Brevet FR2031360A1 — publié le 19701120

Le présent brevet a pour objet l'obtention d'un carburant liquide à base d'hydrure de silicium.Om emploiera én matières premières principales les chistes ou les silex provenant des lavoirs et des terrils déjà formés. On pourra également utiliser les cendres résiduelles es centrales thermiques. La procédé envisagé est d'un grand intérêt car il permet d'assurer la, rentabilité de l'extraction de la bouille par l'utilisation des impuretés et du produit d'extraction; d'éliminrer les terrils et les problêmes de sécurité qu'ils posent;de fournir une source d'énergie d'un rendement supérieur aux hydrocarbures po pour ur prix de revient inférieur et une source d'énergie en alimentation stable et assurae. Le combustible de base recherché est le silane ou appelé également hydrure de silicium.Sa formule répond au coue suivant SnH2n+2 .Le silane s'obtient de deux façons a) le premier consiste à faire réagir l'acide chlorydriqu que commercial sur le siliciure de magnésium Mg2 Si suivant la formule de réaction: Mg2Si + 4HCl # SiH4 + 2MgCl2 La réaction s'effectue sous gaz inerte(azote ou argon) parfaitement sec. l'acide chlorytrique est coulé lentement. Le gaz obtenu est envoyé dans un gazomètre à bain d'huile ne contenant aucune trace d'air. Le résidu de la réaction est le chlorure de magnésium MgCl2,soluble dans l'éthanol,dont le point de fusion est de +712 C.Ce corps peutoêtre revendu dans l'industrie chimique. le siliciure de magnésium est lui-mEme obtenu par réaction des silices résiduelles sur le magnésium à +700 C. La réaction est endothernique.Les corps mis en présence aoivent être parfaitement secs .le rendement en siiiciure varie avec le taux d'impureté des silices ou oxydes de silicium utilisés. la action première ne dépasse pas le renaement de 89% par rapport au siliciure e magnésium mis en oeuvre. b) Le second moyen consiste à faire réagir le fluorure de silicium SiF4 sur l'hydrure double d'aluminium et de lithium LiAlK4 suivant la réaction Le fluorure de silicium utilisé içi peut être obtenu soit par l'utilisation du sous-produit de l'industrie -1es superphosphates Qui est précisément ce fluorure,soit par synthèse directe. Dans le premier cas l'industrie des superphosphates utilisera les résidus d'extraction afin d'entirer l'élément calcium nécessaire à sa composition et obtiendra en sous-produit le sel de silicium Dans le cas de la synthèse directe on fait réagir les résidus riches en oxydes de silicium sur l'acide fluorydrique suivant la formule de réaction: La réaction se conduit en autoclave à 300 C. sous une pression de 50kgp/cm2 ou à 500 C. sans pression.Ilest nécessaire d'ajouter dans l'autoclave un mélange gazeux et sec de gaz fluor et de gaz argon ou azote dans la proportion moitié-moitié;de façon à assurer la réaction secondaire: Le fluorure de silicium obtenu a les caractéristiques suivantes point de fusion: -77 C. sous pression point d'ébullition: -90 C. Aprés fabrication on le transfère dans un gazomètre à bain d'huile. Dans ce dernier cas de synthèse airecte on aura parfois avanta ge à utiliser l'homologue du fluorure ctest à dire le chlorure de silicium SiCl4 d'utilisation plus façile et moins onéreux. On aura donc la série d'équations: Les propriétés physiques des deux halogènes sont: SiF4 SiCl4 point de fusion: -77 C.(pression) -68 C. point d'ébullition: -90 C. +57 C. L'équation de fabrication du silane aevient dals ce cas: la réaction s'effectue à 250 C. sous une pression de 200kgp/cm2 et sous gaz inerte et sec.Le silane obtenu est recueilli sous une c-loche à gaz parfaitement purgée de touti trace d'oxygène. Le sous produit AlCl3 chlorure d'aluminium est particulièrement utilisé pour l'obtention de produits pharmaceutiques ou de parfums ; c'est donc un sous produit de valeur riche. Les silanse Les silanes obtenus présentes par leurs propriétés physiques les analogies avec les hydrocarbures de la série du méthane. On peut obtenir les termes suivants: SiH4 Si2H6 Si3H8 Si4HI@ fusion à et en C. -185 -124 -117 -9@ ébullition à et en OC. -II2 -I4 +53 +107 La combinaison mutuelle des termes donne: la réaction s'effectue eil autoclave à 250 C. et sous gaz Lierte. Cette réaction est valable pour n1inporte quel terme de la série et permet le passage au terme supérieur. La combustion des silanes se produit au contact de l'airsuivant: ou au contact de l'eau: L'intérêt de la première réaction est qu'elle permet ae retrouver l'oxyde de silicium pour une nouvelle utilisation. La réaction exothermique libère une quatité très importante d'énergie soit 308Kcal. comparativement à la combustion du kérosène dans l'oxygène qui libère seulement 141Kcal. soit pour un kilogramme de produit 9625Kcal.contre 2350Kcal. Pour une meilleure utilisation en façilité et en stabilité les silanes peuvent être combinés aux hyarocarbures et aux alcools. Leur utilisations peut se prêter à toute demande d'énergie en veillant à éliminer le résidu de combustion;en aéronautique les silanes s'a@ressent particulièrement au système de postcom bustion ou au statoréacteur. I1 vadde soit que d'autres détails ou variantes d'exécution peuvent tre envisagés sans que pour cela on s'écarte Üu romaine du présent brevet dont le eadre peut se caractérise par ce qui suit dans l'énoncé des revendications. REVEMDICATIONS I.Procédé de traitement des résidus d'extraction de la houille provenaut des lavoirs ou des terrils pour l'obtention de silanes ou hydrures ae silicium 2. Modification et ajustement des propriétés@des corps désirés par combinaison entre-eux sous température et pression. 3.Utilisation de l'énergie thermique dégagée par association avec des alcools ou des hydrocarbures ou à l'état pur,lors de la combustion du corps ou du mélange formé dans l'air, ses constituants ou l'eau.