BE681868A - - Google Patents

Description

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    Il   Procédé de production d'hydrures de métaux ,alcaline sous forme de poudres " 
On sait que les métaux alcalins en fusion   réagissant   avec l'hydrogène pnur former des hydrures. 



  Cotte   réaction s'arrête   cependant en grande partie dès la   d'une   couche d'hydrure mince sur la surface du métal ou elle s'effectue si lentement que la préparation   d'hydrures   purs de cotte manière n'est pas rentable. On a   proposa     6galement   do souffler de   l'hydro-   gène sur la surface du   m6tal   par exemple du sodium fondu de telle manière   quo   l'hydrure formé soit óliminé de la surface du métal ot que la réaction puisse se poursuivre* L'inconvónient de ce   procède   est qu'il   comporte   l'utili- setion d'un grand excès d'hydrogène et que ce gaz doit ótre débarrassé de la poudre d'hydrure puis comprimó et recycle,

   oe qui est   coûteux*   

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On a maintenant'trouvé un   procède   avantageux      de production d'hydrures de métaux alcalins à partir de      métaux alcalins liquides et d'hydrogène,   caractérisé   par le fait ou'on effectue la   formation   d'hydrure dans de l'hy- drure de métal alcalin déjà préformé. 



   Pour la   mise   en oeuvre du   procédé   conforme à la   présente   invention, on utilise de l'hydrure de métal alcalin préformé, sous forme de poudre et du métal alcalin liquide dans des proportions telles que le mélange se trouve sous forme de poudre avant le début de la réaction,   c'est-   à-dire que la teneur en hydrure du mélange de départ de   znétal   alcalin/hydrure de métal alcalin doit être avantageu-   sement   supérieure à environ 10 % en poids et de préférence entre 30 et 50 % en poids.

   La limite supérieure de l'addi- tion en hydrure peut être de   90   en poids ou être même supérieure, dans la mesure où de telles quantités sont a-   vantageuses   dans un mode opératoire continu, pour des   @   sons de transport de matières. 



   On opère à des températures qui sont supé- minuros au point de fusion du métal alcalin devant réagir et pour lesquelles la pression partielle de l'hydrogène de l'hydrure du métal alcalin est inférieure à la pression d'hydrogène qu'on applique à la   réaction.   La pression d'hy- drogène ne constitue pas une grandeur critique dans la moaction mentionnée. La pression comporte uniquement une limite supérieure qui est due aux   différentes   pressions   applicables   aux   récipients   réactionnels utilisés. 



     Du   fait de l'addition d'hydrure de métal alcelin   préformé,   sous forme de poudre, la   surfaoe   du mé- tel alsalin réagissant est notablement agrandie de   sorte   

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 que selon le procédé conforme à l'invention il ne faut d'une part qu'une   ouantité  d'hydrogène faiblement supé- rigure à la quantité stoschiométrique pour la réalisation quantitative de la réaction et d'autre part on obtient des vitesses de réaction supérieures en raison de l'agran- dessement important de la surface réactive. 



   Les appareillages qui conviennent pour la   préparation   de l'hydrure sont simples. On effectue le pro- cédé avantageusement dans des récipients réactionnels ré- sistants aux pressions qui comportent des dispositifs permettant l'obtention d'un effet de nélange et de frotte-   nent   par exemple dans des chaudières avec des vis sans fin, des racloirs, des broyeurs à boulets eto .... 



   L'hydrure alcalin sous forne de poudre, né- oessaire au début du procédé conforméement à la présente invention, peut être obtenu comme suit : Dans un autoclave confortant un agitateur à palette passant sur les bords, des dispositifs de broyage et une enveloppe chauffante ainsi qu'une vanne présente dans le fond, on introduit d'abord une petite quantité de métal alcalin li- quide qui est en une proportion telle qu'elle est juste saisie par l'agitateur   aprs     qu'or   ait chassé l'air sec au moyen d'un gaz inerte également sec avantageusement de l'azote.   On   chasse ensuite l'azote de son côté au noyen d'hydrogène et on chauffe alors une température supé- rieure au point de fusion du métal.

   Après rise en action de l'agitateur, on alimente en hydrogène de   nanière   corres- pondante à l'utilisation lors de la formation   d'hydrures,   de sorte que la pression d'hydrogène reste constante pen- dant la dure de la réaction. La réaction procède d'abord 

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 dans ce cas   relativement   lentement, à en juger par la con- sommation d'hydrogène. Du fait de   l'introduction   dans le métal liquide de l'hydrure formé à la surface du métal grâce à l'agitation, il y a constamment production de nouvelles surfaces métalliques réactives jusau'à ce qu'on obtienne un état final sous forme de poudre, après un état intermédiaire pâteux.

   Dès qu'on atteint cet état, l'absorption d'hydrogène augmente   notablement   et on peut ajouter du métal en supplé- ment, avantageusement à l'état fondu. Dans ce cas il est avantageux de maintenir l'état de poudre en n'effectuant pas de trop grosses additions de   uétal   liquide, de manière   à   pouvoir conserver la grande vitesse d'absorption d'hydro- gène. Après la dernière addition de métal, on poursuit l'agitation jusqu'à ce ou'il n'y ait plus absorption d'hy- drogène. On laisse refroidir le récipient réactionnel eous agitation à température ambiante et on soutire le produit réactionnel sous un gaz inerte par la vanne du fond.

   Lors-   @   qu'on prépare les hydrures par charge successives, on n'en-      lève dans chaque cas ou'une Quantité d'hydrure fini telle ue le reste d'hydrure oui subsiste confère une consistance   1;1 poudre   au métal alcalin d'une autre charge, après agita- tion On peut ainsi opérer immédiatement avec une phase de poudre lors du nouveau démarrage et la phase de démarrage prolongée comportant des vitesses de réaction faibles dans laquelle se produit la transformation de l'état liquide à état de poudre peut être évitée. 



   Le procédé peut être effectué oomne déorit ci-dessus par sharges ou aussi de   nanière     continue,   par exemple en continu au moyen d'un ou plusieurs des appareils mentionnés. 

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  Exemple 1 : 
Dans ur autoclave, pouvant être chauffé d'une capacité de 25 litres comportant un agitateur a pa- lette, des dispositifs de broyage, un   nanohon   pour la me- sure de la température, ure vanne dans son fond ainsi qu'une tubulure d'introduction et une tubulure de sortie du gaz, on a introduitenviron 3 kg de poudre d'hydrure de so- diun et environ 5 kg de sodium liquide, ce dernier étant introduit par un conduit de remplissage chauffé à partir d'un récipient de mesure chauffé, après avoir chassé l'air se(,, dans l'appareil au noyen d'azote   égalenent   Bec grâce aux tubulures d'introduction ot de sortie du gaz.

   On a ohauf- fé alors sous agitation à une température d'environ 240 C et on a chassé l'azote par de   l'hydrogène.   Le   uélange   de départ   présentait   dans ce cas une consistance de poudre. 



  Après fermeture de la soupape de sortie du gaz, on a alimen- té avec suffisamment d'hydrogène à partir d'un conduit sous pression, de Manière à   maintenir,   pendant la réaction, une pression différentielle d'hydrogène d'environ 3 atmosphères. 



  L'absorption d'hydrogène est tonbée à 0 u bout de 8 heures. 



  O a alors arrêté le chauffage et refroidi à température ambiante sous gitation. Après décompression à la pression atmosphérique on a soutiré 5,2 kg d'hydrure de sodium sous azote sec à travers la vanne du fond. On a obtenu 1'hydrure de sodium sous   forme   d'une poudre blanche, coulant librement dans laquelle on n'a pas pu déceler de sodiun métallique par voie analytique ou optique sous le microscope.

   Après une nouvelle addition d'environ 5 kg de   sodiu,   nétallique fondu, on a   répéta   la réaction de la manière décrite   ci-   dessus. 

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 EMI6.1 
 Exeiiip,le 2 1 11 
 EMI6.2 
 Dans l'appareillas décrit dans l'exemple 1 on a fait d'abord réagir dans de\COn0itions identiques 4 kg de sodium avec de l'hydrogène Après 10 heures la ré- action a suffisaient progressa pou\ qu'on ait un mélange de sodium/hydrure de sodiur: sous folie de poudre. Après l'addition de 4 kg de sodium, l'état;de poudre a subsiste. 



  On a poursuivi alors la réaction daxn des conditions iden- tiques et après environ 8 h l'absorption d'hydrogène était nulle. On a obtenu un hydrure do eOd1\' sous forme de pou- dre, dans lequel on n'a pas pu déceler,,de sodium métallique par voie analytique et sous le m1crosccpe. Après élimina- tion d'environ 5, 2 kg d'hydrure de so.ü.^ sous forme de poudre, la réaction peut être répétée comme décrit dans l'exemple 1.

Claims (1)

1. KEVENDICATIONS.

   1. Procédé de production d'hydruree de létaux EMI7.1 ,,:..,.';L.'.:".';': à p9.!: tir de I1'3tq,ux alcalins liquides et d'hydro- ';''-i3: consistant fondD.centalGI1±:mt à effectuer la formation ;1 ydr'j.rss a.'UT.s de 1'hx,drure de r13tr'1 alcalin d3jà préformd.

   2. Proche' selon la revendication. 1 dans ';;,(1h;1 1 ';ereur eti h;, .i ur cu n61?nge de dép3rt est de 10 1. < j in poids, de prwf4rencc de 30 à 50 yl en poids.

   3. Procédé selon les revendications 1 et 2 ¯¯ ... 'iequul on opr: 8. des terip4raturea auxquelles le, pres- ':';. -:Jy, partielle 1'7. l '1 -:1 rOl:ine de l'hydrure est inférieure à 1.a pression d'hydrogène appliquée à le. réaction.

   4. Fro;x4<1<± solcr les rovondications l à 3 5.Ià:;< iequ>i pou? ini=;er &-':6 hydrures on part d'un nél'1J1ge ri :13t::U.X llr')<11ins