Brevet FR2130379A1 — publié le 19721103

213037? Il est connu de préparer des halogénures de bore par le procédé d'Oersted, par réaction de l'halogène avec un mélange de charbon et d'cxyde de "bore ou avec un mélange de charbon et de combinaisons oxygénées du bore. 5 Cette réaction est toutefois très difficile à régler et de plus, le rendement, rapporté à l'halogène ou au composé du bore, est mauvais car la température de réaction est supérieure au point de fusion de ce composé. Cela a aussi pour conséquence que le mélange s'agglomère en une masse solide 10 ou en gros morceaux empêchant le passage de l'halogène à travers la couche de matière solide. Par ailleurs, le phos-gène est un sous-produit de cette réaction, difficile à séparer du trichlorure de bore formé par suite des températures de condensation très voisines de ces deux corps. 15 II est connu aussi de préparer des halogénures de bore par réaction d'un carbure de bore avec un halogène mais le Rendement de ce procédé, rapporté au carbure de bore, est faible car ce dernier, tout comme le carbure de silicium lors de sa réaction avec un halogène, s'enrobe d'une couche 20 imperméable de carbone libéré. De plus, on observe assez souvent, aux températures de réaction élevées un frittage du carbure de bore (agglomération par début de fusion) qui conduit à des obstructions à l'intérieur du four. Comme dans le procédé d'Oersted, on ne peut employer pour cette réaction 25 qu'un halogène, ce qui a l'inconvénient que le produit formé contient encore de l'halogène n'ayant pas réagi, qu'on ne peut éliminer qu'avec de grosses difficultés et à grands frais. Cela étant, la Demanderesse a trouvé un procédé de préparation d'halogénures de bore qui ne présente pas ces in-30 convénients. Ce procédé est caractérisé en ce qu'on fait réagir des borures de métaux alcalino-terreux avec un halogénure d'hydrogène. Les borures alcalino-terreux qui conviennent sont des borures de magnésium et de calcium, de préférence 35 l'hexaborure de calcium. Ce dernier est un produit facile à préparer, qui est obtenu à l'échelle industrielle à partir de dérivés du calcium, de carbone et de composés du bore. L'halogénure d'hydrogène mis en oeuvre est principalement, selon l'invention, le chlorure d'hydrogène, mais 40 on peut cependant utiliser aussi l'iodure d'hydrogène et le 72 09396 2 2130379 bromure d'hydrogène. L'halogénure d'hydrogène doit être séché avant la réaction. Dans le présent procédé, la réaction est exécutée entre 300 et 1800°C, de préférence entre 500 et 650°0. 5 Aux températures assez basses, inférieures à environ 500°C, il se forme aussi des hydroborures en même temps que l'halogénure de bore mais, chose étonnante, on peut empêcher la formation de ces sous-produits en introduisant de petites quantités d'halogène. 10 Les rendements, rapportés à l'halogénure d'hy drogène ou au borure de métal alcalino-terreux utilisés, par exemple le borure de calcium, sont quantitatifs, et l'halogénure de bore préparé dans ces conditions est obtenu avec un degré de pureté de 99,9 % et ne nécessite aucune purifi-15 cation. La réaction peut être exécutée dans un four, en lit fixe ou à écoulement, ou encore en couche tourbillon-naire (lit fluidisé). Il reste l'halogénure du métal alcalino-terreux, par exemple de calcium, dont l'extraction du système 20 réactionnel est facile, et aux températures de 500 à 650°C, qui sont appliquées de préférence, on n'observe aucune fusion de l'halogénure alcalino-terreux formé, par exemple de l'halogénure de calcium, de sorte qu'il ne se produit aucune scorification du borure alcalino-terreux, par exemple du 25 borure de calcium. Les matières de départ à halogéner sont de préférence introduites dans le four en grains de dimensioos comprises entre 0,1 et 3° Cependant, les grains de petites dimensions et les fines sont facilement entraînés hors du 30 réacteur par les gaz, mais on peut remédier à cet inconvénient en pastillant les grains de dimensions inférieures à 0,1 mm, de manière à les faire participer à la réaction. Le chauffage du four peut être direct ou indirect. Dans le cas d'un chauffage indirect, le réacteur est 35 maintenu à la température voulue par chauffage électrique d'une enveloppe ou du fond par lequel arrive le gaz, alors que dans le chauffage direct, la température de réaction peut être maintenue par une addition d'halogène à l'halogénure d'hydrogène dans une proportion pouvant atteindre 90 % de la 4-0 quantité totale des gaz d'halogénation. 72 09396 3 2130379 EXEMPLE 1 t On fait réagir 200 g d'hexaborure de calcium en grains de dimensions comprises entre 2 et 5 dans un tube en que.i>tz vertical de 300 mm de longueur et 30 mm de 5 diamètre, avec 0,5 kg/h de chlorure d'hydrogène, la température de réaction étant maintenue à 650°C par un chauffage électrique extérieur.. Le trichlorure de bore incolore produit est condensé à -30°C. Il contient 99>9 % de trichlorure de bore. 10 EXEMPLE 2 » On fait réagir 200 g d'hexaborure de calcium en grains de dimensions comprises entre 2 et 5 *) dans un tube sa graphite vertical de 300 mm de longueur et 30 mm de diamètre, avec 0,7 kg/h de bromure d'hydrogène. La tempé-15 rature de réaction, qui est obtenue par une résistance élec-. trique, est de 84-0°C. Le tribromure de bore formé est condensé ; son degré de pureté dépasse 95 %• 72 09396 4 2130379 REVENDICATIONS 1.— Procédé de préparation d'halogénures de "bore, caractérisé par le fait qu'on fait réagir un "borure alcalino-terreux avec un halogénure d'hydrogène. 5 2.— Procédé selon la revendication 1, caracté risé en ce qu'on fait réagir un "borure de calcium, de préférence l'hexaborure de calcium. 3«- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'halogénure d'hydrogène est le chlo- 10 rure d'hydrogène ou le bromure d'hydrogène. 4-.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3j caractérisé en ce qu'on opère à des températures comprises entre 300 et 1800°C, de préférence entre 500 et 650 °C. 15 5«- Procédé selon l'une quelconque des reven dications 1 à 4, caractérisé par le fait que la réaction est exécutée en lit fixe, à écoulement ou fluidisé. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5» caractérisé par le fait que le borure alcalino- 20 terreux est utilisé sous forme de grains de dimensions comprises entre 0,1 et 30 mm. 7.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on ajoute un halogène à l'halogénure d'hydrogène dans une proportion pouvant atteindre 25 90 % de la quantité totale des deux.