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On sait que les oxydes métalliques difficile- ment réductibles-peuvent être réduits en métaux corres- pondants par l'hydrure de.calcium, Le magnésium est une exception, et on ne peut actuellement obtenir ce métal par réduction de l'oxyde à l'aide d'hydrure de calcium
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A l'inverse de ce mode de réduction on connaît un procédé consistant à réduire les oxydes en métaux au four électrique par lthydrure de calcium, dans un courant d'hydrogène pur et sec, à la pression atmosphérique. L'hy.
'drure de calcium utilisé est obtenu à partir d'oxyde de calcium,de magnésium et d'hydrogène, donc par un procédé exactement inverse de la formation de magnésium à partir d'oxyde de magnésium et d'hydrure de calcium,
D'autre part la réduction par l'hydrure de cal- cium d'oxydes de métaux difficilement réductibles n'a trouvé aucune application dans l'industrie, l'hydrure de calcium pur étant un produit extrêmement difficile à obtenir.
Or, la demanderesse a trouvé.que contrairement à ce qui est dit dans la littérature les composés du ma- gnésium pouvaient être réduits à l'état de magnésium méta par des hydrures alcalino-terreux techniques'.
On obtient ces hydrures alcalino-terreux indus- triels par exemple par réduction du carbure alcalino- terreux par l'hydrogène; ils contiennent des quantités considérables d'autres substances, en particulier de car- bures, siliciures, oxydes et nitrures des métaux alcaline terreux correspondants, ainsi que du carbone, du fer et de l'aluminium.
Au contraire de l'hydrure de calcium envisagé dans la littérature,obtenu à partir d'oxyde de calcium, de magnésium et d'hydrogène, et pouvant renfermer les impuretés que l'on vient d'indiquer tout au'plus en faibles proportions, les hydrures alcalino-terreux envi- sagés ici sont extrêmement impurs.
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Ce nouveau procédé peut consister par exemple à chauffer à température assez élevée un mélange pulvéru- lent du compose de magnésium à réduire et de l'hydrure alcalino-tarreux servant d'agent de réduction.
Dans le présent procédé on sépare le magnésium à l'état de vapeur du mélange réactionnel du composé de magnésium et de l'hydrure alcalino-terreux technique, puis on condense cette vapeur. Aussi bien le composé de magné sium qu'en particulier l'hydrure alcalino-terreux peuvent être très fortement contaminés (jusqu'à 10 fois environ le poids du magnésium) par des oxydes, nitrures, carbures, siliciures, et sulfures de métaux alcalino-terreux, d'alu- minium, de fer et d'autres métaux, ainsi que par ces métaux et par du carbone.
On peut employer de façon tout à fait analogue, à c8té de l'oxyde de magnésium, d'autres composés simples du magnésium comme le chlorure, le sulfure ou le phosphu- re ; mais pour des raisons d'économie ces composés sont normalement sans intérêts en comparaison de 1-'oxyde de magnésium. Par contre on peut se servir non seulement d'oxyde de magnésium pur, mais également d'un mélange d'oxyde de magnésium et d'un autre oxyde difficilement réductible comme MgO.CaO ou MgO.Al2O3 ou MgO.SiO2, ou encore de mélanges d'oxydes tertiaires ou quaternaires contenant de l'oxyde de magnésium.
On procède par exemple en effectuant d'abord la réaction, à une pression partielle d'hydrogène supé- rieure à la tension de vapeur du magnésium à la tempéra- ture correspondante, de sorte qu'une partie seulement du magnésium s'élimine du mélange réactionnel à l'état
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de vapeur avec l'hydrogène formé, puis en vaporisant dans un seccnd stade le magnésium restant sous une pression plus faible ou à plus haute température. Mais on peut aussi entreprendre simultanément la réaction et la vapori- sation du magnésium en travaillant à une pression totale, au-dessus des composants réactionnels solides, inférieure à deux fois la tension de vapeur du magnésium.
On peut dans une autre variante évacuer la vapeur de magnésium en faisant passer au-dessus du mélange ou dans ce mélange une quantité supplémentaire d'hydrogène en plus de l'hydro gène formé.
Sur le schéma annexé 1 désigne un tube en fer vertical portant à sa partie supérieure une conduite 2 pour l'arrivée de l'hydrogène, un dispositif 3 pour l'intrc duction de la matière solide qui arrive du réservoir 4, et un regard 5. La partie centrale du tube, entourée par un four électrique 6, constitue la chambre d'évaporation 14.
A l'intérieur du tube 1 se trouve un système en forme d'entonnoir 7 pour le passage de l'hydrogène et de la matière première solide, système placé approximativement au point où le tube pénètre dans le four. Près de la sortie du four est prévu un disque transversal 8 dans lequel est disposé un tube oblique 9 pour le passage de la vapeur de magnésium et de l'hydrogène. La partie du tube au-dessous du four électrique sert de chambre de condensa- tion 10. A la partie inférieure du tube 1 on trouve un dispositif de refroidissement 11, le regard 12 et le dé- part d'hydrogène 13.
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Exemple 1.
On mélange intimement 400 g d'oxyde de'\.magné- sium et 690 grammes d'hydrure decalcium technique conte
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nant 55% de CaH2 et 45 )É de carbure, :;ilic,re t 1 'oe et nitrure de calcium, ainsi que du carbone, du fer, de
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l'aluminium et d'autres létaux en faibles proport,:J..o,QS)\ 1 \ , hydrure obtenu par le procédé de la demande de'brevet belg , n 424,375 du 12 Juillet 1955, puis on introduit le mélange dans un tube de fer vertical ferme à sa partie inférieure, de 100 mm de diamètre et 900 mm de long, On applique sur le mélange un jeu de plaques formé de trois plaques à trous, conçu de façon à rendre impossible une vue directe par le haut sur la matière.
L'appareil .est fermé par un couvercle qui porte un raccord à vide excentrique, et un condenseur métallique pénétrant concen triquement dans le tube jusqu'à 100 mm au-dessus du ieu de plaques. On fait d'abord le vide dans l'appareil, on chauffe à 550 C puis on porte la température en 3 heures à 850 c on observe alors le dégagement d'hydrogène. La réaction terminée on refroidit à 500 C, on fait à nouveau le vide, et tout en poursuivant le pompage on porte en 2 heures à 900 C en faisant passer un courant d'eau dans le condenseur,On,constate en ouvrant le tube que le magné- sium s'est condensé à l'état de'métal pur sous forme de cristaux en aiguilles sur le condenseur; on peut aisément enlever ce magnésium.
On obtient 202 g de métal, soit 92% de la quantité calculée par rapport à l'hydrure de calcium mis en j eu.
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Exemple 2.
Dans un appareil conforme au dessin annexé on fait arriver en continu dans la chambre de vaporisation à 1.000 c un produit préalablement pressé en grains de 4 mm constitué par 10 Kgs de dolomie calcinée à 40% en poids de MgO et 6,9 Kgs dhydrure de calcium à 55 % en poids de CaH2. Avec une puissance de chauffage de 5 Kilowatts il se condense envron 500 g.. de magnésium à l'heure dans la zone de condensation. On règle l'introduction de la matiè- re de façon que sa surface reste au-dessus de 900 C et on ' maintient à 50 mm de mercure sensiblement la,pression tota- le dans l'appareil.
Exemple 3.
Dans le réacteur de l'exemple 2 on traite le même mélange qu'à cet exemple à la même température;et avec la même puissance de chauffage, avec une capacité de production de vapeur de magnésium sensiblement identi- que, en faisant arriver à l'heure 0,4 mètre cube d'hydro gène environ pris dans les conditions normales, à une pression totale de 200 mm de mercure.
Exemple 4.
On dispose dans un réacteur en fer un mélange de 440 g . d'oxyde de magnésium et 700 g . d'hydrure de calcium technique à 60 % de C H2 , la partie restante étant constituée par de l'oxyde ét du carbure de calcium ainsi que par du carbone,du silicium, du fer et d'autres métaux en faibles quantités. Après avoir prélablement évacué l'air par pompage on chauffe d'abord à 550 C puis on porte en 3 heures la température à 850 C. On évacue l'hydrogène formé pendant la réaction.
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Apres refroidissement on a le métal exempt des impuretés indiquées ci-dessus, carbure et oxyde de calcium.
On obtient 241 g: de magnésium, ce qui correspond à une transformation quantitative par rapport à l'hydrure de cal- ciura que contient le produit technique.