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!!1EVET D,'INVENTION JULIAN MILES AVERY
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Cette invention concerne la production de magnésium métallique par réduction "métallothermique" d'oxyde de magnésium à des températures élevées. plus particulièrement; elle concerne un procédé amélioré du type de ceux dans lesquels on fait réagir du silicium métallique, habituellement sous la forme d'un alliage de ferrosilicium, et de l'oxyde de magnésium, habituellement sous 14 forme de dolomite calcinée. dans un système four électrique- condenseur, habituellement maintenu sous un vide poussé.
Dans un tel procédé, dit procédé "Magnatherm", l'oxydation du silicium et la réduction de l'oxyde de magnésium ont lieu en présence d'un bain de laitier fondu à des températures supérieures à environ 1300-1400 C. Sous le vide poussé, la vapeur de magnésium à très faible pression partielle se dégage, et est ultérieurement condensée en magnésium métallique fondu ou solide. périodiquement l'alliage de ferrosilicium "épuisé" et une grande quantité de lai- tier sont soutirés du four sous forme fondue. Puisque le système four-condenseur est maintenu sous vide poussé afin de favoriser la réaction désirée et de vaporiser le magnésium produit, le prélè- vement périodique du laitier et de l'alliage épuisé du four exige que le vide soit interrompu ainsi que l'opération.
Le procédé est donc par essence une opération discontinue.
Un tel procédé n'a été mis en oeuvre que sur une petite échelle industrielle, et il ne semble pas susceptible de rivaliser avec succès avec la méthode actuellement utilisée pour la produc- tion de magnésium sur une grande échelle industrielle, à savoir l'électrolyse de chlorure de magnésium fondu,
Un autre procédé "métallothermique" bien connu pour la production de magnésium, le procédé "Pidgeon", est aussi une opé- ration discontinue qui n'a été mise en oeuvre que sur une échelle industrielle relativement petite.
Dans ce procédé l'oxyde de magnésium, sous la forme de dolomite calcinée, et le silicium métallique, sous la forme de ferrosilicium, sont chargés dans des batteries de petites cornues à chauffage extérieur, dans lesquelles une réaction "à l'état solide" se produit à des températures de l'ordre de 1100-1200 c. Dans ces conditions du magnésium métallique est libéré de la zone de réaction sous forme de vapeur à très faible pression partielle, et il est donc nécessaire de maintenir la batterie de cornues sous un vide très poussé.
Ce procédé ne semble pas susceptible de rivaliser avec la méthode électrolytique de production de magnésium à partir de chlorure de magnésium, sauf dans des cas précis ou bien pour des raisons particulières.
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Le but de la présente invention est de fournir un procédé "métallothermique" amélioré qui soit totalement compétitif avec les méthodes connues de production de magnésium.
En termes généraux, la présente invention peut être carac- térisée comme un procédé continu ou discontinu pouvant être mio en oeuvre à la pression atmosphérique ou au voisinage, dans lequel : un alliage aluminium-silicium est utilisé comme agent réducteur Métallique ? une partie majeure de l'oxyde de magnésium nécessaire est fournie sous forme' de magnésie, plutôt que sous forme de chaux dolomitique ;
une concentration relativement élevée d'oxyde de magnésium est maintenue dans le laitier à tout moment et les proportions d'aluminium et de silicium métalliques et la composition du laitier sont mutuellement coordonnées et maintenues de façon que la totalité, ou lui quasi totalité,de l'alumine et du dioxyde de silicium nécessaires pour la formation du laitier soit obtenue par réduction d'oxyde de magnésium en magnésium métallique.
Selon la présente invention, si un alliage d'aluminium- silicium, contenant du silicium et de l'aluminium dans un rapport d'au moins environ 0,8:1,est utilisé pour la réduction d'oxyde de magnésium, à partir d'un oxydant contenant une proportion ma- jeure de magnésie, en présence d'un laitier fondu ayant une certaine composition,à des températures supérieures à environ 1400 C, de la vapeur de magnésium peut être libérée,, même à pression atmosphérique, dans des quantités correspondant à une utilisation très poussée de la teneur en silicium de l'alliage.
Apparemment, la présence d'aluminium comme produit réagissant, en association physique étroite avec le silicium et le laitier fondu comme défini ici, stimule la réaction du réducteur avec effet de synergie, à un tel point que la vapeur de magnésium se dégage même à la pression atmosphérique, en supprimant ainsi la nécessité du maintien d'un vide poussé dans le système.
L'emploi d'alliages d'aluminium-silicium de composition convenable fournit ainsi des avantages très importants sur l'emploi du ferrosilicium. Un avantage évident est la possibilité d'effec- tuer la réaction à la pression atmosphérique ou au voisinage.
Deuxièmement, une fraction majeure de la teneur en silicium de l'alliage réducteur.peut être utilisée pour réduire l'oxyde de magnésium. En outre., l'oxyde d'aluminium requis dans le laitier peut être obtenu comme sous-produit de la réaction, de sorte que le rapport du laitier au magnésium métallique produit peut être réduit de façon bénéfique.
Les concentrations et les rapports employés ici sont pondéraux, sauf précision contraire.
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On a en outre découvert que si la teneur en oxyde de magnésium du laitier était maintenue à un niveau relativement élevée supérieur à environ 5 %, et de préférence compris entre environ 10 et environ 20 pour cent, la tendance du silicium à réagir avec l'onde de magnésium pour produire du magnésium était grandement augmentée. La vitesse de réaction accrue de l'oxyde de magnésium avec l'aluminium et avec le silicium augmente sensible- ment la capacité de production d'un four de taille donnée, La forte concentration de l'oxyde de magnésium dans le laitier joue ainsi un rôle vital dans le procédé de la présente invention.
Afin de maintenir le rapport du laitier au magnésium métallique produit à la valeur pratique la plus faible, il est souhaitable de maintenir aussi une concentration relativement élevée d'oxyde d'aluminium dans la laitier, c'est-à-dire supérieure à en/iron 15 pour cent,, et de préférence dans l'intervalle d'environ 25 à 30 jour cent.
En outre, on a constaté que les avantages du présent procédé pouvaient être le mieux atteints en évitant de fortes concentrations d'oxyde de calcium dans le laitier, tout en utilisant des concentrations de dioxyde de silicium supérieures à environ 25 pour cent, et de préférence dans l'intervalle d'en- viron 30 à 45 pour cent,. La concentration de l'onde de calcium doit être maintenue en-dessous d'environ 30 pour cent, et de préférence entre environ 10 et 20 pour cent.
Dans les dessins
La figure 1 est un diagramme à trois composants montrant los compositions larges et les compositions préférables des compo- cants oxyde de calcium., oxyde d'aluminium et dioxyde de silicium du laitier fondu.
La figure 2 est un diagramme à trois composants montrant les compositions larges et les compositions préférables de 'allia- ge réducteur.
Le procédé de la présente invention est caractérise par l'utilisation d'un alliage d'aluminiun-silicium pour réduire l'oxyde de magnésium dans la zone de réaction d'un four de réduc- tion, à des températures supérieures à environ 1400 C et en pré- sence d'un bain de laitier fondu ayant la composition générale;
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<tb> Composant <SEP> Intervalle <SEP> large <SEP> Intervalle
<tb>
EMI5.2
#¯¯¯¯¯¯ ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ pr6f6rablo
EMI5.3
<tb> CaO <SEP> 0 <SEP> - <SEP> 30 <SEP> pour <SEP> cent <SEP> la <SEP> - <SEP> 20 <SEP> pour <SEP> cent
<tb>
<tb> MgO <SEP> 5-25 <SEP> pour <SEP> cent <SEP> la <SEP> - <SEP> 20 <SEP> pour <SEP> cent
<tb>
<tb> Al2O3 <SEP> 15 <SEP> - <SEP> 35 <SEP> pour <SEP> cent <SEP> 25-30 <SEP> pour <SEP> cent
<tb>
<tb> SiO2 <SEP> 25-50 <SEP> pour <SEP> cent <SEP> 30 <SEP> -45 <SEP> pour <SEP> cent
<tb>
Une composition Optimale du laitier fondu semble être d'environ 20 pour cent d'oxyde de calcium, environ 15 pour cent d'oxyde de magnésiu, environ 30 pour cent d'oxyde d'aluminium, et environ 35 pour cent de dioxyde de silicium.
Autrement; la composition du laitier fondu peut être délimitée pas* les courbes représentées sur la Figure 1. Ainsi, l'intervalle large de composition du laitier fondu couvre les laitiers contenant onviron 5 - 25 pour cent d'oxyde de magnésium, et de l'oxyda do calcium, du dioxyde de silicium et de l'oxyde d'aluminium dans les proportions représentées par la courbe 10 de la Figure 1. De même, la composition préférée du laitier fondu contient environ 10 - 20 pour cent d'oxyde de magnésium, et les composants restants élans les proportions indiquées par la courbe 12 de la Figure 1.
Or doit remarquer quo les pourcentages donnés sur la Figure 1, pour des raisons de simplicité, se rapportent au laitier fondu sans sa, teneur en oxyda de magnésium, c'est-à-dire 5 - 25 pour cent, et de préférence la - 20 pour cent, du laitier total. Ainsi, le total des trois composants se monte 100 pour cent mais ne représente que la partie du laitier ne contonant pas d'oxyde de magnésium.
Dans les modes de réalisation préférés de cette invention, la composition du laitier fondu est telle que le rapport des oxydes d'aluminium et de magnésium au dioxydo de silicium soit inférieur à 1,6:1; le total des oxydes d'aluminium et de magnésium soit inférieur 4 50 pour cent du laitier ; et le rapport des oxydes de calcium et de magnésium au dioxyde de silicium soit inférieur à 1,6 :1.
La plupart des laitiers métallurgiques ont une forte teneur en CaO- au moins 40 pour cent, et habituellement de l'ordre de 50 pour cent, quelquefois même davantage. De tels laitiers sont dits laitiers basiques, et ils sont caractérisés par un point de fusion relativement note et ils forment un laitier fluide de faible viscosité avec un pou de surchauffe. Les laitiers ayant l'intervalle de composition ci-dessus, par contre, sont classés comme "laitiers acides", et sont caractérisés par un point de fusion assez vague,
EMI5.4
et ils forment dos laitiers "v3.,rcu:" et plutôt visqueux, ce qui demande une surchauffe considérable pour obtenir une viscosité
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plus faible.
L'intervalle des compositions fourni ci-dessus couvre une gamme étendue do points de fusion. Dans cet intervalle, beau- coup de combinaisons sont possibles, mais eiles doivent être soi- gneusement choisies, car il est nécessaire de produire un laitier dans lequel le mélange d'oxydes soit tel qu'une combinaison convens'- ble du point de fusion et de la viscosité soit obtenue. A cette fine un fondant, tel que le spath fluor, peut être ajouté au laitier si on le désire.
L'oxydant chargé dans la zone de réaction est, de façon appropriée, un mélange d'oxydes tels que l'oxyde de magnésium et l'oxyde de calcium. Une proportion majeure de l'oxydant est cepen- dant constituée de magnésie, c'est-à-dire de minerai d'oxyde de magnésium. Une proportion mineure de l'oxydant peut être de la dolomite calcinée, une combinaison équimolaire d'oxyde de magnésium et d'oxyde de calcium, obtenue à partir de CaMg(CO3)2. cependant il n'est pas nécessaire d'employer de la dolomite calcinée dans l'oxydant, et dans certains cas la magnésie seule est satisfaisante.
En tous cas, le rapport molaire de l'oxyde de magnésium à l'oxyde de calcium dans l'oxydant est au moins de 2:1.
Il est évident que si l'on dispose d'une pierre à dolomite magnésienne contenant un rapport oxyde de magnésium sur oxyde de calcium relativement élevé, il peut être souhaitable de remplacer la chaux dolomitique ordinaire, en totalité ou en partie, par la chaux produite à partir d'une telle pierre, en diminuant ainsi la quantité d'oxyde de magnésium nécessaire sous forme de magnésie.
Par contre, si la chaux dolomitiquo n'est pas disponible ou souhai- table, il est évident que la chaux produite à partir de pierre chaux peut être utilisée pour fournir autant d'oxyde de calcium qu'il peut être nécessaire pour la formation d'un laitier convena- ble.
Dans le procédé de la présente invention, il est fort souhaitable de maintenir dans la zone de réaction une température d'au moins environ 1400 C pour favoriser de bonnes conditions de réaction, mais les températures supérieures à environ 1700 C sont @ contre-indiquées car elles créent des difficultés de conception d'installation et des problèmes opératoires, il est donc souhaitable- d'employer un laitier dont le point de fusion ne soit pas supérieur à environ 1600 C, afin qu'une surchauffa suffisante puisse être appliquée au laitier pour lui donner une fluidité suffisante sans qu'une température excessivement élevée soit nécessaire.
Ainsi, une température d'environ 1400-1700 C dans la zone de réaction est préférable, bien que dans certains cas des températures plus hautes
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ou plus basses soient convenables et puissent être souhaitables.
Par contre; on peut utiliser dans le présent procédé des laitiers de viscosité relativement forte, car il n'y a pas dans le four de couche de matière solide à travers laquelle le laitier doive se frayer un chemin afin d'atteindre le trou de soutirage pour être prélevé du four, Ainsi le problème de la viscosité du laitier n'est pas aussi grave que dans la plupart des procédés métallurgiques, mais il constitue encore un facteur qui demande de l'attention.
En générale la composition du laitier est déterminée dans le présent procédé par le rapport de l'aluminium au silicium alimentés comme agent réducteur; la degré d'utilisation du silicum comme réducteur, qui pour des raisons d'économie doit être aussi élevé que possible; et les proportions relatives d'oxyde de magné- sium alimenté sous forme de magnésie et sous forme de chaux dolomi- tique.
Tel qu'il est employé ici, le terme "alliage d'aluminium- silicium" engloba les réducteurs qui, quand ils sont ajoutés au laitier fondu dans la zone de réaction d'un four de réduction, comme décrit ici, fournissent de l'aluminium et du silicium métal- liques.
L'emploi d'alliages Al-Si-Fe comme réducteurs de cette invention peut être souhaitable, eu égard en particulier à la faci- lité d'obtention de tels alliages d'aluminium-silicium. L'aluminium peut être fabriqué sous la forme de tels alliages par des méthodes de fusion au four électrique, qui soht bien connues. Des que la teneur en aluminium de l'alliage augmente, une petite proportion de fer est souhaitable, ou même parfois nécessaire afin d'éviter une volatilisation excessive de l'aluminium et du silicium du four. On considère en général que la teneur en aluminium de ces alliages est limitée, pour des raisons pratiques., à environ 60 pour cent au maximum. Dans de tels cas la teneur en fer est généralement supérieure à environ 5 pour cent.
Par contre, pour une utilisation maximale de la teneur en silicium, il est souhaitable d'avoir une teneur en fer relati- vement faible dans le réducteur de cette invention. Mais ce deside- ratum doit être nia en balance avec l'effet favorable de la teneur en fer sur le prix de revient de production de l'alliage réducteur, comme mentionné ci-dessus. Une teneur en fer d'environ 10 pour cent semble satisfaisante si l'on considère ces facteurs, mais elle peut être plus forte ou plus faible sans que l'on s'écarte de l'esprit de l'invention, par exemple dans l'intervalle de 0 à 20 pour cent.
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En soupesant tous ces facteurs-prix de revient de pro- duction, concentration d'aluminium et de silicium, utilisation de la composition et des propriétés du laitier au silicium, rapport du laitier au magnésium produit, composition et propriétés du laitier, quantité et composition de l'alliage épuisé l'intervalle désiré de composition d'alliages en vue de l'emploi dans le procédé de la présente invention, est le suivant ;
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<tb> composant <SEP> métallique <SEP> intervalle <SEP> large <SEP> Intervalle
<tb>
<tb>
<tb> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> ¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯ <SEP> proféré <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Al <SEP> 25-50 <SEP> pour <SEP> cent <SEP> 30-40 <SEP> pour <SEP> cent
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Si <SEP> 40-65 <SEP> pour <SEP> cent <SEP> 50-60 <SEP> pour <SEP> cent
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Fe <SEP> 0-20 <SEP> pour <SEP> cent <SEP> 10 <SEP> pour <SEP> cent
<tb>
Dans les intervalles ci-dessus de composition d'alliages le rapport du silicium à l'aluminium est d'au moins 0,8:1, de préférence supérieur à 1:1, et dans les meilleures conditions d'au moins 1,4:1.
Autrement, la composition du réducteur aluminium- silicium de la présente invention peut être représentée par le diagramme à trois composants de la Figure 2. Ainsi, en gros, la composition du réducteur correspond à la zone délimitée par la courbe 20 de la Figure 2. De préférence, la composition du réduc- teur correspond à la zone délimitée par la courbe 22 da la Figure 2.
Les exemples suivants sont fournis pour montrer les avantages techniques et économiques du procédé de la présenta invention, mais sans en limiter le champ d'application.
EXEMPLES
Les opérations suivantes sont conduites dans un four de réduction électrique accouplé à une chambre de condensation.
La méthode consiste à charger le four avec un laitier et à fournir de la chaleur jusqu'à ce qu'une viscosité convenable ait été atteinte à une température supérieure à environ 1400 C, après quoi l'oxydant et le réducteur sont chargés par petites fournées.
Périodiquement le laitier fondu et l'alliage de ferrrosilicium, s'il y en a, sont soutirés . L'addition d'oxydant et de réducteur et le soutirage du laitier et du ferrosilicium "épuisé" sont conduits de manière telle que la composition du laitier soit maintenue sensiblement constante. L'opération est conduite pratiquement en continu.
L'oxydant et le réducteur chargés au four et le laitier soutiré avaient les compositions indiquées dans le Tableau I. Les réactions se sont produites à des températures également indiquées dans le Tableau I, et la vapeur de magnésium s'est dégagée et a
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été condensée à la pression atmosphérique. Les compositions du laitier sont également indiquées dans le Tableau I.
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TABLEAU I
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<tb> EXEMPLE <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> 3 <SEP> 4 <SEP> 5 <SEP> 6 <SEP> 7 <SEP> 8 <SEP> 9 <SEP> 10 <SEP> 11 <SEP> 12 <SEP> 13 <SEP> 14 <SEP> 15 <SEP> 16
<tb> Réducteur
<tb> Al <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 40 <SEP> 30
<tb> @@ <SEP> @@ <SEP> @@ <SEP> @@ <SEP> @@ <SEP> 40 <SEP> 40 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 40 <SEP> 30
<tb> Si <SEP> 60 <SEP> 50 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 50 <SEP> 50 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 60 <SEP> 50 <SEP> 60
<tb> Fe <SEP> 0 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10
<tb> Oxydant
<tb> Magnésie <SEP> + <SEP> 1,79 <SEP> 1,41 <SEP> 1,50 <SEP> 1,66 <SEP> 1,
68 <SEP> 1,96 <SEP> 1,46 <SEP> 1,62 <SEP> 1,56 <SEP> 1,73 <SEP> 1,81 <SEP> 1,88 <SEP> 1,99 <SEP> 1,95 <SEP> 1,63 <SEP> 1,61
<tb> Chaux <SEP> Dolomitique <SEP> + <SEP> 0,30 <SEP> 1,14 <SEP> 0,92 <SEP> 0,45 <SEP> 1,14 <SEP> , <SEP> 015 <SEP> 1,00 <SEP> 0,56 <SEP> 0,22 <SEP> 0,25 <SEP> 0 <SEP> 0,39 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 0,83 <SEP> 0,75
<tb> Laitier:
<tb> CaO <SEP> 10 <SEP> 30 <SEP> 26 <SEP> 15 <SEP> 27 <SEP> 5 <SEP> 28 <SEP> 18 <SEP> 22 <SEP> 9 <SEP> 0 <SEP> 12 <SEP> 0 <SEP> 0 <SEP> 23 <SEP> 21
<tb> MgO <SEP> 15 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 10 <SEP> 20 <SEP> 20 <SEP> 18 <SEP> 15 <SEP> 15
<tb> Al2O3 <SEP> 30 <SEP> 35 <SEP> 30 <SEP> 35 <SEP> 25 <SEP> 35 <SEP> 30 <SEP> 35 <SEP> 25 <SEP> 30 <SEP> 33 <SEP> 25 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30 <SEP> 30
<tb> SiO2 <SEP> 45 <SEP> 25 <SEP> 34 <SEP> 40 <SEP> 28 <SEP> 40 <SEP> 32 <SEP> 37 <SEP> 43 <SEP> 51 <SEP> 57 <SEP> 43 <SEP> 50 <SEP> 52 <SEP> 32 <SEP> 34
<tb> Température, <SEP> C <SEP> 1500 <SEP> 1625 <SEP> 1525 <SEP> 1550 <SEP> 1625 <SEP> 1650 <SEP> 1525 <SEP> 1600 <SEP> 1400 <SEP> 1400 <SEP> 1600 <SEP> 1525 <SEP> 1450 <SEP> 1560 <SEP> 1575 <SEP> 1575
<tb> Alliage <SEP> employé+ <SEP> 0,68 <SEP> 1,06 <SEP> 0,98 <SEP> 1,
11 <SEP> 1,07 <SEP> 1,01 <SEP> 0,84 <SEP> 0,83 <SEP> 0,85 <SEP> 0,85 <SEP> 0,84 <SEP> 0,83 <SEP> 0,83 <SEP> 0,84 <SEP> 0,84 <SEP> 1,09
<tb> Laitier <SEP> Produit <SEP> + <SEP> 1,72 <SEP> 2,20 <SEP> 2,05 <SEP> 1,76 <SEP> 2,46 <SEP> 1,76 <SEP> 2,10 <SEP> 1,80 <SEP> 1,91 <SEP> 1,59 <SEP> 1,44 <SEP> 1,91 <SEP> 1,59 <SEP> 1,58 <SEP> 2,10 <SEP> 2,05
<tb> Sous-Porduit <SEP> (1) <SEP> (2) <SEP> (2) <SEP> (2) <SEP> (2) <SEP> (3) <SEP> (3) <SEP> (4) <SEP> (4) <SEP> (4) <SEP> (4) <SEP> (4) <SEP> (4) <SEP> (3) <SEP> (2)
<tb> Pe-Si+ <SEP> 0 <SEP> 0,36 <SEP> 0,44 <SEP> 0,44 <SEP> 0,44 <SEP> 0,44 <SEP> 0,19 <SEP> 0,19 <SEP> 0,21 <SEP> 0,21 <SEP> 0,21 <SEP> 0,21 <SEP> 0,21 <SEP> 0,21 <SEP> 0,19 <SEP> 0,44
<tb> CaO+MgO/SiO2 <SEP> 0,55 <SEP> 1,60 <SEP> 1,06 <SEP> 0,63 <SEP> 1,68 <SEP> 0,63 <SEP> 1,15 <SEP> 0,76 <SEP> 0,74 <SEP> 0,37 <SEP> 0,17 <SEP> 0,74 <SEP> 0,40 <SEP> 0,34 <SEP> 0,19 <SEP> 1,
06
<tb> MgO+Al2O3/SiO2 <SEP> 1,00 <SEP> 1,80 <SEP> 1,18 <SEP> 1,12 <SEP> 1,60 <SEP> 1,37 <SEP> 1,25 <SEP> 1,21 <SEP> 0,81 <SEP> 0,78 <SEP> 0,75 <SEP> 1,05 <SEP> 1,00 <SEP> 0,92 <SEP> 1. <SEP> 09 <SEP> 1,06
<tb> + <SEP> exprimé <SEP> en <SEP> unité <SEP> de <SEP> poids <SEP> par <SEP> unité <SEP> de <SEP> magnésium <SEP> produit.
<tb>
(1) <SEP> 72 <SEP> pour <SEP> cent <SEP> de <SEP> silicium
<tb> (2) <SEP> 75 <SEP> pour <SEP> cent <SEP> de <SEP> silicium
<tb> (3) <SEP> 56 <SEP> pour <SEP> cent <SEP> de <SEP> silicium
<tb> (4) <SEP> 60 <SEP> pour <SEP> cent <SEP> de <SEP> silicium
<tb>
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D'après le Tableau 1 on peut voir que l'utilisation des réducteurs était poussée, car les rapports entre l'alliage utilisé et le magnésium produit (0,7-1,10 étaient faibles. En outre, les rapports entre le laitier produit et le magnésium produit (1,6-2,5) étaient également faibles. Par comparaison avec les procédés de la technique antérieure, dans lesquels le rapport du laitier est couram- ment d'environ 6 pour 1, le rapport réduit de cette invention a bien entendu un effet très favorable sur le rendement économique du procédé.
En outre, la faculté de produire du magnésium à la pression atmosphé- rique permet de mettre en oeuvre le présent procédé sous forme de procédé continu et le rend donc plus économique dans certaines appli- cations.
Pour certains des exemples, la température du laitier fondu est aussihaute que souhaitable, par exemple pour les exemples 2, 5 et 6. Dans ces cas-là un fondant peut être ajouté pour améliorer la viscosité sans demander des températures excessivement élevées.
En général, il est souhaitable de régler les conditions opératoires du procédé de l'invention en ce qui concerne les compo- sitions et les proportions des matières premières brutes alimentées, la composition du laitier, et la température de la zone de réaction, de façon que la quasi totalité de l'aluminium et une partie majeure du silicium du réducteur réagissent avec l'oxyde de magnésium pour produire du magnésium. Le four est maintenu de préférence à la pression atmosphérique ou au voisinage, bien que l'opération sous vide soit possible et puisse être préférable dans certains cas.
Dans certaines conditions il peut être souhaitable de condenser le magnésium sous une pression plus basse, disons sous 0,5 atmosphère, en employant un gaz inerte tel que l'hélium, l'argon ou l'hydrogène pour maintenir dans le système fermé four-condenseur une pression totale d'environ 1 atmosphère.
Comme il est bien connu, des oxydes de titane et d'autres oxydes métalliques sent parfois présents dans les matières brutes employées pour la production d'un alliage d'aluminium-silicium, et le métal correspondant est donc quelquefois présent dans l'alliage produit. La présence de tels métaux indésirables n'interfère pas avec la mise en oeuvre du procédé de cette invention, et peut être tolérée, ou bien corrigée par des méthodes métallurgiques convenables.
Dans le champ d'application de l'invention il est possible d'imaginer une grande variété de combinaisons de compo- sitions d'alliages et, de compositions de laitiers tout en obser- vant les desiderata d'un faible rapport de laitier et d'un fort
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degré d'utilisation des agents réducteurs métalliques, le système fermé four-condenseur pouvant fonctionner pratiquement à la pression atmosphérique, en permettant ainsi le travail du four d'une manière continue. La température de travail est souhaitablement maintenue au-dessus d'environ 1400 C, assez bas pour éviter de sérieuses difficultés opératoires et assez haut pour maintenir une fluidité suffisante du laitier produit.
Il est aussi possible de substituer des mélanges de ferrosilicium ou de silicium et de déchets d'aluminium métallique, ou des alliages synthétisés à partir de ces mélanges, à la place de l'alliage employé dans le but décrit, et de substituer une chaux à forte teneur en oxyde de magnésium en totalité ou en partie à la chaux dolomitique et à la magnésie, toujours sans s'écarter de l'esprit de l'invention.
Des variantes des exemples, telles que celles que l'on vient juste de décrire ou que l'on a décrit par ailleurs dans cette description, ainsi que d'autres variantes évidentes pour les spécia- listes des techniques métallurgiques, peuvent être réalisées sans s'écarter du champ d'application de l'invention défini dans les revendications suivantes.