<Desc/Clms Page number 1>
Appareil pour la production de magnésium
La présente invention, est relative à la production de magnésium à 1'état de métal solide par réduction thermique avec du ferrosilicumu sous basse pression, dans des cornues en métal. L'invention est relative plus particulièrement à 1'ap- pareil nécessaire à cette opération* -
Un des problèmes soulevés par la réalisation de ce procède est d'obtenir une pénétration suffisamment rapide d'une chaleur uniforme dans la charge placée dans les cornues, sans qu'il en résulte une détérioration excessive du métal des cornues entraînant une diminution de leur durée d'ussage ce qu'il importe d'éviter en raison de leur prix.
Plus im- portante sera la charge par cornue,plus grand sera le rende- mént en magnésium par kilo de métal constituant la cornue elle-même. Toute fissure ou autre rupture de la paroi dela cornue en s'opposant au maintien d'une pression interne réduite dans celle-ci, la met hors de service.Ce fait constitue la plus importante dépense d'exploitation du procédé.
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
>objet principal de la présente invention est de cons- tituer des cornues pour un foyer de chauffage capables de pro-- duire le maximum de magnésium par unité de métal constituant
EMI2.2
la cornue utilisée dans l'opération. D'autres objets de l'in- vention seront indiqués au cours de la description se repor- tant au dessin annexé dans lequel :
Fig. 1 est une élévation en coupe transversale d'un foyer établi suivant l'invention.
EMI2.3
Big. 3 est'une élévation en coupe longitudinale du foyer,
EMI2.4
vigè 2 est une coupe longitudinale de la partie de la cornue où s'opère la condensation.
Fig. 4 est une vue similaire d'une autre forme de cette partie de la cornue et
Fig. 5 est une vue par bout de l'écran de radiation de
EMI2.5
la chaleur représentée la figure 4, Dans ie dessin; â, représente u#oyi-,r dans lequel sont disposées des cornues en métal el en nombre désiré, leurs extrémités 3 sxétendant au-delà des parois du foyer. Les cornues peuvent 'être supportées dans le foyer de tou- te manière désirée comme représenté aux figures 1 et 2 Le foyer représenté est chauffé par des brûleurs à gaz ou à huile 4, mais il peut tre chauffé de toute autre manière.
La plus grande partie 5 de la cornue qui se trou-
EMI2.6
ve dans le foyer constitue 1- zone de réduction de la co-r- nue dans laquelle li. charge est chauffée pour réduire, la magnésie qu'elle contient en magnésium qui se dég/3.ge à 1'état de vapeur. Les ext.r6mités 3 de la cornue s'étendant hors de la paroi du foyer) constituent les zones de conden-
EMI2.7
sation de la cornue, dans lesquelles la vapeur de magné- sium est convertie en métal solide compact. Les extrémi- tés extérieures de la cornue sont fermées par une plaque
<Desc/Clms Page number 3>
6 formant couvercle étanche fixée à un rebord 7 par tout moyen convenable 8. A chaque extrémité de la cornue est disposé un tuyau 9 relié à une ou plusieurs pmpes à vide pour produire une basse pression dans la cornue.
Chaque partie 3 de la cornue où s'opère la condensa- tion comprend deux zones de température 10 et 11.La zone 10 re- coit les vapeurs chaudes de la partie de la cornue où s'opère la réduction et à l'aide du refroidisseur 12 elle est mainte- nue à une température relativement élevée* mieux adaptée produire la condensation du magnésium sous une forme solide et compacte. De le eau ou des liquides de point d'ébulition plus élevé peuvent 'être employés comme agent de refroidissement).
Lapone 11 reçoit'les vapeurs qui n'ont pas été.condensées lors de leur passage dans la zone 10 et le second refroidisseur 13 encourant cette zone condense les métaux tels que le sodium,de plus haute tension de vapeur, et cela de préférence avant que les vapeurs atteignent le tuyau 2,par lequel on fait le vide,* Dans la partie réservée à la condensation et dans la zone de condensation du magnésium 10 est disposée une four- rure 14 amovible sur laquelle les vapeurs de magnésium se condensent; celui-ci est enlevé de la cornue avec la fourrure.
Cette fourrure amovible peut 'être constituée par du magnésium* Dans ce cas, en particulier, son ex- trémité arrière ne s'étendra pas dans la zone chaude de réduction. Normalement, 1'extrémité arrière de la fourrure s'arrête à la limite de la paroi du foyer ce qui provoque une chute rapide de température.
Comme montré dans la figure 3 une fourrure amovible séparée 15 est disposée dans la zone 11 pour collecter les métaux condenses ayant une plus haute tension de vapeur, tels.que le soudium afin que le métal condensé dans cette zone puisse 'être enlevé tout d'aobur et indépendamment du magnésium condensé dans la zone 10
<Desc/Clms Page number 4>
La figure 4 montre une ariants de dispositif pour collecter les métaux à haute tension de vapeur dans la zone 11 Une chambre 16 Plus ou moins annulaire dans la- quelle circule de 1'eau à l'aide des tuyaux 17 et 18 est supportée par la plaque de fermeture 6 de la cornue.
Les vapeurs métalliques provenant de la zone 10 se heurtent contre les surfaces refroidies de cette chambre où elles se condensent et le condensat est enlevé avec la chambre indépendamment et préalablement au magnésium condensé dans la zone 10.
La figure 4 montre également un écran 19 de radiation de la chaleur, logé entre la zone chaude de réduction et les zones de condensation relativement froides de la cor- nue. Son but est de conserver la chaleur, de réduire la durée de la période de chauffage et de faciliter le re- froidissement des zones de condensation. Comme représenté$:' il est formé une série de plaques séparées et perforées afin de déterminer un trajet de cheminement sinueux pour les Tapeurs passant de la zone de réduction aux zones de condensation. La partie basse 20 comprise entre les der- niers plateaux peut constituer une chambre dans laquelle peuvent 'être placés de petits fragments sans valeur de magnésium, dont la fusion indépendante ne cause que des pertes légères.
La.volatilisation de ce magnésium dans le premier stade du cycle de chauffage agit comme amorce et aide à 1'enlévement des gaz oxydants du système. Le métal qui ne réagit pas de cette manière sera distillé et récupéré sous forme compacte et massive. L'écran de radiation de la chaleur est logé dans la cornue., comme représenté, au niveau de la paroi du foyer, pour renvoyer la chaleur de la charge chaude en arrière dans la zone de réduction de la cornue. Il ;permet à. la charge d'occuper au maximum la capacité de la zone de réduction de la cornue. Sans cet écran!, les ex-
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
t -!.' ne 1> W, Pl- trèmltds de cette zone/pourraient pas Itre occupées complè- tement par la charge} ce qui réduirait la capacité de la cornue.
Le fonctionnement de 1'appareil est le suivant la charge chaude composée de préférence -d'une'matière contenant de l'oxyde de magnésium calciné et du ferrosili- cium sous forme de briquettes compactes$ est placée dans la zone de réduction des cornues. Les briquettes auront de préférence une densité d'au moins 2,2 pour assu- rer une conductivité efficace de la chaleur. Les écrans de radiation sont'de préférence mis en place.. Les divers organes sont placés dans les zones de condensation et les extrémités de la cornue sont fermées.
On fait le vide pour obtenir dans la cornue une pression moindre de 0,25 mm de mercure et la température de la surface des cor- nues est maintenue entre 11'6001et 1200 C
Fendant que les vapeurs métalliques sortent de la zone de réduction, la zone 10 de condensation du magnésium est maintenue à une température qui, à la pression de marche, assurera la condensation des vapeurs de magnésium sous forme compacte* Pour des conditions de travail don- nées,
inexpérience permet à 1'opérateur de régler la température de cette zone en modifiant la circulation du fluide refroidisseur pour assurer une condensation effi- cace du magnésium sous forme compacte et pratiquement sans que le sodium et autres métaux se condensent dans cette zone* De même en réglant le refroidissement de la zone 11, le sodium et autres métaux de tension de va- peur plus élevée sont condensés sur la surface de la fourrure 15 ou sur celle de la chambre 16 .
Le cycle de chauffage étant terminé) on casse le vide, l'air est admis dans la. cornue et celle-ci ou- verte à ses deux extrémités* Le sodium et autres mé-
<Desc/Clms Page number 6>
taux condenses dans la zone il sont enlevés de la cornue avec la fourrure 15 ou la chambre 16 L'extraction sépa- rée du sodium écarte les dangers d'incendie et empêche 1'igniticm du mangésium déposé sur la fourrure 14 qui est enlevée ensuite. le résidu de la charge est alors enle- vé et la cornue encore chaude est prête à recevoir un nou- veau chargements
On sait qu'une roche qui contient du mangésium renferme ordinairement du sodium et autres métaux de tén- sion de vapeur plus haute que le magnésium.
La dolomie cristallisée, par exemple,-peut contenir 0,065 de sodium,.
Quelqieus roches contenant du mangesiu en renferment plu- sieurs fois autant. Si la roche renferme une proportion négligeable de sodium la condensation :peut 'être opérée en une seule unité de condensation.
Les ocrnues, de préférence, n'auront pas plus de 20 centimètres de diamè ce qui permet de donner à la charge une épaisseur maximum pour une absorption et une pémétration efficaces de la chaleur. La longueur relati- vement réduite de la partie réservée à la dondensation à chaque extrémité de la cornue assure néanmoins la capa- cité de condensation nécessaire à une longue zone-de ré- duction qui reste à la température normale du foyer et ne subit pas de substantielles fluctuations de température.