Спосіб одержання карбіду металу

Корисна модель відноситься до неорганічної хімії, зокрема до технології одержання карбіду металу з вуглекислого газу, який є результатом відпрацювань багатьох виробничих підприємств та оксиду металу і може бути використана в нафтопереробній, хімічній промисловості, енергетиці та металургії. Відомий спосіб одержання карбіду металу, зокрема алюмінію [Патент US№2942951 від 21.05.1957р.] , який полягає в тому, що спеціально приготовлений порошок алюмінію і карбону у вигляді сажі або лампової сажі і кріоліту перемішують і нагрівають з допомогою індукційної печі в захисному середовищі аргону. Недоліком цього способу є те, що він проходить в реакторі періодичної дії, а час проведення реакції є довготривалим і низькопродуктивним, крім того відсутня можливість зовнішньої або внутрішньої керованості процесом. Отриманий карбід алюмінію потребує додаткової очистки від каталізатора, а в якості реагентів використовують відносно дорогі алюміній і сажу. Проведення процесу вимагає спеціального інертного середовища у вигляді газу аргону. В основу корисної моделі поставлено завдання створити такий спосіб отримання карбіду металу при якому процес проходить безперервно, розширена каталізаторна база, в результаті реакції отримують карбід металу та кисень, які постійно би водяться з зони реакції і не потребують додаткової очистки від каталізатора, що дало б змогу раціонально використовувати тепло, яке виділяється при проведенні реакції. Поставлене завдання досягається тим, що спосіб одержання карбіду металу проводять шляхом синтезу, згідно з корисною моделлю, вихідною речовиною є вуглекислий газ та оксид металу, які подають в розплав каталізатора, реакцію проводять при постійному електричному струмі, процес відбувається безперервно, в результаті додатково отримують кисень, а в якості каталізатора використовують метали, їх оксиди та фториди у вигляді комплексних сполук, карбонати літію та калію. Спосіб одержання карбіду металу відбувається наступним чином: каталізатор одноразово завантажується у внутрішню зону реактора типу «Труба в трубі» із спеціально вмонтованими плавильниками, в якій він постійно знаходиться в процесі безперервної реакції. Досягнення необхідної температури каталізатора 1280-1400°С здійснюється електричним струмом, шляхом нагріву оксиду металу, з допомогою якого кисень видаляється із зони реакції. Плавильники оксиду металу розміщені під кутом 45° до корпусу реактора. Базовий оксид металу, подається в реакційну зону разом з вуглекислим газом. В процесі реакції утворюється карбід металу і виділяється кисень, який реагує з металом. Цей метал володіє властивістю розкладатись на метал і кисень. Оксид металу, що утворився, накопичується в зоні плавильників у відповідності до власної питомої ваги. Внутрішня зона плавильників постійно підігрівається електричним струмом. Новоутворений оксид металу розкладається на кисень, який в газоподібному стані виділяється із зони реакції, і метал, який за рахунок сили гравітації, знову повертається в реакційну суміш і віддає своє тепло каталізатору. Карбід металу, що утворився накопичується у верхній частині реактора і є готовим для подальшої переробки. Це дає змогу одержати карбід і кисень, які не потребують додаткової очистки від каталізатора, при цьому раціонально використовувати тепло реакції, яке витрачають на попередній нагрів вуглекислого газу та генерацію електричної енергії. Спосіб дозволяє розширити каталізаторну базу, зокрема в якості каталізатора використовують марганець, цинк, кальцій, магній, барій, алюміній, мідь, срібло, ртуть, літій, натрій, їхні оксиди і фториди у вигляді комплексних сполук, карбонати літію та калію.