PL19556B1 - - Google Patents

Description

Wogóle uzywana metoda wytwarzania wapna azotowego na wielka skale polega na tein, ze bardzo drobno zmielony karbid (weglik wapnia) ulozony luznemi warstwa¬ mi w wiekszym zbiorniku wprowadza sie w reakcje w atmosferze azotowej przez o- grzewanie z zewnatrz albo przez zapalenie poczatkowe. Rozpoczeta silnie egzoter¬ miczna reakcja miedzy karbidem i azotem rozszerza sie po zapaleniu na cala mase i nie daje sie juz powstrzymac i regulowac.Wskutek coraz burzliwiej przebiegajacej reakcji i wskutek wytworzonych przytem bardzo wielkich ilosci ciepla temperatura podwyzsza sie coraz wyzej i masa reakcyj¬ na przemienia sie w krótkim czasie w ma¬ se ciagliwa, która przy ostygnieciu krzep¬ nie na blok twardy jak kamien.Ten twardy blok trzeba mechanicznie rozdrobnic i doprowadzic do postaci, w której dopiero nadaje sie jako nawóz sztuczny.Obecnie stwierdzono, ze wapno azoto¬ we mozna wytwarzac w dokladnie roz¬ drobnionej postaci w ten sposób, ze dziala sie azotem bezposrednio na granulowany przedtem weglik wapnia, zmieszany w ra¬ zie potrzeby z niezbyt wielka iloscia py- lowatego weglika wapnia i utrzymywany w ciaglym ruchu. Azotowanie rozpoczyna sieppWóli; w mozliwie niskiej temperaturze, która podwyz&za sie stppniowo do wysoko¬ sci wymaganej temperatury koncowej, przyczem unika sie spiekania produktu wskutek wydzielania sie zbyt wielkiej ilo¬ sci ciepla. Przy tym $fosobie pracy jest takze korzystnem przymieszac katalizato¬ ry, które pomyslnie wplywaja na przebieg azotowania weglika wapnia. Przy takim sposobie pracy mozna zupelnie opanowac termiczne przeprowadzenie procesu azoto¬ wania i otrzymywac bardzo dobre wydaj¬ nosci reakcyjnego produktu. Przy tym spo¬ sobie pracy weglik wapnia nie .przetwarza sie w ciagliwa mase; a^otozymarte ?Wapno azotowe pozostaje az do ukonczenia pro¬ cesu azotowania w tern samem dokladnem rozdrobnieniu, w jakiem weglik wapnia wprowadzono do urzadzenia azotujacego.Trzema zasadniczemi czynnikami tego nowego sposobu sa wiec postac rozdrobnie¬ nia weglika wapnia, utrzymywanie go w cia¬ glym ruchu i stala kontrola temperatury azotowania zapomoca chlodzenia lub do¬ prowadzenia ciepla. Wielkosc ziaren we¬ glika wapnia wprowadzanego do urzadze¬ nia azotujacego waha sie w dosc szerokich granicach, naprzyklad miedzy 0,3 i 4 mm srednicy ziarna; nie potrzeba jednak ko¬ niecznie utrzymywac tych granic, jezeli produkt ostateczny moze nie byc calkowicie zazotowany. Nie zaleca sie stosowac zia¬ ren, srednica których wynosi wiele mniej od 0,3 mm, poniewaz szybkosc reakcji mie¬ dzy weglikiem wapnia i azotem wzrasta co¬ raz wiecej w miare zmniejszania sie ziaren.Dodatek pewnej ilosci pylowatego weglika wapnia nie wplywa ujemnie na bieg reak¬ cji. W ogólnosci, im drobniej jest zmielony weglik wapnia, tern szybciej postepuje re¬ akcja i tern ostrozniej nalezy podwyzszac temperature; im wieksze sa ziarna stosowa¬ nego karbidu, tern powolniej postepuje a- zotowanie, natomiast tern szybciej mozna podwyzszac temperature i tern dluzej na¬ lezy azotowac w wysokiej temperaturze, naprzyklad w temperaturze 950°—1050°C, aby azotowanie doprowadzic do konca.. Stosujac, naprzyklad, ziarna o wielkosci i/2 — 1 min, zawierajace jeszcze 10 — 20% pylowatego i karbidu, z poczatku nalezy jeszcze bardzo ostroznie azotowac przy 650°C; po przemianie mniej wiecej polo¬ wy weglika wapnia na wapno azotowane, mozna szybciej podwyzszac temperature lub szybciej zwiekszyc ilosci pochlaniane¬ go azotu. Stosujac ziarna o wielkosci 1—3 mm, z poczatku iftpzna istesunkowo szybko podwyzszac temperature, jednak nalezy -wówecas dluzej-pracowac w temperaturze ipyzsziej, aby zupelnie przeprowadzic azo¬ towanie wiekszych ziaren.Wiadomo, ze im dokladniej zmielony jest karbid, tern w ogólnosci burzliwiej przebiega przetworzenie go na wapno azo¬ towe. Jezeli jednak ladunku karbidu, u- trzyroanego stale w ruchu, nie zapalac w zwyklej temperaturze, lecz ogrzac go tylko do mniej wiecej 650°C, wtedy przy prze¬ puszczaniu azotu nad drobnym karbidem zaczyna sie powoli: azotowanie. Tempera¬ ture utrzymuje sie przy 650°C tak dlugo, az poczatkowo silne pochlanianie azotu zno¬ wu ustanie. Nastepnie podwyzsza sie tem¬ perature o mniej wiecej 50° do mniej wie¬ cej 700°C. Podwyzszenie temperatury mozna uskutecznic przez doprowadze¬ nie ciepla z zewnatrz (ogrzewanie) lub przez, zwiekszenie ilosci doprowadzanego azotu, co powoduje powiekszenie sie ilosci produktu przemiany, a tern i podwyzszenie temperatury. Pochlanianie azotu wzrasta znowu i zmniejsza sie znów po uplywie pewnego czasu. Po pochlonieciu w tej tem¬ peraturze mozliwej ilosci azotu, podwyz¬ sza sie znowu temperature o 50° i postepu¬ je tym sposobem tak dlugo, az osiagnie sie temperature reakcji 950° — 1050°C, która wystarcza do ukonczenia procesu azotowa¬ nia. W wyzszych zakresach temperatur (przy 850^ i wyzej) jest zawsze koniecz¬ ne w celu podwyzszenia temperatury do-* — 2 —prowadzac cieplo z zewnatrz. Pracujac tym sposobem i unikajac zbyt szybkiego podwyzszenia temperatury, otrzymuje sie równomierny ziarnisty produkt, a masa reakcyjna nie zbija sie i nie spieka.Poniewaz wiazanie azotu powoduje wy¬ dzielanie sie ciepla, proces ten mozna tak samo regulowac zapomoca odpowiedniej szybkosci doprowadzania azotu. W tym wypadku nie wolno, jak to wyzej opisano, przepuszczac dowolnych ilosci azotu nad azotowanym materjalem, lecz wpuszcza sie, naprzyklad do bebna, w którym karbid utrzymywany jest w ciaglym r*ichu, pewna okreslona ilosc azotu, dostosowana do znajdujacej sie w bebnie ilosci karbidu tak, ze temperatura podwyzsza sie powoli tylko przez wiazanie azotu zapomoca karbidu i przez wydzielone wskutek tego cieplo. Ko¬ niec bebna moze byc zamkniety, mozna jednak przytem wypuszczac od czasu do czasu gazy, powstajace wskutek reak¬ cji ubocznej. Azotowanie rozpoczyna sie przy mniej wiecej 650°C. Wskutek zwol¬ nionego podczas reakcji ciepla temperatu¬ ra masy reakcyjnej podwyzsza sie powoli, przyczem szybkosc azotowania moze byc scisle regulowana zapomoca ilosci wiaza¬ nego azotu* Po uplywie mniej wiecej 20 godzin osiaga sie temperature okolo 1000°C, przy której konczy sie azotowanie. Zasad¬ niczym warunkiem jest i tu powolne pod¬ wyzszenie temperatury. Jezeli temperature podwyzszaloby sie zbyt szybko, zwlaszcza na poczatku procesu wskutek zbyt szybkie¬ go wiazania azotu, wtedy nie byloby moz¬ liwe uniknac zbijania i spiekania sie masy.Takze i inne srodki nadaja sie w znacz¬ nej mierze do regulowania temperatury.Stosujac te srodki w odpowiedni sposób, mozna stosownie do okolicznosci nie do¬ prowadzac ciepla i osiagac zupelna prze¬ miane weglika wapnia w wapno azotowane zapomoca ciepla, wydzielajacego sie pod¬ czas procesu azotowania. Takiemi pomocni- czemi srodkami sa, naprzyklad1 rozciencze¬ nie stosowanego do azotowania azotu ga¬ zami ubocznemi lub, w razie stosowania czystego azotu, rozcienczenie poddawane¬ go azotowaniu karbidu albo gotowem wap¬ nem azotowem albo innym srodkiem roz¬ cienczajacym, naprzyklad wapnem. Rów¬ niez i przy tym sposobie pracy nie potrze¬ ba temperatury podwyzszac tak ostroznie, jak to ma miejsce przy stosowaniu wysoko- wartosciowych materjalów.Wytworzone tym sposobem wapno azo¬ towe posiada równomierna ziarnistosc i wyglad podobny do prochu czarnego.Proces azotowania mozna tez z latwo¬ scia przeprowadzic sposobem ciaglym w ten sposób, ze azotowanie rozpoczyna sie w niskiej temperaturze, po przeprowadze¬ niu % procesu laduje sie ciagle do bebna swiezy karbid ziarnisty, przyczem nalezy dbac o to, aby temperatura w przedniej czesci bebna, w miejscu doprowadzenia swiezego karbidu, zostala utrzymana o 200 — 300°C nizej, anizeli na koncu bebna, gdzie z poruszajacego sie bebna usuwa sie ciagle gotowy produkt azotowany i gdzie nalezy utrzymywac mozliwie Wysoka tem¬ perature, aby osiagnac zupelne azotowanie produktu.Przyklad I. 2000 g karbidu w postaci ziaren, których srednica lezy miedzy 0,5 i 1 mm, miesza sie z 100 g sproszkowanego chlorku wapnia w bebnie o pojemnosci 6,3 1 ze stali niklowo-chromowej, obracajac go powoli i ogrzewajac mieszanine do 650°C.Wiazanie azotu mierzono w temperaturze 650°. Co 4 godziny podwyzszano tempera¬ ture o 50° i utrzymywano ja w przeciagu tego czasu. Oznaczajac na osiach ukladu spólrzednych ahsorbcje, czas i temperatu¬ ry, otrzymuje sie krzywa uwidoczniona na fig: i.Otrzymano okolo 2600 g ziarnistego wapna azotowego z zawartoscia 22 % N i 0,2% pozostalego karbidu. Doswiadczenie trwalo 32 godzin.Przyklad II. 30 kg karbidu o wielko- — 3 -sci ziaren miedzy 0,5 i 1 mm zmieszano z 1,5 kg sproszkowanego chlorku wapnia i ogrzewano mieszanine do 600° w walcowa¬ tym bebnie z stali niklowo-chromowej, ob¬ racajac go powoli. Wiazanie azotu zaczyna sie w temperaturze 615°C, podwyzszenie temperatury odbywa sie i tu stopniowo w miare zwiazanej ilosci azotu. Stosunki tego doswiadczenia przedstawiono na fig. 2.Otrzymano okolo 40 kg ziarnistego wap¬ na azotowego z zawartoscia 21,7% N i 0,1% pozostalego karbidu. Doswiadczenie to trlyalo 19 godzin.Przyklad III- 3000 g karbidu o wiel¬ kosci ziaren miedzy 0 — 4 mm zmieszano z 90 g sproszkowanego chlorku wapnia i azo¬ towano powoli w ciagu 24 godzin w tempe¬ raturach podwyzszanych stopniowo do 1050°C.Otrzymano okolo 3800 g ziarnistego wapna azotowego z zawartoscia 20,2% N i 0,1% pozostalego karbidu.Przyklad IV. 30 kg karbidu o wielko¬ sci ziaren miedzy 0,5 i 3 mm zmieszano z 1,5 kg sproszkowanego chlorku wapnia i azotowano powoli w ciagu 60 godzin w temperaturach podwyzszanych stopniowo do 1050°C.Otrzymano okolo 39 kg ziarnistego wap¬ na azotowego z zawartoscia 22% N i 0,75% pozostalego karbidu.Przyklad V. 30 kg karbidu o wielkosci ziaren miedzy 0,5 i 2 mm srednicy zmiesza¬ no z 1,5 kg sproszkowanego chlorku wap¬ nia i azotowano w ciagu 56 godzin w tem¬ peraturach podwyzszanych stopniowo do okolo 1040°C.Otrzymano okolo 39,5 kg ziarnistego wapna azotowego z zawartoscia 22,4% N i 0,1% pozostalego karbidu.Przyklad VI. W celu wytwarzania wapna azotowego sposobem ciaglym wsy¬ pano do bebna mieszanine, skladajaca sie z 30 kg karbidu w postaci ziaren o sredni¬ cy miedzy 0,3 i 1 mm i z 1.5 kg sproszkowa¬ nego chlorku wapnia. Azotowanie prze¬ prowadzono jak poprzednio az do osiagnie¬ cia temperatury mniej wiecej 7*0^ Na¬ stepnie wladowano przy pomocy urzadze¬ nia sluzowego swieza mieszanine karbidu i chlorku wapnia.Temperature utrzymywa¬ no w przedniej czesci bebna na wysokosci mniej wiecej 780° — 800°C, a na koncu bebna — okolo lOOO^C (fig. IH).Tym sposobem mozna bylo azotowac sposobem ciaglym mniej wiecej 1 kg kabri- du co godzine.Przyklad VII. 30 kg karbidu w posta¬ ci ziaren o srednicy miedzy 0,5 ii mm miesza sie z 1,5 kg sproszkowanego fluor¬ ku wapnia, a nastepnie traktuje sie mie¬ szanine azotem w ciagu 51 godzin w tem¬ peraturach, podwyzszanych stopniowo do 1070*0.Otfzymuje sie okolo 40 kg ziarnistego wapna azotowego z zawartoscia 22,7% N i 0,1% pozostalego karbidu.Przyklad VIII. Do bebna o pojemno¬ sci 6,3 1 wsypano wprzód 500 g ziarnistego wapna azotowego z zawartoscia 20*5% N, a nastepnie dodawano w temperaturze 950°C w ciagu 8 godzin porcjami, wy*»osza- cemi kazdorazowo 100 g, 2 kg karbidu o wielkosci ziaren od 0,3 do 0,6 mm zmiesza¬ nego z 40 g chlorku wapnia. Nastepnie pod¬ wyzszano temperature w ciagu 6 godzin do 1050°C.Otrzymano 3,06 kg - ziarnistego wapna azotowego z zawartoscia 21,2% N i 0,2% CaC2. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe. 1. Sposób wytwarzania ziarnistego cyjanamidu wapnia zapomoca bezposred¬ niego azotowania weglika wapnia, w ra¬ zie potrzeby z zastosowaniem katalizato¬ rów, przez dzialanie azotem na drobnoziar¬ nisty weglik wapnia, do którego mozna pTzymieszac do 50% pylowatego weglika wapnia, znamienny tern, ze azotowanie pro¬ wadzi sie przy utrzymywaniu weglika — 4 —wapnia w ciaglym ruchu, przyczem rozpo¬ czyna sie je w mozliwie niskich temperatu¬ rach, które podwyzsza sie potem stopnio¬ wo do wymaganej temperatury koncowej tak powoli, iz w zadnym okresie azotowania nie zachodzi zbijanie i spiekanie sie podda¬ wanego azotowaniu materjalu wskutek wytwarzania zbyt wielkiej ilosci ciepla.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze temperature podwyzsza sie do nastepnego wyzszego stopnia dopiero wówczas, gdy ustanie wydzielanie sie cie¬ pla reakcyjnego, wytwarzajacego sie w po¬ przednim okresie azotowania 3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze azot doprowadza sie tylko w takich malych ilosciach, a temperatura podwyzsza sie wskutek zwolnionej tym sposobem reakcji tylko w takich granicach, iz nie nastepuje zbijanie i spiekanie sie poddawanego azotowaniu materjalu. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze azot miesza sie z obojetnemi gazami ubocznemi. 5. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze do ladunku dodaje sie domie¬ szki nie reaugujace z azotem egzotermicz¬ nie, zwlaszcza wapno azotowe. 6. Sposób wedlug zastrz. 1, znamien¬ ny tern, ze w celu przeprowadzenia azoto¬ wania sposobem ciaglym wprowadza sie ziarnisty karbid do znajdujacego sie w bebnie pólazotowanego materjalu w tem¬ peraturze znizonej, poczem temperature, wynoszaca w przedniej czesci bebna mniej wiecej 780°C, podwyzsza sie tak, izby przy koncowej czesci bebna wynosila okolo 1000°C. Aktiengesellschaft fur S ticks to f f dtinger. Zastepca: M. Skrzypkowski, rzecznik patentowy.Do opisu patentowego Ni 19556. Ark. 1. L LI J J fi fi W w J9 M ,?? W 17 ?JL 11 li 15 K $\ 6 3\ A / I !' —^ jN I I * 1( ! < f I u i I LI iJ c L 11 fJ2 H fi R H ^ t fl \ \ \ i i i / u V50k ITi i \c V . V fr ! /l r / / i 1 n (t i 1 JL ^r l | o0 7 A "i 'vS ^ i \ X 7\ 20 Z Tt? t 2 0 j TA 3Z A y a 0° n % ^&\ 9 M Z* \ \ \ SM0 A \ X \ k ; * \ \ V. pji teifel^ Ki' #p // P / f'irr.\i ir / K ^| crds Iw 'toótnrlhAcA * '•¦At i i ~jtd/'' '"3 ""t W r .;# v* 10 ^ \ **1 "" r \ \ X J^-zk ^ A fa j [— i 22:^aL ; r , < * — — — ~ t |l | l |; \-\Do opisu patentowego Nr 19556. Ark. 2, \. | i r~F~i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i i - I i 1 III 1 1 1 1 l_ i 1 II 1 1 ¦ % K M fc P* M 1 1 1 1 k K 1 1 ! 1 r 1 II M§ II ^ 1 II P ' i 1 tli i I 1 i f l 1 r 1 1 1 1 1 1 I^ITjsJi 1 1 1 1 1 1 1 1 I 1 1 I 1 I II ! 1 i i i p*i i*i^^ | J . .| k»I T^l || * L^l1 1 f liii*III! m*L l^iJ f 1 K Pr^L rSsJ. M * RM M tSl mtbJ n TSJ i3 t ¦ M M s MV r+ttL" ~f -¦¦-- PkJ Tr\ 1 1 1 1 -\ 11 lalljl { 1 II 14 1 lit- 1 1 & 4 ^J " hi [ t t ny TTT - # \ I I 1 I 1*1 i M 1 1 I 1 I 1 ft L—L4—i— |-4 I -Uj- ¦}— I¦¦-] | k i f T 1 1 II 1 1 1 i 1 r 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 t 1 / 1 Y~\ \ 1 1 IWl-LJ tu-f-fi 4-11tli ITm i I W-U- i ¦Ml H4-4 4 I L nr f-i h ii 1i -y y uvi fei fei fei fei ii -iii^f li r r r p p NI r\r\ f\ n r i 14-4--1- 1 1 1 1 | ~| 1 M -M M 4 1 1 141 11 1 1 1 fe — fej 1 fe ^ M^i P R i 1— —H 1—— \\ 1 1 1 —1 ' 1 i I 1 1" l" \jMcl^/nA)/eaz^fyh'AA:A i PT I TT i \\\ i MM 1 ! | : | 1 ; 1 : i 1 ' I i ' ' 1——1———— ; 1 i | | | 1 1 1 | 1 1 | M M M M i 1 1 I 1 i i i i i i i i i I I i I I I I I yi i i i i i | i M i - Dh M : M CM i LJMM IM ibs h—ft y Mli pP 1 I "4v j Ml 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 || | | | | | | 1 | | 1 I | i I | 1 III 1 1 i 1 1 M I i i 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 i 1 1 i 1 1 i 1 ! 1 1 1 1 1 | I 1 I 1 i 1 I I 1 | | |. | | | | | | | | | | 1 | | | | '[Do opisu patentowego Nr 19556. Ark.
3. 3. Fiff.3 miejsca mierzenia temperatur ^^^sró otwtfrcto Kmasaizolacyjna/ XXXKX^vXXXXXXXXXJ \\masa /zoiacy// chlodzenia doprowadzenie grzejnik oporowy plan-rozdzielenia temperatur 900* &o* 1 1 7SP U— pruk L. Boguslawskiego i Ski, Warszawa. PL