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" Perfectionnement à la fabrication de la cyanamide calcique ".
La cyanamide calcique s'obtient industriellement par . azotation du carbure de calcium, à une température de l'ordre de 1000 C.
On a constaté que, dans la pratique, l'azotation ne s'effectuait pas quantitativement, et que, de plus, le carbure non azoté ne se retrouvait pas en fin de réaction.
On a cherché à expliquer les raisons de la disparition de cette fraction de carbure, mais les diverses solutions propo- sées jusqu'à présent n'étaient pas satisfaisantes et n'ont pas permis de remédier à la baisse de rendement de l'opération d'azo- tation.
Une étude approfondie du problème a permis à la demendoresse de déterminer la nature du phénomène qui conduit à cette perte de carbure et, en conséquence, de découvrir les conditions opé- ratoires nécessaires pour réduire cette perte au minimum.
Le carbure de calcium industriel, obtenu au four électri- que par action d'une matière carbonée, par exemple le coke, sur
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de la chaux, contient toujours un certain nombre d'impuretés, no= tamment de la silice, de l'alumine, de l'oxyde de for et des coma posés sulfuriques, qui proviennent des matières premières utili- sées.
Il a été établi que le rendement de la fixation d'azote sur le carbure lors de la transformation de ce dernier en cyana- mide calcique est d'autant plus faible que le carbure traité con- tient plus dioxydes tels que SiO2, A1203, Fe203, SO3-- et autres oxydes analogues, le rôle néfaste de ces oxydes se manifestant à des degrés divers, sensiblement dans l'ordre dans lequel ces oxy- des viennent d'être énumérés.
Les demandeurs ont constaté, qu'à sa température de forma- tion, la carbure de calcium fondu n'agit pratiquement pas comme réducteur et laisse subsister à son contact ou en solution les oxydes métalliques sans les réduire. Au contraire, à 1000 , tem- pérature de l'azotation son oxydabilité se manifeste, et le car- bure de calcium réduit los oxydes avec lesquels il se trouve en oontact. il en est de même de son action vis-à-vis du CO, oxy- dant du carbure vers 1000 et qui coexiste sans action dans le four électrique de fabrication.
Les expériences qui ont été faites confirmant cette théo- rie. C'est ainsi que la présence de 1% de SiO2 dans le carbure entraîne la disparition de 2,15% de ce dernier, lors de son azo- tation et que 1% d'Al2O3 et 1% de Fe203 détruisent respectivement 1,88% et 1,20% de carbure, dans les mêmes conditions.
On voit donc que l'impureté la plus nuisible au rendement de l'azotation du carbure de calcium en vue de l'obtention de la
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oyanamido oalciquo oct la allice.
Conformément à l'invention, pour diminuer les pertes en carbure lors de la fabrication de la oyanamide et pour augmenter
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le rendement 'de cette fabrication, on utilise, comme matière pre- mière, un carbure de calcium pratiquement exempt de silice.
Un tel carbure peut être obtenu en partant de matières premières pures, c'est-à-dire de chaux exempte de silice et, par exemple, de coke de pétrole.ou de charbon de bois. Un tel procédé serait évidemment coûteux.
Un autre procédé d'obtention de carburo do calcium rela- tivement exempt de silice consiste à introduire, dans un carbure fondu déjà préparé, une quantité supplémentaire de coke pour par- faire la réduction do la chaux et de la silice. Cependant, ce procédé .entraîne la nécessité d'un chauffage prolongé du carbure, et n'est donc pas non plus économique.
Il est préférable de préparer le carbure en ajoutant, aux raélan,,es de matières carbonées et de chaux nécessaires à cette pré- paration, un métal tel que le fer ou le manganèse, susceptible de donner avec la silice et le carbure une réaction moins endothermi- que que la réduction de la silice par le carbure seul et de former un silico-alliage, la quantité de ce métal ainsi ajoutée étant cal- culée, compte tenu de celle déjà contenue dans les matières premiè- res utilisées, pour fixer, sous forme de silico-alliage, au cours do la fabrication du carbura, la totalité du silicium contenu dans les dites ratières premières.
En ce qui concerne le fer, par exemple, la quantité de ce dornier à ajouter, conformément à l'invention, aux matières premiè- res destinées à la fabrication du carbure de calcium, doit âtre telle que le rapport de la quantité totale de fer contenue dans la charge à colle du silicium contenu dans les dites Matières soit de l'ordre de 2, 4, corrospondant à la production d'un ferro-silicium dont la teneur en Si est comprise entre 25 et 31%. La quantité do manganèse à ajouter est également du même ordre do grandeur.
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Lorsquo l'on utilise de l'oxyda do fer, celui-ci n'étant pas soluble dans la masse C2Ca-CaO, contrairement à ce qui so pas- so pour la silice, est facilement réduit dans le four à carburo.
Le fer formé favorise la réduction do la silice suivant la réac tion :
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Si02 + Fo + 20 200 + FoSi réaction moins endothermique¯que
SiO2 + 20 # 200 + Si qui est d'ailleurs difficile à conduiro par suite du haut point de fusion du silicium (1450 C), alors que l'entectiquo FeSi à 20% de Si ooulo déjà à 1235 C et que le ferro-silicium à 30% de Si fond vers 1300 C. Le for jouo donc un double rôle, on favorisant, d'uno part, la réduction do la silice ot on pormottant, d'autre part, une coulée plus facile dos produits do réduction.
Le calcul do la quantité de métal à ajouter se fait de la façon suivante :
Soit [Si] la quantité de silicium par tonne de matières premières introduites dans le four, [me] la quantité du métal considéré contenue dans cette tonne. La quantité supplémentaire x de métal à ajouter par tonne do matières premières ost donnéo par la relation : - - @
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y étant la teneur en silicium du silico-alliage à obtenir.
Grâce à cotte manière de procéder, on obtient économi- quement, d'une part un carbure pratiquement exempt do silice et: d'autre part, un silice alliage qui constitue un sous-produit in- téressant.