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Procédé et four pour la: production de magnésium métallique.
La production du magnésium métallique s'effectue à l'heure actuelle suivant deux méthodes: une méthode électroly- tique et une méthode de réduction thermique*
Jusqu'à présent, la méthode électrolytique a obtenu la diffusion la plus grande du fait qu'elle est originaire d'un pays dans lequel on a à sa disposition de grandes quantités de sels de magnésium, convenant pour l'électrolyse, comme résidus d'autres exploitations. Le magnésium obtenu par ce procédé présente toutefois l'inconvénient d'être souillé par des chlorures qui, comme on sait déjà, diminuent les propriétés mécaniques du même métal et en diminuent la résistance à la corrosion.
Le magnésium produit par réduction thermique est au
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contraire très pur et absolument exempt d'impuretés salines nuisibles incluses, de telle sorte qu'il peut être employé directement sans que l'on soit obligé de le soumettre à des procédés spéciaux d'affinage.
Un autre avantage de la méthode par réduction thermique consiste dans la possibilité d'employer des matériaux magnésifères naturels, par exemple de la dolomie ou de lamagnésite simplement grillée sans que l'on soit obligé de les transformer en sels pouvant être soumis à l'électrolyse, ce qui exigerait des opérations complexes et coûteuses*
La méthode par réduction thermique, suivant laquelle, comme on le sait déjà, on fait agir à une température élevée des réducteurs métalliques appropriés sur des matériaux magnés sifères, présente pourtant l'inconvénient de l'obligation de soustraire du contact de l'air les vapeurs de magnésium qui se développent dans la réaction, sinon, on aurait immédiatement une combinaison soit avec l'azote, soit avec l'oxygène.
Afin d'éviter cet inconvénient, l'opération de réduction est effectuée sous le vide ou bien dans un courant de gaz inerte. Un des moyens plus simples pour réaliser cette réduction est de l'effectuer dans des chambres de réaction (ou de réduction) en fer, réchauffées extérieurement de manière à éviter complètement toute possibilité d'oxydation et de nitruration du magnésium produit. Ces chambres en fer sont maintenues continuellement à la température (1100-1250 ) à la-quelle la réduction thermique a lieu.
Il est cependant indispensable que la masse soumise à la réaction comportant de la matière magnésifère grillée et mise sous forme de briquette avec le réducteur métallique, soit chargée dans la chambre de réduction à l'état absolument anhydre. En effet, l'humidité, à la température à laquelle la réduction a lieu, c'est-à-dire à la température à laquelle se trouve la chambre de réaction au moment de l'introduction de la matière soumise à la réaction agit désavantageusement
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1) en oxydant le réducteur métallique ce qui réduit par conséquent son efficacité; 2) en oxydant les vapeurs de magnésium qui ae dé- veloppent pendant la réaction;
3) en attaquant la paroi en fer de la chambre de réduction.
Par suite de la composition des matériaux grillés généralement employés (oxyde de magnésium dans le cas de la magnésite, oxyde de magnésium et de calcium dans le cas de la dolomie) c'est-à-dire des matériaux tous hygroscopiques, il est bien difficile de pouvoir réussir à charger les dits matériaux dans la chambre de réduction en évitant toute cause possible d'hydratation. En effet, même 'en employant des matériaux de départ soigneusement grillée,, les opérations successives (broyage de la matière grillée, mouture, emmagasinage, mélange avec le réducteur, briquetage, chargement) ne permettent pas de maintenir les matériaux en question à ltétat anhydre et malgré l'emploi d'appareillages très compliqués et coûteux les inconvénients mentionnés sont seulement atténués, mais non complètement évités.
La présente invention a pour objet un procédé qui résoud le problème mentionné ci-dessus en évitant d'une manière simple et complète tous les inconvénients qui ont été rencontrés, en pratique jusqu'à présent. L'invention se rapporte aussi à un four pour la réalisation du procédé.
Le procédé objet de la présente Invention, est caractérisé en ce que la matière de départ pour la production du magnésium, préalablement mis sous forme de briquettes, comme on le sait déjà, avec un rédacteur métallique, est préalablement réchauffée dans une chambre appropriée sous le vide ou dans un courant de gaz inerte à une température telle que toute l'eau d'hydratation, contenue dans la matière briquetée est éliminée, sans pourtant que la vapeur d'eau qui se développe puisse exercer une action oxydante sur le réducteur. La
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masse complètement déshydratée est ensuite enlevée de la chambre de chauffage préalable et est introduite, quand elle a encore pratiquement la même température que celle qu'elle avait acquise pendant l'opération de chauffage préalable dans la chambre de réduction.
Dans ces conditions, on charge dans la chambre de réduction une masse de réaction absolument dépourvue d'hymidité, par conséquent sans que l'on ait à redouter une attaque par la vapeur d'eau dans la paroi interne en fer de la chambre de réduction. On obtient encore un autre avantage du fait de la réduction de la durée de présence de la masse de réaction dans la chambre de réaction, puisqu'on utilise la chaleur acquise par la matière déshydratée à lafin de l'opération du chauffage préalable, ce qui augmente encore le rendement de la chambre de réaction.
Il est évident qu'en opérant ainsi on peut non seulement prévenir une oxydation quelconque du réducteur, mais on exclut aussi d'une manière ci 0solue l'oxydation des vapeurs de magnésium qui.,, ne se dégagent qu'à une température notablement plus élevée par rapport au chauffage préalable, uniquement dans la chambre de réaction.
Pour réaliser en pratique le procède mentionné cidessus, il convient d'utiliser le four multiple, qui fait également partie de la présente invention et qui comporte la combinaison d'une ou plusieurs chambres de réaction contiges à une ou plusieurs chambres destinées au chauffage préalable e t à la déshydratation dela matière à soumettre à la réaction de telle manière que les pertes thermiques des mènes chambres soient réduites au minimum.
Ce résultat peut être obtenu, par exemple, par l'emploi du four représenté par la figure cijointe, dans laquelle les chambtes de chauffage préalable, qui fonctionnent à une température moins élevée que la chambre de réaction, sont disposées sur les cotés de cette dernière et occupent les deux positions extrêmes du four multiple, ce qui produit une diminution sensible des pertes de chaleur vers l'extérieur du four.
Dans cette figure, 1-1' désignent les chambres de - 4 -
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chauffage préalable de la masse soumise à la réaction, laquel- le peut être chargée dans des nacelles convenables qui, à la fin de l'opération de déshydratation, sont facilement extra- tes et introduites dans les chambres de réaction 2 et 2'.
Cette opération est facilitée dans une mesure appré- ciable par la disposition du four, dans lequel les chambres de chauffage préalable et de réduction sont placées tout près l'une de l'autre, ce qui permet d'effectuer un passage très ra- pide de la chambre 1 à la chambre 2.
Les chambres de déshydratation aussi bien que cet les de réaction sont réchauffées au moyen de résistances électri- ques 3 et sont soutenues par les supports 4 prévus à cet effet.
On a désigné par 5 les trous de passage des couples thermo- électriques pour le réglage de la température et par 6, la ma- , çonnerie en réfractaire du four lui-même isolé thermiquement par la masse calorifuge 7.
Dans le cas de l'emploi d'un réducteur comportant du silicium ou d'un alliage de ferro-silicium à une teneur élevée, la température des chambres 1-1' est d'environ 600- 650 tandis que celle des chambres 2-2' est à peu près de 1200-1250 .
La présente invention n'est évidemment pas limitée par l'exemple de réalisation mentionné ci-dessus ni à celui représenté par la figure ci-jointe, étant donné qu'on peut modifier suivant les circonstances la disposition et la forme des chambres, la manière d'exécuter le chauffage, etc..