JPS60163827A - Continuous method for use of non-stoichiometric sulfide or oxide of pottasium to manufacture of lower activity metal and hydrocarbon - Google Patents
Continuous method for use of non-stoichiometric sulfide or oxide of pottasium to manufacture of lower activity metal and hydrocarbonInfo
- Publication number
- JPS60163827A JPS60163827A JP1279984A JP1279984A JPS60163827A JP S60163827 A JPS60163827 A JP S60163827A JP 1279984 A JP1279984 A JP 1279984A JP 1279984 A JP1279984 A JP 1279984A JP S60163827 A JPS60163827 A JP S60163827A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- potassium
- hydrogen
- sulfide
- oxide
- metallic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
一枝術分野
本発明は、カリウムをその非化学量論的な酸化物または
硫化物から製造し、次いで製造されたカリウムを用いて
より低活性の金属および炭化水素を得るための連続法に
関する。より詳細には本発明は、元素状カリウムを製造
し、次いでこの元素状カリウムを種々の金属鉱石(たと
えばマグネシウム、鉛、亜鉛、銅、ヒ素、アンチモンま
たは銀の鉱石)と反応させてこれらの金属をその天然に
存在する形状から元素状で放出させるか、あるいは水と
反応させて水酸化カリウムおよび水素を製造し、さらに
追加量の元素状カリウムを水酸化カリウムと反応させて
より多量の水素および熱に対し不安定な酸化カリウム(
これは分解してカリウムおよび過酸化カリウムもしくは
超酸化カリウムになる)を製造し、所望によりこの水素
とカリウムを反応させて水素化カリウムを製造し、生成
水(6)
素を保存するか、またはさらにこの水素化カリウムを炭
素と反応させてカリウムアセチリドを製造し、また所望
により追加量の水素を用いてこれら不飽和化合物の炭素
結合を飽和し、プロセスカリウムまたは水素化カリウム
を用いて水素添加を触媒することを含むfヒ学的方法に
関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A branch of the invention The present invention relates to the production of potassium from its non-stoichiometric oxides or sulfides, and then use of the produced potassium to obtain less active metals and hydrocarbons. Concerning the continuous method for. More particularly, the present invention involves producing elemental potassium and then reacting the elemental potassium with various metal ores (e.g., magnesium, lead, zinc, copper, arsenic, antimony or silver ores) to form these metals. is released in elemental form from its naturally occurring form or reacted with water to produce potassium hydroxide and hydrogen, and an additional amount of elemental potassium is reacted with potassium hydroxide to produce larger amounts of hydrogen and hydrogen. Potassium oxide, which is unstable to heat (
This decomposes to produce potassium and potassium peroxide or potassium superoxide), optionally reacts this hydrogen with potassium to produce potassium hydride, and stores the produced water (6); or This potassium hydride is then reacted with carbon to produce potassium acetylide, optionally with additional amounts of hydrogen to saturate the carbon bonds of these unsaturated compounds, and hydrogenated with process potassium or potassium hydride. catalytic method.
本発明の目的は、酸化カリウムまたは硫化カリウムから
元素状カリウムを製造するための低価格かつ高収率の方
法を提供することである。It is an object of the present invention to provide a low cost and high yield process for producing elemental potassium from potassium oxide or potassium sulfide.
本発明の他の目的は、プロセスカリウムをカーバイド、
アセチIJ 1.゛、水素、水素化物、過酸化水素、酸
素、水酸化カリウム、低活性金属、飽和および不飽和の
炭化水素の製造に使用して、これらの生成物および副生
物を従来達成されていたよりも低い原価で製造できる連
続法で提供することである。Another object of the invention is to process potassium into carbide,
Aceti IJ 1.゛Used in the production of hydrogen, hydrides, hydrogen peroxide, oxygen, potassium hydroxide, low activity metals, saturated and unsaturated hydrocarbons to reduce the production of these products and by-products to lower levels than previously achieved. The goal is to provide it using a continuous method that allows production at cost.
従来技術
金属をそれらの金属塩から製造する技術および水素を副
生物として得る技術に関してし1多数の特許がある。従
ってこの技術的背景の記述は当面の(7)
問題に最も関係があると思われるものに限定する。PRIOR ART There are numerous patents relating to the production of metals from their metal salts and to the production of hydrogen as a by-product. Therefore, the description of this technical background will be limited to what is considered to be most relevant to the problem (7) at hand.
ごく基本的なものは米国特許第2,852,363号で
ある。これはカリウム、セシウムまたはルビジウムを、
これらの金属の水酸化物を亜鉛と共に不活性雰囲気で反
応器中に採用さセる圧力下において当該アルカリ金属の
沸点よりも高い温度に加熱しそして遊離アルカリ金属を
採取することにより製造する方法につき述べている。水
素もこの方法で得られるが、その利用については何ら示
唆されていない。The very basic one is US Pat. No. 2,852,363. This contains potassium, cesium or rubidium,
A process for producing hydroxides of these metals together with zinc in an inert atmosphere under pressure employed in a reactor to a temperature above the boiling point of the alkali metal in question and recovering the free alkali metal. Says. Hydrogen can also be obtained by this method, but there is no suggestion of its use.
米国特許第1,872,611号、第1,064,32
0号、第2,028,390号、第3.9.38,98
5号および英国特許第590,274号もアルカリ金属
またはそれらの合金の製造法の記述に関係がある。U.S. Patent Nos. 1,872,611 and 1,064,32
No. 0, No. 2,028,390, No. 3.9.38,98
No. 5 and British Patent No. 590,274 are also concerned with the description of a method for producing alkali metals or their alloys.
以下に述べるように、これらの記述はいずれもいかなる
様式でも本発明者らの独特かつ新規な、また自明でない
方法につき記述し、暗示し、または示唆するものではな
い。As discussed below, none of these statements are intended to describe, imply, or suggest in any manner our unique, novel, or nonobvious methods.
発明の開示 本明細書に添付される図面は、本方法の熱還元(8) を実施するための装置の一形態を示す概略図である。Disclosure of invention The drawings attached hereto illustrate the method of thermal reduction (8). 1 is a schematic diagram illustrating one form of an apparatus for carrying out.
カリウムその他の金属を得ること、およびこうして得ら
れたカリウムを用いて有機生成物を製造することに関し
て、方法および生成物につき驚異的な利点が本発明の実
施により達成されることが見出され、これが本発明の概
念を形成する基砿となっている。本方法においては比較
的低い温度が採用され、これにより高収率が達成される
。さらに、本方法の経済性が大きく改良されている。It has been found that surprising process and product advantages with respect to obtaining potassium and other metals and using the potassium thus obtained to produce organic products are achieved by the practice of the present invention, This is the basis for forming the concept of the present invention. Relatively low temperatures are employed in this process, thereby achieving high yields. Furthermore, the economics of the method is greatly improved.
基本的には、本発明は以下の工程により金属カリウムを
その非化学量論的な酸化物または硫化物から製造し、こ
の金属をより低活性の金属および炭化水素の製造に用い
る連続法にある。Basically, the invention consists in a continuous process for producing metallic potassium from its non-stoichiometric oxide or sulfide by the following steps and using this metal for the production of less active metals and hydrocarbons. .
1、酸化カリウムまたは硫化カリウムを実質的に水の不
在下で熱分解して金属カリウムとなし、それぞれ過酸化
カリウムもしくは超酸化カリウムおよび二硫化カリウム
を生成させ;そして金属カリウムを採取し;
2、こうして生成したカリウムの一部を溶融状態(9)
または蒸気状となし、これをマグネシウム、銅、カルシ
ウム、銀、鉛、亜鉛、アンチモン、カドミウム、鉄、ヒ
素およびそれらの混合物の少な(とも一種と反応させて
この酸化物または硫化物から金属を追出したのち、この
金属を採取し;ろ、先きに得られたカリウムの他の一部
を水と反応させて水素および酸化カリウムを生成させ;
4、先きに生成した水素を用いて、
(a)この水素を上記の工程1で得たカリウムと250
〜300℃の温度で反応させて水素化カリウムを生成さ
せ、この水素化カリウムを炭素と反応させてカリウムア
セチリドを生成させ、そしてこのアセチリドを水と反応
させてアセチレンおよびKOHな生成させ;次いでこの
アセチレンを水素添加してエタンおよびエデンを生成さ
せるか;あるいは
(b)上記の水素を用いて触媒の存在下に炭素を水素添
加してメタンを生成させる
ことにより有機化合物を生成させる。1. Thermal decomposition of potassium oxide or potassium sulfide to metallic potassium in the substantial absence of water to produce potassium peroxide or potassium superoxide and potassium disulfide, respectively; and collecting metallic potassium; 2. Part of the potassium thus produced is made into a molten state (9) or vapor, and it is mixed with magnesium, copper, calcium, silver, lead, zinc, antimony, cadmium, iron, arsenic and mixtures thereof. After the metal has been removed from this oxide or sulfide by reaction, the metal is collected; another part of the potassium previously obtained is reacted with water to form hydrogen and potassium oxide. ;
4. Using the hydrogen generated earlier, (a) Combine this hydrogen with the potassium obtained in step 1 above and 250
React at temperatures of ~300°C to produce potassium hydride, react the potassium hydride with carbon to produce potassium acetylide, and react the acetylide with water to produce acetylene and KOH; Organic compounds are produced by hydrogenating acetylene to produce ethane and edene; or (b) hydrogenating carbon in the presence of a catalyst using hydrogen as described above to produce methane.
有機化合物であるエタンまたはメタンは、それ(10)
自体既知の方法でハロゲンと反応させてハロゲン化アル
キルを生成させることができ、これを次いでナトリウム
またはプロセスカリウムと反応させ、ウルツ・−フイテ
イツヒ反応条件下の燃料範囲で沸騰する炭化水素を生成
させることができる。The organic compound ethane or methane can be reacted with a halogen in a manner known per se to form an alkyl halide, which can then be reacted with sodium or process potassium under Wurz-Witeizg reaction conditions. Hydrocarbons boiling in the lower fuel range can be produced.
付随する反応においては中間化合物が生成し、これらは
本方法に再使用する追加のカリウムを製造するために再
循環される。In the accompanying reactions intermediate compounds are produced which are recycled to produce additional potassium for reuse in the process.
本発明方法は下記の反応式を剖む。The method of the present invention uses the following reaction formula.
2a、に+I/2H20→KOH+]/2H,。2a, to +I/2H20→KOH+]/2H,.
6、K HC2+H20−→C2H,,+KOH7K+
1/2H20→KO+1/2H2(11)
10、K2O2+ 2H20→2KOH+H2O211
、K+Ra Y ト→K x Y x+R,、この反応
は溶融カリウムを用いて65°Cよりも高い温度で、ま
たはカリウム蒸気を用いて780℃よりも高い温度で行
われる。Yはイオウまたは酸素であり、Rはマグネシウ
ム、亜鉛、カドミウム、鉛、鉄、ヒ素、アンチモン、カ
ルシウム、銀または銅である。6, K HC2+H20-→C2H,,+KOH7K+
1/2H20→KO+1/2H2(11) 10, K2O2+ 2H20→2KOH+H2O211
, K+Ra Y →K x Y x+R, This reaction is carried out with molten potassium at a temperature above 65°C or with potassium vapor at a temperature above 780°C. Y is sulfur or oxygen and R is magnesium, zinc, cadmium, lead, iron, arsenic, antimony, calcium, silver or copper.
12、C2H,X十C2H,X+2に=C,H,+2K
XここでXは塩素または臭素である。12, C2H, X 0 C2H, X+2 = C, H, +2K
X where X is chlorine or bromine.
i
16、 K2S、−に2S+に2S2(172mmHg
の圧力で(12)
360℃において)
17、 K2S+H,,0−→KOH+KH8水の追加
により可逆反応が起こる
KH8−1−H2O−+KOH+H,、S18、反応開
始温度615℃ H2S→H2+S19.4に2S2+
8H20→3に、、S、+X、H,O+に、、S。i 16, K2S, - to 2S+ to 2S2 (172mmHg
At a pressure of (12) at 360°C) 17, K2S+H,,0-→KOH+KH8Addition of water causes a reversible reaction KH8-1-H2O-+KOH+H,,S18, reaction starting temperature 615°C H2S→H2+S19.4 to 2S2+
8H20→3,,S,+X,H,O+,,S.
(閉鎖系において)
20.4に、、S4+XH2O→2に2S5 +2に2
S、X、 H2O水の最小量(X)は、この加水分解が
起こる温度で存在する硫化カリウム水化物の生成に必要
な量である。(In a closed system) 20.4, , S4 + XH2O → 2 to 2 S5 + 2 to 2
The minimum amount of S,
21、 4に2S、+XH2O−+3に2S、+に2S
、XH2Oこれらの加水分解反応はすべて閉鎖系で、6
0℃以上および水の臨界温度以下の温度において行われ
る。これらの加水分解反応に必要な水の最小量は、選ば
れた温度すなわち206°C(K2S5の融点)J−J
下で存在する硫化カリウム水化物を構成する量である。21, 2S on 4, 2S on +XH2O-+3, 2S on +
, XH2O These hydrolysis reactions are all closed systems, and 6
It is carried out at a temperature above 0° C. and below the critical temperature of water. The minimum amount of water required for these hydrolysis reactions is determined by the selected temperature i.e. 206°C (melting point of K2S5) J-J
This is the amount that constitutes the potassium sulfide hydrate present below.
本発明方法は非化学量論的なカリウム硫化物およびカリ
ウム酸化物の熱安定性が欠如しているの(13)
を利用して元素状カリウムおよび各種のカリウム化合物
を製造し、次いでこの元素状カリウムまたはある種のカ
リウム化合物を使用して水、金属鉱石などとの反応によ
りこれらのカリウム硫化物およびカリウム酸化物を連続
的に再生させるものである。The process of the present invention takes advantage of the lack of thermal stability of non-stoichiometric potassium sulfide and potassium oxide (13) to produce elemental potassium and various potassium compounds, and then Potassium or a certain type of potassium compound is used to continuously regenerate potassium sulfide and potassium oxide by reaction with water, metal ores, etc.
前記の反応式に関して述べると、反応式1.4および1
4が本発明の基本的な反応式である。これらにより硫化
カリウムから二硫化カリウムおよび元素状カリウムへの
熱分解によって、また酸化カリウムから元素状カリウム
および過酸化カリウムもしくは超酸化カリウムへの分解
によって元素状カリウムが生成する。Regarding the above reaction formulas, reaction formulas 1.4 and 1
4 is the basic reaction formula of the present invention. Elemental potassium is thereby produced by thermal decomposition of potassium sulfide to potassium disulfide and elemental potassium, and by decomposition of potassium oxide to elemental potassium and potassium peroxide or superoxide.
反応式l615は二硫化カリウムから硫化カリウムおよ
びイオウへの分解を示し、一方反応式磨16は三硫化カ
リウムまたはより高級な多硫化物から硫化カリウムおよ
び二硫化カリウムへの分解を示す。反応式A19.20
および21は多硫化カリウムから硫化カリウム水化物お
よび三硫化カリウムへの熱水による加水分解を示す。反
応式16に(14)
示される三硫化カリウムの加熱−減圧分解は四硫化カリ
ウム、三硫化カリウムおよび水硫化カリウムにも適用で
きる。反応式9および9aは超酸化カリウムおよび過酸
化カリウムの分解を示す。過酸化カリウムは元素状カリ
ウムおよび酸素に分解する。超酸化カリウム(KO2)
は過酸化カリウムに202 および酸素に分解する。7
80°C以上の温度ではに202はKおよび02に分解
し始めろ。Reaction equation 1615 shows the decomposition of potassium disulfide to potassium sulfide and sulfur, while reaction equation 16 shows the decomposition of potassium trisulfide or higher polysulfides to potassium sulfide and potassium disulfide. Reaction formula A19.20
and 21 show hydrothermal hydrolysis of potassium polysulfide to potassium sulfide hydrate and potassium trisulfide. The heat-vacuum decomposition of potassium trisulfide shown in Reaction Formula 16 (14) can also be applied to potassium tetrasulfide, potassium trisulfide, and potassium hydrosulfide. Equations 9 and 9a show the decomposition of potassium superoxide and potassium peroxide. Potassium peroxide decomposes into elemental potassium and oxygen. Potassium superoxide (KO2)
decomposes into potassium peroxide 202 and oxygen. 7
At temperatures above 80°C, 202 begins to decompose into K and 02.
カリウムは水蒸気の不在下では酸素またはイオウと結合
しない。この方法の系から水蒸気を除去すると、酸化カ
リウムまたは硫化カリウムのjJn熱−減圧分解ののち
カリウムがイオウまたは酸素と再結合する傾向が大幅に
低下する1゜
水酸化カリウム、酸化カリウム類、硫化カリウム類およ
び水硫化カリウム類は潮解性であり、水性張力(aqu
eous tension)が低い。硫化カリウム類お
よび酸化カリウム類は陰イオン副格子(sublatt
ice)に欠損をもつ非化学量論的化合物である。水、
水素および水素化カリウムですら陰イオン副格子中に置
換するであろう。水素は(15)
金属カリウムと水蒸気の反応、および元素状カリウムと
水が反応して水酸化カリウムおよび水素を生じる反応に
より製造される。追加量のカリウムがこの水酸化カリウ
ムと反応して追加量の水素および酸化カリウムが生成す
るであろう。酸化カリウム類の場合、水は酸化カリウム
とも直接に反応して水酸化カリウムを生成するであろう
。硫化カリウム類または酸化カリウム類の熱分解の初期
に、元素状カリウムはこの水酸化カリウムと反応して追
加量の水素および酸化カリウムを生成するであろう。酸
化カリウムの分解温度650℃では、元素状カリウムは
生成した水素の一部と反応して水素化カリウムを生成す
るであろう。温度が380℃以上になるのに伴って、水
素化カリウムは解離し始める。Potassium does not combine with oxygen or sulfur in the absence of water vapor. Removal of water vapor from the system of this process greatly reduces the tendency of potassium to recombine with sulfur or oxygen after thermo-vacuum decomposition of potassium oxide or potassium sulfide.1° Potassium Hydroxide, Potassium Oxides, Potassium Sulfide and potassium hydrosulfides are deliquescent and have aqueous tension (aqu
eous tension) is low. Potassium sulfides and potassium oxides have anion sublattice
It is a non-stoichiometric compound with a deficiency in ice). water,
Hydrogen and even potassium hydride will substitute into the anion sublattice. Hydrogen is produced by (15) the reaction of metallic potassium with water vapor and the reaction of elemental potassium with water to produce potassium hydroxide and hydrogen. Additional amounts of potassium will react with the potassium hydroxide to produce additional amounts of hydrogen and potassium oxide. In the case of potassium oxides, water will also react directly with potassium oxide to form potassium hydroxide. Early in the thermal decomposition of potassium sulfides or potassium oxides, elemental potassium will react with the potassium hydroxide to produce additional amounts of hydrogen and potassium oxide. At the decomposition temperature of potassium oxide, 650° C., elemental potassium will react with a portion of the hydrogen produced to form potassium hydride. As the temperature rises above 380°C, potassium hydride begins to dissociate.
硫化カリウムまたは酸化カリウムの分解により生成した
元素状カリウムは、温度−圧力条件が元素状カリウムの
沸騰に必要なものよりも高くなるまで残存する固体に可
溶性である。反応式15.16.19〜21により示さ
れるように、本発明(16)
者は三硫化イオウないしは2U上のイオウ含量をもつ多
硫化物のイオウ含量を低下させることにより製造された
硫化カリウムを780℃において24時間以下で元素状
カリウムおよびイオウに分解できることを見出した。三
硫化カリウムは206°Cで溶融し、300℃以上で分
解して四硫化カリウムおよびイオウになる。206°C
では三硫化カリウム溶融液は本質的に無水である。四硫
化カリウムは145℃で溶融し、三硫化カリウムは27
9℃で溶融し、二硫化カリウムは470℃で溶融する。Elemental potassium produced by decomposition of potassium sulfide or potassium oxide is soluble in the remaining solids until temperature-pressure conditions are higher than those required for boiling of the elemental potassium. As shown by Reaction Equations 15.16.19 to 21, the present inventor (16) has prepared potassium sulfide by reducing the sulfur content of sulfur trisulfide or a polysulfide having a sulfur content above 2U. It has been found that it can be decomposed into elemental potassium and sulfur in less than 24 hours at 780°C. Potassium trisulfide melts at 206°C and decomposes above 300°C to potassium tetrasulfide and sulfur. 206°C
The potassium trisulfide melt is essentially anhydrous. Potassium tetrasulfide melts at 145°C, and potassium trisulfide melts at 27°C.
It melts at 9°C, and potassium disulfide melts at 470°C.
これらの化合物はいずれもそれらの融点以上の温度で無
水の溶融液を生じる。これらの無水溶融液は、減圧下で
生成させる方が容易である。減圧により水化の水がより
容易に除かれて、無水溶融物が生成する。温度は少なく
ともその多硫化物の融点の高さでなくてはならず、減圧
は1〜50mmH&の残留圧でなければならない。これ
らの多硫化カリウムはより低イオウ含量の多硫化物に分
解するので、温度−減圧の条件は、イオウが留出するの
に適したものでなければならない。イオウ(17)
は760 mmHgの圧力ではa45℃で沸騰し、lm
mHgでは185℃で沸騰する。All of these compounds form anhydrous melts at temperatures above their melting points. These anhydrous melts are easier to produce under reduced pressure. Reduced pressure removes the water of hydration more easily, producing an anhydrous melt. The temperature must be at least as high as the melting point of the polysulfide and the vacuum must be at a residual pressure of 1 to 50 mm H&. Since these potassium polysulfides decompose to polysulfides with lower sulfur content, the temperature-vacuum conditions must be suitable for distillation of the sulfur. Sulfur (17) boils at a temperature of 45°C at a pressure of 760 mmHg and lm
At mHg it boils at 185°C.
三硫化カリウムは350℃で0.05 mmHgにおい
て分解して硫化カリウムと二硫化カリウムの混合物にな
る。二硫化カリウムは650℃で0.05mmHf1に
おいて分解して硫化カリウムおよびイオウになり、無水
硫化カリウムは780″Cで分解して元素状のカリウム
およびイオウになるが、水化した硫化カリウムは分解し
てイオウおよびカリウムになるために840℃を必要と
する。減圧しない場合は二硫化カリウムがカリウムとイ
オウの熱的に最も安定な結合体であり、硫化カリウムは
無水硫化カリウムについては780℃以上、水化しり硫
化カリウムについては840℃DJ上の温度で分解して
元素状カリウムおよび二硫化カリウムとなる。Potassium trisulfide decomposes at 350° C. and 0.05 mmHg to a mixture of potassium sulfide and potassium disulfide. Potassium disulfide decomposes into potassium sulfide and sulfur at 650°C and 0.05 mmHf1, anhydrous potassium sulfide decomposes into elemental potassium and sulfur at 780"C, but hydrated potassium sulfide decomposes into elemental potassium and sulfur. Potassium disulfide is the most thermally stable combination of potassium and sulfur in the absence of reduced pressure; Hydrated potassium sulfide decomposes to elemental potassium and potassium disulfide at temperatures above 840 DEG C. DJ.
実用的には二硫化カリウムの分解は886°Cで圧力1
0 mmHgにおいて行われる。この温度および圧力に
おいて、二硫化カリウムは急速に分解してその元素にな
る。硫化カリウムからカリウムを(18)
得る他の供給源は1 mmHgの減圧下で780℃にお
いて二硫化カリウムを硫化カリウムに分解し、次いで硫
化カリウムを同じ条件下でその元素に分Hするものであ
る。In practical terms, potassium disulfide decomposes at 886°C and at a pressure of 1
Performed at 0 mmHg. At this temperature and pressure, potassium disulfide rapidly decomposes into its elements. Another source for obtaining potassium from potassium sulfide (18) is the decomposition of potassium disulfide to potassium sulfide at 780 °C under a reduced pressure of 1 mmHg, and then the fractionation of potassium sulfide into its element under the same conditions. .
本方法が酸化カリウムから出発する場合、酸化カリウム
は650℃以上の温度で分解してカリウム元素と過酸化
カリウムもしくは超酸化カリウムとの混合物となるが、
元素状カリウムをこの混合物からこの温度で取り出すこ
とは容易には行えない。5 X 10−4mm、Hgの
圧力て゛は360℃において若干の元素状カリウムを蒸
留により取り出すことができる。。過酸化カリウムの融
点490″C以上の温度では、カリウムを10 mmH
,!9の圧力における蒸留により取り出すことができる
。780℃の温度ではほとんどすべてのカリウム’Y
10 mmHgにおける蒸留により取り出すことができ
る。この元素状カリウムは過酸化カリウムとカリウムの
混合物になり、過酸化カリウムは次いで490’Cで溶
融して混合無水物を形成する。水を除去することにより
水素化物類、水酸化物類および水素の生(19)
成が阻市され、これにより酸化カリウム類はその構成元
素に分解する。If the process starts from potassium oxide, the potassium oxide decomposes at temperatures above 650°C to a mixture of elemental potassium and potassium peroxide or potassium superoxide;
Elemental potassium cannot be easily removed from this mixture at this temperature. 5 x 10-4 mm and a pressure of Hg at 360 DEG C. some elemental potassium can be distilled off. . At temperatures above the melting point of potassium peroxide, 490"C, potassium is heated at 10 mmH.
,! It can be removed by distillation at a pressure of 9. At a temperature of 780°C, almost all potassium 'Y
It can be removed by distillation at 10 mmHg. This elemental potassium becomes a mixture of potassium peroxide and potassium, which then melts at 490'C to form a mixed anhydride. Removal of water inhibits the formation of hydrides, hydroxides and hydrogen, thereby decomposing potassium oxides into their constituent elements.
本発明により製造されたカリウムを次いで化学量論的量
よりも少ない量、たとえば化学量論的量よりも15%少
ない量の水と反応させて、反応式2aに示されるように
水酸化カリウムおよび水素を生成させる。追加量のカリ
ウムと水酸化カリウムは660℃以上の温度でさらに水
素を生成し、かつ不安定な酸化カリウムを生成するであ
ろう(反応式2)。次いで酸化カリウムに20は前記の
工程の一つにより分解してカリウムと酸素、またはカリ
ウムと過酸化カリウムもしくは超酸化カリウムとなり、
連続的にカリウムを生成する(反応式4)。The potassium produced according to the invention is then reacted with a less than stoichiometric amount of water, for example 15% less than the stoichiometric amount, to produce potassium hydroxide and Generate hydrogen. Additional amounts of potassium and potassium hydroxide will produce more hydrogen at temperatures above 660°C and produce unstable potassium oxide (Equation 2). The potassium oxide 20 is then decomposed by one of the steps described above to potassium and oxygen, or potassium and potassium peroxide or potassium superoxide;
Potassium is continuously produced (reaction formula 4).
過酸化カリウムまたは超酸化カリウムの一部を化学量論
的量よりも少ない量(たとえば−15%)の水に溶融し
て、追加量の水酸化カリウムおよび過酸化水素を生成さ
せることができる(反応式10)。Potassium peroxide or a portion of potassium superoxide can be dissolved in a less than stoichiometric amount (e.g. -15%) of water to produce additional amounts of potassium hydroxide and hydrogen peroxide ( Reaction formula 10).
不安定な過酸化水素は、次いで酸素の供給源とし。The unstable hydrogen peroxide then serves as the source of oxygen.
て用いることができる。超酸化カリウムおよび過酸化カ
リウムも反応式9および9aに示すように(20)
超酸化物についてば65ろ°CC上上過酸化物について
は780°C以上の温度において酸素の供給源として用
いることができる。It can be used as Potassium superoxide and potassium peroxide can also be used as a source of oxygen at temperatures above 65 °C for superoxide and 780 °C for peroxide, as shown in equations 9 and 9a (20) I can do it.
液状または蒸気状のカリウムはその融点65℃以上のい
ずれの温度においてもマグネシウム、銅、銀、m、亜鉛
、カルシウム、鉄、アンチモン、ヒ素、カドミウムおよ
びそれらの混合物の鉱石を還元して遊離金属となし、酸
化カリウムを生成するか、あるいはこれらの元素がそれ
らの天然の混合鉱石または鉱石濃縮物中において酸化物
の形であるかまたは硫化物の形であるかに応じて、元素
状のマグネシウム、銅、銀、鉛、亜鉛、カルシウム、鉄
、アンチモン、ヒ素、カドゝミウムなどを放出すること
によりカリウムの硫化物または酸化物を生成する。Potassium in liquid or vapor form reduces ores of magnesium, copper, silver, m, zinc, calcium, iron, antimony, arsenic, cadmium and mixtures thereof to free metals at any temperature above its melting point of 65°C. None, producing potassium oxide, or elemental magnesium, depending on whether these elements are in the form of oxides or sulfides in their natural mixed ores or ore concentrates, Generates potassium sulfide or oxide by releasing copper, silver, lead, zinc, calcium, iron, antimony, arsenic, cadmium, etc.
元素状カリウムを用いて水もしくは水酸化カリウムの分
解によって、または加水分解生成物である水硫化カリウ
ム(硫化カリウムより)の分解により誘導される硫化水
素の還元によって水素を生成させる場合、この水素と追
加量の元素状ツ7リウ(21)
ムを250〜360°Cの温度で反応させることにより
この水素を水素化カリウムとして貯蔵することができる
。水素化カリウムは溶融カリウムに混和しうる。When hydrogen is produced by the decomposition of water or potassium hydroxide using elemental potassium, or by the reduction of hydrogen sulfide derived from the decomposition of the hydrolysis product potassium bisulfide (from potassium sulfide), this hydrogen and This hydrogen can be stored as potassium hydride by reacting additional amounts of elemental trigium(21) at temperatures between 250 and 360°C. Potassium hydride is miscible with molten potassium.
溶融カリウムに溶解した水素化カリウムは炭素およびグ
ラファイトと直接に反応してカリウムアセチリドを生成
する。カリウムアセチリ白ま水と反応してアセチレンを
生成する。Potassium hydride dissolved in molten potassium reacts directly with carbon and graphite to form potassium acetylide. Potassium acetyl reacts with white water to produce acetylene.
生成したアセチレンは、溶融カリウムまたは水素化カリ
ウムを触媒として用いて追加量のプロセス水素と反応さ
せ、エテノまたはエタンを生成することができる1、存
在する水素の量がエテノまたはエタンの生成を決定する
であろう3.この反応の温度は、カリウムの融点65℃
以上のいずれの温度であってもよい。The acetylene produced can be reacted with an additional amount of process hydrogen using molten potassium or potassium hydride as a catalyst to produce etheno or ethane. The amount of hydrogen present determines the production of etheno or ethane. 3. The temperature of this reaction is the melting point of potassium, 65°C.
Any of the above temperatures may be used.
本発明において生成した水素は適切な触媒(たとえばニ
ッケル)の存在下に250℃の温度でラニーニッケル法
により炭素と直接に結合してメタンを生成する。カリウ
ム、またはカリウムに溶解した水素化カリウムは、18
0〜660℃の温度(22)
で触媒として用いられる。The hydrogen produced in the present invention combines directly with carbon to form methane by the Raney nickel process at a temperature of 250° C. in the presence of a suitable catalyst (eg nickel). Potassium or potassium hydride dissolved in potassium is 18
It is used as a catalyst at temperatures between 0 and 660°C (22).
実施例1
この実施例は、鉱石中に存在するに20から金属カリウ
ムを製造することについて示したものである。Example 1 This example demonstrates the production of metallic potassium from potassium oxide present in ore.
この実施例によれば、10kgのに20を含有する鉱石
をオートクレーブに入れ、10mmHgの減圧下に88
6℃に加熱することにより、金属カリウム4.1 kg
が留出し、5.9 kgのに202が残留した。According to this example, 10 kg of ore containing 20 was placed in an autoclave and 88
By heating to 6℃, 4.1 kg of metallic potassium
was distilled out, and 5.9 kg of 202 remained.
実施例2 この実施例は反応式2−9.11−12の反応を示す。Example 2 This example shows the reaction of reaction formula 2-9.11-12.
純度90%の工業用水酸化カリウムフレークを380℃
に加熱した。本質的に無水の溶融物を調製するに際して
、50 mmHgの減圧を採用してフレークを脱水した
。90% purity industrial potassium hydroxide flakes at 380℃
heated to. In preparing an essentially anhydrous melt, a vacuum of 50 mm Hg was employed to dehydrate the flakes.
水素が発生した。化学量論的量は水酸化カリウム1モル
(工業用90%KOHフレーク62.2gか(23)
ら得られたもの)および元素状カリウム1モル(391
g)であった。Hydrogen was generated. The stoichiometric amounts are 1 mole of potassium hydroxide (obtained from 62.2 g of industrial grade 90% KOH flakes (23)) and 1 mole of elemental potassium (391
g).
発生した水素を280″Cに保持した溶融カリウムに導
通して水素化カリウムを生成させた。11/2モルのカ
リウムを使用して水素1/2モルが取込まれ、溶融カリ
ウム中の水素化カリウム溶液よりなる液体が生成した。The generated hydrogen was passed through molten potassium held at 280"C to produce potassium hydride. 11/2 mole of potassium was used to incorporate 1/2 mole of hydrogen, resulting in hydrogenation in the molten potassium. A liquid consisting of potassium solution was formed.
溶融カリウム中に1モルのKHを含有する水素化カリウ
ム溶液を650℃で空気、窒素または二酸化炭素の不在
下に2モルの炭素(グラファイト)で処理し、カリウム
アセチリドを生成させた。A potassium hydride solution containing 1 mole of KH in molten potassium was treated with 2 moles of carbon (graphite) at 650° C. in the absence of air, nitrogen or carbon dioxide to produce potassium acetylide.
この混合物を注意深くかつ徐々に、11/2モルの水に
添加し、1モルのアセチレンおよび水素が揮発性成分と
して生成し、水酸化カリウム溶液が生成した。生成した
ガス(水素およびアセチレン)は15°Cで大気圧にお
いて3.21を占め、アセチレン1モルおよび水素1/
2モルに変換したことを示した。This mixture was carefully and gradually added to 11/2 moles of water, producing 1 mole of acetylene and hydrogen as volatile components and a potassium hydroxide solution. The gases produced (hydrogen and acetylene) account for 3.21 at atmospheric pressure at 15 °C, and 1 mole of acetylene and 1/2 mole of hydrogen
It was shown that the amount was converted to 2 moles.
カリウムおよび水酸化カリウムの反応により生成した酸
化カリウムを10 mmHgの減圧下Vc500(24
)
°Cで10 mm、Hgに2時間保持したのち、混合T
hk88ろ°Cに加熱し、6時間20分で放出されたガ
ス流を選択的に冷却することにより11/2モルのカリ
ウムを凝縮させた。Potassium oxide produced by the reaction of potassium and potassium hydroxide was heated to Vc500 (24
) After holding at 10 mm at °C and Hg for 2 hours, the mixed T
11/2 moles of potassium were condensed by heating to 88° C. and selectively cooling the gas stream released in 6 hours 20 minutes.
実施例6
実施例1で生成したカリウム1モル’k 反G式2 a
に示すように水で処理し、追加量の水素ガスおよび水酸
化カリウムを製造した。Example 6 Potassium 1 mol'k produced in Example 1 Anti-G formula 2 a
Additional amounts of hydrogen gas and potassium hydroxide were produced by treatment with water as shown in .
実施例6で製造した過酸化カリウム1モルを95°Cで
水2モルに添加し、反応式10に示すように1酸化水素
1モルおよび水酸化カリウム2モルを製造した。1 mole of potassium peroxide produced in Example 6 was added to 2 moles of water at 95°C to produce 1 mole of hydrogen monoxide and 2 moles of potassium hydroxide as shown in Reaction Scheme 10.
従ってこの実施例は最初に使用した形のカリウムがほと
んどすべて回収されたことを示す(すなわち元素状カリ
ウムおよび水酸化カリウム)。This example therefore shows that almost all of the potassium in the originally used form was recovered (ie, elemental potassium and potassium hydroxide).
実施例4
この実施例は反応式14に示すように、K2Sからカリ
ウムへの熱分解を示す。Example 4 This example demonstrates the thermal decomposition of K2S to potassium, as shown in Equation 14.
K2S2ポンド(約0.9 kg)を50 mmHgの
圧力下で780″Cに加熱し、水ケ除去した。次いで庄
(25)
力をこの温度で5 X 10−4mmHgに減圧した。Two pounds of K2S (approximately 0.9 kg) were heated to 780"C under a pressure of 50 mmHg to remove water. The pressure was then reduced to 5 x 10-4 mmHg at this temperature.
イオウが留出し、一連の液体窒素トラップ中に凝縮され
た1、
イオウの留出速度が低下した時点で温度を883℃に高
めた。蒸留室を硫化カリウムと共に放置しくバリウム分
析反応により同定)、液体窒素により冷却した新たなト
ラップにカリウムおよびイオウを凝縮させた。カリウム
とイオウは水蒸気の存在下では再結合しなかった。Sulfur was distilled and condensed into a series of liquid nitrogen traps.1 Once the rate of sulfur distillation had decreased, the temperature was increased to 883°C. The distillation chamber was left with potassium sulfide (identified by barium analysis reaction), and the potassium and sulfur were condensed in a new trap cooled with liquid nitrogen. Potassium and sulfur did not recombine in the presence of water vapor.
カリウム200gが採取された。200g of potassium was collected.
実施例5
反応式11に関しては、実施例4で製造したカリウムを
50 mmH,!i’の圧力下で溶融し、イオウからデ
カントした。Example 5 Regarding Reaction Formula 11, the potassium produced in Example 4 was heated to 50 mmH,! It was melted under a pressure of i' and decanted from the sulfur.
このカリウムを50gの試料4つに分け、その溶融した
形で使用した。This potassium was divided into four 50 g samples and used in its molten form.
50.9の試f41つを用いて、鉛73%を含有する硫
化鉛精鉱54!9を製錬した。製錬は70’Cで行われ
た。反応が停止したのち(約3分間)、温度をろろO′
Cに高め、鉛の表面に浮遊しているよ(26)
り軽い物質から溶融鉛をタツヒ0ングにより取出した。A lead sulfide concentrate containing 73% lead, 54!9, was smelted using one sample f4 of 50.9. Smelting was carried out at 70'C. After the reaction has stopped (about 3 minutes), reduce the temperature to O'
The molten lead was extracted from the lighter material floating on the surface of the lead by tapping.
50gの試料1つを用いて、亜鉛50%を含有する硫化
亜鉛精鉱41.6 gを製錬した1、温度は70°Cで
あった。反応には約2分を要した。温度を440℃に高
め、液状の溶融亜鉛を亜鉛の表面に浮遊している物質の
下方からタッピングにより取出した。One 50 g sample was used to smelt 41.6 g of zinc sulfide concentrate containing 50% zinc at a temperature of 70°C. The reaction required approximately 2 minutes. The temperature was raised to 440° C., and liquid molten zinc was taken out from below the material floating on the surface of the zinc by tapping.
50gの試料1つを用いて、黄銅鉱(CuFeS2)8
6%を含有する硫化銅精鉱50gを製錬した。Using one 50g sample, chalcopyrite (CuFeS2)8
50 g of copper sulfide concentrate containing 6% was smelted.
反応は70°Cで行われた。鉄および銅が製造された。The reaction was carried out at 70°C. Iron and copper were manufactured.
鉄は磁気により銅から分離された。銅は溶融され、銅の
表面に浮遊する物質から分離された。Iron was separated from copper by magnetism. The copper was melted and separated from the material floating on the surface of the copper.
50gの試料1つを用いてろ60°Cで酸化マグネシウ
ム25gを製錬した。反応には6分を要■。One 50 g sample was used to smelt 25 g of magnesium oxide at 60°C. The reaction requires 6 minutes■.
た。マグネシウム元素が生成した。Ta. Magnesium element was produced.
これらの試料すべてにおいて残留するカリウムは、カリ
ウムが留出するのには適しているが他の金属を揮発させ
るのには低すぎる圧力で、生成した金属から留出させた
。この製錬操作で生成した(27)
硫fヒカリウム類を少量の水に溶解することにより、硫
化物試料3種をこれらを含む大部分不活性な脈石から分
離した。次いで沢過により固体を液体から分離した1、
イオウをr液に添加し、P液を500℃で50m、mH
gの圧力において脱水した。次いで得られた無水の溶融
物を10 mm、Hgの圧力下で883℃にしてカリウ
ム蒸気およびイオウ蒸気を再生し、次いでこれらを凝縮
させた。このカリウム凝縮によりこのサイクルは終了し
た。The residual potassium in all of these samples was distilled off from the formed metal at a pressure suitable for distilling potassium but too low to volatilize other metals. Three sulfide samples were separated from the largely inert gangue containing them by dissolving the (27) hypotassium sulfates produced in this smelting operation in a small amount of water. Next, the solid was separated from the liquid by filtration. 1. Sulfur was added to the R solution, and the P solution was heated at 500°C for 50 mH.
Dehydration was carried out at a pressure of g. The resulting anhydrous melt was then brought to 883° C. under a pressure of 10 mm Hg to regenerate potassium and sulfur vapors, which were then condensed. This potassium condensation ended the cycle.
マグネシウムの製錬に際して生成した酸化カリウムは、
脈石および酸化カリウムを10 mmHgで883℃に
加熱することにより直接に再循環させてカリウムにした
。カリウムの留出前に若干の二酸化炭素が留出した。こ
の二酸化炭素を、水酸化カリウムが系から放出されるの
に伴い、これに取込ませた。カリウムは大部分が二酸化
炭素が系から除かれたのちに回収された。第2の試料は
酸化マグネシウムをカリウムと反応させる前に減圧下で
予熱することにより二酸化炭素を除去し得たで(28)
あろうということを示した。酸化カリウムの再循環によ
り生成したカリウムを冷却により凝縮すせ、さらにマグ
ネシウム鉱石を製錬するために使用した。Potassium oxide produced during magnesium smelting is
Gangue and potassium oxide were directly recycled to potassium by heating to 883°C at 10 mmHg. Some carbon dioxide was distilled off before the potassium was distilled off. The carbon dioxide was incorporated into the potassium hydroxide as it was released from the system. Potassium was mostly recovered after carbon dioxide was removed from the system. A second sample showed that carbon dioxide could be removed by preheating the magnesium oxide under reduced pressure before reacting with potassium (28). The potassium produced by recycling potassium oxide was condensed by cooling and used to further smelt magnesium ore.
実施例に
の実施例は反応式4.5.9−10および13の反応を
示す。Examples in Examples show the reactions of Reaction Schemes 4.5.9-10 and 13.
本発明により製造された水素を使用して炭素(グラファ
イト) ’f;r 250℃で溶融カリウム(溶融カリ
ウムに溶融した水素化カリウム(またはラニーニッケル
)も使用することができる)の存在下に水素添加した7
、この工程の系から放出される水素の圧力以外の圧力は
採用されなかった。カリウム1モルおよび水酸化カリウ
ム1モルを使用し、これらの試薬を連続的に再循環させ
ることにより、1/2時間で合計100gの炭素を水素
添加してメタンにした1、この再循環は残留する酸化カ
リウム類を水に溶解し、次いでこの水酸化カリウムを8
83°Cで10 m、m、Hgにおける酸化カリウム類
の熱分解により製造されるカリウムと反応させるこ(2
9)
とよりなるものであった(反応式1および2)。Hydrogen produced according to the invention is used to prepare carbon (graphite) 'f;r hydrogen in the presence of molten potassium (potassium hydride (or Raney nickel) molten in molten potassium can also be used) at 250 °C. added 7
, no pressure other than that of the hydrogen released from the system for this process was employed. A total of 100 g of carbon was hydrogenated to methane in 1/2 hour by using 1 mole of potassium and 1 mole of potassium hydroxide and continuously recycling these reagents. Dissolve potassium oxides in water, then dissolve this potassium hydroxide in 8
By reacting with potassium produced by thermal decomposition of potassium oxides at 10 m, m, Hg at 83 °C (2
9) (Reaction formulas 1 and 2).
生成した可能性のある超酸化カリウムをすべて分wIす
ることにより系の酸素含量を低下させる工程は、886
°Cでの分解の前に酸化カリウム類を656°Cに加熱
することにより行われた。カリウムを凝縮させ、酸素を
この操作系から逃がすことK 注t’f払った。これは
カリウム力ルボニルノ生成を避けるために行われた。The process of reducing the oxygen content of the system by removing any potassium superoxide that may have formed is a process described in 886
This was done by heating the potassium oxides to 656°C before decomposition at °C. Care was taken to condense the potassium and allow oxygen to escape from the operating system. This was done to avoid potassium hydroxide formation.
未分解の残有を用いて水との反応により水酸化カリウム
を製造し、過酸化水素を生成させた(反応式10)。過
酸化水素、または過酸化水素の分解により生じる酸素が
製錬系に入らないように注意した。Potassium hydroxide was produced by reaction with water using the undecomposed residue, and hydrogen peroxide was produced (reaction formula 10). Care was taken to prevent hydrogen peroxide or oxygen generated from decomposition of hydrogen peroxide from entering the smelting system.
実施例7
この実施例は、酸化カリウムを熱分解して元素状カリウ
ムと過酸化カリウム及び超酸化カリウムとの混合物をつ
くり;次いで過酸化カリウムおよび超酸化カリウムを化
学量論的量の水と反応させて水酸化カリウムおよび酸素
を生成させ;次いで元素状カリウムを水酸化カリウムと
反応させて元(30)
素状水素を生成させ、再循環のための酸化カリウムを再
形成させろ方法を示す。Example 7 This example involves pyrolyzing potassium oxide to create a mixture of elemental potassium and potassium peroxide and potassium superoxide; then reacting the potassium peroxide and potassium superoxide with a stoichiometric amount of water. to form potassium hydroxide and oxygen; the elemental potassium is then reacted with potassium hydroxide to form elemental hydrogen and reform potassium oxide for recycling.
この分解は360〜380°Cの温度範囲で行われ、生
成物を656°C以下の温度範囲で、または779°C
以上の温度で適宜添加し、また取出した。This decomposition is carried out at a temperature range of 360-380 °C and the product is removed at a temperature range of up to 656 °C or at 779 °C.
It was added as appropriate at the above temperature and then taken out.
この操作を行う際には、水酸化カリウムを空気の不在下
に1〜10 mmHgの減圧下でろ70°Cに加熱した
。溶融した元素状カリウムを水酸化カリウムの無水溶軸
物に1モル対1モルの化学量論酌量比で徐々に添加した
。元素状水素が発生し、系内の圧力を実質的に高めた1
、カリウムは酸素、窒素、二酸化炭素などと反応すると
思われるので、溶融したカリウムと不活性雰囲気との反
応を低下さぜるために減圧の採用が必要である。減圧の
代わりにネオン、ヘリウム、アルゴン(第8 族の気体
)を使用することもできる。In carrying out this operation, potassium hydroxide was heated to 70°C under a vacuum of 1-10 mm Hg in the absence of air. Molten elemental potassium was gradually added to the anhydrous solution of potassium hydroxide in a stoichiometric ratio of 1 mole to 1 mole. Elemental hydrogen was generated and the pressure in the system increased substantially.
Since potassium is likely to react with oxygen, nitrogen, carbon dioxide, etc., it is necessary to employ reduced pressure to reduce the reaction between the molten potassium and the inert atmosphere. Neon, helium, or argon (Group 8 gases) can also be used instead of reduced pressure.
系を開放し、水素をこの操作系から排出させ、採取した
。水素を取出したのち、再び減圧を採用した。水素の発
生中に生成した酸化カリウムを、原則的には熱的手段の
みによって分解した。過酸(31)
化カリウムおよび超酸化カリウム(KO2) と共に生
成した元素状カリウムは一般に過酸化カリウムの熱−減
圧分解J、−I前に徐々に留出させた。カリウムのみが
留出した。留出した液体/気体カリウムおよび水素を6
80°C以下の温度で大気圧または過圧下において水素
化カリウムに変換させた。The system was opened and hydrogen was vented from the operating system and collected. After removing the hydrogen, vacuum was applied again. The potassium oxide formed during hydrogen evolution was in principle decomposed only by thermal means. The elemental potassium formed together with potassium peroxide (31) and potassium superoxide (KO2) was generally distilled off slowly before the thermo-vacuum decomposition of potassium peroxide. Only potassium was distilled out. Distilled liquid/gas potassium and hydrogen into 6
It was converted to potassium hydride at temperatures below 80° C. and under atmospheric pressure or superpressure.
水素およびカリウムの取出しおよび分離ののち、化学量
論的量よりも少ない量、たとえば化学量論酌量よりも1
5%少ない量の水を添加して、水酸化カリウムおよび酸
素を生成させた。この酸素をこの操作系から分離除去し
た。水素、カリウムは除かれた酸素とは別個にこの操作
系から分離された。After removal and separation of hydrogen and potassium, a less than stoichiometric amount, e.g.
5% less water was added to generate potassium hydroxide and oxygen. The oxygen was separated off from the operating system. Hydrogen and potassium were separated from the operating system separately from the removed oxygen.
上記の系から取出された元素状カリウムが過酸化カリウ
ムに202の生成から予測されるものよりも多いことに
より、超酸化カリウムKO2が若干生成したことが示さ
れた。More elemental potassium was removed from the system above than would be expected from the formation of potassium peroxide 202, indicating that some potassium superoxide KO2 was formed.
カリウムおよび水素化カリウムを再び水と反応させてさ
らに水素を生成させた。Potassium and potassium hydride were again reacted with water to produce more hydrogen.
水酸化カリウム(純度85〜86%)1モル(32)
(56,11,9)を10 m、m、Hgの圧力下で6
80”Cにした。徐々に低級の水酸化カリウム水化物が
生成するのに伴い、水が留出した。次いで固体水酸化カ
リウムが360±5℃で溶融した。元素状カリウ、l−
1モルを了ルコ゛ン雰囲気下に溶融し、水酸化カリウム
の溶融物に滴加した。1 mole (32) (56,11,9) of potassium hydroxide (purity 85-86%) under a pressure of 10 m, m, Hg 6
80"C. Water distilled out as lower potassium hydroxide hydrate was formed. Solid potassium hydroxide then melted at 360±5°C. Elemental potassium, l-
One mole was melted under an atmosphere of alcohol and added dropwise to the potassium hydroxide melt.
排気された系の圧力が発生する水素により大気圧または
過圧にまで高まった時点で系を開放し、系から水素を排
出させた。水素が取出された時点で(系の圧力が大気圧
よりもわずかに高い状態で安定することにより示される
)、再び好ましくは約1 m、mHgの減圧を採用した
。元素状カリウムは系から留出した。1モルよりもわず
かに多いカリウムが留出した。When the pressure of the evacuated system increased to atmospheric pressure or overpressure due to the generated hydrogen, the system was opened and hydrogen was discharged from the system. Once the hydrogen was removed (as indicated by the system pressure stabilizing at slightly above atmospheric pressure), vacuum was again employed, preferably about 1 m, mHg. Elemental potassium was distilled from the system. Slightly more than 1 mole of potassium was distilled out.
元素状カリウムを260−680°Cの温度で水素と反
応させ、固体状の水素化カリウムを生成させた。水素化
カリウムは過剰の溶融カリウムに可溶性であった。Elemental potassium was reacted with hydrogen at a temperature of 260-680°C to produce solid potassium hydride. Potassium hydride was soluble in excess molten potassium.
1モルよりもわずかに少ない水を系に添加した9、水の
量は、過剰のカリウムが系から除かれたのと(33)
同じ比率(反応器に残存する過酸化カリウム−超酸化カ
リウムに対し)で1モルよりも低下した。Slightly less than 1 mole of water was added to the system9, the amount of water being the same ratio (potassium peroxide remaining in the reactor - potassium superoxide) as the excess potassium was removed from the system (33). ), it decreased by less than 1 mol.
酸素が発生し、水酸化カリウムが生成した。Oxygen evolved and potassium hydroxide was formed.
実施例8
この実施例は水素の高温製造につき示す。この操作を行
うに際しては、市販の水酸化カリウムを減圧下で、また
は不活性ガス雰囲気下で(ヘリウム、ネオン、アルゴン
など)779℃に加熱した。Example 8 This example demonstrates high temperature production of hydrogen. In carrying out this operation, commercially available potassium hydroxide was heated to 779° C. under reduced pressure or under an inert gas atmosphere (helium, neon, argon, etc.).
ここに含まれる一連の水酸化カリウム水化物が温度上昇
と共により低級の水化物に分解するのに伴い、水が除か
れた。660±5°Cで水酸化カリウムは無水の溶融物
を生成した。Water was removed as the series of potassium hydroxide hydrates decomposed into lower hydrates with increasing temperature. Potassium hydroxide at 660±5°C produced an anhydrous melt.
水酸化カリウムの部分的熱分解により酸化カリウムおよ
び水になることにより、水化物の水よりも多い水が放出
された。ろ60±5℃以上で酸化カリウムが徐々に過酸
化カリウムおよび元素状カリウムに分解した。Partial thermal decomposition of potassium hydroxide to potassium oxide and water resulted in the release of more water than hydrate water. Potassium oxide gradually decomposed into potassium peroxide and elemental potassium at temperatures above 60±5°C.
こうして製造されたカリウムが水蒸気と反応して水酸化
カリウムおよび水素を生成し、水酸化カリウムと反応し
て水素および酸化カリウムを生成(34)
した(反応式2aおよび2)。The potassium thus produced reacted with steam to produce potassium hydroxide and hydrogen, which reacted with potassium hydroxide to produce hydrogen and potassium oxide (34) (reaction formulas 2a and 2).
約16%のカリウムおよび水素が留出した時点で平衡に
達した。次いで操作系の水素含量が低下することにより
、さらに水酸化カリウム−酸化カリウム−過酸化カリウ
ムが分解してカリウムとなった。系の水分が減少してい
るためカリウムと酸素は再結合しなかった。Equilibrium was reached when approximately 16% of potassium and hydrogen had been distilled off. Then, as the hydrogen content of the operating system decreased, potassium hydroxide-potassium oxide-potassium peroxide further decomposed to become potassium. Potassium and oxygen did not recombine because the water content of the system was reduced.
88%のカリウムが21/2時間で回収され、約88%
の水素も回収された。88% potassium recovered in 21/2 hours, approx.
of hydrogen was also recovered.
カリウム1/2モルを水酸化カリウムの無水溶融物に添
加することにより、反応時間が1時間に促進された。The reaction time was accelerated to 1 hour by adding 1/2 mole of potassium to the anhydrous melt of potassium hydroxide.
実施例9
前記により製造された水素1モルを360°Cで製造さ
れたアセチレンと反応させ、エテノを生成させた。2回
目の水素1モルを供給してエテノを水素添加し、エタン
にした。Example 9 One mole of hydrogen produced above was reacted with acetylene produced at 360°C to produce etheno. A second 1 mole of hydrogen was supplied to hydrogenate the etheno to ethane.
エタン1モルを気相で塩素1モルと反応させ、塩化エチ
ルを生成させた。塩化エチルを採取し、無水エーテル中
でウルツーフイテイツヒ反応条件(35)
下に還流することによりカリウムと反応させ、ブタンを
生成させた。こうして得られたブタンを同様に塩素ガス
と反応させて塩化ブチルを生成させ、次いでこれを前記
により製造された金属カリウムと、同様にウルツーフイ
テイツヒ反応条件下で反・ 応させ、内燃機関に使用す
るのに適した等級をもつ炭化水素が生成した。One mole of ethane was reacted with one mole of chlorine in the gas phase to produce ethyl chloride. Ethyl chloride was collected and reacted with potassium by refluxing in anhydrous ether under Urzufiteitz reaction conditions (35) to produce butane. The butane thus obtained is similarly reacted with chlorine gas to produce butyl chloride, which is then reacted with the metallic potassium produced above under the same Ultuhuiteitsch reaction conditions to produce an internal combustion engine. Hydrocarbons of a grade suitable for use were produced.
図面に示すように本発明の実施に適した装置は、減圧下
で加熱できる耐食性の金属または合金(たとえば金属ニ
ッケルまたはタングステン)で作成された溶融室ないし
はレトルト10を含む。溶融金属用のタップ12が溶融
室の底部に形成ないしは固定される。真空ライン14が
、溶融室を1/2〜26 mmHgの圧力にまで排気で
きるポンプ(図示されていない)に接続される。溶融室
と真空ライン14の間に、再生された酸化物もしくは硫
化物および凝縮した元素状アルカリ金属を凝縮し、スト
ップコック16を経て溶融室10に返送するために3個
のトラップA、B、 Cが接続されている。4個目のト
ラップ18がイオウの採取のため(36)
溶融室から離れた位置に設けられ、イオウは出口20を
経て取出すことができる。溶融室10[、またはその周
囲にこれを68[1″cVC加熱する手段、および溶融
室から離れた領域を徐々にA50〜160℃の温度に低
下させる適切な手段(図示されていない)が備えられて
いる。As shown in the drawings, apparatus suitable for practicing the invention includes a melting chamber or retort 10 made of a corrosion-resistant metal or alloy (eg, metallic nickel or tungsten) that can be heated under reduced pressure. A tap 12 for molten metal is formed or fixed at the bottom of the melting chamber. A vacuum line 14 is connected to a pump (not shown) capable of evacuating the melting chamber to a pressure of 1/2 to 26 mmHg. Between the melting chamber and the vacuum line 14, three traps A, B, B are provided for condensing the regenerated oxide or sulfide and condensed elemental alkali metals and returning them to the melting chamber 10 via a stopcock 16. C is connected. A fourth trap 18 is provided for the collection of sulfur (36) at a location remote from the melting chamber, which can be removed via an outlet 20. Means for heating the melting chamber 10 or its surroundings by 68[1" cVC and suitable means (not shown) for gradually reducing the area remote from the melting chamber to a temperature of A50 to 160° C. are provided. It is being
スロット22内に合わせたリング21(液体金属オーバ
ーフロー)が金属室10に備えられ、真空ライン17i
を通過する凝縮した蒸気から金属を捕捉する。A ring 21 (liquid metal overflow) fitted within the slot 22 is provided in the metal chamber 10 and connected to the vacuum line 17i.
captures metals from condensed vapors passing through it.
以上の詳細な実施例は具体的に示し、説明するために提
示されたにすぎず、本発明はこれらの実施例の詳細によ
り限定されないと解すべきである。It is to be understood that the above detailed examples are presented for purposes of illustration and explanation only, and the invention is not limited to the details of these examples.
以上の記載は、関係する当業者がこの記載に最新の知識
を応用することにより種々の用途のためにこれを容易に
改変できるように述べられたものである。従ってこの種
の改変は特許請求の範囲と同等の範囲に包含されるもの
とする。The foregoing description has been presented to enable those skilled in the art to readily modify it for various uses by applying current knowledge to the description. Therefore, this type of modification shall be included within the scope equivalent to the scope of the claims.
図面は本発明の熱還元を実施するための装置の(37)
一形態を示す概略図であり、各記号は下記のものを表わ
す。
10:溶融室 ; 12:タップ
14:真空ライン ; 16:ストップコックA、B、
C:)ラップ ; 18: トラップ(イオウ)20:
出口 ; 22ニスロツト
21:リング(液体金属オーバーフロー)特許出願人
ローラン・スワンソン
(38)
図面の作男(同容に変更なし)
手続補正書(方式)
1、事件の表示
昭和上1年 ″Iフ許願第 /2−ファY 号ψツクt
If)二1Lイヒケ量矯 tす474イしiすL寸心(
イLン冨7−Jソイベニ乞−1vの1〉忽す・より=
;;ビイ6ン1c 兎 σフヘ社d+−イJ甲゛ぢ°コ
r[純ニも3、補正をする者
事件との関係 出 願 人
住所
政 久 ローラン・スフンンン
4、代理人The drawing is a schematic diagram showing one form of the apparatus for carrying out thermal reduction of the present invention (37), and each symbol represents the following. 10: Melting chamber; 12: Tap 14: Vacuum line; 16: Stopcock A, B,
C:) Rap; 18: Trap (sulfur) 20:
Outlet; 22 Nislot 21: Ring (liquid metal overflow) Patent applicant
Laurent Swanson (38) Drafter of the drawings (no changes to the same) Procedural amendment (method) 1. Indication of the case 1939 ``Ifu Permit No. /2-FaY No. ψtsukt
If) 2 1L sinkage amount correction tsu 474 Isu L dimension (
I Ln Tomi 7-J Soibeni Beggar-1v no 1〉Reminds me of =
;;Bii6in1c Rabbit σfuhesha d+-iJK゛di°cor [Junnimo 3, Relationship with the person making the amendment case Applicant Address: Hisashi Laurent Soufunn 4, Agent
Claims (1)
物から製造し、次いで製造さねたカリウムを用いてより
低活性の金属および炭化水素を得るための連続法であっ
て、 1)酸化カリウムまたは硫化カリウムを減圧を採用して
または採用せずに、実質的に水の不在下で熱分解し、こ
れにより金属カリウムならびにそれぞれ過酸化カリウL
もしくは超酸化カリウムおよび二硫化カリウムを製造し
;金属カリウムを他のカリウム生成物から取出し: 2)上記で得た金属カリウムの一部をその融点具」二の
温度で溶融状態′土たは蒸気状となし;このカリウムを
マグネシウム、銅、カルシウム、銀、鉛、亜鉛、アンチ
モン、カド9ミウム、鉄、ヒ素お(1) よびそオ]らの混合物の酸化物または硫化物の少なくと
も1種と反応させてその酸化物または硫化物から金属を
追出し、こうして追出されたより低活性の金属を残存す
るカリウムまたはカリウム化合物から取出し; 3)工程1で得た金属カリウムの他の一部を水と反応さ
せて水素、酸素カリウムおよび水酸化カリウムを生成さ
せ: 4)工程3で得た水素の一部を用いて、(a)この水素
を上記の工程1で得た金属カリウムと250−300°
Cの湿度で反応させて水素化カリウムを生成させ、次い
でこの水素化カリウムを炭素と反応させてカリウムアセ
チリドを生成させ、このアセチリドを水と接触させるこ
とによりアセチレンおよびK OHを合成し;このアセ
チレンを上記の工程3で得た水素を用いて水素添加して
玉子ンおよびエタンとなすか;あるいは(b) −上記
の水素を用いて水素添加触媒の存在下に炭素を水素添加
してメタンを生成させる。 ことにより炭化水素を製造する; (2) 工程の組合わせを特徴とする方法。 ・(2)水素添加触媒が工程1で得たカリウムの一部か
らなり、水素添加温度が180〜360°Cの範囲にあ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 (3)工程1で得たカリウムの一部を水で処理して水素
を生成させる1または2以上の追加工程を特徴とする特
許請求の範囲第1項または第2項に記載の方法。 (4)工程1で得たカリウムの一部を工程ろで製造した
水酸化カリウムで還元し、これによりこの方法に再使用
する酸化カリウムおよび水素を生成させる1または2以
上の追加工程を特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
方法。 (5)工程1の酸化カリウムを10 m、mH&から大
気圧までの範囲の圧力下で350°C以」二に加熱する
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 (6)工程1で製造した硫化物を減圧下で約650℃に
加熱して硫化カリウムおよびイオウを生成さく3) せることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法
。 (7)硫化カリウムを工程1に再循環させることを特徴
とする特許請求の範囲第1項または第6項に記載の方法
。 (8)硫化カリウムを水と反応させて水酸化カリウムお
よび水硫化カリウムを生成させることを特徴とする特許
請求の範囲第1項、第6項または第7項記載の方法。 (9)工程6で製造した水素を貯蔵のため、および本方
法にのちに使用するため、工程6で得た溶融した金属カ
リウムに溶解することを特徴とする方法。 00)硫化鉛を工程1で得た金属カリウムの一部と反応
させ、温度を約630℃に高め、溶融した鉛をこの系の
表面に浮遊するより軽い物質からタッピングにより取出
すことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。 (11)硫化亜鉛を工程1で得た金属カリウムの一部と
反応させ、次いで温度を約440℃に高め、(4) そして金属亜鉛を系の表面に浮遊する物質からタッピン
グにより取出すことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の方法。 (12)黄銅鉱を工程1で得た金属カリウムの一部と約
70℃で反応させて鉄および銅を製造し、次いで鉄をこ
の銅から磁気により分離することを特徴とする特許請求
の範囲第1項記載の方法。 (13)酸化マグネシウムを工程1で得た金属カリウム
の一部と約360 ’Cで反応させ、元素状マグネシウ
ムを残存カリウムの留出により採取することを特徴とす
る特許請求の範囲第1項記載の方法。 04)工程2において、追出される金属が最初は硫化物
の形であり、残存カリウ、l−(硫化物を含むかまたは
含まない)を水に溶解し、イオウを添加し、生じた溶液
を減圧下にP別し、これにより無水の溶融物を生成させ
、この溶融物を減圧を採用して、または採用せずに加熱
し、これにより本方法に再使用するためのイオウおよび
金属カリウムを形成させることによって前記金属が採取
される(5) ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の方法。[Claims] (1) A continuous process for producing potassium from its non-stoichiometric oxide or sulfide and then using the unproduced potassium to obtain less active metals and hydrocarbons. 1) pyrolyzing potassium oxide or potassium sulfide in the substantial absence of water, with or without employing reduced pressure, thereby producing potassium metal and potassium peroxide, respectively;
or producing potassium superoxide and potassium disulfide; extracting metallic potassium from other potassium products: 2) Part of the metallic potassium obtained above is heated to a molten state at a temperature of "2" with its melting point "earth or steam" This potassium is mixed with at least one oxide or sulfide of a mixture of magnesium, copper, calcium, silver, lead, zinc, antimony, cadmium, iron, arsenic, etc. Reacting to expel the metal from its oxide or sulfide and removing the less active metal thus expelled from the remaining potassium or potassium compound; 3) combining another part of the metallic potassium obtained in step 1 with water; React to produce hydrogen, potassium oxygen and potassium hydroxide: 4) Using a portion of the hydrogen obtained in step 3, (a) combine this hydrogen with the metallic potassium obtained in step 1 above at 250-300°;
Acetylene and KOH are synthesized by reacting at a humidity of C to produce potassium hydride, then reacting this potassium hydride with carbon to produce potassium acetylide, and contacting this acetylide with water; using the hydrogen obtained in step 3 above to form eggs and ethane; or (b) - using the above hydrogen to hydrogenate carbon in the presence of a hydrogenation catalyst to form methane. Generate. (2) A method characterized by a combination of steps. -(2) The method according to claim 1, wherein the hydrogenation catalyst consists of a part of the potassium obtained in step 1, and the hydrogenation temperature is in the range of 180 to 360°C. (3) The method according to claim 1 or 2, characterized by one or more additional steps of treating a portion of the potassium obtained in step 1 with water to generate hydrogen. (4) characterized by one or more additional steps in which a portion of the potassium obtained in step 1 is reduced with potassium hydroxide produced in the process filter, thereby producing potassium oxide and hydrogen to be reused in the process; A method according to claim 1. (5) A method according to claim 1, characterized in that the potassium oxide of step 1 is heated to 350° C. or less under a pressure ranging from 10 mH to atmospheric pressure. (6) The method according to claim 1, characterized in that the sulfide produced in step 1 is heated to about 650° C. under reduced pressure to generate potassium sulfide and sulfur. (7) A method according to claim 1 or 6, characterized in that potassium sulfide is recycled to step 1. (8) The method according to claim 1, 6 or 7, characterized in that potassium sulfide is reacted with water to produce potassium hydroxide and potassium bisulfide. (9) A process characterized in that the hydrogen produced in step 6 is dissolved in the molten metallic potassium obtained in step 6 for storage and for later use in the process. 00) It is characterized by reacting lead sulfide with a part of the metallic potassium obtained in step 1, increasing the temperature to about 630°C, and extracting the molten lead from lighter substances floating on the surface of this system by tapping. A method according to claim 1. (11) The zinc sulfide is reacted with a part of the metallic potassium obtained in step 1, and the temperature is then raised to about 440°C. (4) The metallic zinc is then extracted from the substance floating on the surface of the system by tapping. The method according to claim 1. (12) Claims characterized in that chalcopyrite is reacted with a portion of the metallic potassium obtained in step 1 at about 70°C to produce iron and copper, and then iron is separated from the copper by magnetic means. The method described in paragraph 1. (13) Magnesium oxide is reacted with a portion of the metallic potassium obtained in step 1 at about 360'C, and elemental magnesium is collected by distilling off the remaining potassium. the method of. 04) In step 2, the metal to be expelled is initially in the form of sulfides, the remaining potassium, l- (with or without sulfides) is dissolved in water, sulfur is added and the resulting solution is P is separated under reduced pressure, thereby producing an anhydrous melt, and this melt is heated with or without employing reduced pressure, thereby freeing sulfur and metallic potassium for reuse in the process. 2. A method according to claim 1, characterized in that the metal is harvested by forming (5).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1279984A JPS60163827A (en) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | Continuous method for use of non-stoichiometric sulfide or oxide of pottasium to manufacture of lower activity metal and hydrocarbon |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1279984A JPS60163827A (en) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | Continuous method for use of non-stoichiometric sulfide or oxide of pottasium to manufacture of lower activity metal and hydrocarbon |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS60163827A true JPS60163827A (en) | 1985-08-26 |
Family
ID=11815435
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1279984A Pending JPS60163827A (en) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | Continuous method for use of non-stoichiometric sulfide or oxide of pottasium to manufacture of lower activity metal and hydrocarbon |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS60163827A (en) |
-
1984
- 1984-01-26 JP JP1279984A patent/JPS60163827A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7682593B2 (en) | Process for the production of Ge by reduction of GeCl4 with liquid metal | |
US3962409A (en) | Process for production of hydrogen and sulfur from hydrogen sulfide as raw material | |
US1173012A (en) | Reduction of chlorids. | |
Doumani et al. | Recovery of sulfur from sulfur dioxide in waste gases | |
NO151737B (en) | DEVICE FOR Ultrasonic welding of a rectangular closure for a cardboard container | |
US4210526A (en) | Desulfurizing fossil fuels | |
JPS60163827A (en) | Continuous method for use of non-stoichiometric sulfide or oxide of pottasium to manufacture of lower activity metal and hydrocarbon | |
US4441923A (en) | Integrated process using non-stoichiometric sulfides or oxides of potassium for making less active metals and hydrocarbons | |
JPH01108101A (en) | Separation and recovery of iodine | |
US2090828A (en) | Process for purifying sulphur dioxide bearing gases | |
US4003740A (en) | Recovery of copper from copper sulfide ores containing copper and iron | |
MX2011007454A (en) | Metal recovery from metallurgical waste by chloridising. | |
US2270502A (en) | Process for manufacturing beryllium | |
US2902360A (en) | Production of titanium and zirconium by reduction of their sulfides | |
US3966891A (en) | Process for manufacturing sulfur from a solution of sodium sulfite | |
US4169884A (en) | Hydrogen production from water using copper and barium hydroxide | |
US4125590A (en) | Method for manufacturing boron trichloride | |
BE897819A (en) | CHEMICAL PROCESS FOR THE PREPARATION OF ALKALINE AND ALKALINE-EARTH METALS | |
GB2152526A (en) | Integrated process using non-stoichiometric sulfides or oxides of potassium for making less active metals and hydrocarbons | |
US1415897A (en) | Method of treating sulphide ores | |
GB2067173A (en) | Improvements regeneration of absorbents used in desulfurizing fossil fuels | |
US1731516A (en) | Recovery of sulphur from iron pyrites | |
US3043665A (en) | Purification of boron trichloride | |
KR100321063B1 (en) | Method for improving collecting efficiency of sulfur generated from oxidizing furnace for manufacturing liquid sulfur | |
US3207598A (en) | Process for preparing cesium and alloys thereof |