BE570256A - - Google Patents

Description

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   Dans une série de publications, on a décrit la préparation de boro- hydrures dans laquelle on utilise comme matières premières contenant du bore, des halogénures de bore, des complexes d'halogénures de bore, des composés or- ganiques du bore ou de l'anhydride borique. Ces substances sont toutes coûteuses, et certaines sont difficiles à manier. 



   Dans le brevet belge n    5630447   du 23 Décembre 1957 on décrit un procédé de préparation de borohydrures dans lequel on fait réagir un hydrure d'un métal qui peut être : 
Al, Mg, Ca, Sr, Ba, Li, Na, K, (Rb,   Cs) ,   sur un métaborate ou un mélange d'oxyde métallique et d'oxyde de bore présentant une composition comparable, le métal étant choisi dans la série ci-dessus et ne se trouvant pas plus à gauche dans cette série que le métal de l'hydrure ; la réaction se fait à des températures supérieures à   100 C   et inférieures au point de fusion du mélange. On obtient le borohydrure du métal du métaborate, et   l'oxy-   de du métal de   1'hydrure.   



   L'invention a pour objet un procédé de préparation de borohydrures alcalins dans lequel on chauffe, à une température   d'environ   100-1000 C d'une part, un borate alcalin ou alcalino-terreux ou un mélange de ceux-ci ou encore des mélanges d'oxyde de métal alcalin ou alcalino-terreux et d'anhydride borique 
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 présentant une composition Me 2 0 B î 0 3 C-1 : 1, d'autre part, un hydrure de métal alcalin ou un mélange de métal alcalino-terreux et d'hydrogène. Pour obte- nir des résultats optima, on mélange les réactifs entre eux en quantités telles que pour chaque atome de bore présent dans le mélange réactionnel, il y ait au moins 4 atomes de métal alcalin et 4 atomes d'hydrogèneo On peut conduire la réaction avec ou sans utilisation d'une surpression d'hydrogène, à des tempéra- tures de 100 à 1000 C environ.

   Dans la plupart des cas, il est avantageux d' appliquer des températures comprises entre 300 et 600 C environ. 



   Comme matières premières, on peut envisager : les minéraux de type 
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 borate tels que le borax, ou le tinkal, Na2Bd0 10H 20, la kernite, Na2B°07e4H20, la colémanite, 0a B0' j5Eo, la boronatrocalcite, CaNaB50906H20, l'ulexite, NaCaB59e8H20' et la boracite, Mg7C12B17030  Par la présente invention, on a pour la première fois, la possibilité de pré- parer des borohydrures alcalins en utilisant des minéraux de type borate de provenance naturelle.

   Naturellement, on peut aussi envisager comme matières pre- mières pour la présente invention des mélanges artificiels d'oxyde de métal alcalin ou d'oxyde de métal   alcalino-terreux   ou de composés correspondants don- nant des oxydes pendant la réaction, avec de l'anhydride boriqueo Le rendement de la réaction entre le borate alcalin et l'hydrure de métal alcalin ou le métal alcalin et l'hydrogène est notablement   amélioré   lorsqu'on opère la réaction en présence d'additifs déterminés; ceux-ci peuvent être divisés en deux groupes: a) les corps qui réagissent chimiquement sur l'oxyde alcalin formé. 



  Ceux-ci peuvent être par exemple le chlorure de calcium (formation de MeCl + CaO),   ou par exemple des anhydrides d'acides tels que SiO2. La silice peut aussi être ajoutée au mélange réactionnel sous forme de borosilicate alcalin.   b) Des corps chimiquement inertes favorisent aussi la réaction en diluant le mélange réactionnel. Sur le grand nombre de substances qui peuvent être envisagées à cet effet, on citera le chlorure de sodium et le feldspath. 



   EXEMPLE 1. 



   Dans un autoclave agitateur, on chauffe pendant 4 heures à 500 C, un mélange intime de 201 g de borax déshydraté broyé au broyeur à boulets, 368 g de sodium métallique et 420 g de poudre de quartz très fine. Le mélange réactionnel est sous une surpression d'hydrogène de 3 atmosphères. On extrait le produit réactionnel obtenu par l'ammoniac liquide. On obtient avec un excellent 

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 rendement un borohydrure de sodium qui contient 96% de NaBH4. 



   Comme sous-produit, d'après l'équation 
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 on obtient du métasilicate de sodium, que l'on utilise de façon profitable pour des usages industriels connus. 



   EXEMPLE 2. 



   Dans un autoclave agitateur, on agite pendant 4 heures à   450 0,   un mélange intime de 201 g de borax déshydraté et moulu au broyeur à boulets, 368 g de sodium métallique et 400 g de feldspath, sous une surpression d'hydro- gène de 3 atmosphères. On extrait le produit réactionnel obtenu par l'ammoniac liquide. On obtient, avec un excellent rendement, un borohydrure de sodium qui contient plus de   96%   de NaBH4. 



   EXEMPLE 3. 



   On chauffe pendant 6 heures à une température de 1000 à 1100 C dans un creuset réfractaire, 400 g de borax déshydraté et 850 g de poudre de quartz. 



  Après refroidissement de la masse fondue ainsi formée, on obtient une matière vitreuse que l'on broie finement au broyeur à boulets, puis on l'introduit avec 740 g de sodium dans un autoclave agitateur, et sous une surpression d'hydrogène de 3 atmosphères, on chauffe pendant 4 heures à 450-500 C. Du produit ainsi obtenu, on extrait par l'ammoniac liquide le borohydrure de sodium formé   avecun   rendement de près de 100%. 



    EXEMPLE 4.   



   On commence par chauffer à 350 C et mélanger intimement dans un autoclave agitateur, 125,7 g de borate de calcium, 250 g de poudre de quartz, et 184 g de sodium, puis on chauffe pendant 4 heures à une température de 450 à 500 C sous une surpression d'hydrogène de 3 atmosphères. Après refroidissement du produit réactionnel, on en extrait à l'aide d'ammoniac liquide, le boro- hydrure de sodium formé avec un très bon rendement; après vaporisation du solvant d'extraction, le résidu a une teneur en NaBH4 comprise entre 96 et 99% en poids. 



     EXEMPLE   5. 



   On fritte ensemble à   1000 C   environ, 260 g   d'ulexite   déshydratée,   NaCaB 0 ,   avec 480 g de poudre de quartz. Après refroidissement, on broie fine- ment le produit et on le chauffe dans un autoclave agitateur avec 460 g de sodium sous une surpression d'hydrogène de 3 atmosphères. A 390 C, une réaction s'amorce, et se   traduit.par   une élévation transitoire de la température à 540 C; on maintient à   450 C   en réglant convenablement le chauffage. Après la fin de l'absorption d'hydrogène, on laisse refroidire sous hydrogène et on isole comme dans l'exemple 1, le borohydrure de sodium obtenu avec un excellent rendement suivant   l'équation :   NaCaB5O9.8SiO2 + 20 Na + 10 H2   #   5NaBH4 +   8Na2Si03 +   CaO.

Claims (1)

1. RESUME.

   L'invention a pour objet un procédé de préparation de borohydrures alcalins, caractérisé par les points suivants pris isolément ou en combinaison : 1 ) On fait réagir à une température de 100 à 1000 0 environ, d'une part un borate de métal alcalin ou alcalino-terreux ou mélange de ceux-ci, ou encore un mélange d'oxyde de métal alcalin ou alcalino-terreux et d'anhydride borique de composition Me2O : B2O3 # 1 : 1 , d'autre part un hydrure de métal alcalin ou un mélange de métal alcalino-terreux et d'hydrogène.

   2 ) Le mélange réactionnel contient les constituants en proportions telles que pour chaque atome de bore il y ait au moins 4 atomes de métal alcalin <Desc/Clms Page number 4> et 4 atomes d'hydrogène.

   3 ) On conduit la réaction à une température de 300 à 600 C environ.