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"Perfectionnements apportés aux procédés pour obtenir dumagnésium métallique par réduction, par arc électrique, de composés de magnésium à l'aide de charbon".
Le procédé a en vue d'obtenir, d'une manière abso- lument électrothermique, du magnésium métallique en part- ant de ses composés et en utilisant du charbon comme'agent réducteur.
On a déjà proposé, à cet effet, d'utiliser des électrodes pressées constituées par de l'oxyde de magné- sium et du charbon et de faire jaillir entre elles un arc électrique ainsi que cela a été fait d'ailleurs et par exemple pour la réduction des métaux alcalino-terreux.
On a également proposé de chauffer, par arc électrique, un mélange d'oxyde de magnésium et de charbon. Ces pro- cédés présentent pour inconvénient que le magnésium métal- lique obtenu est transformé à nouveau en oxyde de magné-
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sium par suite de son affinité pour l'oxygène à la tem- pérature élevée à laquelle se fait la réduction et sous l'effet des gaz résultant de la réaction ainsi que de l'air qui éventuellement pourrait avoir accès au produit.
Pour cette raison on a proposé, pour la réduction par arc électrique des composés du magnésium, d'éviter l'action des gaz de réaction, et plus spécialement de l'oxyde de carbone formé, sur le métal réduit en procédant à la réduction dans un courant de gaz indifférent, tel que l'hydrogène. Ce procédé présente égalanent un grand défaut.
Grâce à la dilution de l'oxyde de carbone la réoxydation du magnésium métallique obtenu est empêchée, mais cette précaution donne lieu a une séparation tellement divisée du métal, lors de la condensation, que les petites parti- cules métalliques se recouvrent, au moment où elles se forment, d'une mince pellicule d'oxyde. Ceci gêne leur agglomération sous forme de particules plus grosses et l'obtention d'une masse métallique. Pour réduire, d'une manière efficace, l'action de l'oxyde de carbone, qui se forme pendant la réduction, sur les vapeurs de magnésium, on doit procéder à une dilution du gaz jusqu'à 10%.
D'après l'équation de réaction MgO + C == Mg + CO il se forme, en supposant que la vapeur de magnésium soit constituer par du magnésium monoatomique, une molécule de CO pour chaque molécule de vapeur de magnésium. Pour une di- lution de l'oxyde de carbone jusqu'à 10%, la vapeur métal- lique ne correspond qu'à 9,1o de la masse gazeuse totale.
Si on tient compte, en outre, que la condensation du métal se produit à environ 1.200 C, température à laquelle le volume du mélange gazeux est à peu près 4 1/2 fois plus grand @ qu'à la température ordinaire, on constate que, immédiate-.
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ment après que la condensation a eu lieu, on trouve dans chaque m3 de mélange gazeuz seulement 16 gr. de magnésium métallique à l'état finement divisé.
La condensation des vapeurs de magnésium donne donc lieu des difficultés im- portantes auxquelles on n'a pu remédier jusqu'ici.,
Le présent procédé permet pour la réduction, à l'arc électrique, des composés du magnésium à l'aide de charbon dans un courant de gaz indifférents, de réaliser de manière telle la condensation du métal, en partant de vapeurs de ce métal, que la séparation du métal se fasse à lëtat fortement concentré* Conformément à l'invention ceci est obtenu en faisant passer le mélange, constitué par les fumées de particules métalliques condensées, les gaz résultant de la réaction et les gaz indifférentes, par exemple de l'hydrogène, qui y sont adjoints,
dans un con- denseur dans lequel on crée un champ électrostatique intense.
On sait, par les procédés de séparation électrique des poussières que les particules solides où liquides en suspension dans les gaz peuvent être influencées de manière telle par un champ électrique qu'elles soient projetées sur une des deux électrodes. Cet effet résulte de plusieurs causes. D'abord on obtient une ionisation par choc qui produit une décharge électrique à partir d'une électrode à haute tension, et cela par suite du rapprochement des lignes de force, cette décharge étant désignée par éfflu- vation. Ce sont les électrodes produisant des effluves qui chargent les particules en suspension et celles-ci sont attirées par les autres électrodes (dites électrodes de dépôt et ayant généralement des grandes surfaces) sur lesquelles ces particules se déposent.
En même temps il se produit, comme on le sait, à partir des électrodes à
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haute tension un vent électrique qui contribue également au transport des particules vers l'autre électrode. Fi- nalement des fines particules de poussière ou liquides portent, de par leur nature, une charge négative de sorte que l'attraction purement électrostatique, d'après la loi de Coulomb, contribue également à favoriser la séparation.
Pour le présent procédé, la condensation se fait dans un domaine de température pour lequel les gaz sont déjà forte- ment ionisés de par leur nature. Ces ions interviennent comme des noyaux de condensation pour la condensation du métal. En outre les particules de métal ont déjà naturelle- ment une charge électrique négative au moment de la con- densation. Par conséquent quand on crée un champ électro- statique intense dans le condenseur, les particules métal- liques sont projetées, avec une grande vitesse, vers les anodes et viennent buter contre celles-ci.
On sait également que la tension superficielle des métaux subit des modifications importantes lors d'un change- ment dans la charge électrique. Quand les différentes par- ticules de magnésium métallique se sont recouvertes, lors de la condensation, d'une mince pellicule d'oxyde, celle-ci éclate par suite du changement de la charge et de la modi- fication de la tension superficielle, de sorte que ces particules, après être venues en contact avec l'anode, s'agglomèrent et forment des gouttes cohérentes qui, de leur côté, s'accumulent sous forme de régule.
Il est important que le champ électrique agisse à une période de la condensation pour laquelle la zone de température se trouve entre 1.200 C( la température de con- densation du magnésium) et 650 C( le point de fusion du magnésium). Comme on peut craindre des décharges d'étin- celles par suite de la forte ionisation des gaz aux tempéra-
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tures élevées, il est avantageux d'adopter, pour la con- densation dans un champ électrique, des domaines de tem- pérature qui ne dépassent le point de fusion du magnésium métallique que de la quantité telle que le magnésium mé- tallique puisse encore se déposer à l'état liquide sur l'anode.
Selon un mode de réalisation préféré du procédé selon l'invention on sépare l'oxyde de carbone du mélange gazeux, qui quitte le four, et on ramène dans celui-ci l'hydrogène qui circule donc dans un circuit fermé.
Le dessin ci-annexé montre, à titre d'exemple, une installation propre à permettre la mise en oeuvre du procédé selon l'invention.
On a désigné par 1 le four à arc électrique compor- tant une cuve de chargement 2, une chambre de réduction 3, un condenseur 4 et un collecteur 5 pour recueillir le pro- duit condensé. La chambre de réduction contient un ou plusieurs laboratoires avec électrodes de sole 6 et électro- des supérieures réglables 7 pour produire l'arc électrique.
La partie du condenseur, qui est voisine du collecteur 5, est constituée sous forme d'une chambre pour le dépôt par voie électrique. On a désigné par 9 l'électrode, constituéepar exemple par une tige, qui est reliée au rôle négatif d'une source de courent continu à haute ten- sion. Il désigne un isolateur en porcelaine. La deuxième électrode, qui est reliée au pôle positif de la source susdite, est constituée par le revêtement métallique 10 de la chambre, ce revêtement étant, par exemple, en acier chrome-nickel et étant, ainsi que les autre parties du four, mis à la terre. Les transformateurs nécessaires au fonctionnement ainsi que les raccords aux électrodes 6,7 et 9,10 ne sont pas montrés sur le dessin.
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Le composé du magnésium, per exemple de la magne- site calcinée, qui doit être réduit descend, en étant mé- langé à la quantité voulue de charbon réducteur, par la cuve de chargement 2, dans la zone ou seforme l'arc élec- trique. En même temps on insuffle, depuis le haut, de l'hydrogène dans la cuve par la conduite 12. La réduction se fait donc, sous l'effet de l'arc qui jaillit entre les électrodes 6 et 7 et par l'intervention du charbon, dans un courant d'hydrogène. Les vapeurs de qui se forment sont entraînées, avec l'hydrogène insufflé et les gaz résultant de la réduction, dans le condenseur 4 dans lequel se fait la. condensation par refroidissement du mé- lange.
Dans la chambre 8 pour le dépôt par voie électrique, dans laquelle les gaz et vapeurs évacués doivent pénétrer à une température inférieure à 1.200 0, se fait la coagu lation des gouttelettes métalliques. Le métal, qui s'ac- cumule sur l'anode 10, sTécoule vers le collecteur 5. Le magnésium métallique peut alors être coulé en 13.
Le mélange des produits gazeux, résultant de la réac- tion, et de l'hydrogène restant sort du collecteur 5 par la conduite 14 et pénètre dans un laveur 15 dans lequel il est débarassé des particules entraînées. (Cette séparation des poussières pourrait toutefois se faire également par dis- positives électriques). Le gaz épuré pénètre alors, par la de carbone conduite 16, dans le régénérateur 17 dans lequel l'oxyde/est transformé en acide carbonique sous l'action de la vapeur d'eau, produite dans la chaudière 18 et qui pénètre dans le régénérateur par la conduite 19.
Le mélange gazeux qui ne comporte donc plus que de l'acide carbonique et de lThydro- gène est débarassé de l'acide carbonique par lavage sous pression ou par un agent d'adsorption en étant, par exemple, refoule par un compresseur 20 dans le laveur- 21, et pénètre
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ensuite dans un réservoir à gaz 22. L'hydrogène pur ainsi recueilli est finalement séché complètement dans un dessic- cateur 23 et est refoulé, par le ventilateur 24, dans la conduite 12 aboutissant dans la cuve de chargement 2 du four à arc électrique 1.
REVENDICATIONS
1. Procédé pour obtenir du magnésium métallique par réduction, par arc électrique, de composés de magné- sium à l'aide de charbon et dans un courant de gaz indif- férents, caractérisé en ce que l'on fait passer le mélange, constitué par les vapeurs métalliques qui se forment et par les gaz résultant de la réaction et les gaz indifférents adjoints tels que l'hydrogène, dans un condenseur dans le- quel on crée un champ électrostatique intense.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.