SU33032A1 - Способ получени дианамидов щелочно-земельных металлов или магни - Google Patents

Description

В технической литературе описан р д способов получени  цианамидов щелочпоземельных металлов, но ни по одному из этих способов не удаетс  получить чистые соли, так как в реакции всегда участвуют свободные, не наход щиес  в газообразной форме и не переход щие в газообразную форму атомы некоторых продуктов разложени  реакционной смеси , которые не могут быть удалены из последней в виду невозможности обработки цианамидов воду соде ржа щи ми жидкост ми.

Согласно насто щему изобретению найдено, что воздействие газообразной синильной кислоты на окислы щелочноземельных металлов или магни  или на такие соли этих металлов, которые при высокой температуре образуют окислы, дает возможность при f соблюдении известных условий получать цианамиды, причем в начале образуютс  цианиды, которые в дальнейшем переход т в цианамиды . Так, например, при действии струи газообразной синильной кислоты

при температуре 350 на окись кальци  или на углекислый кальций в первую очередь получаетс  цианистый кальций. При температурах выще 420° в числе продуктов реакции по вл етс , кроме цианистого кальци , также и цианамид, количество которого увеличиваетс  с повыщением температуры, так что выше 550-600° образование цианистого соединени  уже прекращаетс , а получаетс  исключительно цианамид.

На основании результатов реакции образование цианамида из цианида выражаетс  формулой:

Ca,(CN)2 CaCN2 + C

следовало бы окчидать образовани  сво бодного углерода, загр зн ющего неже лательным образом основной продукт. Однако произведенные авторами анализы газообразных продуктов реакции показали, что отщепившийс  углерод фигурирует не в элементарной форме, а в виде окиси углерода и в присутствии эквивалентного количества водорода.

причем полученные твердые вещества имеют чистый белый цвет. Таким образом , реакци  взаимодействи  между окисью металла и синильной кислотой должна быть представлена следующим уравнением:

CaO + 2HCN CaCN2 + Co + H2 . (1)

При дальнейшей разработке этого способа было установлено, что цианамиды упом нутых щелочноземельных металлов или магни  можно получить с одинаково большим выходом, если действовать на окислы названных металлов или на соединени , выдел ющие такие окислы при нагревании (например, гидраты окисей, углекислые соли и т. д.), смес ми, образующими синильную кислоту и состо щими из амиака и окиси углерода. Такие смеси могут быть превращены в синильную кислоту известным уже способом при помощи контактных веществ (например , платины, окиси цери , окиси алюмини  и т. п.), согласно уравнению:

NHs 4- СО HCN + НгО ... (2

Так, например, если смесь аммиака с окисью углерода пропускать при температурах выше 400 и, в особенности, при температуре от 650 до бОО, при обыкновенном или повышенном давлении через окислы, гидраты окислов или углекислые соли щелочноземельных металлов или магни , то можно получить, при почти полном использовании св занного в твердом состо нии или обратно полученного в виде аммиака азота, высокопроцентные цианамиды названных металлов. Например, из окиси кальци  (из жженной извести) или из гидрата окиси кальци  (гашенной извести), или из других соединений кальци , выдел ющих при нагре высокопроцентный кальций-цианамид.

Как видно из уравнени  (2), в процессе реакции прежде всего образуетс  вода, котора  благодар  присутствию окиси углерода оказывает благопри тное ВЛИЯНИЙ на реакцию в смысле успешности образовани  цианамида, протекающего в общем согласно следующим уравнени м:

MeCOy + 2NHs MsCN2-f 3(Н2О) . (3) НоО + СО - Нз+СОа . . . . (4)

ч. i ;

образом вода из реакционной средь не.и15ерывно удал етс , и поэтому эта Имеет возможность протекать все слева направо. Образующа с  однс%ременНо с этим углекислота действует, в свою очередь, благопри тно на разложение -углекислой соли; так как путем декарбонизации возникающей случайно окиси кальци  углекислота увеличивает возможность св зывани  азота, а в случае окисей только она и создает эту возможность. Таким образом, все эти  влени  указывают на то, что можно достигнуть значительного ускорени  реакции образовани  цианамида путем добавлени  к газам или исходным материалам небольших количеств воды, вводимых в виде пара или влажного материала (смоченна  известь). В итоге весь процесс получени  цианамидов из щелочноземельных металлов или магни  может быть сведен к следующим двум фазам.

В первой фазе процесса получают синильную кислоту из смеси аммиака и окиси углер1ода, пользу сь дл  этого ранее известными или опубликованными способами, и полученную таким образом синильную кислоту заставл ют во второй фазе процесса действовать на окислы или на соединени , образующие при нагревании окислы щелочноземельных металлов или магни , причем аппаратура , котора  во избежание разъедани  кислотами выполн етс  из кислотоупорного материала, дл  второй фазы процесса может быть тесно св зана с аппаратурой дл  первой фазы.

При осуществлении описываемого способа встречаютс  затруднени , заключающиес  в том, что как синильна  кислота, так и образующие ее смеси разлагаютс  некоторыми металлами, например, железом . Такие разложени , влекущие за собой потери в количестве св занного азота, а также ведущие к вь/делению углерода, могут быть устранены, если исключить присутствие железа, т. е. если вс  примен юща с  аппаратура состоит из керамического материала, кварца, силикатов или из таких металлов, которые не вызывают разложени , например, цинка меди, медных сплавов и т. п. или же если из газов выдел ют все железные соединени  (карбониловые соединени ). Но самое действительное средство-это поддержание в действующем газе определенной степени концентрации серы, напри чер, прибавл   сернистый водород или сернистый углерод в начале реакцйи или в продолжение ее. Такой же результат получаетс  при добавлении к твердой фазе сернистых солей или содержащих, серу соединений, например, сернистого кальци  или сернокислого кальци . Действие таких прибавл емых соединений серы основано быть может на так называемом „отравлении металлов, действующих катализируемым образом на разложение газов.

Благопри тное течение реакции в смысле образовани  цианамидов может быть усилено добавлением некоторых примесей к первоначально вводимым в реакцию углекислым металлам. Подход щими дл  этой цели оказались гало идные соли щелочных, щелочноземельных металлов и магни , а также и углекислые , сернокислые соли их; такое же действие имеют соли меди, серебра ч цинка. Указанные соли отдельно или 3 смеси их должны быть в количестве, не превыщающем 2% относительно всей массы.

.Полученные по выщеописанному способу металлические цианамиды имеют чистый белый цвет, не содержат посторонних примесей, в особенности углерода , и высокопроцентны. Их можно примен ть дл  химических реакций или же непосредственно.

Далее было найдено, что описанна  реакци  применима и к другим щелочноземельным металлам; этим способом может быть получен даже магний-цианамид, отличающийс  высоким содержанием азота (43,8%)., и дл  получени  которого не известны никакие другие способы. Вместо окислов и в этом случае могут быть применены образующие окислы соли , например, углекислые и т. п.

Само собой пон тно, что данный способ не ограничен применением чистых металлических окислов, углекислых солей , гидратов окисей и т. п., но могут быть использованы и природные искусственные смеси нескольких углекислых соединений, как, например, доломит или окись бари -окись кальци , или же смеси нескольких углекислых солей.

Присутствие индеферентных газов, например , азота  вл етс  в некоторых случа х полезным в качестве разбавл ющего агента.

Пример . Углекислый кальций нагревают два часа в электрической трубчатой печи при температуре 750-800 С в струе газообразной синильной кислоты и охлаждают в струе индифферентного газа. В результате получаетс  белоснежного цвета продукт, содерх ащий более 99% CaCNo. Аналогичные продукты получаютс , если вместо струи синильной кислоты примен ть столько же времени или дольше смесь аммиака и окиси углерода, вз тых, например, в отнощении 80:20.

Пример 2. Сухую окись магни  нагревают в течение трех часов в струе синильной кислоты при температуре 650- 700° С. Получаетс  продукт, содержащий 36% азота или 82,5% MgCNj.

Предмет патента.

1.Способ получени  цианамидов щелочноземельных металлов или магни , отличающийс  тем, что через окислы означенных металлов или через соединени , выдел ющие такие окислы, пропускают газообразную синильную кислоту отдельно или в смеси с индифферентными газами при обыкновенном или повыщенном давлении и при температуре выше 400 С.

2.Прием выполнени  способа, означенного в п. 1, отличающийс  тем, что вместо синильной кислоты примен ют образующую синильную кислоту газообразную смесь аммиака и окиси углерода .

3.Прием выполнени  способа, означенного в п.п. 1 и 2, отличающийс  тем, что газы или исходные материалы примен ют в присутствии воды.

4.Прием выполнени  способа, означенного в п.п. 1 -о, отличающийс  тем, что к окислам щелочноземельных металлов или к соединени м, образующим такие окислы при услови х реакции, прибавл ют галоидные, углекислые или сернокислые соли щелочных или щелочноземельных металлов, или меди, или цинка или серебра, отдельно или в смеси

между собой, в количестве не более 2% относительно всей массы.

5. Дл  выполнени  означенного в п.п. 1-4 способа применение аппаратов из кварца, керамических материалов или из металлов, не содержащих железа .

ь

rV

.Ч.