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PROCEDE DE PREPARATION DE SELS ET D'AUTRES COMBINAISONS METALLIQUES.
La présente invention concerne un procédé de préparation de sels et d'autres combinaisons métalliques directement à partir de solutions de ces. métaux dans du mercure, et le traitement des amalgames, de préférence liquides, par réaction de gaz avec les métaux dissous.
L'invention est basée sur des connaissances scientifiques fon- damentales d'anciens chercheurs ayant étudié ce problème, (Drechsel dans Liebigs
Ann. Chem. 146, 1868, page 140, ainsi que Ginori-Conti dans Annali di Chimica Applicata, Vol.VII, 1923, pages 53-80). Suivant les indications de ces auteurs il était déjà possible de.faire réagir directement des métaux, particulièrement les métaux alcalins avec des gaz réagissant avec eux, comme par exemple l'acide ' carbonique, et ce en mettant en présence dans une enceinte de réaction, les mé- tauxdisso,us dans du mercure et les gaz, le tout maintenu en mouvement.
On suppo- sait déjà à cette époque que la présence d'oxygène ou d'humidité entravait la ré- action, ce qui,influençait le rendement. Les temps de réaction et les rendements ne convenaient réellement pas pour une application industrielle, même lorsqu'on procédait à de hautes températures (100 à 350 C) et pendant une longue durée de réaction (plusieurs heures).
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Grâce aux mesures conformes à la présente invention qui sont dé- érites ci-après, ,il est possible maintenant d'augmenter dans de telles propor- tions le rendement insuffisant connu jusqu'ici en laboratoire, qu'on a pu élabo- rer un procédé économique facile à exécuter et pouvant être réalisé industrielle- ment, pour préparer des sels'ou d'autres combinaisons métalliques à partir de matières premières aisément obtenables. . ,.' CI
Contrairement à l'ancien procédé, le procédé de la présente inven- tion permet de travailler même à la température ambiante ou à une température lé- gèrement supérieure avec des temps de réaction très courts et, de façon surprenan- te, avec des rendements excellents, voire même théoriques'.
Suivant l'invention, ce résultat's'obtient essentiellement en associant le plus intimement possible les
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gaz et liquides participant à la réaction, ce qui a pour effet de produire da- vantage qu9un fort accroissement des surfaces en contact.
Ce processus de mélange et de répartition peut être effectue en principe de toute façon voulue (agitation mécanique ou magnétique, secous- ses, pulvérisation, broyage ou raclage dans le gaz de réaction, injection du gaz sous forme finement divisée, etc.); on a constaté toutefois, qu'on obtient' un effet maximum lorsque la surface de l'amalgame, dans l'atmosphère de réac- '' tion, se recouvrant par moment d'une pellicule du produit de réaction, est con- tinuellement agitée ce qui provoque la déchirure de la pellicule inactivante.-,' L'utilisation du dispositif suivant l'invention, décrit plus loin, permet d' accroître l'activité d'une façon réellement surprenante.
Le procédé consiste essentiellement à exposer des solutions d' un métal à transformer, c'est-à-dire n'importe quel métal pouvant se'dissoudre en quantités appréciables dans du mercure, dans un récipient de réaction fermé,.
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à l'action d'un gaz procurant l'anion de la comr3.n.aison souhaitée, et ce à la température ordinaire ou à une température légèrement supérieure tout en mélan- geant le plus intimement possible la solution et le gaz.
Comme gaz participant à la réaction on peut utiliser par exemple
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les gaz suivants : C02 00, 503, SO2. NO2. N0, C10 23 Cl 2. 0 et d'autres enco-¯ re. On utilise en général des gaz formant avec le métal dissous dans le mercure, des combinaisons de valeur qui ne pouvaient être obtenues jusqu'ici que pour des procédés compliqués.
Comme métaux participant à la réaction, les métaux des groupes alcalins et alcalino-terreux entrent d'abord en ligne de compte; dans le cas de métaux facilement solubles dans le mercure et permettant des transformations réalisables industriellement sans difficultés particulières, on peut aussi utiliser le procédé suivant la présente invention pour des amalgames de métaux difficilement solubles, par exemple pour du manganèse qu'on traite alors sous forme d'une bouillie encore liquide et se prêtant à être agitée. Alors que pré- cisément il n'était pas possible d'obtenir jusqu'ici des résultats pratiques avec de tels amalgames, le procédé de l'invention permet maintenant de traiter irréprochablement ces amalgames, en particulier à l'aide de l'appareil décrit plus loin.
C'est ainsi que, suivant la présente invention on peut faire '
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réagir par exemple à la température ordinaire du CO 2 avec des amalgames de' so-*" dium pour former de l'oxalate de sodium, du SOZ -avec 3é l'amalgame de potasse- pour former de l'hyposulfite de potasse, de 1902 avec de l'amalgame de baryum pour for- mer du peroxyde de-'baryum et d'autres gaz avec dJautresmetaux....aveo des rende- ments avantageux. '
Dans le procédé suivant l'invention, toutes ces réactions se
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produisent déjà à froid et à une très grande vitesse jusqu'à épuisement du métal de réaction réparti dans le mercure, sans qu'il soit nécessaire de fournir aucune énergie, comme par exemple de la chaleur ou du courant électrique.
Il 'est évident
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qu'un chauffage modéré tel qu'il s'en produit spontanément comme chaleur de réac- tion ou de friction, favorise la réaction d'accélération. Il n'atteindra guère,-. de 100 C.. , , Dans l'état actuel des connaissances techniques, il est réellement . surprenant de constater qu'un amalgame solide ou liquide immobile ne subissant a l'état de repose aucune réaction perceptible atteint, lorsqu'on le traite suivait L'invention, déjà à froid une vitesse de réaction tout à fait industrielle.
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Une partie essentielle du procédé de l'invention consiste .8nCJ.&:..; ré en ce qu'il faut poursuivre la réaction de transformation jusqu'à épuisements complet du métal en réaction dissous dans le mercure, avant de séparer de ce ,der.-
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nier le produit de la réaction. La séparation peut alors être effectuée beaucquB plu aisément et complètement. Le stade final de la transformation peut éventuell t être reconnu à la différence d-lhumectation de la 'paroi du récipient.' Des so-
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par exemple de métaux alcalins dans du mercure,n'humectent les parois de verre' qu'aussi longtemps qu'une réaction avec le gaz ambiant est encore en cours. Avant 1' introduction du gaz de réaction et dès qu'il n'y a plus de métal en réaction dans le-mercure, il ne se produit plus d'humectation.
La séparation du produit de réac- tion de la partie métallique liquide une fois la transformation-terminée, peut 's-' effectuer par filtration, dissolution partielle., évaporation, sublimation., mise en suspension dans des,liquides inertes, flottation. centrifugation avec ou sans chargement électro:statique, ou par d'autres procédés de séparation pouvant être utilisés pour séparer des liquides d'avec des solides, ou des liquides d'avec d autres liquides.
Il se peut que la séparation des produits de réaction d'avec le mercure présente des difficultés lorsque, par exemple, en introduisant'dans de 1' eau des produits de réaction solubles dans l'eau, il se forme une suspension de mercure finement divisé dans la solution de chlorure de sodium, avantageusement maintenue à l'état concentré. Après la décantation et/ou la filtration alors nécessaire il reste .une boue de mercure qu'on ne peut pas aisément ramener à 1' état métallique pur.
On a trouvé possible, de façon surprenante, d'éviter complètement la formation de cette boue de mercure indésirable non seulement lorsqu'on fait' réagir le gaz avec l'amalgame. mais encore, conformément à l'invention. lors des manipulations ultérieures du produit de réaction., par exemple pendant la sépara- tion du mélange de sel de mercure, si on procède entièrement à l'abri de l'air ou de l'oxygène.. Bien qu'à froid le mercure pur ne réagisse pas avec l'oxygène., même des traces de ce gaz réagissent visiblement avec le mercure lorsque le sel de ré- action n'est pas encore séparé et, pendant le traitement, il se forme des boues dont la suppression voulue constitue une caractéristique de l'invention.
La suppression de l'oxygène, évidemment pour autant que ce gaz ne soit pas celui qui droit parti- ciper à la réaction, s'effectue alors de manière connue, généralement par.dégazage préalable des corps en présence. Le fait qu'on utilise pour tous ces procédés des appareils étanches aux gaz se justifie déjà par le fait qu'on travaille avec du mercure.
Des procédés suivant lesquels on fait réagir des métaux dissous dans du mercure, par exemple de l'amalgame dilué de sodium, avec des gaz dissous dans l'eau ou dans des solutions aqueuses de sels, par exemple des acides sul- furés en solution aqueuse, pour obtenir des solutions de sels telles que des so- lutions d'hyposulfite de sodium, sont déjà connus. Vis-à-vis du procédé de l'in- vention, ces procédés offrent le grand inconvénient de provoquer des réactions secondaire-s qui diminuent le rendement, par exemple la réaction de l'amalgame de sodium avec l'eau, donnant de la soude caustique et de l'hydrogène-.
Par consé- quent, pour appliquer le procédé suivant la présente invention, il est non seule- ment essentiel de ne pas utiliser de l'eau pure ou des solutions aqueuses de sels ou d'autres solutions quelconques pour la réaction et ce, jusqu'à la fin de celle- ci, mais il est souvent particulièrement avantageux de procéder hors la présence d'aucune humidité jusqu'à la fin de la réaction du métal de l'amalgame.
La formation de l'amalgame même est connue. Toutefois, suivant le procédé de la présente invention., il est particulièrement avantageux de traiter des amalgames provenant de l'électrolyse industrielle de lessives de sels métalli- ques, le métal de ces amalgames pouvant être transformé directement et beaucoup plus économiquement que par les procédés connus en combinaisons de grande valeur.
Comme on l'a mentionné plus haut, les mesures décrites peuvent être appliquées en utilisant des dispositifs connus. Comme preuve du progrès réalisé grâce à l'invention, il suffit d'utiliser un simple agitateur de labora- ,toire à pal-ettes .tournant de 500 à 2.000 t/min. pour faire réagir en quelques minutes à 20 C 1 kg d'amalgame de 'sodium à 0,1% avec de l'acide carbonique et transformer quantitativement le sodium en oxalate.
Au moyen de l'appareil- suivant l'invention, décrit ci-après et destiné à l'exécution de ce procédé, il devient même possible d'obtenir des ren- , céments presque théoriques en un temps considérablement moindre. Cet appareil' 'est constitué en principe par un récipient pouvant être femé de façon étanche
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aux gaz et contenant des organes genre balais ou racloirs dont les pointes ou. - - les tranchants se déplacent à une très grande vitesse, par exemple en tournant . contre la paroi du récipient, humectée par l'amalgame, permettent ainsi de ra- cler continuellement et rapidement la surface¯de l'amalgame liquide à froid, sou- mise à l'action du gaz.
Ces organes genre balais peuvent être montés sur un ou plusieurs arbres horizontaux ou verticaux. Ils peuvent aussi bien être rigides qu'élasti- ques. La disposition et la forme d'exécution des organes mobiles dépendent de la viscosité et du poids spécifique de l'amalgame. La matière dont sont faits-,, ces organes n'a qu'une importance relative pour autant qu'elle permette d'évi- ter des:réactions secondaires. L'utilisation de fer ou de matières synthétiques sous forme de fils ou de lamelles pour la fabrication des balais s'est avérée avantageuse.
Les balais cobpèrent avec les parois de telle sorte que toutes les parties liquides ou solides du mélange de réaction adhérant aux parois ou proje- tées contre celles-ci, sont continuellement grattées ou raclées à très grande vites- se.
C'est ainsi, par exemple-, qu'à l'aide de l'appareil représenté à titre d'exemple et schématiquement sur la Fig. 1 du dessin annexé, comportant un disque à. balaie tournant à 1000 t/min., pourvu de bras élastiques en fil d'acier de 0,5 mm, on- ; a pu faire réagir complètement 1 kg. d'amalgame de baryum à 0,1% avec de l'oxygène, pour obtenir déjà après 90 seconde& du peroxyde de baryum, tandis qu'avec un ap-' pareil de laboratoire décrit dans l'exemple 1 (agitateur à palettes tournant aus- si à 1000 t/min. dans un ballon en verre) il faut environ 41 minutes.
Le gaz de'réaction peut par exemple être introduit dans l'encein- ' te de réaction 4 par l'arbre creux 2 de l'organe à balais; pourvu des ouvertures de sortie 3.Ces dernières ainsi disposées ne peuvent pas s'obstruer, ce qui se pro- duit généralement dans les tours ruissellement et autres appareils primitifs.
Dans l'appareil'suivant la Fig. l, la sortie 6 du produit de la'; réaction et la sortie 7 du gaz sont prévues en commun dans le sens de projection des balais et elles peuvent être fermées par un registre 8. Alors que dans l'ap- pareil montré sur la Fig. l, c'est la force centrifuge qui agit principalement,.,. , la Fig. 2 montre schématiquement l'utilisation d'un cylindre mélangeur pourvu de- balais montés en hélice, qui agissent acessoirément pour faire avancer la matière ver la sortie.
Au moyen d'un appareil comme représenté sur la Fig. 2 (50 mm de diamètre intérieur, 180 mm de longueur, 750 t/min. ) on a obtenu du peroxyde de baryum en traitant une charge comme décrit plus haut ( 1 kg d'amalgame de ba- ryum à 1% dans de l'oxygène) avec une vitesse de passage de 250 gr. (ce qui cor- respond à 20 cm3/min) donc une réaction de près de 100% en 4 minutes environ.
Le participant à la réaction, la durée de réaction et la vitesse de passage peuvent être aisément modifiés en prolongeant le tube, en variant le nombre de tours ou l'inclinaison du tube.
Sur le dessin, l'entrée de l'amalgame est désignée par 5 et sur, la Fig. 2, le chiffre 9 désigne un filtre à gaz en matière frittée.
Toutes les mesures à atteindre une plus grande vitesse de passa- ge de l'amalgame, provoquent un échauffement croissant du mélange de réaction dû aux sollicitations mécaniques et à la chaleur de réaction croissante. Ceci influe avantageusement sur le déroulement de la réaction mais, le cas échéant, il faut , refroidir pour ménager la matière en traitement.. , .
Les exemples suivants montrent qu'en appliquant le procédé décria même si l'on utilise des dispositifs insuffisants en soi, on peut déjà obtenir des résultats surprenants.. ; ,
EXEMPLES D'EXECUTION.
1) On fait réagir dans un ballon en verre de 300 cm3 et à 200C de l'amalgame de sodium à 0,1% avec de l'oxygène, tout en agitant au moyen d'un
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agitateur à'palettes (1000 t/min.).'
L'enceinte de réaction est remplie d'oxygène sec de bonbonne et fermée herméti- quement. On peut évacuer directement l'oxygène utilisé au moyen d'une burette à gaz raccordée au récipient.
En procédant dans ces conditions, on utilise 489 cm3 d'oxygène en 41 minutes. Ceci correspond sensiblement à la quantité théorique d'oxygène,¯ nécessaire pour transformer en peroxyde de sodium, le sodium dissous dans le mercure. L'analyse permet de déceler 1,3331 gr de peroxyde de sodium, ce qui correspond à un rendement de 98,97% du sodium utilisé. La séparation après dé- cantation s'effectue directement par filtration à travers un creuset en verre fritté.
2) Dans le même appareil qu'à l'exemple 1, on fait réagir lkg d'amalgame de calcium à 0.087% (équivalent de 0,1% Na) avec de l'anhydride de ' carbone sec de bonbonne. La transformation totale en oxalate de'calcium du cal- cium réparti dans le mercure est terminée après 32 minutes, 963 cm3 d'anhydride carbonique ayant été utilisés. L'analyse permet de déterminer un rendement de 99,28% de la quantité de calcium utilisée. La séparation s'effectue en met- tant en suspension le mélange de la réaction dans de l'alcool absolu et en fil- trant 'la suspension alcoolique après la séparation du mercure, lequel se dépose rapidement.
3) En faisant réagir 1 kg. d'amalgame de zinc à 0,1422% (équiva- lent de 0,1% Na) avec de l'anhydride sulfureux sec de bonbonne, dans le même dispositif qu'à l'exemple 1, on obtient déjà après 27 minutes., 4,0903 gr d'hyposul- fite de zinc en utilisant 952 cm3 d'anhydride sulfureux. Ceci correspond à un - rendement de 97,27% par rapport au zinc utilisé. La séparation s'effectue par souf- flage du sel formé.
4) On fait réagir de l'amalgame de sodium à 0,1% à 200C en agi-" tant fortement, avec de l'anhydride carbonique sec;' avant .de l'introduire dans l'enceinte de réaction on fait passer le courant du gaz CO dans une solution d'hyposulfite de sodium et dans du phosphore jaune à teneur en oxyde, pour qu'ainsi il soit entièrement exempt d'oxygène et sec. Lorsque le sodium est 'épuisé, on in- troduit dans le récipient de réaction de l'eau distillée fraîchement bouillie, sans- interrompre pendant ce temps l'agitation et en empêchant l'entrée de l'air.
Lorsque l'oxalate de sodium est complètement dissous et qu'on interrompt l'agita- tion, il se forme aussitôt une séparation nette et lisse entre la solution aqueuse d'oxalate et le mercure. La teneur en Na2CO3 du produit de réaction est de 0,3%.
Par contre. Porlezza. et Ginori-Conti n'ont pu obtenir en laboratoi- re, en travaillant avec du sodium à 20 C, qu'un rendement d'environ 79% d'oxalate de sodium et approximativement,.20% de Na2CO3.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour préparer des sels et d'autres combinaisons mé- talliques en faisant réagir le métal sous forme de son amalgame liquide, avec des gaz réagissant avec lui, caractérisé en ce que l'amalgame est soumis, finement di- visé, à l'action du gaz, à la température ambiante ou à une température en des- sous de 100 C environ.
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PROCESS FOR THE PREPARATION OF SALTS AND OTHER METAL COMBINATIONS.
The present invention relates to a process for preparing salts and other metal combinations directly from solutions thereof. metals in mercury, and the treatment of amalgams, preferably liquids, by reaction of gases with dissolved metals.
The invention is based on basic scientific knowledge of former researchers who studied this problem, (Drechsel in Liebigs
Ann. Chem. 146, 1868, page 140, as well as Ginori-Conti in Annali di Chimica Applicata, Vol.VII, 1923, pages 53-80). According to the indications of these authors it was already possible to directly react metals, particularly alkali metals with gases reacting with them, such as for example carbonic acid, and this by bringing together in a reaction chamber, the dissolved metals, used in mercury and gases, the whole kept in motion.
It was already assumed at that time that the presence of oxygen or moisture interfered with the reaction, which affected yield. Reaction times and yields were not really suitable for industrial application, even when operating at high temperatures (100 to 350 C) and for a long reaction time (several hours).
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Thanks to the measures in accordance with the present invention which are hereinafter described, it is now possible to increase in such proportions the insufficient yield known hitherto in the laboratory, that it has been possible to develop a an economical process, easy to carry out and which can be carried out industrially, for preparing salts or other metal combinations from readily obtainable raw materials. . ,. ' THIS
Unlike the old process, the process of the present invention makes it possible to work even at room temperature or at a slightly higher temperature with very short reaction times and, surprisingly, with excellent yields. , or even theoretical '.
According to the invention, this result is obtained essentially by associating as closely as possible the
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gases and liquids participating in the reaction, which has the effect of producing more than a large increase in the areas in contact.
This mixing and distributing process can in principle be carried out in any desired way (mechanical or magnetic stirring, shaking, pulverization, grinding or scraping in the reaction gas, injection of the gas in finely divided form, etc.); it has been found, however, that the maximum effect is obtained when the surface of the amalgam, in the reaction atmosphere, occasionally covering itself with a film of the reaction product, is continuously agitated. which causes the tearing of the inactivating film. The use of the device according to the invention, described below, makes it possible to increase the activity in a truly surprising way.
The process essentially consists of exposing solutions of a metal to be transformed, that is to say any metal which can dissolve in appreciable amounts in mercury, in a closed reaction vessel.
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to the action of a gas providing the anion of the desired comr3.n.aison, and this at room temperature or at a temperature slightly higher while mixing the solution and the gas as intimately as possible.
As gas participating in the reaction it is possible to use for example
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the following gases: C02 00, 503, SO2. NO2. N0, C10 23 Cl 2. 0 and others. In general, gases are used which form, with the metal dissolved in mercury, valuable combinations which heretofore could only be obtained for complicated processes.
As metals participating in the reaction, the metals of the alkali and alkaline earth groups are taken into account first; in the case of metals which are easily soluble in mercury and which allow transformations that can be carried out industrially without particular difficulties, the process according to the present invention can also be used for amalgams of hardly soluble metals, for example for manganese which is then treated in the form of a slurry which is still liquid and suitable for being stirred. While precisely it was not possible hitherto to obtain practical results with such amalgams, the process of the invention now makes it possible to treat these amalgams irreproachably, in particular with the aid of the apparatus described. further.
Thus, according to the present invention it is possible to make '
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react for example at room temperature of CO 2 with amalgams of 'so- *' dium to form sodium oxalate, SOZ -with potassium amalgam- to form potassium hyposulphite, 1902 with barium amalgam to form barium peroxide and other gases with other metals ... with favorable yields.
In the process according to the invention, all these reactions are
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already produce cold and at a very high speed until exhaustion of the reaction metal distributed in the mercury, without it being necessary to provide any energy, such as heat or electric current.
It is obvious
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that moderate heating such as occurs spontaneously as the heat of reaction or of friction, favors the acceleration reaction. It will hardly reach, -. of 100 C ..,, In the current state of technical knowledge, it really is. surprising to note that a solid or immobile liquid amalgam not undergoing in the state of rest no perceptible reaction reached, when it was treated according to the invention, already cold a quite industrial reaction rate.
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An essential part of the method of the invention consists of .8nCJ. &: ..; re in that it is necessary to continue the reaction of transformation until complete exhaustion of the metal in reaction dissolved in mercury, before separating from this, der.-
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deny the product of the reaction. The separation can then be carried out much more easily and completely. The final stage of processing can possibly be recognized by the difference in the wetting of the 'container wall'. So-
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for example alkali metals in mercury, wet the glass walls only as long as a reaction with the ambient gas is still in progress. Before the introduction of the reaction gas and as soon as there is no more reacting metal in the mercury, no more wetting occurs.
Separation of the reaction product from the liquid metal part after processing is complete can be accomplished by filtration, partial dissolution, evaporation, sublimation, suspension in inert liquids, flotation. centrifugation with or without electrostatic charging, or by other separation processes which can be used to separate liquids from solids, or liquids from other liquids.
The separation of the reaction products from the mercury may present difficulties when, for example, by introducing water-soluble reaction products into water, a suspension of finely divided mercury forms. in the sodium chloride solution, advantageously maintained in the concentrated state. After the decantation and / or the filtration then necessary, a mercury sludge remains which cannot easily be reduced to the pure metallic state.
It has surprisingly been found possible to completely avoid the formation of this unwanted mercury slurry not only when reacting the gas with the amalgam. but still, in accordance with the invention. during subsequent manipulations of the reaction product, for example during the separation of the mixture of mercury salt, if the procedure is carried out entirely in the absence of air or oxygen. Although the mercury is cold pure does not react with oxygen., even traces of this gas visibly react with mercury when the reaction salt is not yet separated, and during the treatment sludge is formed, the desired removal of which constitutes a characteristic of the invention.
The removal of oxygen, obviously provided that this gas is not the one which has the right to take part in the reaction, is then carried out in a known manner, generally by prior degassing of the bodies present. The fact that gas-tight devices are used for all these processes is already justified by the fact that we are working with mercury.
Methods of reacting metals dissolved in mercury, for example dilute sodium amalgam, with gases dissolved in water or in aqueous solutions of salts, for example sulphurous acids in aqueous solution , to obtain salt solutions such as sodium hyposulphite solutions, are already known. With respect to the process of the invention, these processes have the great disadvantage of causing side reactions which decrease the yield, for example the reaction of sodium amalgam with water, giving caustic soda and hydrogen-.
Therefore, in order to carry out the process according to the present invention, it is not only essential not to use pure water or aqueous solutions of salts or any other solutions for the reaction until at the end of it, but it is often particularly advantageous to proceed without the presence of any moisture until the end of the reaction of the metal of the amalgam.
The formation of the amalgam itself is known. However, according to the process of the present invention, it is particularly advantageous to treat amalgams resulting from the industrial electrolysis of metallic salt lye, the metal of these amalgams being able to be transformed directly and much more economically than by the processes. known in combinations of great value.
As mentioned above, the measures described can be applied using known devices. As proof of the progress made by the invention, it suffices to use a simple laboratory stirrer with palettes rotating from 500 to 2,000 rpm. to react in a few minutes at 20 ° C. 1 kg of 0.1% sodium amalgam with carbonic acid and quantitatively convert the sodium into oxalate.
By means of the apparatus according to the invention, described below and intended for carrying out this process, it even becomes possible to obtain almost theoretical returns in a considerably shorter time. This device '' consists in principle of a container which can be sealed.
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gas and containing brushes or scrapers, including the tips or. - - the cutting edges move at a very high speed, for example by turning. against the wall of the receptacle, moistened by the amalgam, thus make it possible to scrape continuously and rapidly the surface of the cold liquid amalgam, subjected to the action of the gas.
These brush-like organs can be mounted on one or more horizontal or vertical shafts. They can be rigid as well as elastic. The arrangement and the form of execution of the moving members depend on the viscosity and the specific weight of the amalgam. The material from which these organs are made is only of relative importance in so far as it allows side reactions to be avoided. The use of iron or plastics in the form of wires or strips for the manufacture of brushes has proved to be advantageous.
The brushes coact with the walls so that any liquid or solid parts of the reaction mixture adhering to or thrown against the walls are continually scraped or scraped off at very high speed.
Thus, for example, with the aid of the apparatus shown by way of example and schematically in FIG. 1 of the accompanying drawing, comprising a disc. sweeper rotating at 1000 rpm, provided with elastic arms made of 0.5 mm steel wire, on-; was able to react completely 1 kg. 0.1% amalgam of barium with oxygen, to obtain already after 90 seconds & barium peroxide, while with a laboratory apparatus described in Example 1 (rotating paddle stirrer also - if at 1000 rpm in a glass flask) it takes approximately 41 minutes.
The reaction gas can for example be introduced into the reaction chamber 4 through the hollow shaft 2 of the brush member; provided with outlet openings 3.The latter thus arranged can not clog, which generally occurs in trickle towers and other primitive devices.
In the apparatus according to FIG. 1, the output 6 of the product of the '; reaction and the gas outlet 7 are provided in common in the direction of projection of the brushes and they can be closed by a register 8. While in the apparatus shown in FIG. l, it is the centrifugal force which acts mainly,.,. , FIG. 2 schematically shows the use of a mixing cylinder provided with brushes mounted in a helix, which act acessionnally to advance the material towards the outlet.
By means of an apparatus as shown in FIG. 2 (50mm internal diameter, 180mm length, 750 rpm) Barium peroxide was obtained by treating a feed as described above (1 kg of 1% baryum amalgam in oxygen) with a flow rate of 250 gr. (which corresponds to 20 cm3 / min) therefore a reaction of almost 100% in approximately 4 minutes.
The participant in the reaction, the reaction time and the rate of passage can be easily changed by extending the tube, varying the number of turns or the inclination of the tube.
In the drawing, the inlet of the amalgam is designated by 5 and in, FIG. 2, the number 9 designates a gas filter of sintered material.
All the measures to achieve a higher flow rate of the amalgam, cause an increasing heating of the reaction mixture due to the mechanical stresses and the increasing heat of reaction. This advantageously influences the course of the reaction but, where appropriate, it is necessary to cool in order to spare the material being treated ..,.
The following examples show that by applying the method described, even if devices are insufficient in themselves, surprising results can already be obtained. ,
EXAMPLES OF EXECUTION.
1) 0.1% sodium amalgam is reacted in a 300 cm3 glass flask at 200 ° C. with oxygen, while stirring by means of a
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paddle agitator (1000 rpm). '
The reaction chamber is filled with dry oxygen from the cylinder and sealed. The oxygen used can be evacuated directly by means of a gas burette connected to the container.
By operating under these conditions, 489 cm3 of oxygen are used in 41 minutes. This corresponds approximately to the theoretical quantity of oxygen, ¯ necessary to transform the sodium dissolved in mercury into sodium peroxide. Analysis makes it possible to detect 1.3331 g of sodium peroxide, which corresponds to a yield of 98.97% of the sodium used. The separation after decantation is carried out directly by filtration through a sintered glass crucible.
2) In the same apparatus as in Example 1, 1 kg of 0.087% calcium amalgam (equivalent of 0.1% Na) is reacted with dry carbon anhydride from the carboy. The complete conversion of the mercury-distributed calcium to calcium oxalate is complete after 32 minutes, 963 cc of carbon dioxide having been used. The analysis makes it possible to determine a yield of 99.28% of the quantity of calcium used. The separation is effected by suspending the reaction mixture in absolute alcohol and filtering the alcoholic suspension after separation of the mercury, which settles rapidly.
3) By reacting 1 kg. 0.1422% zinc amalgam (equivalent to 0.1% Na) with dry sulfur dioxide from the carboy, in the same device as in Example 1, already obtained after 27 minutes. , 4.0903 gr of zinc hyposulphite using 952 cm3 of sulfur dioxide. This corresponds to a yield of 97.27% with respect to the zinc used. The separation is carried out by blowing the salt formed.
4) 0.1% sodium amalgam is reacted at 200 ° C., with vigorous stirring, with dry carbon dioxide; before introducing it into the reaction chamber, the stream of CO gas is passed through a solution of sodium hyposulphite and in yellow phosphorus with an oxide content, so that it is completely free of oxygen and When the sodium is exhausted, freshly boiled distilled water is introduced into the reaction vessel, while stirring is not being interrupted and the entry of air is prevented.
When the sodium oxalate is completely dissolved and the stirring is stopped, a clean and smooth separation immediately forms between the aqueous oxalate solution and the mercury. The Na2CO3 content of the reaction product is 0.3%.
On the other hand. Porlezza. and Ginori-Conti could only obtain in the laboratory, working with sodium at 20 ° C., a yield of about 79% of sodium oxalate and approximately 20% of Na2CO3.
CLAIMS.
1.- Process for preparing salts and other metal combinations by reacting the metal in the form of its liquid amalgam, with gases reacting with it, characterized in that the amalgam is subjected, finely divided, to the action of gas, at ambient temperature or at a temperature below approximately 100 ° C.