FR2548687A1 - Alliages de neodyme et leur procede de fabrication - Google Patents
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Abstract
LA PRESENTE INVENTION A TRAIT A DES ALLIAGES DE NEODYME. ELLE VISE, PLUS PARTICULIEREMENT, LES ALLIAGES NEODYME-FER. ELLE CONCERNE EGALEMENT LE PROCEDE DE FABRICATION DESDITS ALLIAGES CARACTERISE PAR LE FAIT QU'IL CONSISTE A REDUIRE UN HALOGENURE DE NEODYME AVEC UN METAL REDUCTEUR, EN PRESENCE DU METAL M INTERVENANT DANS L'ALLIAGE. A PARTIR DE CERTAINS DE CES ALLIAGES, IL EST POSSIBLE D'OBTENIR DU NEODYME METALLIQUE.
Description
ALLIAGES DE NEODYME ET LEUR PROCEDE DE FABRICATION
La présente invention a trait à des alliages de néodyme et leur procédé de fabrication. Elle concerne également le procédé de fabrication de néodyme métallique à partir de certains de ces alliages. L'invention vise, plus particulierement, les alliages néodyme-fer.
La présente invention a trait à des alliages de néodyme et leur procédé de fabrication. Elle concerne également le procédé de fabrication de néodyme métallique à partir de certains de ces alliages. L'invention vise, plus particulierement, les alliages néodyme-fer.
Parmi les métaux des terres rares cériques, appelation qui regroupe le lanthane, le cérium, le praséodyme et le néodyme, ce dernier est le sel métal qui ne puisse être fabriqué industriellement par électrolyse de ces sels. En effet, il est mentionné dans l'article de T. KURITA (Denki Kagaku, 1967, 35 (7) p.496-501) que l'on obtient des rendements de 6 à 20 % de néodyme pur par électrolyse en bain fondu - chlorure de néodyme, chlorure de potassium -.
Par conséquent, l'extraction de néodyme pur à partir d'alliages le contenant apparaît comme la seule voie industrielle d'obtention de cette terre rare.
Par ailleurs, les alliages de l'invention ne sont pas uniquement des intermédiaires pour l'extraction du néodyme mais ont également leur propre champ d'application notamment à la fabrication d'aimants permanents ou dans l'industrie aéronautique.
L'objet de la présente invention réside dans de nouveaux alliages du néodyme caractérisés par le fait qu'ils contiennent du néodyme et au moins un autre métal désigné par la suite, métal M choisi dans le groupe formé par le magnésium, l'aluminium, le fer, le cobalt, le nickel, le cuivre, le zinc, le gallium, le germanium, le plomb, l'argent, le cadmium et l'or.
La caractéristique de ces alliages est qu'ils sont riches en néodyme puisqu'ils renferment au moins 70 % en poids de néodyme pur.
Un autre objet de la présente invention est le procédé de fabrication industrielle desdits alliages caractérisé par le fait qu'il consiste à reduire un halogénure de néodyme avec un métal réducteur, en présence du métal M intervenant dans l'alliage.
Comme halogénure de néodyme, on utilise le fluorure de néodyme ou le chlorure de néodyme cu leur melange.
D'une manière préférentielle, on emploie le fluorure de néodyme.
Il est souhaitable que l'halogénure mis en oeuvre soit d'une grande pureté ctest-à-dire exempt d'oxyde résiduaire et d'oxyhalogénure et qu'il soit sec : sa teneur en eau doit être inférieure à 5 % et de préférence inférieure à 2 %.
Le fluorure de néodyme est disponible à l'état anhydre car c'est un produit peu hygroscopique.
Par contre, le chlorure de néodyme existe sous forme d'hydrates contenant 6 à 7 moles d'eau par mole de chlorure de néodyme. Il est préparé généralement, par réaction de l'acide chlorhydrique et du sesquioxyde de néodyme.
La mise en oeuvre de ce chlorure nécessite une étape de séchage à une température comprise entre 1000C et 5000C mais de préférence entre 2000C et 2500C. Cette opération peut être faite à l'air ou sous pression réduite comprise par exemple entre 1 mm de mercure (= 133,322 Pa) et 100 mm de mercure (= 13 332,2 Pa).
Ce traitement convient également au fluorure de néodyme.
La durée de séchage peut varier entre 2 et 24 heures.
Les conditions énoncées ci-dessus de séchage de lthalogé- nure de néodyme ne présentent aucun caractère critique et sont données à titre préférentiel.
La taille des particules de I1halogénure de néodyme peut varier. On le trouve dans le commerce sous forme de poudre dont la taille des particules varie de 40 à 150 pm.
La taille des particules influençant la vitesse de réduction, il est recommandé que la poudre soit fine ce qui peut entraîner une opération de broyage afin que le diamètre moyen des particules de l'halogénure de néodyme soit inférieur à 100 pm. Il n'y a aucune limite inférieure de diamètre.
Le métal réducteur utilisé dans le procédé de l'invention peut etre un métal alcalin, un métal alcalino-terreux ou leur mélange. Comme métal alcalin, on peut citer le sodium, le lithium ou le potassium et comme métal alcalino-terreux, le calcium ou le magnésium.
On emploie de préférence le calcium ou le magnésium et encore plus préférentiellement, le calcium.
Le métal réducteur est mis en oeuvre sous la forme sous laquelle il est commercialisé, qu'il soit à l'état massif ou sous forme de grenailles ou billes.
En ce qui concerne le métal M qui intervient dans l'alliage avec le néodyme, il donne un alliage fusible à basse température ce qui rend le procédé industriellement avantageux. Le point de fusion dudit métal ne présente aucun caractère critique.
Selon l'invention, on peut faire appel à des métaux volatils que l'on dénommera, "métaux M1" tels que le magnésium, le zinc et le cadmium ou à des métaux non volatils constituant le groupe désigné par "métaux M2" comprenant : l'aluminium, le fer, le cobalt, le nickel, le cuivre, le gallium, le germanium, le plomb, l'argent et l'or. Comme métal M1, on utilise de préférence le magnésium et comme métal M2, le fer.
L'alliage néodyme-fer étant plus particulièrement recherché par la demanderesse, on choisit de préférence, le fer.
On met en oeuvre, dans le procédé de l'invention, le métal M sous sa forme telle que commercialisée : par exemple, on fait appel à la grenaille de magnésium et le fer est employé sous forme de poudre ou d'écailles.
Une variante préférée du procédé de l'invention consiste à ajouter au milieu réactionnel du chlorure de calcium ou du fluorure de calcium selon le cas afin d'abaisser le point de fusion et la densité de la scorie formée dans la réaction de sorte que l'alliage formé néodyme-métal M se sépare plus facilement.
Le but étant d'obtenir une scorie CaF2-CaC12, on additionne lorsque la source de néodyme est le fluorure de néodyme ou le chlorure de néodyme, respectivement du chlorure de calcium ou du fluorure de calcium. Si l'halogénure de néodyme est un mélange de fluorure et de chlorure, on ajoute un mélange de chlorure et fluorure de calcium afin d'obtenir un mélange CaF2-CaC12 ayant la composition définie ultérieurement.
On peut utiliser, selon l'invention, les halogénures de calcium disponibles sur le marché : fluorure de calcium et chlorure de calcium anhydre, chlorure de calcium dfhydraté qui doit être séché entre 300"C et 400"C sous pression réduite de l'ordre de 1 mm de mercure (= 133,322 Pa) à 100 mm de mercure (= 13 332,2 Pa).
Le procédé de l'invention consiste à mélanger un haloge- nure de néodyme, un métal réducteur, un autre métal M et éventuellement un halogénure de calcium dans les proportions données ci-dessous.
La quantité de métal réducteur peut varier dans de larges limites.
Cependant, il y a intérêt à mettre en oeuvre une quantité suffisante pour réduire l'halogénure de néodyme mais elle ne doit pas être trop grande si l'on ne souhaite pas en retrouver, d'une manière importante, dans l'alliage final. La quantité de métal réducteur est au moins égale à la quantité stoechiomètrique voire-même en léger excès, pouvant atteindre 20 % de la quantité stoechiomètrique.
La quantité de métal M est réglée suivant la composition désirée de l'alliage. Elle est telle que l'on obtienne un alliage fusible avec le néodyme à la température de réaction. Elle est calculée de sorte que le métal M représente de 5 à 30 Z du poids de l'alliage obtenu.
La quantité d'halogénure de calcium ajoutée est ajustée afin d'obtenir une scorie contenant de 30 à 70 z en poids de chlorure de calcium et de préférence 60 à 70 %.
Les différents halogénures de néodyme et de calcium et les métaux précités constituent "une charge" ayant la composition pondérale souhaitée. Les constituants de cette charge peuvent etre mis à réagir dans n'importe quel ordre : par mélange simultané de tous les constituants ou en faisant des pré-mélanges, d'une part, les halogénures de néodyme et de calcium et d'autre part le métal réducteur et le métal N.
La réaction est effectuée à une température comprise entre 8000C et 11O00C. La borne supérieure de température n'a aucun caractère critique et peut atteindre une valeur aussi élevée que 14000C. D'une manière préférentielle, on choisit une température comprise entre 9O00C et 1100 C.
On effectue la réaction sous pression atmosphérique mais en atmosphère de gaz inerte. A cet effet, on exclut l'air par abaissement de la pression jusqu'à une valeur non critique, par exemple comprise entre 1 mm de mercure (= 133,322 Pa) et 100 mm de mercure (= 13 332,2 Pa) puis on assure un balayage de gaz inertes gaz rares notamment l'argon. I1 est souhaitable de soumettre le gaz rare à un traitement de déshydratation et de désoxygénation réalisé selon les techniques usuelles par exemple par passage au travers d'un tamis moléculaire.
On maintient l'atmosphère inerte tout au cours de la réduction.
La durée de la réaction est fonction de la capacité de l'appareillage et de son aptitude à monter rapidement en température. Généralement, une fois la température souhaitée atteinte, on la maintient pendant une durée variable d'environ 30 minutes à 3 heures.
Au cours du chauffage, il se forme deux phases dans le milieu réactionnel : une phase métallique constituée par l'alliage néodyme-métal M sur laquelle surnage une scorie constituée de CaF2-CaC12 ayant une densité inférieure à celle de l'alliage.
Au bout du temps de chauffage précité, on arrête le chauffage.
On peut immédiatement séparer l'alliage de la scorie par coulée à chaud ou le laisser refroidir sous atmosphère de gaz inerte à température ambiante (de 15 à 25"C) de sorte que l'alliage se solidifie et peut être alors démoulé.
On constate que le rendement en néodyme dans l'alliage exprimé par rapport au néodyme contenu dans l'halogénure varie de 80 à 96 t.
Le procédé de l'invention tel que décrit, peut être mis en oeuvre dans un appareillage de type classique, utilisé en metallurgie.
La réduction est conduite dans un creuset placé dans un réacteur constitué par un matériau résistant aux vapeurs fluorhydrique et chlorhydrique.
I1 peut être choisi en acier réfractaire, par exemple, en acier contenant 25 Z de chrome et 20 % de nickel mais de préférence en inconel qui est un alliage contenant du nickel, du chrome (20 %), du fer (5 %), du molybdène (8-10 %).
Ledit réacteur est équipé d'un dispositif de contrôle de température (par exemple thermocouple), d'une arrivée et d'une sortie de gaz inertes. I1 est muni dans sa partie supérieure d'une double enveloppe dans laquelle circule un liquide de refroidissement.
Ce réacteur est placé dans un four à induction ou dans un four chauffé par résistances électriques.
Un. creuset dans lequel plonge le dispositif de contrôle de tempéra ture est placé au fond du réacteur. I1 doit être constitué d'un matériau résistant aux halogénures de néodyme ou posseder un revêtement leur résistant. D'une manière préférentielle, on utilise un creuset en tantale.
Une fois la réaction effectuée, l'alliage fondu peut être coulé en lingotières, par exemple, en fonte.
Les alliages obtenus selon la présente invention ont la composition pondérale suivante
- de 70 à 95 Z de néodyme pur
- de 5 à 30 Z du métal M.
- de 70 à 95 Z de néodyme pur
- de 5 à 30 Z du métal M.
On note la présence d'une tres faible quantité de métal réducteur qui varie entre O et 3 Z en poids.
On donne, ci-après, à titre illustratlf et non limitatif, des compositions préférées des alliages obtenus
- alliage néodyme-fer
de 83 à 91 Z de néodyme
de 9 à 16 Z de fer
de O à 1 % de calcium
- alliage néodyme-magnésium
de 80 à 90 % de néodyme
de 10 à 17 Z de magnésium
de O à 3 Z de calcium
Une autre variante du procédé de l'invention consiste à isoler le néodyme à partir des alliages néodyme-métal M1 précédem- ment décrits selon un procédé qui consiste à chauffer l'alliage néodyme-métal M1 à une température d'au moins 1000"C, sous une pression réduite inférieure à 1 mm de mercure (= 133,322 Pa).
- alliage néodyme-fer
de 83 à 91 Z de néodyme
de 9 à 16 Z de fer
de O à 1 % de calcium
- alliage néodyme-magnésium
de 80 à 90 % de néodyme
de 10 à 17 Z de magnésium
de O à 3 Z de calcium
Une autre variante du procédé de l'invention consiste à isoler le néodyme à partir des alliages néodyme-métal M1 précédem- ment décrits selon un procédé qui consiste à chauffer l'alliage néodyme-métal M1 à une température d'au moins 1000"C, sous une pression réduite inférieure à 1 mm de mercure (= 133,322 Pa).
On conduit la distillation à une température qui est évidemment en relation avec la pression choisie.
Généralement, la température est choisie dans un intervalle allant de 10000C à 15000C. La borne supérieure ne présente aucun caractère critique.
La pression sous laquelle est effectuee la distillation est très réduite puisqu'elle peut varier entre 10 4 (= 1,333 10 2 Pa) et 1 mm de mercure (t 133,322 Pa).
La durée de la distillation est fonction de la quantité d'alliage à purifier.
Au cours de cette distillation, le métal M1 et les traces de métal réducteur sont vaporisés et le distillat est solidifié par refroidissement. On recueille le néodyme en pied de distillation et on le récupère soit par coulée à chaud dans une lingotière, soit après un refroidissement sous pression réduite suivi d'un démoulage.
On récupère le néodyme avec un très bon rendement puisqu'il représente de 95 à 100 Z du néodyme présent dans l'alliage de départ.
L'opération de distillation est conduite dans une enceinte de distillation couplée à un four à induction.
L'appareillage utilisé ne présente aucune caractéristique particulière.
On précisera seulement que l'enceinte est faite en un matériau résistant aux conditions de la réaction, température et pression le matériau choisi peut être par exemple le quartz ou un inox refroidi par un système de circulation d'eau. Dans cette enceinte est placé, un creuset sur un support en graphite. Le creuset qui va contenir l'alliage doit également être en un matériau supportant les hautes températures et ne contaminant pas le néodyme obtenu il peut être en quartz, en alumine ou en tantale. Dans ce creuset, plonge une gaine thermomètrique contenant un thermocouple. On peut également utiliser un pyromètre optique pour mesurer la température.
Ledit creuset est surmonté d'un condenseur dans lequel circule un courant d'eau, de préférence froide, de 5"C à 100C.
Le néodyme obtenu, selon le procédé de l'invention mis en oeuvre dans l'appareillage décrit ci-dessus, possède une très grande pureté : elle est en général, d'au moins 95 %. On peut même obtenir le néodyme, d'une pureté supérieure puisqu'il peut ne renfermer que 100 p.p.m. des autres métaux.
Avant de détailler les exemples concrétisant la réalisation pratique de l'invention, on exposera succinctement les méthodes de dosage des différents constituants de l'alliage par les techniques suivantes
- le néodyme est déterminé selon une méthode chimique qui
consiste
à à dissoudre l'échantillon d'alliage en milieu acide,
à à porter à ébullition la solution obtenue,
à à séparer le métal réducteur et le métal M par double
précipitation à pH 9 de leur hydroxyde, par traitement
à l'ammoniaque conduisant ainsi à des précipités qui
sont filtrés, puis lavés,
à à ajouter à ébullition au filtrat obtenu, de l'oxalate
d'ammonium afin d'obtenir de l'oxalate de néodyme,
. à calciner l'oxalate de néodyme à 900"C pendant 1 heure
pour le transformer en oxyde,
à à peser la quantité d'oxyde obtenu permettant ainsi de
calculer la quantité de néodyme contenu dans l'alliage
- les autres métaux, métal réducteur et métal M sont titrés
par absorption atomique.
- le néodyme est déterminé selon une méthode chimique qui
consiste
à à dissoudre l'échantillon d'alliage en milieu acide,
à à porter à ébullition la solution obtenue,
à à séparer le métal réducteur et le métal M par double
précipitation à pH 9 de leur hydroxyde, par traitement
à l'ammoniaque conduisant ainsi à des précipités qui
sont filtrés, puis lavés,
à à ajouter à ébullition au filtrat obtenu, de l'oxalate
d'ammonium afin d'obtenir de l'oxalate de néodyme,
. à calciner l'oxalate de néodyme à 900"C pendant 1 heure
pour le transformer en oxyde,
à à peser la quantité d'oxyde obtenu permettant ainsi de
calculer la quantité de néodyme contenu dans l'alliage
- les autres métaux, métal réducteur et métal M sont titrés
par absorption atomique.
Dans l'exposé qui suit de l'invention, on donne trois exemples (exemples 1 à 3) de préparation alliages néodyme-metal M et trois exemples (exemples 4 à 6) de préparation de néodyme à partir d'un alliage néodyme-métal M1.
Les exemples qui suivent, illustrent l'invention sans en limiter la portée. Les pourcentages mentionnés dans les exemples, sont exprimés en poids.
EXEMPLE 1
Préparation d'un alliage néodyme-magnésium contenant 17 Z de manésium.
Préparation d'un alliage néodyme-magnésium contenant 17 Z de manésium.
On commence par broyer, grossièrement, 491,4 c de chlorure de calcium puis on le sèche pendant 3 heures, à une température de 3500C-400"C et sous pression réduite de 1 min de mercure (= 133,322 Pa).
On fait ensuite un prémélange contenant 491,4 g de chlorure de calcium à l'état sec et 362 g de fluorure de néodyme ayant un diamètre moyen de particules de 60 pm.On réalise le séchage dudit mélange pendant 24 heures dans une étuve à vide à une température de 225"C et sous pression réduite de 1 mm de mercure (= 133,322 Pa). La charge précédemment définie est alors prête à l'emploi.
La réaction de réduction calciothermique du fluorure de néodyme est realisée dans un creuset en tantale de 1 litre environ placé au fond d'un réacteur en inconel qui est équipé d'une arrivée et d'une sortie d'argon et d'un thermocouple introduit dans une gaine thermomètrique qui est plongée dans le milieu réactionnel contenu dans le creuset : la partie supérieure du réacteur est munie d'une double enveloppe dans laquelle circule de l'eau froide (environ 10 C).
On définit la proportion des constituants de la charge de telle sorte que les conditions énoncées, ci-après, soient remplies:
- que l'on obtienne un alliage contenant 17 % de magnésium
- que l'on ait un excès de calcium de 20 % par rapport au
poids stoechiomètrique requis
- que l'on forme une scorie contenant 70 % de chlorure de
calcium.
- que l'on obtienne un alliage contenant 17 % de magnésium
- que l'on ait un excès de calcium de 20 % par rapport au
poids stoechiomètrique requis
- que l'on forme une scorie contenant 70 % de chlorure de
calcium.
On introduit successivement au fond du creuset1 53,2 g de magnésium sous forme de grenailles, 130 g de calcium sous forme de grenailles et la charge précitée contenant 491,4 g de chlorure de calcium et 362 g de fluorure de néodyme.
Une fois le creuset replacé dans le réacteur que l'on ferme, on abaisse la pression aux environs de 100 mm de mercure (= 13 332,2 Pa) pour chasser l'air puis on établit un balayage a l'argon sec qui sera maintenu tout au long de la réaction.
On effectue en même temps une montée en température jusqutà obtention de la température fixée à 1100tu ; cette temperature étant tenue constante encore 30 minutes.
On recueille 676 g de scorie et on récupère 310 g d'un alliage nécdyme-magnésium, par coulage à chaud dans une lingotière en fonte. Le rendement en néodyme dans l'alliage exprimé par rapport au néodyme contenu dans le fluorure de néodyme est de 96 Z.
L'analyse de l'alliage obtenu est la suivante
- 81 Z de néodyme
- 16,7 Z de magnésium
- 2,2 Z de calcium.
- 81 Z de néodyme
- 16,7 Z de magnésium
- 2,2 Z de calcium.
EXEMPLE 2
Préparation d'un alliage néodyme-magnésium contenant 17 Z de
magnésium
On reproduit l'exemple 1 à la différence près que l'on met en oeuvre du chlorure de néodyme et non pas du fluorure de néodyme. Dans ce cas, le chlorure de néodyme est séché pendant 3 heures dans une étuve à vide à une température de 2200C et sous pression réduite de 1 mm de mercure (=133,322 Pa).
Préparation d'un alliage néodyme-magnésium contenant 17 Z de
magnésium
On reproduit l'exemple 1 à la différence près que l'on met en oeuvre du chlorure de néodyme et non pas du fluorure de néodyme. Dans ce cas, le chlorure de néodyme est séché pendant 3 heures dans une étuve à vide à une température de 2200C et sous pression réduite de 1 mm de mercure (=133,322 Pa).
La charge mise en oeuvre selon le même mode opératoire est la suivante
- 41,4 g de magnésium
- 101 g de calcium
- 97 g de fluorure de calcium
- 350,7 g de chlorure de néodyme
A la fin de la réaction, on obtient 310 g de scorie et 220 g d'un alliage néodyme-magnésium ce qui correspond à un rendement en néodyme de 88 Z.
- 41,4 g de magnésium
- 101 g de calcium
- 97 g de fluorure de calcium
- 350,7 g de chlorure de néodyme
A la fin de la réaction, on obtient 310 g de scorie et 220 g d'un alliage néodyme-magnésium ce qui correspond à un rendement en néodyme de 88 Z.
L'alliage obtenu contient 81 % de néodyme et 17 X de magnésium.
EXEMPLE 3
Préparation d'un alliage néodyme-fer contenant 12 % de fer
Les conditions de préparation dudit alliage sont identiques à celles décrites dans l'exemple 1 à la seule distinction que le magnésium est remplacé par du fer sous forme d'écailles.
Préparation d'un alliage néodyme-fer contenant 12 % de fer
Les conditions de préparation dudit alliage sont identiques à celles décrites dans l'exemple 1 à la seule distinction que le magnésium est remplacé par du fer sous forme d'écailles.
La composition de la charge est la suivante
- 27,5 g de fer
- 101 g de calcium
- 382,2 g de chlorure de calcium
- 281,4 g de fluorure de néodyme
En fin de réaction, on obtient 188 g d'un alliage néodymefer avec un rendement en néodyme de 81 %.
- 27,5 g de fer
- 101 g de calcium
- 382,2 g de chlorure de calcium
- 281,4 g de fluorure de néodyme
En fin de réaction, on obtient 188 g d'un alliage néodymefer avec un rendement en néodyme de 81 %.
La composition de l'alliage obtenu est la suivante
- 87 % de néodyme
- 12 Z de fer
- 0,6 % de calcium.
- 87 % de néodyme
- 12 Z de fer
- 0,6 % de calcium.
EXEMPLES 4 A 6
Les exemples, qui suivent, illustrent l'obtention de néodyme à partir d'un alliage néodymemagnésium préparé selon le procédé décrit dans l'exemple 1.
Les exemples, qui suivent, illustrent l'obtention de néodyme à partir d'un alliage néodymemagnésium préparé selon le procédé décrit dans l'exemple 1.
On opère la distillation des métaux alcalino-terreux dans une enceinte de distillation en quartz couplée à un four à induction.
Dans l'enceinte de distillation est placé un creuset d'environ 50 cm3 en quartz sur un support en graphite. La température de l'alliage est mesurée par un pyromètre optique. Le creuset est surmonte d'un condenseur en cuivre dans lequel circule un courant d'eau froide à une température de l'ordre de l00C.
On introduit 30 g d'alliage néodyme-magnésium dans le creuset à une température et une pression qui sont définies selon les exemples, dans le tableau I.
Au cours de la distillation, le magnésium et les traces de calcium se volatilisent et se solidifient sur le condenseur : on récupère ainsi le néodyme qui reste dans le creuset par coulée dans une lingotière en cuivre.
Le néodyme est obtenu avec un très bon rendement supe rieure à 95 % et une excellente pureté comme cela est mis en évidence par les résultats qui sont consignés dans le tableau I :
TABLEAU I
TABLEAU I
<tb> Ex <SEP> Conditions <SEP> de <SEP> distillation <SEP> Résultats <SEP> obtenus
<tb> <SEP> Tempera <SEP> Pression <SEP> Durée <SEP> Taux <SEP> d'.mpu- <SEP> Pureté <SEP> du
<tb> <SEP> ture <SEP> retés <SEP> en <SEP> p.p.m. <SEP> néodyme
<tb> <SEP> C <SEP> mm <SEP> d'Hg <SEP> Pa <SEP> mn <SEP> Mg <SEP> Ca <SEP> %
<tb> 4 <SEP> 1130 C <SEP> 10-4 <SEP> 1,333.10-2 <SEP> 15 <SEP> 400 <SEP> 1900 <SEP> > 99,5 <SEP>
<tb> 5 <SEP> 1300 C <SEP> 5,10- <SEP> 6,6610-2 <SEP> 15 <SEP> 10 <SEP> 85 <SEP> > 99,99 <SEP>
<tb> <SEP> 6 <SEP> 1450 C <SEP> <SEP> #10-4 <SEP> <SEP> # <SEP> 1,333 <SEP> <SEP> 10-2 <SEP> 330 <SEP> 460 <SEP> > 99,9
<tb>
<tb> <SEP> Tempera <SEP> Pression <SEP> Durée <SEP> Taux <SEP> d'.mpu- <SEP> Pureté <SEP> du
<tb> <SEP> ture <SEP> retés <SEP> en <SEP> p.p.m. <SEP> néodyme
<tb> <SEP> C <SEP> mm <SEP> d'Hg <SEP> Pa <SEP> mn <SEP> Mg <SEP> Ca <SEP> %
<tb> 4 <SEP> 1130 C <SEP> 10-4 <SEP> 1,333.10-2 <SEP> 15 <SEP> 400 <SEP> 1900 <SEP> > 99,5 <SEP>
<tb> 5 <SEP> 1300 C <SEP> 5,10- <SEP> 6,6610-2 <SEP> 15 <SEP> 10 <SEP> 85 <SEP> > 99,99 <SEP>
<tb> <SEP> 6 <SEP> 1450 C <SEP> <SEP> #10-4 <SEP> <SEP> # <SEP> 1,333 <SEP> <SEP> 10-2 <SEP> 330 <SEP> 460 <SEP> > 99,9
<tb>
Claims (24)
- 2 - Alliages de néodyme selon la revendication 1 caractérisés par le fait que le métal N est un métal volatil M1 tel que le magnésium, le zinc et le cadmium.
- 3 - Alliages de néodyme selon la revendication 2 caractérisés par le fait que le métal M1 est le magnésium.
- 4 - Alliages de néodyme selon la revendication 1 caractérisés par le fait que le métal M est un métal non volatil M2 tel que le fer.
- 5 - Alliages de néodyme selon l'une des revendications 1 à 4 caractérisés par le fait qu'ils contiennent- de 70 à 95 % de néodyme pur- de S à 30 Z de métal M- de O à 3 Z de métal réducteur.
- 6 - Alliages de néodyme selon la revendication 5 caractérisés par le fait qu'ils contiennent- de 83 à 91 Z de néodyme- de 9 à 16 Z de fer- de O à 1 Z de calcium.
- 7 - Procédé de fabrication des alliages décrits dans l'une des revendications 1 à 6 caractérisé par le fait qu'il consiste à réduire un halogénure de néodyme avec un métal réducteur, en présence du métal M intervenant dans l'alliage.
- 8 - Procédé selon la revendication 7 caractérisé par le fait que l'halogénure de néodyme est le fluorure de néodyme, le chlorure de néodyme ou leur mélange.
- 9 - Procédé selon la revendication 8 caractérisé par le fait que l'halogénure de néodyme est soumis à un séchage entre 1000C et 5000C, à l'air ou sous pression réduite comprise entre 1 mm de mercure t= 133,322 Pa) et 100 min de mercure (= 13 332,2 Pa).
- 10 - Procédé selon la revendication 7 caractérisé par le fait que le métal réducteur est un métal alcalin tel que le sodium, le lithium, le potassium ou un métal alcalino-terreux tel que le calcium ou le magnésium.
- 11 - Procédé selon la revendication 10 caractérisé par le fait que le métal réducteur est le calcium.
- 12 - Procédé selon la revendication 7 caractérisé par le fait que le métal M est un métal M1 tel que le magnésium ou un métal M2 tel que le fer.
- 13 - Procédé selon lune des revendications 7 à 12 caractérisé par le fait que l'on ajoute au milieu réactionnel du chlorure de calcium, du fluorure de calcium ou leur mélange selon que l1halogé- nure de néodyme est respectivement un fluorure de néodyme, un chlorure de néodyme ou leur mélange.
- 14 - Procédé selon la revendication 13 caractérisé par le fait que l'halogénure de calcium est soumis à un séchage entre 300 C et 400"C, sous pression réduite de 1 mm de mercure (= 133,322 Pa) à 100 mm de mercure (= 13 332,2 Pa).
- 15 - Procédé selon l'une des revendications 7 à 14 caractérisé par le fait que la quantité de métal réducteur est égale à la quantité stoechiométrique ou en léger excès pouvant atteindre 20 Z de la quantité stoechiomètrique.
- 16 - Procédé selon l'une des revendications 7 à 15 caractérisé par le fait que la quantité de métal M est telle que lton obtienne un alliage contenant de 5 à 30 Z de métal M.
- 17 - Procédé selon l'une des revendications 7 à 16 caractérisé par le fait que la quantité d'halogénure de calcium ajoutée est telle que l'on obtienne une scorie contenant de 30 à 70 X de chlorure de calcium.
- 18 - Procédé selon la revendication 17 caractérisé par le fait que la quantité d'halogénure de calcium ajoutée est telle que l'on obtienne une scorie contenant de 60 à 70 % de chlorure de calcium.
- 19 - Procédé selon l'une des revendications 7 à 18 caractérisé par le fait que la réaction est effectuée entre 8000C et 11000C sous pression atmosphérique, mais en atmosphère de gaz inerte 20 - Procédé selon la revendication 19 caractérisé par le fait que la réaction est effectuée entre 9000C et 11000C.
- 21 - Procédé selon la revendication 19 caractérisé par le fait que l'on réalise une atmosphère de gaz inerte par exclusion de l'air, puis, par balayage d'argon sec.
- 22 - Procédé selon la revendication 19 ou 20 caractérisé par le fait que l'on maintient la température choisie pendant une durée allant de 30 minutes à 3 heures.
- 23 - Procédé selon l'une des revendications 7 à 22 caractérisé par le fait que l'on sépare, en fin de réaction, l'alliage obtenu de la scorie, soit par coulée à chaud, soit par démoulage après refroidissement sous atmosphère de gaz inerte.
- 24 - Procédé d'obtention de néodyme à partir des alliages décrits dans la revendication 2 caractérisé par le fait cu'il consiste à chauffer l'alliage de néodyme-métal M1 à une température d'au moins 1O000C, sous une pression réduite inférieure à 1 mm de mercure(= 133,322 Pa).
- 25 - Procédé selon la revendication 24 caractérisé par le fait que la température est comprise entre 1000"C et 15000C et la pression, entre 10 4 (= 1,333 10 -2 Pa) et 1 mm de mercure (= 133,322 Pa).
- 26 - Procédé selon l'une des revendications 24 et 25 caractérisé par le fait que l'on sépare du néodyme, le métal M et éventuellement le métal réducteur, par vaporisation suivie d'une solidification et que l'on recueille le néodyme, soit par coulée à chaud, soit par démoulage après refroidissement sous pression réduite.
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