CHAPITRE I

Brevet Bullicr. — Brevet Willson américain. — Second Brevet Willson.

Mémoire descriptif déposé à l'appui de la demande d'un brevet d'invention formée par M. Louis-Michel BuUier pour procédé de fabrication des carbures des métaux terreux et alcalineterreux et des oxydes de ces métaux.

Mon invention a pour objet un procédé de préparation des carbures des métaux alcalino-terreux qui permet de les obtenir directement et industriellement.

Ce procédé consiste à chauffer dans un four électrique, tel par exemple que celui de M. Moissan, un mélange de charbon avec l'oxyde du métal alcalino-terreux que l'on veut transformer en carbure. Le produit obtenu dans le four est fluide à la température à laquelle il se forme et il donne, par refroidissement, une masse cristalline de couleur foncée, qui est le carbure du métal employé.

Lorsqu'on emploie 56 parties de chaux vive et 36 parties de charbon de sucre, charbon de bois, noir de fumée ou toute autre variété de carbone, on obtient un carbure défini répondant à la formule C^ Ca. Si l'on ajoute un excès de chaux, on peut obtenir des carbures de composition variable.

On obtient de même et avec autant de facilité les carbures de baryum et de strontium.

Il est bien entendu d'ailleurs que l'on peut remplacer l'oxyde du métal par son carbonate ou tout autre sel à base du métal alcalino-terreux.

Les carbures alcalino-terreux ainsi obtenus par mon procédé sont susceptibles de nombreuses applications; ils peuvent notamment, sous la simple action de Teau, donner immédiatement naissance à de Tacétylène pur (dans le cas du carbure de calcium C^Ca) ou à des mélanges de carbures d'hydrogène de composition variable.

C'est ainsi, par exemple, que 1 kilogramme de carbure de calcium de formule C^ Ca fournit environ 340 litres d'acétylène.

Les carbures obtenus par mon procédé pouvant être fabriqués industriellement pour un prix qui est fonction de la force motrice nécessaire à engendrer le courant électrique, on peut en obtenir des quantités considérables susceptibles de fournir ensuite de l'acétylène à un prix abordable ou, dans différentes conditions, des carbures acétyléniques.

Les applications de ce corps deviennent alors pratiques ; quelques-unes sont tout indiquées. Je signalerai notamment la fabrication du diiodoïorme, celle de l'acide cyanhydrique et, par suite, des cyanures.

Enfin, l'acétylène peut servir aussi pour l'éclairage. Il se polymérise sous l'action de la chaleur et peut ainsi fournir une série de composés intéressants, parmi lesquels je ne citerai que la benzine; mais il est bien évident que ce corps est susceptible de nombreuses applications en chimie organique.

Je n'ai d'ailleurs donné les indications qui précèdent sur l'acétylène que pour bien faire saisir l'importance industrielle et la portée pratique du procédé de préparation des carbures des métaux alcalino-terreux, qui seul fait l'objet de ma présente demande de brevet et constitue mon invention.

En résumé, je revendique par la présente demande :

1<> Le procédé de fabrication des carbures des métaux alcalino-terreux consistant à chauffer au four électrique un mélange de charbon et d'oxyde du métal dont on veut obtenir le carbure, cet oxyde pouvant être remplacé par le carbonate ou autre corps équivalent.

Le tout en principe comme détail ci-dessus et dans le but spécifié.

Office des patentes des Etats-Unis: Thomas L. Willson,

de Leaksville, Caroline du Nord.

Réduction par Vélcctricité des composés métalliques

ré fr ad air es.

Exposé des lettres patentes, n^ 492377, en date du 21 février

A tous ceux qui peuvent s'intéresser à la question :

Qu'il soit connu que moi, Thomas L. Willson, citoyen des États-Unis, résidant à Leaksville, dans le pays de Rockingham et l'État de la Caroline du Nord, ai inventé certaines améliorations nouvelles et pratiques relatives à la réduction par l'électricité des composés métalliques réfractaires, qui sont spécifiées dans ce qui suit.

Cette invention est relative à la séparation de l'aluminium et d'autres métaux difficilement réductibles, de minerais ou de composés réfractaires, au moyen du four électrique. La réduction métallurgique à l'aide de la chaleur engendrée par l'électricité a été jadis obtenue par deux voies différentes, savoir: par un four à incandescence chauffé par le passage d'un courant électrique à travers une masse de charbon concassé, la chaleur étant engendrée par la résistance que présente ce conducteur au passage du courant électrique, ou bien par un four à arc, dans lequel la chaleur est engendrée par le passage d'un courant électrique sous forme d'arc entre deux électrodes séparées.

Dans le premier fourneau, ou fourneau à incandescence, le courant passe horizontalement entre deux barres ou électrodes de charbon, l'espace compris entre elles étant rempli par un mélange de charbon concassé et du minerai à réduire et avec une base métal, comme le cuivre.

De tels fourneaux ont un inconvénient en pratique. Dès que la base du métal entre en fusion, il se forme un lac ou bain

ft'êteniAiit enîre ^ êlectroHles. qui sert de oourt-circaît autour de la masse destinée à 2a rédncdoo, ce qui nécessite une contiE::el> 2:i:b:liia:I>!. des électrodes, destinée à maintenir l'md:?pe!i?at> rési-iasce dans le foomean.

Cette d.fE:iil:é est en grande partie sarmontée par l'emploi d'uD f'.'ameau à air. dans leqael le courant passe Yerticalement entre les deux électrodes, Tone consistant en un creuset ou âme de charbi>n en graphite, et Tantre en une barre ou un crayon de charbon placé an dessus, et entrant dans la cavité du creusets ou de 1 àtre. Le crayon étant amené au contact du creuset on d*un corps intermédiaire conducteur, est éloigné du contact afin de produire un arc, et la chaleur que celui-ci développe produit la réduction de la matière placée dans le creuset.

Comme la réduction dans un four à arc a été fabriquée antérieurement à mon invention, Talumine ou tout autre minerai réfractaire entre en fusion par la chaleur de Tare et recouvre le fond du creuset d'un lac ou bain liquide. Dans la fabrication des bronzes ou autres alliages, le métal base forme un lac dans le fond du creuset, et Talumine liquide ou tout autre minerai liquéfié forme une couche superposée à la première.

Le crayon de charbon est élevé au-dessus du bain d'alumine pour maintenir Tincandescence de Tare. Si un agent réducteur se trouve dans le four, soit par l'introduction dans le four d'une atmosphère réductrice, soit par l'utilisation comme réducteur du charbon du crayon, la réduction de l'alumine ou de tout autre composé métallique est effectuée par l'action combinée de l'arc électrique et de l'agent réducteur ; si une base-métal se trouve là, elle se combine avec le métal réduit en formant un alliage.

Dans le maniement d'un semblable four électrique, il y a de grandes difficultés pratiques, du fait des fluctuations subites et considérables dans la résistance du four, lesquelles tiennent à l'ébullition du bain de fusion.

L'alumine en fusion ou tout autre minerai ou composé métallique, étant un meilleur conducteur électrique que le milieu gazeux de l'arc, doit être éloigné du contact avec le

crayon de charbon pour maintenir ce dernier. Par Tébullition de ce bain, l'alumine liquide ou tout autre minerai éclabousse, jaillit, écume et remonte ainsi fréquemment et à des intervalles irréguliers au contact du crayon de charbon, de ce fait formant un court-circuit autour de Tare et diminuant la résistance dans le four.

En pratique, il est avéré que cette projection de Talumine produit un court-circuit d'une résistance si faible que le travail de la dynamo génératrice du courant est sérieusement troublé.

Toutes les fois qu'un pareil court-circuit est produit, la quantité du courant électrique est accrue en proportion de l'abaissement de résistance, ce qui nécessite de la part de la dynamo un énorme accroissement de travail, dont l'effet pratique est de tendre à arrêter instantanément la rotation, exposant la dynamo et la force motrice qui la mène, aussi bien que la courroie ou tout autre intermédiaire par lequel la force est transmise, à un choc rude ; ces chocs se succèdent les uns aux autres, à intervalles si rapides et irréguliers qu'ils deviennent très funestes et produisent grand dommage à toute la machinerie.

Il y a grande chance pour que l'armature de la dynamo soit brûlée du fait de l'intensité excessive du courant, même dans le cas de dynamos dont les armatures sont construites pour supporter des courants d'un voltage extraordinaire, tels que ceux que Ton emploie en électrométallurgie. La production de ce court-circuit d'arc est due en partie à la projection du cuivre ou autre métal-base à travers le bain d'alumine ou autre minerai, quand, comme dans la fabrication du bronze d'aluminium, un pareil métal- base se trouve dans le four ; mais on rencontre la même difficulté, et au même ou presque au même degré, quand il n'y a aucun métal-base dans le four et quand par conséquent le seul bain liquide est celui d'alumine ou de tout autre minerai en traitement.

L'objet de mon invention est de surmonter les difficultés pratiques provenant dans le four d'un bain en fusion du minerai ou composé en traitement.

Dans le cours de nombreuses expériences que j'ai faites, et

dans l'emploi d'agents réducteurs variés, j*ai découvert que le charbon pulvérisé, quand il est mêlé avec l'alumine ou autre composé métallique à réduire, et dans une proportion convenable, a le pouvoir d'empêcher que le composé métallique fondu forme un bain.

Mon invention actuelle consiste donc en une amélioration de la fusion par l'électricité dans un arc ou un four vertical, dans lesquels on soumet l'alumine ou tout autre composé métallique réfractaire à la chaleur continue d'un arc électrique, ces composés étant mêlés à du charbon pulvérisé, en proportion suffisante pour prévenir la formation d'un bain des substances en fusion.

Les grandes fluctuations de la résistance de l'arc dues à l'ébuUition de ce bain sont en conséquence évitées, et la résistance de l'arc çst rendue tellement uniforme que la fusion électrique devient une opération pratique, avec les moyens dont nous disposons actuellement pour produire les courants électriques de haute intensité nécessaires.

Les fluctuations qui surviennent sont si faibles et si progressives que la machinerie n'est sujette à aucune détérioration. Le procédé de fusion est ainsi rendu plus économique, parce qu'il est conduit plus régulièrement et progressivement, il est sujet à moins d'interruptions par abaissement de vitesse de la dynamo, comme cela résulte de la production d'un court-circuit, et conséquemment la fusion est produite par le maximum du courant que la dynamo peut engendrer sous la résistance du four.

Dans l'application de ma présente invention, j'emploie de préférence un four électrique représenté sur la figure ci-contre, qui montre le four en section verticale, le circuit électrique et la dynamo étant représentés en diagrammes.

En se reportant à la figure 8 (page 49), A désigne la maçonnerie, B le charbon ou graphite du four, C le crayon de charbon constituant l'électrode mobile et D la dynamo génératrice du courant.

(Suivent de longues explications sur le moyen d'éviter le court-circuit, etc.)

La réduction s'opère alors, soit graduellement, soit violemment, par une série d'explosions, suivant la nature des matériaux introduits,

Il ne se produit pas de bain de fusion et, par conséquent, pas d'ébullition dans le creuset. La présence du carbone pulvérisé semble avoir pour effet de maintenir la division de Talumine jusqu'à ce qu'elle soit fondue, et peut-être à une certaine absorption, l'alumine étant ainsi tenue en suspension par le charbon jusqu'à ce que la chaleur intense de l'arc ait effectué la séparation de son oxygène, qui est enlevé par lo carbone, formant du monoxyde ou du bioxyde de carbone, qui s'échappe du four, laissant l'aluminium en liberté. Par l'interruption de la réaction, pendant que la réduction est à son apogée et par le refroidissement brusque du four, on ne trouve pas de culot d'aluminium solidifié, comme cela se verrait s'il y avait eu un bain liquide, mais, au contraire, les matériaux apparaissent dans le même état qu'avant leur introduction dans le four, c'est-à-dire sous la forme d'une alumine en poudre ou en grains, mélangée ou imprégnée de charbon, et ordinairement non agglomérée par la chaleur. Dans la réduction de Talumine par ce procédé, l'aluminium libre dans le four doit être recueilli d'une façon particulière, avant d'arriver au contact de l'air qui l'oxyderait.

Les façons spéciales de recueillir l'aluminium ne constituent pa.s la partie essentielle de mon invention présente, mais il y a deux méthodes que je crois capables d'atteindre ce but. De celles-ci, la première consiste à introduire un métal-base dans le four pour qu'il s'allie instantanément avec l'aluminium naissant encore libre, ce qui est la méthode communément employée jusqu'ici. La seconde méthode consiste à avoir dans le creuset un excès de charbon suffisant pour se combiner avec l'aluminium naissant, formant un carbure d'aluminium, duquel le métal sera ultérieurement extrait.

La suppression du bain de fusion et de l'ébullition qui en est la conséquence ne peut être atteinte que si le charbon mélangé au minerai du composé à traiter est en quantité suffisante.

La proportion requise varie avec les conditions du minerai et du charbon, variant avec leur division et le degré d'intensité de leur mélange.

Quand l'alumine est employée sous la forme d'une fine

poussière, et que le charbon est mélangé intimement avec elle, j'ai trouvé qu'une proportion de charbon égale en poids à 15 0/0 du mélange est suffisante pour empêcher la formation du bain. Si les matériaux sont plus grossièrement divisés et moins intimement mélangés, la proportion de charbon doit être plus considérable. Je préfère employer l'alumine ou un autre minerai du composé imprégné de goudron ou d'un autre hydrocarbure lourd. Cette alumine mélangée de goudron est réclamée à mon profit dans la patente du 20 avril 1892, n«» 429 923.

La méthode de mélanger le charbon avec les substances à réduire n'est pas essentielle dans mon invention présente; cela seul est essentiel que pendant que les substances en traitement sont soumises à la chaleur intime de l'arc électrique, du charbon leur est mêlé en proportion suffisante.

Ainsi le mélange des deux corps peut être introduit primitivement dans l'arc.

J'ai trouvé que, si on introduit d'abord l'alumine et si on la fait entrer en fusion dans le four, de façon à produire des fluctuations importantes dans la résistance du four, l'introduction dans le creuset de la proportion requise de charbon divisé supprime instantanément l'ébullition et rend la résistance du four constante. Dans ce cas, le charbon est mélangé avec Talumine à cause du grand mouvement de cette dernière, dû à son ébullition, la suppression de l'ébullition survenant sans doute immédiatement après le mélange du charbon avec l'alumine.

En mettant en pratique mon procédé pour la fabrication du bronze d'aluminium, je trouve qu'il est préférable, après avoir chauffé d'abord le four, d'introduire le cuivre, qui fond instantanément et forme un lac de métal-base liquéfié dans le fond du creuset, et ensuite d'introduire l'alumine imprégnée de goudron, ou le mélange de poudre d'alumine et de charbon, en élevant le craj'on de charbon suffisamment pour maintenir l'arc. Le cuivre, l'alumine et le charbon sont de préférence introduits en petites quantités ou charges, à de fréquents intervalles et de préférence en alternant. Quand la réduction se fait, le bain de cuivre qui est au fond du creuset est transformé en bronze

d'aluminium, dont la quantité augmente graduellement jusqu'à ce qu'après plusieurs heures il est extrait du creuset sans refroidir le four, et on recommence l'opération après cette interruption momentanée.

Le bain de bronze d'aluminium liquide n'est pas exposé à une ébullition importante, parce qu'il n'est pas chauffé que par dessus, de sorte que les vapeurs produites ne le traversent pas. Le courant qui le traverse ne produit pas de chaleur, puisque le métal fondu est un excellent conducteur. C'est seulement dans le cas d'une couche superposée de minerai fondu qu'une difficulté survient du fait de la formation d'un courtcircuit, puisque, ce minerai étant un mauvais conducteur, il est chauffé par le passage du courant à travers lui, aussi bien que par la chaleur de l'arc qui est situé immédiatement audessus de lui et qui se trouve porté à l'ébullition.

Mais, grâce à mon invention, l'ébullition du minerai fondu est complètement évitée, puisque, quoique fondu, il ne forme pas de bain, mais forme avec le charbon interposé une masse tranquille, flottant à la surface du bain de bronze fondu.

Dans la mise en pratique de mon invention, le pôle positif de la dynamo peut être mis en communication avec le creuset B, et le négatif avec le charbon C ; le courant passant de bas en haut; on peut aussi adopter la disposition contraire.

Je préfère le courant ascendant, parce que je trouve qu'il expose beaucoup moins à la détérioration des électrodes B C par l'oxydation. Le creuset B est si complètement protégé par la présence des matériaux qui le remplissent qu'il ne peut être que très légèrement oxydé et, en faisant du crayon C l'électrode négative, il est beaucoup moins exposé à s'abîmer que s'il était positif. De plus, la présence de charbon interposé qui sert d'agent réducteur évite presque complètement l'oxydation des électrodes, puisque l'oxygène qui se sépare de l'alumine est instantanément pris par le charbon interposé qui est plus près des points d'où se dégage l'oxygène que ne le sont les surfaces des électrodes, et, en conséquence, l'oxygène passe presque entièrement à l'état d'oxyde de carbone ou d'acide carbonique avant d'arriver au contact des électrodes.

Mon invention présente n'est pas applicable aux fours à

incandescence, c'est-à-dire à ceux dans lesquels la chaleur est produite par le passage d*un courant à travers une matière de résistance inégale, telle que du charbon de cornue, et je spécifie que je refuse son application à ces fours. Mon invention est applicable seulement lorsque la chaleur est produite par Tare électrique. Les conditions essentielles pour le maintien d'un tel arc dans un four électrique sont bien comprises dans la science. L*arc est causé par la séparation des électrodes, qui produit une interruption de circuit et, pour maintenir Tare, Tune au moins des électrodes doit être éloignée du contact de toute substance conductrice quelconque de faible résistance et qui donnerait lieu à la production d'un court-circuit suffisant pour éteindre cet arc. Dans certains cas. Tare est formé et maintenu fermé au-dessus de la matière en traitement, ou au moins fermé au-dessus de cette portion de la matière directement en traitement.

Le meilleur moyen pour produire un arc est celui que j'ai décrit, dans lequel le courant passe verticalement dans un four, le creuset formant une électrode, et un crayon de charbon entrant dans sa concavité constituant l'autre électrode. D'autres dispositions, cependant, sont possibles, quoique inférieures. Par exemple, deux crayons de charbon peuvent être adaptés aux extrémités respectives du circuit et pénétrer dans le creuset, ou disposés juste au-dessus d'un foyer (qui peut être non conducteur), et séparés pour former un arc entre eux, lequel arc jaillit au contact des corps en traitement, ou bien encore ils peuvent être ainsi arrangés que l'arc passe de l'un des crayons dans les substances à réduire et, de là, dans l'autre crayon, formant ainsi un double arc.

J'ai appliqué mon invention à la réduction d'autres métaux que l'aluminium. Je la crois applicable à la réduction des métaux suivants: baryum, calcium, manganèse, strontium, magnésium, titane, tungstène et zirconium.

Dans la fabrication des bronzes, je me propose de l'appliquer à la préparation de bronzes contenant du silicium et du bore.

Mon invention est applicable à d'autres réactions chimiques que celles qui sont désignées sous le nom de réduction, em-

ployé seulement dans son sens métallurgique ; par exemple, je propose de l'appliquer au traitement des composés d€S minerais métalliques réfractaires, sans que ce soit nécessairement pour la production des métaux eux-mêmes, mais pour la production d'autres composés.

Par exemple, je l'ai déjà employé pour la réduction de la chaux et la production du carbure de calcium.

Je revendique comme mon invention les nouvelles choses suivantes spécifiées en substance précédemment, savoir :

1® Le procédé de décomposition des composés réfractaires consistant à soumettre les composés, une fois mélangés avec du charbon divisé et en quantité suffisante pour empêcher la formation d'un bain de composé fondu, à la chaleur continue d'un arc électrique entre des électrodes séparées dont une (au moins) est disposée immédiatement au-dessus de la matière en traitement, de sorte que l'arc se trouve juste au-dessus de cette matière ; on évite ainsi pendant l'opération des fluctuations dans la résistance de l'arc, ce qui proviendrait de la présence et de l'ébullition dudit bain ;

2° Le procédé de désoxydation des composés métalliques réfractaires, consistant à soumettre le composé une fois mélangé avec du charbon divisé et en quantité suffisante pour empêcher la formation d'un bain de composé fondu, à la chaleur continue d'un arc électrique entre deux électrodes isolées, disposées l'une au-dessus de l'autre, ledit arc se trouvant tout près de la matière en traitement, ce qui fait que pendant l'opération on évite les fluctuations dans la résistance de l'arc, qui seraient dues à la présence et à l'ébullition dudit bain;

30 Le procédé de réduction des composés métalliques réfractaires, consistant à soumettre le composé, une fois mélangé avec du charbon subdivisé et en quantité suffisante pour empêcher la formation d'un bain de composé fondu, à la chaleur continue d'un arc électrique produit en faisant passer un courant dans une direction à peu près verticale, entre les électrodes isolées, de sorte que l'arc est maintenu juste au-dessus de la matière en traitement. On évite ainsi pendant la réduction les fluctuations de la résistance de l'arc qui seraient dues à la présence et à l'ébullition de ce bain ;

4« Le procédé de réduction de Talumine qui consiste à la soumettre, une fois mélangée avec du charbon subdivisé et en quantité suffisante pour empêcher la formation d'un bain d'alumine fondu, à la chaleur continue d'un arc électrique entre des électrodes séparées et placées Tune au-dessus de l'autre, de manière que l'arc soit maintenu au-dessus de la matière en traitement ; on évite ainsi, pendant la réduction, les fluctuations dans la résistance de l'arc qui seraient dues à la présence de ce bain ;

5° Le procédé de réduction d'un composé métallique réfractaire, qui consiste à mélanger avec ce dernier une quantité suffisante de charbon finement subdivisé comme décrit, à amener le mélange dans un arc électrique entretenu avec des électrodes séparées verticalement, et à maintenir ce composé exposé à la chaleur continue de cet arc, de sorte que l'arc est maintenu immédiatement au-dessus de la matière en traitement; on évite ainsi la formation d'un bain de composé fondu.

En foi de quoi, j'ai ci-dessous signé en présence des deux témoins ci-dessous :

Signé: thomas l. willson.

Perfectionnements dans les carbures métalliques et la. fabrication de ceux-ci, par M. Thomas Leopold WILLSON.

Patente Canadienne N° 50 988, datée du 8 Janvier 1896.

J'ai découvert et fabriqué un nouveau produit commercial, lequel est un composé de calcium et de carbone, notamment le carbure de calcium, sous une forme cristalline solidifiée. Il est démontré que cette nouvelle substance peut avoir de précieuses et importantes applications industrielles.

Le procédé de fabrication du nouveau produit mentionné est le suivant :

Je prends de l'oxyde de calcium ou chaux (pouvant être anhydre ou éteinte) et je l'expose avec un agent réducteur

carbonique à la chaleur intense d'un four électrique pendant un temps suffisant. Le four est de préférence un four électrique à arc, bien qu'on puisse employer un four incandescent. Le degré intense de chaleur que l'on doit atteindre, rien qu'en convertissant l'énergie électrique en chaleur, semble être nécessaire pour assurer la réaction voulue. Les agents réducteurs dont j'ai fait usage sont le charbon et les hydrocarbures lourds, liquides ou solides; mais d'autres agents de réduction peuvent convenir.

Dans la réalisation du procédé pour fabriquer ce composé, je procède de préférence comme suit :

Je prends de la chaux vive que je réduis en poudre, soit en l'éteignant, ou de préférence en l'écrasant, puis je mélange le charbon pulvérisé avec la chaux pulvérisée, dans la proportion d'une partie de charbon pour deux parties du poids de la chaux. Le charbon peut être du poussier de coke ou du poussier de charbon, ou même du charbon de bois pulvérisé; en éteignant ou en hydratant la chaux, celle-ci peut être combinée d'une manière plus intime avec une matière carbonique en la plongeant et en Tagitant dans un hydrocarbure liquide, de préférence du goudron ou coaltar maintenu liquide par la chaleur. Lorsque la chaux s'est imprégnée de la quantité voulue d'hj'^drocarbure, le mélange est séché par la chaleur. Le mélange, préparé à l'aide de l'une quelconque de ces manières, est ensuite amené dans un four électrique, de préférence à arc Siemens, comportant un creuset ou foyer en graphite ou en charbon relié à une des bornes d'une dynamo convenable, et un crayon de charbon relié à la borne opposée .de celle-ci. Pour commencer l'opération, le crayon doit être en contact avec le creuset ou foyer, de manière à permettre le passage d'un courant électrique. Après avoir établi le courant, on élève le crayon de charbon légèrement au-dessus du foyer pour former un arc et, pendant l'opération, on maintient l'arc en tenant le crayon suffisamment élevé pour garantir un espace de vapeur entre ce crayon et la matière conductrice à l'intérieur du four. La chaleur intense de l'arc est destinée à fondre la chaux et à la décomposer en ses éléments, dont l'oxygène, se combinant avec le carbone, forme du monooxyde

OU bioxyde de carbone, qui s'échappe du four à Tétat gazeux (dans le cas où Ton emploierait un hydrocarbure, une partie de Toxygène se combinerait avec rhydrogène). tandis que le calcium, ou tout au moins la plus grande partie de ce dernier, se combine avec le carbone qui reste, pour former un carbure de calcium. Dans les fours de petites dimensions produisant 1 tonne ou moins par jour, on retire le carbure liquide périodiquement. Dans les fours de grandes dimensions, on peut laisser sortir le carbure constamment par une ouverture.

A mesure que le carbure se refroidit, il se solidifie, en formant un corps adhérent cristallisé ; les cristaux fraîchement cassés présentent fréquemment et d'une manière sensible les couleurs du prisme et un reflet métallique. La couleur du carbure varie entre le gris fer et le noir bleu. Le carbure a une grande affinité pour Teau et, si on le laisse exposé à Tair, il se pulvérise graduellement; sa surface prend alors une teinte gris blanchâtre, en raison de la formation de la chaux par hydratation. Pour cette raison, il est nécessaire de préserver le carbure en le couvrant d'une manière convenable, soit en le plaçant dans des récipients cachetés, inaccessibles à l'humidité, en le plaçant sous une couche d'huile, en l'enduisant de cire ou en le protégeant d'une manière quelconque contre l'humidité.

Cette substance a une telle affinité pour l'eau que, si on la laisse tomber dans l'eau froide, elle la décompose en produisant un grand volume de gaz. Le résidu de cette réaction est le lait de chaux, qui est souvent légèrement décoloré par le carbone libre. Le gaz formé est l'acétylène C^ H^. En enflammant ce gaz lorsqu'il se dégage, et à l'air libre, il brûle avec une flamme jaunâtre, donnant tant soit peu de fumée, et accompa-. gnée d'un certain dépôt de noir de fumée. Toutefois, en accumulant ce gaz et en le brûlant dans un bec approprié, il produit une flamme brillante, d'un pouvoir éclairant remarquable, car la combustion est complète.

Le nouveau produit que j'ai découvert aura, je l'espère, des applications pratiques importantes dans l'industrie. Sa propriété de décomposer l'eau à froid montre qu'il a une affinité puissante pour cette dernière. Ses propriétés promettent son utilisation probable comme agent dans les réductions métallur-

giques et dans beaucoup d'autres réactions chimiques. Le grand volume de gaz développé par sa combinaison avec Teau démontre son utilité comme agent explosif dans certaines conditions. On a également démontré qu'il produisait un gaz combustible ou d'éclairage, d'une grande richesse et d'une grande valeur, dont on peut régler la production avec un appareil convenablement disposé, suivant la demande de gaz. Le gaz que Ton en retire peut également servir à enrichir d'autres gaz combustibles pour les rendre plus aptes à l'éclairage.

La grande affinité de cette nouvelle substance^ pour l'humidité permet de l'utiliser comme matière déshydratante. Elle se révèle également comme une source précieuse, à l'aide de laquelle on peut fabriquer une grande quantité de produits chimiques à un prix de revient moindre qu'avec les procédés en usage jusqu'à ce jour. On lui trouvera même beaucoup d'autres applications lorsqu'on pourra fabriquer le nouveau produit sur une grande échelle.

On suppose que la formule du carbure de calcium est Ca C^. Bien que cette substance ou autre analogue ait été considérée pendant de longues années comme une curiosité de laboratoire, il n'a pas été possible de la fabriquer jusqu'à ce jour autrement qu'en quantité très minime et par un procédé chimique, difficile et coûteux, ce qui fait que les propriétés précieuses et les applications de ce produit sont demeurées inconnues avant mon invention ou découverte qui, pour la première fois, place ce composé remarquable à la portée de tous. Le carbure de calcium produit jusqu'à ce jour par réduction chimique se trouvait sous la forme d'une poudre amorphe ou d'une matière non agglomérée. Le nouveau genre de carbure de calcium obtenu conformément à mon invention se distingue de celui connu précédemment par ce fait qu'il est cristallin au lieu d'être amorphe, et qu'au lieu d'être en poudre il se présente en masses pierreuses agglomérées résultant de la solidification après fusion. Il se distingue, en outre, par sa grande pureté, et par le volume accru de gaz acétylène qu'il produit, notamment O^^^^ 155<^ 730 par livre environ, tandis que le carbure amorphe produit moins de la moitié de cette quantité de gaz.

20 BREVETS RELATIFS AU GARBURE DE CAI/aUKt.

Mon invention peut être tant soit peu modifiée en substituant à Toxyde de calcium d^autres composés métalliques. On peut employer, par exemple, d'autres composés de calcium, tel que le carbonate ou phosphate ou, si possible, le cltlorure. On peut encore utiliser des composés d'autres métaux que le calcium, pourvu que le carbone qu'ils fournissent ait la propriété décrite de former une réaction avec Teau pour développer Tacétylène. Je me propose d'utiliser la dolomie, le double carbonate de calcium et de magnésium ou la chaux calcinée et la magnésie que Ton en retire ; dans ce cas, le carbure résultant est en partie du carbure de calcium et du carbure de magnésium.

En résumé, je revendique comme ma propriété entière et exclusive:

1« Le nouveau produit commercial décrit précédemment, consistant en un carbure de calcium cristallin ou autre matière analogue, ledit carbure étant capable de se décomposer mutuellement avec l'eau pour former un gaz d'hydrocarbure ;

2° Le nouveau produit commercial décrit précédemment, consistant en un carbure de calcium cristallin ; ^

3° Le nouveau produit commercial décrit précédemment, consistant en un carbure de calcium existant à l'état de masse agglomérée résultant de sa solidification après la fusion ;

40 Comme produit de fabrication nouvelle, un carbure métallique cristallin pouvant former une réaction avec l'eau, renfermé dans un récipient ou enveloppe, destiné à le protéger contre l'humidité, et dans lequel il n'est plus exposé à l'action de l'humidité de l'atmosphère jusqu'au moment de son emploi;

5° Le procédé décrit de fabrication d'un carbure métallique cristallin réagissant avec l'eau et qui consiste à soumettre l'oxyde de calcium (ou autre métal analogue) à la fusion électrique avec une matière carbonique;

. 6" Le procédé décrit de fabrication du carbure de calcium cristallin, consistant à soumettre de la chaux et une matière carbonique à la chaleur intense dans un four électrique.