BE461729A

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Description

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P1.'OOédé et appareil pour la production de calcium.

-la présente Invention est relative à. la production de cal
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cîum-métal et plus part.cu3.èrement à la réduction thermique de l'oxyde de calcium (chaUX) pour la production de calcium substan t1ellement pur d'une structure - cohdr ente, La chaux et le calcaire avec lequel aile est habituel-
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lement préparée. contiennent normalement de la magnésie.. :La chaux utilisée dans le présent procédé ne devra pas contenir plus de bzz de magnésie. on peut produire à partir de calcar- ra riche en calcium une chaux qui ne contienne pas plus de ex d'impuretés totales et pas plus de 3% de carbonate de magné- sium. Une chaux convenable pour le but poursuivi est le rési-
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dU de la'production de 1?aOéb2léW à l'aide du carbure.

La -présence de magnésium dans la chaux occasionne certaines dit- ficultés pour 1'Obt0ntàOn de calcium pur. Il tend à former avec le calcium une eutectique qui fond à une température re- lativement basse et qui gène la condensation des vapeurs de calcium et l'enlèvement du calcium solide du condenseur* . chaux est de préférence finement divisée afin qu'en-
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:Y'uon 0 passe au tamis 300 Elle est mélangée à de . a3u- minium qui agit comme agent réducteur et l'ensemble est cons- titué en forme de petites briquettes denses dont la densité apparente est d'environ 2,2.

Des briquettes d'un poids de 15 18,grammes ont été utilisées avec succès. lorsque les briquettes sont chauffées comme ce sera indiqué plus loin, les réactions qui se produisent sont in- diquées par les équations suivantes
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3.0') 6 0a0 * Al .= 3 Oa 41 (Oa0)g âl 203 Se) 3 KsO 2 oao * JM '= 3 Mg +' 'Oao)2 ,a,2oa Bien que la quantité théorique d'aluminium soit suffi- sante pour réduire la chaux on a remarqué qu'une production Plus élevée est,obtenue en utilisant dans le mélange des
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proportions d'aluminium de 5 à 20% en excès de la quantité théorique..

L'appareil utilisé est représenté au dessin an-
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,exé dans lequel : La fig. l est une vue partielle en coupe long1 tudinale d'une cornue disposée horizontalement dans un foyer.

La flisa 9 est une coupe transversale suivant la ligne 2-2 de la figure 1, et
La fig. a est une coupe transversale suivant la ligne 3-3 de la figure 1.

Dans les dessins, 1 est un foyer disposé de façon à recevoir le nombre désiré de cornues métalliques 2 placées horizontalement*. Chaque cornue comporte une zone de réduc-
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ticu ou chambre 3 dans laquelle sont placées les briquettes pour le traitement par la chaleur et une zone de condensa- tion 4 dans laquelle les vapeurs métalliques sont condensées.
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Une fourrure ou manchon amovible S est logé dans la zone , de condensation et sa partie arrière s<étend jusque dans la paroi du foyer. Le conduit 8 réunit la cornue e des diapo- sitifs susceptibles d'y produire le vide. 7 est une refroi- disseur à eau ou autre corps ayant même fonction et 8 est une fermeture de la tête de la cornue, 'Une plaque perforée ou écran de radiation de la
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chaleur 18 sépare la zone de réduction 3 de la zone de .con- densation 4. Il comprend deux plateaux hexagonaux 17 et 18 réunis par des entretoises 10.

Dans sa partie extérieure
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. est pratiqué un orifice 20 pour recevoir un outil permet- tant de mettre en place ou d'enlever l'écran.. l'extrémité avant du manchon condenseur est disposé un écran 13 qui dans le mode de construction représenté est constitué par une boite cylindrique renforcée pourvue d'un orifice 14 sur sa - face extérieure pour en permettre la mise en place et l'en-
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lèvement..

Ainsi qu'il résulte de la description ci-.deesils un contrôle précis de la température dans le condenseur est important afin de créer une zone chaude pour la condensation
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des vapeurs de calcium.. Un espace 8 est ménagé entre 11... paisse paroi, isolante de la clialeur-à du foyer et la cornue et cet espace est fermé au niveau de l'extrémité interne de la zone de condensation de la cornue par un cordon d'a-
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m1ante ou matière analogue 10 et par une garniture d'allante Il* La.,zone de condensation du calcium de la cornue est en- tcursée d'un isolant 12. l..a -zone arrière du condenseur est . ainsi maintenue à une température à. laquelle les vapeurs de magnésium ne pourront se condenser. La vapeur de calcium se condense en une structure cohérente.

L'opération s'effectue de la manière suivante :les
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briquettes s01ft p1acées dans la zone de réduction de la cor- nue, euue qui se trouve dans l'intérieur du foyer et ses di verses parties constitutives mises en place),la cornue est fermée. Un vide de 10 microns ou même plus est appliqué et maitenu à ce taux pendant la période de traitement de la charge. Le foyer est maintenu à une chaleur telle que la tem-
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pérature de réduction dans la cornue se ma3mtiome èL p,706 0 pour déterminer les réactions ci-dessus indiquées afin de pro- voquer la volatilisation du calcium et du magnésium dans la
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charge.

La durée du cycle de chauffage peut :va:t'1er..&ose' des charges de 45 kilos par cornue. on a récolté eu.se 92.0 et 96.0% de calcium pour des durées de chauffage respectivement de 12 17 et 24 heures*,
La vapeur de.calcium se condensesous forme de cou-
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rOll..'1es (le métal cohérent,, comme indiqué au dessin, dans une

zone maintenue durant ce cycle à une température comprise en-
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tre-740 et 68Ù o'"audis que la vapeur de magnésium se conden- se en 0 dans une zone maintenue à une température d'environ
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80 2 0. -la portion intermédiaire du condenseur est . une température comprise entre 486 et 4000 0 environ et une petite quantité de calcium et aussi de magnésium s'y con-
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dense en 8.

Les couronnes de calcium ne COl'.' tiennent pas de magnésium et conservent leur structure lorsque les vapeurs
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sont condensées à température relativement élevée. A la fin du cycle de chauffage, dont la durée peutvarier ainsi qu'il a été indiqua la cornue est ouverte et déchargée. L'écran 13 et le manchon condenseur 6 sont enlevés avec le métal so-
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lide chaud qui s Y est déposé ..L'écan 18 est enlevé et l'on retire le résidu épuisé de la charge initiale.

-pour faciliter l'enlèvement du métal condensé du man-
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chon condenseur, celui-ci est recouvert de silicate de 6oude de moàifi. ou de graphite, Le silicate de soude a dOl)l1é les meilleurs jîêsultato# ze 1petit dépôt 33 de calcium et de magné- sium peut tre rapidement séparé d.es couronnes de calcium.

,Les résultats suivants donnent idée du gros avantage bénéficiaire qui résulte de l'emploi dans la charge, sous forme de briquettes,d'un excès d'agent réducteur. Avec les propertiens théoriques d'aluminium) le poids des couronnes de calcium produites était de 8 k 909 pour un. temps de chauffage de
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z.2 heures et 10 .k s,0 pour un chauffage d'une durée de 1.8 heu- res..Avec 11 du montant théorique d'aluminium le poids des couronnas était de 9 k 513 et de 11 k ses respectivement, ce qui correspond une augmentation de la production de calcium
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de 16,g et 12, respectivement.

En employant 130% du mon- tant théorique d'aluminium les couronnes posaient 9 k 830 et 10 k 917 respectivement ce qui est seulementune légère aug- mentation supplémentaire pour une durée de chauffage plus courte*
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jBJmlJ{IJ,IO}..:t'I01.'TS E.T R'l1Jf1'lThtliL 1 - procédé pour la production de calcium-métal comprenent :

S chauffage d'une matière conteumit de la chaux avec de l'aluminium comme agent réducteurs sous vide, dans une chau- dière, chauffée extérieurement, logée dans un foyer, avec une section (le condensation située en dehors du foyer, et en maintenant une partie de la section de condensation à une tem-
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pérature n'étant pas substantiellement inférieure 680 C pour former du calcium cohérent substantiellement libre d'autres métaux émis de la charge sous forme de vapeurs
2 - procédé tel que revendiqué sous 1, dans lequel la ma- tière contenant de la chaux et l'aluminium sont mélangés en
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proportions telles que le mélange co:;t16tu;

e 106 à 130% du . montant théorique de l'elum1nium nécessaire pour la réaction, 3 - procédé tel que revendiqué sous 1, dans lequel le revêtement.du condenseur est recouvert de l'un des corps suivants: silicate de soude kaolin et graphite*
4 - PrOCédé tel que revendiqué.sous 1, dans lequel la ma- tière contenant la Chaux et l'aluminium sont chauffés, sous forme de briquettes contenant 105 à 120% du montant théorique de l'aluminium nécessaire pour la réaction.
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5 - appareil pour produire du oc.icium-métei comprenant un foyer avec au moins une cornue ayant une section où s' 0- père la réduct3.onéituée dans le foyer et Uje section où s'opère

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

la condensation en dehors de ce foyer, des moyens pour mainte- nir une portion de la section de condensation h une température EMI3.13 qui n'est pas substantiellement in:rériel1re à saooo pour la con- <Desc/Clms Page number 4> densation de la vapeur de calcium et des moyens pour refroidir une autre portion du condenseur pour condenser séparément les vapeurs de magnésium.

6 - Appareil pour produire du calcium-métal par réduc- tion thermique d'une matière contenant de la chaux, un foyer de chauffage, au moins une cornue comportant une section de réduction placée dans la foyer et une section de condensation hors de ce foyer, un manchon amovible dans la section de con- densation et s'étendant dans la paroi du foyer, des moyens pour isoler la zone arrière du condenseur pour y maintenir une température relativement élevée pour la condensation des vapeurs métalliques sous forme cohérente et des moyens pour refroidir la zone avant du condenseur pour y condenser les vapeurs de magnésium.