<Desc/Clms Page number 1>
Procédé et dispositif pour la :fabrication thermique du magnésium.
Dans la fabrication du magnésium sur une grande échelle par réduction thermique de matières premières magnésifères à l'aide d'agents réducteurs comme l'aluminium, le si- licium etc.. à des températures supérieures au point dëbul- lition du magnésium et par condensation ultérieure des vapeurs de magnésium, on a observé que la réaction ne se poursuit que lentement et mme s'arrête parfois prématurément, en particulier aux basses températures de l'intervalle de températures en question , bien que d'après les essais de la-
<Desc/Clms Page number 2>
oratoire, une marche parfaitement facile et complète de la réac(ion doive se produire, même à ces basses températures.
L'étude des processus réactionnels a fait connaître que la réaction lente et incomplète dépend essentiellement du fait que les vapeurs de magnésium relativement lourdes se rassemblent au-dessus du mélange réactionnel et s'opposent ainsi à la continuation de la réaction aux basses températures pour lesquelles la tension de vapeur du magnésium réduit est encore faible .
Comme des essais l'ont montré,. on ne peut pas empêcher cette accumulation de vapeurs de magnésium au-dessus de la masse réactionnelle en faisant passer un courant, lent d'hydrogène gazeux à travers le récipient de réaction d'une manière connue en soi, dans le but de maintenir une atmosphère de réaction inerte, tant que ce courant ne traverse pas directement la masse réactionnelle, mais cornue c'est le cas général, traverse seulement la partie superieure de la chambre de réaction ; en effet, la vitesse de diffusion des deux gaz est très faible et la vapeur de ma- gnésium, par suite de sa densité 12 fois plus grande environ, a tendance à rester au-dessus de la masse réactionnelle sous forme d'un nuage rasant persistant.
D'après l'invention, on obtient une transformation rapide et complète du mélange réactionnel à l'échelle industrielle, même à des températures relativement basses, lorsqu'on enlève immédiatement de la zone réactionnelle ellemême la vapeur de magnésium dégagée à mesure qu'elle se produit. ette élimination de la vapeur de magnésium peut se ::'aire de différentes manières et celle qui parait préférable, est de réunir ensemble les précautions mentionnées ci-dessous comme étant utiles.
On peut par exemple provoquer une élimination rapide en maintenant un courant puissant de gaz inerte qui recouvre
<Desc/Clms Page number 3>
directement la masse réactionnelle et la pénètre de préférence par balayage et dont la vitesse dépasse sensiblement celle qui est néeessaire au simple maintien d'une atmosphère inerte, en opérant de manière que la masse réactionnelle à laquelle on fait traverser le four par un procédé continu soit rangée en couches relativement minces d'une grande superficie sur un plancher incliné de telle manière que les vapeurs de magnésium qui se dégagent s'écoulent d'elles-mêmes vers le bas par leur propre poids et en réalité de préférence dans la direction de la progression de la matière.
Suivant une forme particulière d'exécution du principe, le plancher qui doit recevoir le mélange réactionnel est constitué par une plaque chauffée électriquement, d'une manière convenable, perforée à la manière d'un tamis, en matière résistant à la chaleur par les orifices de laquelle les vapeurs de magnésium peuvent sortir vers le bas pendant que la masse réactionnelle utilisée, qui arrive de préférence sous forme briquetée, est évacuée dans une direction latérale éventuellement au moyen d'une disposition oblique du tamis en liaison avec un mouvement de secousses de celui-ci. De cette manière, la sortie des vapeurs de magnésium vers le bas est notablement favorisée par le maintien d'un courant, modéré dans ce cas, d'un gaz inerte, à travers le tamis.
La vitesse élevée du courant du gaz et des vapeurs de magnésium entraînées par lui permet en outre, sans augmentation considérable de la quantité de gaz inerte à faire circuler, qui aurait une action gênante pendant la condensation des vapeurs métalliques, d'une manière particulièrement avantageuse, de calculer la section de l'espace réactionnel à travers lequel passentles gaz inertes aussi faible que possible. Un mode d'exécution de l'espace réactionnel qui se montre particulièrement avantageux estcelui qui comporteune
<Desc/Clms Page number 4>
section d'une largeur relativement grande et d'une faible hauteur, de telle manière que la masse réactionnelle soit répandue et progresse en couche de hauteur relativement faible sur le fond large.
Les quantités de gaz à injecter nécessaires, d'après l'invention, pour entrainer les vapeurs de magnésium, obligent la récupération de ce gaz. Dans ce but, on renvoie, d'après l'invention, dans la chambre de réaction en circuit fermé, le gaz inerte après qu'on l'a débarrasse de sa teneur en magnésium par condensation. De cette manière, on a trouvé possible d'éviter une condensation complète des vapeurs de magnésium qui rendrait nécessaire un traitement défavorable et long du gaz, en particulie r au point de vue de la technique thermique, sans influencer sensiblement le rendement. Il suffit, au contraire, pour la condensation, de prévoir un agrandisse- ment suffisamment prononcé de la section d'écoulement et de maintenir le refroidissement dans des limites modérées.
La progression du gaz circulant peut alors se faire à l'aide d'un dispositif tel que pompe, etc.. disposé de préférence entre la chambre de condensation et le point de réintroduction du gaz inerte dans la chambre de réaction. Mais on utilise de préférence, pour la circulation des gaz en circuit fermé, les valeurs lourdes de magnésium elles-mêmes , éventuellement en conjonction avec ce dispositif en plaçant l'évacuation du gaz réactionnel dans une direction vers le bas et en disposant la condensation du magnésium à la partie la plus basse du circuit, ce qui provoque une circulation plus ou moins automatique des gaz d'après le principe du thermo-siphon.
Dans le dessin, on reproduit schématiquement un mode d'exécution convenable de l'objet de l'invention ; la fig. 1 représente une coupe longitudinale et la fig . 2 une coupe
<Desc/Clms Page number 5>
transversale à travers lefour de réaction.
L est un four à moufle dans lequel on maintient la section du moufle faible par rapport à sa longueur et dans le- quel on dispose un plancher perforé 2 analogue à un tamisau- quel on peut communiquer un mouvement de secousses, d'une ma- nière connue en soi, au moyen d'un plateau de manivelle 3. Le chauffage de l'espace réactionnel se fait à l'a,ide d'éléments rayonnants 4 construits comme des résistances de chauffage et disposés aussi près que possible et au-dessus de la plaque perforée.
On amène la matière réactionnelle au tamis 2 au moyen du tube d'introduction 5 muni d'un dispositif d'écluse, tandis que l'évacuation de la masse épuisée se fait en 6. 7 repré- sente des conduites d'hydrogène qui débouchent également au voisinage de la plaque perforée et au-dessus et à travers les- quelles on dirige un courant d'hydrogène directement sur la plaque perforée. tandis que les morceaux les plus grossiers de la masse réactionnelle épuisée quittent la plaque perforée latéralement, l'hydrogène qui s'est chargé de la vapeur de magnésium dégagée passe d'abord vers la partie inférieure par les orifices de la plaque perforée et s'écoule ensuite dans la chambre de condensation 8 où il est libéré de son magnésium.
L'hydrogène résiduel est alors amené de nouveau aux tubes d'in- troduction 7 au moyen de la pompe 9 qui f&vorise la circulation des gaz provoquée par l'effet de thermosiphon. La partie du mélange réactionnel qui a traversé les trous du tamis n'est pas entrainée avec le courant d'hydrogène vers 8, mais rais- selle sur le cr'ète ICI latéralement dans les récipientcol- lecteurs chauffés de préférence Il d'où on l'évacue de temps en temps. On extrait de la chambre de condensation 8 le ma- gnésium condensé, à volonté, par l'ouverture 12, à l'état li- quide.
@