BE556157A - - Google Patents

Description

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   La présente invention est relative à un   procède   pour la pro- duction de métaux alcaline-terreux de grande pureté, particulière- ment de calcium par distillation de métaux bruts sous pression, dimi-   nuée>   conduisant de   préférenoe à   un produit pur du point de vue nu- cléaire. 



   On sait que l'on utilise les métaux alcalino-terreux, et parmi ceux-ci particulièrement le   oaloium   et le magnésium,   comme   agents de réduction lors de la   production   de nombreux métaux, entre autres aussi pour la production d'uranium ou de   thorium   destinés à être utilisés dans des réacteurs nucléaires.

   La question de la pureté des métaux destines à cet objet revêt une importance extrême, car ils ne peuvent contenir d'éléments avec section élevée de réception pour des neutrons. pour obtenir ce résultat, les métaux utilisas pour la réduction doivent aussi être utilisés à l'état très pur, sur- 

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 tout du point de vue   nucléaire,   afin que des élémentsnocifs ne soient pas entraînésdu métal réducteur dans   l'uranium   ou le thorium, pour obtenir la pureté requise des métaux réducteurs,   cornue   particu-   lièrement   'du calcium'et du magnésium, on a essayé de vaporiser les métaux bruts sous   vide.pousse   et de les condenser ensuite'dans des   appareils   approprias.

   Il s'est toutefois   rivale   que, de cette manière, surtout dans le cas du calcium et du magnésium, certains des éléments nuisibles à la pureté nucléaire, principalement le manganèse et l'a- zote, ne peuvent être'chaque fois éliminés dans les proportions re- quises, cet effet dépuration insuffisant est   provoqué   en ordre prin- cipal par le fait-que.   les.métaux   en question ne s'évaporent pas de la coulée lors du chauffage sous vide   pousse,   mais au contraire res- tent solides.. qu'ils subissent une sublimation. 



   On a proposé drainer au métal à épurer, par exemple au cal- cium, une quantité importante, 10 % environ de son poids,   d'alumi-   nium, Le point de fusion   d'un'tel   alliage   calcium-aluminium   se trouve nettement plus bas que le point de fusion du calcium pur, ce qui en- traîne la vaporisation du   calcium   sous vide poussé hors du métal fon- dû, En fait, un calcium métallique obtenu par distillation à partir d'un tel alliage est plus pur que celui obtenu par sublimation du métal   brut, ' - - ..'.   



   Mais, à cote de l'avantage   de la pureté   élevée du produit de distillation, ce procédé a aussi des désavantagea comparativement à la sublimation du métal brut non allié, Ainsi, avant la vaporisation proprement dite; il,faut d'abord constituer l'alliage, Dans l'alliage même, il se forme des combinaisons intermétalliques aluminium-calcium très stables, hors desquelles on ne peut vaporiser le calcium dans les conditions habituelles de la vaporisation sous vide pousse.   On   constate ainsi des pertes importantes en   calcium..   



   Le procéda de l'invention permet d'éviter ces inconvénients si la formation d'un alliage à point de fusion plus faible entre le métal alcalino-terreux à épurer et un métal d'addition, a lieu non pas avec la quantité totale du métal   à   apurer, mais bien avec sa sur- 

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 face seulement en' une couche mince. La vaporisation sous vide poussé se passe alors hors de la mince couche d'alliage en surface, fondue, tandis que .reste solide la masse du métal aloalino-terreux à épurer se trouvant sous cette couche superficielle. La vaporisation pro-   gressant,   les morceaux du métal à apurer deviennent de plus en plus petits,   l'alliage   fondu en surface étant maintenu. 



   Comme métaux d'addition, entrent en principe en ligne de comp- te tous les métaux qui abaissent le point de fusion du métal alca- lino-terreux à apurer et dont la pression de vapeur est sensible- ment plus faible que celle du métal alcalino-terreux intéressé. 



  Outre   l'aluminium,   il   s'agit   de métaux comme par exemple le cuivre,   l'étain,   le plomb, le nickel, le cobalt entre autres, ou aussi d'al- liages de ces métaux.. Aux termes de   linvention,   ces métaux   d'addi-   tion sont utilisés en faibles quantités par rapport au métal alcali-   no-terreux     à   apurer. Si celui-ci se trouve sous forme de petits   mor-   ceaux, il faut dans certains cas jusqu'à5   %   de métal d'addition par rapport au poids du métal   alcalino-terreux,   alors que dans le cas de morceaux moyens et   gros,   de 3 à 1 % seulement suffisent. 



   Il existe diverses possibilités de mise en oeuvre pratique du procéda de   l'invention,,   Il suffit par exemple   d'enfermer   le métal brut ou les morceaux de ce métal à distiller, par exemple de calcium, dans une tôle ou une feuille   d'aluminium,   de l'introduire ensuite dans l'appareil de vaporisation, et de le soumettre   à   la distilla-   tion,   De cette façon, il se forme sur la surface des morceaux une couche mince   d'un   alliage, .par exemple de calcium-aluminium, qui suffit pour retenir et combiner les impuretés nocives telles que le manganèse ou l'azote, de telle sorte que le métal condensa accuse une grande pureté du point de vue nucléaire.

   Le cas échéant, il suf- fit aussi de ne recouvrir les morceaux de métal brut introduits   de.ne   l'appareil de vaporisation qu'à leur surface libre seulement, avec une tôle du métal   d'alliage,   qui provoque alors la formation de la couche superficielle   d'alliage   lors du chauffage   à   la température de distillation. on peut également traiter avec un égal succès du métal 

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 brut introduit en morceaux, si-les Morceaux sont recouverts, avant 
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 distillation, dtune,oouohe,d'épaisseur uniforme d'aluminium finement divisé. on procède de la même manière, si, au lieu d'aluminium, on ajoute un autre métal. 



   Il a déjà été mentionné qu'on peut maintenir   à   une très fai- ble valeur la quantité des métaux d'addition utilisés, et que cette dernière doit uniquement suffire à la formation dtune mince couche à la surface du métal brut. Pour épurer 20 kgs de calcium brut sui- vant le   procéda   de   l'invention,   il suffit par exemple de 0,5 kg   d'a-   luminium sous forme de tôle, feuille ou poudre, 
Comme déjà dit, le   procède   nest pas uniquement limité   à   l'épuration de calcium; il peut encore être mis en oeuvre lors de la 
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 production d'autres métaux alcalino-terreux, comiTie le strontiun, le baryum ou le magnésium.

   Alors que, dans le cas du calcium, on pro- cède   à   la distillation à des températures de l'ordre de 800 , entre par exemple 750 et 800 , on aura recours pour le strontium à dea 
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 températures inférieures de 50 à 100 , et pour le illgn68j,um inféri- eures de 2500, irépuratimn réussissant d'une manière aussi efficace que dans le cas du   calcium   à   l'aide   de métaux   d'addition,   correspon- 
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 dants, formant une mince couche d'allia;e fondue. 



  Il s'avère que, lorsqu'on met en.oeuvre le procède conforme . 



  , l'invention, les îmruretés indésirables nui8nt la pureté nucl±- aire, telles que le manganèse et l'azote, restent dans le résidu de 
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 la vaporisation. on peut éventuellement encore contribuer à augmen- ter la pureté, si on utilise les métaux formait   l'alliage d.     l'état   pur du point de vue   nucléaire,   ce qui ne   constitue   guère une charge 
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 bien S9oile du prix de revient du procède, eu cgerd auz quantités relativement faibles à utiliser. Toutefois, tant dor.n4 le hon effet dépuration que 1'on obtient, travailler à partir de 3ta-u.x d'allia- ge purs du point de vuz, rtcl'-'"-3ire, ne fia.¯^¯:.'E.r,2le auou/iement une condi- tion d'obtention d'tt, bon rsuite t.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS 1) procède povr l'épuration des métaux alcalino-terreux, comme le magnésium, le strontium, le baryum et particulièrement le calcium., par vaporisation et condensation sous pression diminuée, caratérisé en ce que, au oours de la vaporisation, le métal brut est maintenu recouvert d'une couche, mince de préférence, d'un alliage fluide, qui est constitue par le métal à distiller et un ou plusieurs métaux à pression de vapeur plus basse que celle du métal à épurer.

   2) procédé, suivant la revendication 1, caractérisé on ce qu'on utilise, en vue de la formation de la couche d'alliage fluide des métaux qui diminuent le point de fusion du métal à sublimer, tels que le nickel, le cobalt, le cuivre, l'étain et particulièrement l'a- luminium, soit seuls, soit plusieurs d'entre eux à la fois.

   3) procédé, suivant les revendications 1 et 2, caractérisa en ce qu'on utilise les métaux d'alliage à l'état pur du point de vue nucléaire, 4) procédé, suivant les revendioations 1à3, caractérise en ce que le métal brut est recouvert ou entoure d'une tôle ou d'une feuille du métal drainage, et est soumis en cet état à la. distilla- tion sous pression diminuée.

   5) Procède, suivant les revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le métal à distiller est recouvert d'une couche mince du métal d'alliage pulvérulent, et est alors porté à la température de distil- lation.