde d'hydro
gène, par réaction avec de l'eau (équation 10). On prend soin
de ne pas laisser du peroxyde d'hydrogène ou de l'oxygène
provenant éventuellement de la décomposition du peroxyde
d'hydrogène, pénétrer dans le système de fusion.
l'hydroxyde de potassium et pour former'du peroxyde d'hydro
gène, par réaction avec de l'eau (équation 10). On prend soin
de ne pas laisser du peroxyde d'hydrogène ou de l'oxygène
provenant éventuellement de la décomposition du peroxyde
d'hydrogène, pénétrer dans le système de fusion.
Exemple VII
Le présent exemple montre la production de potassium
élémentaire et d'un mélange de peroxyde de potassium et de superoxyde de potassium par décomposition thermique de l'oxyde de potassium, puis la réaction du peroxyde de potassium et du superoxyde de potassium avec une quantité stoechiométrique d'eau pour former de l'hydroxyde de potassium et de l'oxygène,puis la réaction du potassium élémentaire avec
l'hydroxyde de potassium pour former de l'hydrogène élémentaire et pour reconstituer, en vue du recyclage, de l'oxyde
de potassium.
Le présent exemple montre la production de potassium
élémentaire et d'un mélange de peroxyde de potassium et de superoxyde de potassium par décomposition thermique de l'oxyde de potassium, puis la réaction du peroxyde de potassium et du superoxyde de potassium avec une quantité stoechiométrique d'eau pour former de l'hydroxyde de potassium et de l'oxygène,puis la réaction du potassium élémentaire avec
l'hydroxyde de potassium pour former de l'hydrogène élémentaire et pour reconstituer, en vue du recyclage, de l'oxyde
de potassium.
On peut mettre cette décomposition en pratique dans un intervalle de température compris entre 360"C et 380"C, avec addition et retrait appropriés de produit , sur un intervalle de température inférieur à 53"C ou à une température supérieure à 779"C.
Dans la conduite de cet essai, on chauffe l'hydroxyde de potassium jusqu'à 370"C, en l'absence d'air, sous une pression réduite correspondant à 1 à 10 mm d Hg (133 Pa à 1,33 kPa). On ajouté lentement du potassium élémentaire fondu à une masse fondue anhydre. de potassium, selon un rapport stoechiométrique de 1 mole pour 1 mole. Il y a dégagement d'hydrogène élémentaire et la pression régnant dans le système augmente notablement. Du potassium va réagir avec l'oxygène, l'azote, le dioxyde de carbone, etc. Donc, il est nécessaire de faire appel à une pression réduite pour diminuer la réaction entre du potassium fondu et l'atmosphère inerte.Au lieu dlune pression réduite, on peut utiliser du
Néon, de l'hélium, de l'argon (gaz rares du groupe VIII des éléments).
Néon, de l'hélium, de l'argon (gaz rares du groupe VIII des éléments).
On ouvre le système, on laisse l'hydrogène sortir du système et on le collecte. Après l'enlèvement de l'hydro- gène, on fait.de nouveau appel à une pression réduite. On décompose, principalement par voie thermique seulement, l'oxyde de potassium formé au cours du dégagement de l'hydrogène. Avant la décomposition thermique, sous pression réduite, du peroxyde de potassium, on distille progressivement le potassium élémentaire formé avec du peroxyde de potassium et du superoxyde de potassium (K202). On distille seulement le potassium. On transforme le potassium liquide/g-azeux distillé et l'hydrogène en de l'hydrure de potassium à des températures inférieures à 380"C sous la pression atmosphérique ou sous une pression 'supérieureà la pression atmosphérique.
Après l'enlèvement et la séparation de l'hydrogène et du potassium, on ajoute une quantité d'eau inférieure à la quantité stoechiométrique, et par exemple inférieure de 15 % à la stoechiométrie, pour former de l'hydroxyde de potassium et de l'oxygène. On enlève séparément cet oxygène du système. Indépendamment de cet enlèvement d'oxygène, on sépare l'hydrogène et le potassium du système.
Le surplus de potassium élémentaire enlevé du système, au-delà de ce qui est prédit d'après la formation du peroxyde de potassium K02, indique qutil s'est formé un peu de superoxyde de potassium K2O2.
On fait à nouveau réagir avec de l'eau.le potassium et l'hydrure de potassium pour former un supplément d'hydrogène.
On porte à 380"C, sous une pression de 10 mm, une mole (56,11 g) d'hydroxyde de potassium (à 85-86 % de pureté).
De l'eau distille à mesure qu'il se forme des hydrates progressivement inférieurs de l'hydroxyde de potassium. Un hydroxyde de potassium solide fond ensuite à 360 C + 5"C.
On fait fondre en atmosphère d'argon une mole de potassium élémentaire et on l'ajoute goutte-à-goutte à la masse fondue d'hydroxyde de potassium.
Lorsque le dégagement d'hydrogène élève la pression régnant dans le système, qui avait été mis sous vide, pour faire parvenir cette pression à une valeur égale ou supérieure à la pression atmosphérique, on ouvre le système et on laisse l'hydrogène sortir de ce système. Lorsque l'hydrogène a été enlevé, ce qui est mis en évidence par la stabilisation, à une valeur légèrement supérieure à la pression atmosphérique, de la pression régnant dans le système, on fait de nouveau appel à une pression réduite, correspondant de préférence à environ 1 mm de Hg (133 Pa environ). On distille du potassium élémentaire du système. On distille un peu plus d'une mole de potassium.
On fait réagir le potassium élémentaire avec l'hydrogène à des températures comprises entre 260"C et 380 C pour former de l'hydrure de potassium solide. L'hydrure de potassium est soluble dans un excès de potassium fondu.
On ajoute au mélange un peu moins d'une mole d'eau.
On réduit au-dessous d'une mole, selon le même rapport que celui de l'excès de potassium enlevé du système, la quantité d'eau ajoutée au peroxyde-superoxyde de potassium restant dans le réacteur. Il y a dégagement d'oxygène et formation dlhydroxyde de potassium.
Exemple VIII
Le présent exemple montre la production d'hydrogène à température élevée. Dans la conduite de cet essai, on chauffe une mole d'hydroxyde de potassium du commerce jusqu'à 779"C sous pression réduite ou en atmosphère de gaz inerte (hélium, néon, argon, etc.).
Le présent exemple montre la production d'hydrogène à température élevée. Dans la conduite de cet essai, on chauffe une mole d'hydroxyde de potassium du commerce jusqu'à 779"C sous pression réduite ou en atmosphère de gaz inerte (hélium, néon, argon, etc.).
On retire l'eau à mesure que la série des hydrates de l'hydroxyde de potassium contenus dans ce produit se décompose, sous l'effet de l'élévation de la température, en donnant des hydrates inférieurs. A 360 C + 5"C, l'hydroxyde de potassium forme une masse fondue anhydre.
Un supplément d'eau, au-delà de l'eau des hydrates, se dégage par suite de la décomposition thermique partielle de l'hydroxyde de potassium en oxyde de potassium et eau
Au-delà de 360"C + 5"C, il y a décomposition progressive de l'oxyde de potassium en peroxyde de potassium et potassium élémentaire.
Au-delà de 360"C + 5"C, il y a décomposition progressive de l'oxyde de potassium en peroxyde de potassium et potassium élémentaire.
Le potassium ainsi produit réagit avec la vapeur d'eau pour former de l'hydroxyde de potassium et de l'hydro- gène, et avec l'hydroxyde de potassium pour former de l'hydrogène et de l'oxyde de potassium (équations 2a et 2).
Un équilibre est atteint quand environ 13 % du potassium et de l'hydrogène ont été distillés. Par la suite, la diminution de la teneur en hydrogène du système permet une décomposition supplémentaire de l'hydroxyde de potassium/ oxyde de potassium/peroxyde de potassium en potassium sans qu'il y ait recombinaison du potassium avec l'oxygène, par suite de la diminution de la teneur en eau du système.
On récupère en deux heures et demie environ 88 % du potassium et l'on récupère aussi environ 88 % de l'hydrogène.
On accélère la réaction, et l'on parvient à un temps de réaction d'une heure, en ajoutant 1/2 mole de potassium à la masse fondue anhydre d'hydroxyde de potassium.
Exemple IX
On fait réagir une mole d'hydrogène, produit comme indiqué ci-dessus, avec l'acétylène produit à 360"C, pour former de l'éthylène. On fournit une seconde mole d'hydrogène
pour hydrogéner l'éthylène en éthane.
On fait réagir une mole d'hydrogène, produit comme indiqué ci-dessus, avec l'acétylène produit à 360"C, pour former de l'éthylène. On fournit une seconde mole d'hydrogène
pour hydrogéner l'éthylène en éthane.
On fait réagir une mole d'éthane, en phase gazeuse,
avec une mole de chlore pour former du chlorure d'éthyle.
avec une mole de chlore pour former du chlorure d'éthyle.
On collecte le chlorure d'éthyle et on le fait réagir avec du potassium par chauffage au reflux dans de l'éther absolu dans les conditions de réaction de Wurtz-Fittig pour former du butane. On fait réagir de la même façon le butane, ainsi produit, avec du chlore gazeux pour former du chlorure de butyle que l'on fait réagir à son tour avec du potassium métallique, produit comme indiqué ci-dessus, également dans les conditions de réaction de Wurtz-Fittig, pour former des hydrocarbures présentant des indices d'octane les rendant capables de servir dans des moteurs à combustion interne.
Tel qu'il est représenté sur la figure unique, un appareil convenant pour la mise en oeuvre du présent procédé
comprend une chambre ou cornue de fusion 10 en un métal ou
alliage résistant à la corrosion, comme du nickel ou du
tungstène métallique, que l'on peut chauffer sous pression
réduite. Un robinet 12 ou dispositif permettant la coulée
d'un métal fondu, est formé ou fixé au bas de la chambre.
comprend une chambre ou cornue de fusion 10 en un métal ou
alliage résistant à la corrosion, comme du nickel ou du
tungstène métallique, que l'on peut chauffer sous pression
réduite. Un robinet 12 ou dispositif permettant la coulée
d'un métal fondu, est formé ou fixé au bas de la chambre.
Un conduit 14 de vide relie la chambre à une pompe (non
représentée) capable de faire régner dans la chambre une
dépression correspondant à une pression de 0,5 à 26 mm de
Hg (environ 66,6 Pa à 3,46 kPa). Trois pièges A, B et C sont
raccordés entre la chambre et le conduit 14, pour condenser
et faire revenir, par l'intermédiaire de robinets d'arrêt
16, vers la chambre 10, des oxydes ou sulfures reformés et
du métal alcalin condensé sous forme élémentaire. Un qua
trième piège 18 est prévu loin de la chambre 10 de fusion
pour collecter du soufre pouvant être enlevé par une sortie
20.Des dispositifs convenables (non représentés) sont prévus
sur ou autour de la chambre 10 de fusion pour chauffer celle
ci jusqu'à 680"C et chauffer les zone éloignées de la chambre
jusqu'à des températures diminuant progressivement de 4500C
à 1600C.
représentée) capable de faire régner dans la chambre une
dépression correspondant à une pression de 0,5 à 26 mm de
Hg (environ 66,6 Pa à 3,46 kPa). Trois pièges A, B et C sont
raccordés entre la chambre et le conduit 14, pour condenser
et faire revenir, par l'intermédiaire de robinets d'arrêt
16, vers la chambre 10, des oxydes ou sulfures reformés et
du métal alcalin condensé sous forme élémentaire. Un qua
trième piège 18 est prévu loin de la chambre 10 de fusion
pour collecter du soufre pouvant être enlevé par une sortie
20.Des dispositifs convenables (non représentés) sont prévus
sur ou autour de la chambre 10 de fusion pour chauffer celle
ci jusqu'à 680"C et chauffer les zone éloignées de la chambre
jusqu'à des températures diminuant progressivement de 4500C
à 1600C.
Un anneau 21, monté dans une fente 22, est prévu 'sur la chambre métallique 10 pour recueillir du métal prove nant de la condensation de vapeur empruntant le conduit 14.
I1 va de soi que l'invention n'a été décrite qutà titre illustratif et non limitatif et qu'elle est susceptible de diverses variantes entrant dans son cadre et dans son esprit.
Claims (14)
1. Procédé intégré pour produire du potassium à partir de son oxyde ou de son sulfure non stoechiométrique et pour utiliser ensuite le potassium ainsi produit en vue d'obtenir des métaux moins actifs et des hydrocarbures, procédé caractérisé par la combinaison des étapes consistant å :
(1) à décomposer thermiquement l'oxyde de potassium ou le sulfure de potassium, avec ou sans pression réduite, en l'absence quasi totale d'eau pour obtenir du potassium métallique et, respectivement, du peroxyde de potassium ou du superoxyde de potassium, et du di sulfure de potassium et à récupérer le potassium métallique séparé des autres produits dérivant du potassium
(2) chauffer à une température supérieure à son point de fusion une partie du potassium métallique ainsi obtenu pour le faire passer à l'état fondu ou de vapeur et faire réagir ce potassium avec au moins un oxyde ou sulfure de magnésium, de cuivre, de calcium, d'argent, de plomb, de zinc, d'antimoine, de cadmium, de fer, d'arsenic ou d'un de leurs mélanges pour déplacer le métal de l'oxyde ou du sulfure et récupérer le métal moins actif ainsi déplacé pour le séparer du potassium ou des composés de potassium rési duel(s)
(3) faire réagir une autre partie du potassium métallique obtenu dans l'étape (1) avec de l'eau pour former de l'hydrogène, de l'oxyde de potassium et de l'hydroxyde de potassium ;
(4) utiliser une partie de l'hydrogène obtenu à l'étape (ov pour préparer un hydrocarbure en
(a) réduisan-! le potassium métallique, obtenu l'étape ]. ci-dessus, par de l'hydrogène à une température eoinprise entre 250 C et 3G0 C pour former de l'hydrure de potassium puis en faisant réagir l'hydrure de potassium avec du carbone pour former de l'acétylure de potassium, en effec- r-an.t la ynthèse de l'acétylène et de KOH par mise en CURtZCi de l'acetylure avec de l'eau ; en hydrogénant l'acéxylène en éthylène et en éthane, à l'aide d'hydrogène obtenu dans l'étape 3, ci-dessus, ou
(b) en utilisant cet hydrogène pour hydrogéner du carbone en présence d'un catalyseur d'hydrogénation afin de former du méthane.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le catalyseur de l'hydrogénation consiste en une partie du potassium obtenu à l'étape 1, et en ce que la température de l'hydrogénation se situe entre 1800 et 3600C.
3. Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il comporte une ou plusieurs étapes complémentaires consistant à traiter par de l'eau une partie du potassium obtenu à l'étape 1 afin de former de l'hydro- gène.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des étapes supplémentaires consistant à faire réagir une partie du potassium obtenu à l'étape 1 avec de l'hydroxyde de potassium obtenu à l'étape 3 pour former de l'oxyde de potassium et de l'hydrogène destinés à servir à nouveau dans le procédé.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on chauffe dans l'étape 1 l'oxyde de potassium jusqu'à une température supérieure à 3500C sous une pression comprise entre 10 mm de Hg (1,33 kPa) et la pression atmosphérique.
6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on chauffe le sulfure, obtenu à l'étape 1, jusqu'à une température voisine de 650"C sous une pression réduite pour former du sulfure de potassium et du soufre.
7. Procédé selon l'une des revendications i et 6, caractérisé en ce qu'on recycle vers l'étape 1 le sulfure de potassium obtenu.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications
1, 6 ou 7, caractérisé en ce qu'on fait réagir avec de l'eau le sulfure de potassium obtenu afn de former de l'hydroxyde de potassium et de l'hydrosulfure de potassium.
9. Procédé selon ia revendication 1, caractérise en ce qu'on dissout l'hydrogène, obtenu à l'étape 3 dans du potassium métallique fondu à l'étape 1 pour stocker cet hydrogène et l'utiliser par la suite dans ce procédé.
10. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait réagir du sulfure de plomb avec une partie du potassium métallique obtenu à l'étape 1, on élève la température jusqu'à 330"C environ et l'on récupère par soutirage le plomb fondu que l'on sépare ainsi de la matière plus légère flottant à la surface de ce plomb.
11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait réagir du sulfure de zinc avec une partie du potassium métallique obtenu à l'étape 1 et en ce qu'on élève ensuite la température pour la porter à environ 4400C, puis l'on soutire du zinc métallique pour le séparer de la matière flottant à sa surface.
12. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait réagir de la chalcopyrite avec une partie du potassium métallique obtenu à l'étape 1, à environ 70"C, pour produire du fer et du cuivre et en ce qu'on sépare ensuite par voie magnétique le fer de ce cuivre.
13. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait réagir à environ 360 C l'oxyde de magnésium avec une partie du potassium métallique obtenu à l'étape 1, et l'on recueille du magnésium élémentaire en distillant le potassium résiduel.
14. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, dans l'étape 2, le métal a déplacer est initialement sous forme de sulfure et en ce qu'on récupère le métal en dissolvant dans de l'eau le potassium résultant, avec ou sans sulfure ; en ajoutant du soufre, en séparant, par filtration sous pression réduite, la solution résultante pour former ainsi une masse fondue anhydre, en chauffant la masse fondue, avec ou sans pression réduite, pour former ainsi du soufre et du potassium métallique à réutiliser dans le procédé.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19843401006 DE3401006A1 (de) | 1984-01-13 | 1984-01-13 | Integriertes verfahren zum herstellen weniger aktiver metalle und von kohlenwasserstoffen unter verwendung nicht-stoechiometrischer sulfide oder oxide von kalium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2558175A1 true FR2558175A1 (fr) | 1985-07-19 |
Family
ID=6224891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8400599A Withdrawn FR2558175A1 (fr) | 1984-01-13 | 1984-01-16 | Procede integre pour produire du potassium a partir de son oxyde ou sulfure non stoechiometrique et pour utiliser ce potassium en vue d'obtenir des metaux moins actifs et des hydrocarbures |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE3401006A1 (fr) |
| FR (1) | FR2558175A1 (fr) |
-
1984
- 1984-01-13 DE DE19843401006 patent/DE3401006A1/de not_active Withdrawn
- 1984-01-16 FR FR8400599A patent/FR2558175A1/fr not_active Withdrawn
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3401006A1 (de) | 1985-07-18 |
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