148571. lajstromszámú szabadalom • Eljárás alumíniumnitrid gyártására
sy Megjelent: 1961. október 31. ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS 148.571. SZÁM 12. i. 26—32. OSZTÁLY — PE—400. ALAPSZÁM Eljárás alumíniumnitrid gyártására Pechiney Compagnie du Produits Chimiques et Electrométallurgiques cég, Paris (Franciaország) Feltalálók: Paris René Antoine professzor, Lyon (Rhone) és Perieres René mérnök, La Tronche (Isere) A bejelentés napja: 1960. február 10. Franciaországi elsőbbsége: 1959. február 13. Ismeretes már olyan eljárás technikai alumíniumnitrit gyártására, amelynek során alumíniumoxid és szén magas, előnyösen 1600 és 2000 C° közötti hőmérsékletre hevített keverékét nitrogénnel reagáltatják. A jelen találmány bejelentője korábbi, PE—294 alapszámú bejelentésében új eljárást írt le 97 súly%-nál nagyobb tisztasági fo- -kú és csupán csekély mennyiségű alumíniumoxidot és/vagy szenet tartalmazó alumíniumnitrit előállítására; ennek az eljárásnak a során a' szén és a nitrogén nagyobb mennyiségben kerül alkalmazásra, mint amennyi az alábbi (1) reakcióegyenletnek .megfelelne: AI9O3 + 3 C + N2 : ' 2A1N + 3 CO (1) Ismeretes továbbá az is, hogy telített vagy telítetlen szénhidrogének többé-kevésbé magas, általában néhány száz C°-ot meghaladó hőmérsékletre hevítése által elmozdítható ezeknek a vegyületeknek a bomlása.' Így pl. a telített szénhidrogének hőhatással történő krakkolása útján közvetlenül szén és hidrogén nyerhető, az alábbi (2) endoterm reakció szerint: C„H2n ,-3 • n C + <n + 1)H 2 ' (2) A szénhidrogének ilyen, elemeikre való bomlásukat eredményező reakciói mellett azonban közbenső reakcióik • is végbemennek, amelyek új szénhidrogének képződésére vezetnek; az ilyen mellékreakciók különösen a többé-kevésbé nagy szénatomszámú szénhidrogének krakkolása esetén lépnek fel. Jól ismeretes egyebek között az is, hogy a könynyű szénhidrogének krakkolása útján korom állítható elő ipari méretekben; az így képződött kormot a gázáram por alakban magával ragadja és az ebből a gázáramból bármely ismert módszerrel, pl. tömlőkön keresztül történő szűréssel vagy ciklonban való keringtetéssel kinyerhető. A fenti (1) reakció könnyű, gyors és teljes lejátszódásának lehetővé tétele érdekében azonban szükséges, hogy előzetesen, biztosítsuk a szilárd állapotú alumíniumoxid és a szén lehető legbensőbb érintkezésbe hozatalát. Jelenleg erre a célra csupán ismert mechanikai módszereket, mint ~ pl. zúzást, keverést, összegyúrást, agglomerálást stb. alkalmaznak, amelyeknek többek között az a hátrányuk van, hogy nem adnak tökéletes eredményt, csupán egy bizonyos .mértékig biztosítják a szilárd állapotú oxigéntartalmú anyag és az ugyancsak szilárd redukálószer érintkezését. A jelen találmány tárgyát olyan új eljárás képezi, amely igen messzemenően és rendszeresen biztosítja az alumíniumoxid, a redukáló szén és a nitridképző nitrogén benső érintkezését, kiküszöbölve ezzel az eddig ismert eljárások fentebb említett hátrányait, Közelebbről meghatározva, a jelen találmány tárgyát az alumíniumnitridnek alumíniumoxid szén jelenlétében, magas hőmérsékleten nitrogénnel való kezelése útján történő olyan gyártási eljárása képezi, amelynek során közönséges állapotban gáz alakú szénhidrogén-vegyületeket hozunk érintkezésbe, lényegileg alumíniumoxidból álló szemcsékkel 1200 C°-ot meghaladó hőmérsékleten, amikor is ezek a szénhidrogének krakkolódnak; másrészről nitrogént hozunk 1750 C°-ot meg nem haladó hőmérsékleten érintkezésbe az említett szemcsékkel és az említett krakkolás során képződött termékekkel. A jelen találmány feltalálója állapította meg elsőnek azt, hogy a rendes körülmények között gáz alakú szénhidrogéneknek szilárd alumíniumoxid-részecskékkel közvetlen érintkezésben, 1200 C° feletti hőmérsékleten történő termikus krakkolása és nitrogénnel, 1750 C°-ot meg nem haladó hőmérsékleten történő reagáltatás útján alumíniumnitrid állítható közvetlenül elő. A folyamat
