BE344836A - - Google Patents

Description

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  William KOEHLER. 



  "PROCEDE ET APPAREILS POUR LA PRODUCTION DU   MAGNESIUM     METALLIQUE".   



  La présente invention se rapporte à un procédé permettant d'obtenir du magnésium métallique, avec ou sans autres produits, en partant de composés renfermant du magnésium et en traitant ces composés avec des agents réduc- teurs gazeux ou autres, appropriés, ces agents étant portés à une température élevée dans un four convenable, les vapeurs de magnésium ainsi produites étant recueillies et séparées des autres produits. Les composés contenant le magnésium, et. ainsi soumis à cette   réduction.peuvent   être des composés simples tels que des oxydes, des carbonates, des silicates, etc, qui ont été convenablement calcinés.

   Ou bien, les composés à traiter peuvent consister en composés plus complexes   télé   quesdolomies, spinelles ou autres composés contenant d'autres   métaux,  en plus du magnésium. 

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   Le procédé de production du magnésium en partant d'une substance contenant du magnésium comprend, suivant la présente invention, un traitement de cette substance à une température élevée avec un agent réducteur   soumis   à une tension électrique et qui,   ainsi, a   acquis des pro- priétés caractéristiques différentes de celles qu'il possède ordinairement, une réduction de cette substance par cet agent réducteur ainsi modifié et la libération du magnésium à l'état de vapeur, l'enlèvement de cette vapeur de la zone de réaction et la condensation de cette vapeur dans une 
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 a tro sphère non-oxydante. 



   En soumettant un agent réducteur, dans ces con- ditions, à une température élevée et à une tension élec- trique, il change de caractère et il semblerait qu'il s'ionise, se dissocie et acquiert, ainsi, de nouvelles pro- priétés susceptibles de le faire ressembler, en quelque sorte,   à   un agent réducteur "naissant". 



   L'agent réducteur utilisé, de préférence, pour réa- gir sur la substance chauffée contenant le magnésium est l'hydrogène ou un gaz contenant de l'hydrogène, tel qu'un gaz ou des vapeurs hydrocarbures. Le gaz à l'eau et d'autres gaz ou vapeurs similaires peuvent être aussi utilisés en y ajoutant, si on le désire, un gaz neutre. 



   En soumettant de l'hydrogène à une température éle- vée convenable ou à une tension   électrique,,en   présence d'une substance chauffée contenant du magnésium, cet hydro- gène change de caractère et il semble qu'il puisse être ainsi ionisé, rendu mono-atomique ou dissocié, acquérant, ainsi, de nouvelles propriétés qui le font ressembler, en quelque sorte, à de l'hydrogène naissant. Dans ces conditions opératoires, cet hydrogène réduit cette substance et libère le magnésium à l'état de vapeur. 

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   De façon similaire, lorsque des gaz hydrocarbures, du gaz à l'eau et d'autres gaz composés contenant de l'hy- drogène sont soumis au traitement thermique et électrique ci-dessus défini , ces gaz hydrocarbures ou autres sont mo- difiés de caractère, deviennent dissociés et l'hydrogène ou les autres gaz libérés acquièrent de nouvelles propriétés, deviennent ionises mono-atomiques, ressemblant alors, en quelque sorte, à un agent réducteur naissant et libérant le magnésium à l'état de vapeur. 



   Dans la mise en oeuvre du procédé ci-dessus décrit, un courant de gaz utilisé comme agent réducteur est envoyé   à travers un four ; lemagnésium réduit , libéré à l'état de   vapeur est enlevé de ce four et la vapeur de magnésium est condensée dans une atmosphère non oxydante. 



   De préférence, la matière contenant du magnésium est mélangée avec une matière contenant du carbone: charbon, coke, goudron, ou autre substance similaire; cette/matière contenant du carbone est associée intimement avec la matière   contenant du magnésium ; est aussi chauffée à une tem-   pérature élevée et, ainsi, soumise à l'action de l'agent réducteur,comme cela a été ci-dessus décrit, Dans ces conditions, le composé du magnésium est réduit par les actions conjointes de l'agent réducteur gazeux et de la matière contenant du carbone soumis simultanément aux actions de la chaleur et de la tension électrique. 



   Les composés du magnésium utilisés dans la mise en oeuvre de la présente invention peuvent être associés avec un composé renfermant une base métallique, telle que l'oxyde de calcium. 



   Alors, en utilisant un mélangd de substance contenant du magnésium avec une matière contenant du  carbone,  le   procédé estaussi   caractérisé par la formation d'un carbure né tallique, carbure 

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 de calcium dans l'exemple ci-dessus, pendant la réduction; les vapeurs de magnésium et ce carbure sont recueillissépa- rément. 



   L'invention peut être mise en oeuvre de façons variées; de   mené,   des appareils de types variés peuvent être établis ou utilisés pour cette mise en oeuvre, 
De préférence, dans la mise en oeuvre du procédé ci-dessus décrit, le composé contenant du magnésium est pul-   vérisé   et, ainsi que cela a été ci-dessus indiqué, mélangé avec une quantité convenable d'une matière pulvérisée con- tenant du carbone: charbon, coke, goudron qui peut aussi servir de liant; le mélange peut être aggloméré, briqueté ou moulé de façon convenable, cuit et carbonisé si cela est nécessaire de manière à former une masse solide de toute forme désirée; cette masse solide peut être brisée en petits fragments, pulvérisée ou chargée sous sa forme même dans un four con- venable dans lequel la réduction est exécutée. 



   Dans ce four, la charge est portée à une température élevée et est soumise à la réaction réductrice. A la haute température obtenue, le composé du magnésium est près de son point de dissociation ce qui facilite sa réduction. 



   Lorsque le mélange constitué par le composé contenant du magnésium et la matière contenant du carbone est utilisé   à   l'état de masse agglomérée, ou moulée, cette masse peut avoir une résistance mécanique considérable et être utilisée comme électrode dans un four électrique dans lequel le procédé de réduction est exécuté. 



   Un exemple de/mise on couvre du procède de réduction dans un four est le suivant   L'air   est déplacé convenablement dans le four et l'agentré- ducteur gazeux est envoyé à travers le four. La charge dans le four est   chauffée   de façon intense à une température convenable, assez élevée pour donner à l'agent réducteur les propriétés 

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 caractéristiques requises pour le procédé de réduction ou pour dissocier la substance contenant cet agent réducteur, libérer ce dernier et lui donner les propriétés requises. 



   Lorsque des oomposés simples du magnésium sont utilisés avec de l'hydrogène ou des produits libérant de l'hydrogène, comme agent réducteur, cet hydrogène est envoyé à travers le four et, au contact de la charge, il réagit sur l'oxyde de magnésium chauffé de cette charge et, conjointement avec le carbone présent dans cette charge, il réduit l'oxyde de magnésium, libère le métal sous la forme d'une vapeur qui est enlevée avec le courant de gaz traversant le four et conduite dans un appareil de condensation approprié où elle est recueillie et condensée dans une atmosphère non   oxydante.   



  Le courant gazeux sortant du condenseur où le métal est re- cueilli peut être condensé ultérieurement et traité en vue de la récupération de l'hydrogène ou des autres produits en excès qu'il   contient.   



   Lorsque des composés plus complexes contenant du magnésium sont utilisés, tels que, par exemple, la dolomie ou des composés contenant d'autres éléments basiques ou des mélanges de composés simples tels qu'un mélange d'oxyde de magnésium et d'oxyde de calcium ou d'autres oxydes ou composés convenablement pulvérisés et briquetés, le procédé sera conduit de la manière générale ci-dessus décrite, mais, les réactions seront modifiées en raison de la présence de l'élément basique additionnel; ainsi, lorsque de la dolomie mélangée avec une substance contenant du carbone est utilisée en même temps que de l'hydrogène ou une substance libérant de l'hydrogène au cours de l'exécution du procédé, l'oxyde de magnésium est ré- duit et du carbure de calcium est formé;

   le magnésium libéré se dégage à l'état de vapeur,tandis que le carbure de calcium est rassemblé dans un récipient convenable ou sur la sole du four. 



  Le courant de vapeur est, de préférence, envoyé à travers un 

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 appareil de condensation auxiliaire pour la récupération de l'hydrogène et des hydrocarbures en excès et des autres produits gazeux ou vaporisés. 



   Les réactions qui se produisent au cours du procédé ne sont pas connues exactement; il se peut qu'elles com- prennentuneréduction de l'oxyde de magnésium par l'hydrogène ionisé, peut-être par de la vapeur de carbone ionisée et, lorsque la   dolcie   est utilisée, peut-être par le calcium naissant libéré au moment de la réduction de l'oxyde de calcium, peut-être aussi par le carbure de calcium   frâicheiaent   formé et chauffé de façon intense. 



   Le fait principal à retenir est que, comme résultat de certaines ou de toutes ces réactions ou,peut-être,d'autres réactions inconnues, le magnésium est libéré à l'état de vapeur et entraîné hors du four par le courant gazeux d'hy-. drogène ou d'hydrocarbures en excès, ou par des gaz non oxy- dants, dans un appareil de condensation convenable et recueilli, comme produit de condensation, ainsi que cela a été ci-dessus décrit. 



   Le procédé'de réduction de la substance contenant le magnésium peut être exécuté, soit de façon intermittente, une charge étant introduite dans le four et réduite et le four étant ensuite chargé à nouveau, soit de façon continue, c'est-à-dire la charge étant envoyée de façon continue dans le four, soit à l'état de masse pulvérisée, de masse cokéfiée , brisée ou de briquettes, ou d'électrodes cokéfféesqui sont introduites dans le four de façon continue ou de tiges longues cokéfiées qui sont envoyées de façon continue dans la zone de réaction de four. 



   Le dessin ci-joint donne, à titre d'exemple, et de façon schématique,la coupe transversale verticale d'un type de four pouvant être utilisé pour la mise en oeuvre de la présente invention. 

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   Dans ce dessin, 1 est la chambre du four dans laquelle des électrodes 2 et 3 pénètrent à travers des paliers 4 isolés électriquement et refroidis à l'eau. Le fond du four est pourvu d'une ouverture 5 au-dessous de laquelle est un creuset amo- vible 6 qui reçoit le carbure de calcium et qui est construit de manière à former un joint étanche avec le fond de la chambre du four. Le four est pourvu   d'un   couvercle amovible 7, d'un bouchon de sûreté 8 et d'un orifice d'admission 9 quiest relié à une source de gaz neutre ou autre constituée ici par le ré- servoir 10.

   Le four est, en outre, pourvu d'un orimce d'échappement 11 relié à un condenseur 12 à température élevée; oe condenseur est lui-même relié par une canalisation 13 à un condenseur à basse température 14, 
L'électrode 2 représentée est tubulaire et reliée à une source d'hydrogène ou d'un gaz approprié contenant de l'hydrogène, cette source étant , ici, constituée par un réser- voir 15 qui envoie dans le four cet hydrogène ou ce gaz en quantité réglée;

   au moins, une partie de l'hydrogène   Vient   en contact avec l'arc et est ionisée et, dans cet état d'ionisation, réagit et réduit, à l'état de métal, le composé,   réfractaireo   Oe composé réfraotaire est représenté comme ayant été amené sous la forme d'une électrode 3 en opérant par agglomération ou de toute autre façon et il peut être ou ne pas être mélangé avec un liant contenant du carbone.

     Oomme   résultat de la réaction, les métaux réduits qui ne sont pas volatils aux températures du four se rassemblent dans   le/creuset   6,   tandis -que   les métaux volatils tels que le magnésium sont   entrainés   par l'excès de gaz ou par les/gaz neutres venant du réservoir 12 et conduits dans le condenseur 12 d'où les produits qui peuvent être conden- sés à des températures plus basses passent à travers le tuyau 13 dans le condenseur, 14, les produits non condensés étant pompés à travers le condenseur 18 dans le récipient 19 pour condensation et traitement complémentaires, les gaz restants étant recueillis dans le gazomètre 20, ainsi que cela est représenté

Claims (1)

1. RESUME.

   1 . Procédé d'obtention de magnésium en partant d'une substance contenant du magnésium et en opérant par réduction à température élevée, ce procédé comprenant : a) un traitement de cette substance à température élevée avec un agent réducteur soumis à une tension élec- trique, cet agent ayant ainsi acquis des propriétés carac- téristiques différentes de celles qu'il possède ordinairement, b) une réduction de cette substance par cet agent ré- ducteur ainsi modifié et, c) la libération du magnésium à l'état de vapeur.

   2 . 1-'odes d'exécution de ce procédé suivant lesquels on recourt à un ou plusieurs des moyens suivants : a) l'enlèvement de la. vapeur de magnésium de la zone de réaction et la condensation de, cette vapeur dans une at- mosphère non oxydante . b) l'utilisation, comme agent réducteur :

   Ó) d'hydr@gène, EMI8.1 .8) c'un raz contenant de l'hydrogène. c) le passage, à travers un four, d'un courant de gaz réducteur pour réduire la substance contenant du magnésium, et l'enlèvement de la vapeur de magnésium du four. d) le mélange de la substance contenant du magnésium avec une substance contenant du carbone et le traitement du mélange, porte à une température élevée, par un agent réducteur soumis à une tension électrique e) l'utilisation, comme substance contenant du magnésium, d'un composé du magnésium renfermaht une base métallique. f) l'adoption, comme composé de ne genre, d'un composé contenant de l'oxyde de calcium.

   g) dans le cas d'utilisation d'un composé du magnésium renfermant une base métallique ou associé à un composé renfer- <Desc/Clms Page number 9> Etant une base métallique, les réceptions séparées de la vapeur de magnésium et du carbure de calcium provenant de la réduction. h) l'introduction de la substance contenant le magnésium, sous forme d'électrodes, dans un four électrique dans lequel le procédé de réduction est exécuté . i) l'utilisation, dans ce four, d'une électrode tu- bulaire reliée à une source d'agent réducteur gazeux, une partie au moins de l'agent réducteur gazeux venant en contact avec l'arc électrique . j) l'introduction de la substance contenant du magnésium dans la zone de réaction; Ó) de façon intermittente, .3) de façon continue.

   3 . Appareil de réduction d'une substance contenant du magnésium , cet appareil cpmprenant : a) un four électrique établi avec une chambre de réduc- tion close, b) des moyens permettant l'introduction dans la chambre du four : ce) d'une charge de substance contenant du magnésium, ss) d'un agent réducteur de cette substance. c) des moyens de chauffage de cette charge et de cet agent réducteur. d) des moyens permettent de soumettre cet agent réducteur à une tension électrique . e) un orifice d'échappement de la vapeur de magnésium. f) un condenseur relié à cet'orifice d' échappement.

   4 . Appareil de réduction conforme au précédent et pourvu d'un système de condensation multiple pour recueillir séparément le/magnésium condensé et l'agent réducteur en excès.

   5 . Four électrique de réduction conforme à celui de l'appareil ci-dessus défini, ce four étant pourvu d'un <Desc/Clms Page number 10> creuset amovible destiné à recueillir les produits fondus.

   6 . Electrode soûlée pour appareils et four du type précité, cette électrode étant : a) constituée au moyen ce) de produits contenant du magnésium, ss) ou bien d'un mélange de produits contenant du magnésium et de produits contenant du carbone.

   7 . Electrode du type précédent établie sous forme tubulaire .

   8 . Four électrique de réduction conforme à celui défini et pourvu, au moins,d'une électrode conforme à l'une de celles ci-dessus définies, ce four pouvant, en outre, comporter une électrode tubulaire traversée par un courant de gaz réducteur.