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JPH03150326A - Method of manufacturing metals by reduction - Google Patents

Method of manufacturing metals by reduction

Info

Publication number
JPH03150326A
JPH03150326A JP28821489A JP28821489A JPH03150326A JP H03150326 A JPH03150326 A JP H03150326A JP 28821489 A JP28821489 A JP 28821489A JP 28821489 A JP28821489 A JP 28821489A JP H03150326 A JPH03150326 A JP H03150326A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
metal
reaction
reduction
gas
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP28821489A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koji Hyodo
兵動 剛二
Junkichi Izeki
井関 順吉
Atsurou Moriya
守屋 惇郎
Kunio Maehara
前原 邦生
Shigeo Anpo
安保 重男
Hideya Watanabe
渡辺 英哉
Hideo Ito
英男 伊藤
Takashi Mitsuya
三矢 尚
Naoki Sakata
坂田 直起
Naokuni Sato
佐藤 直邦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kobe Steel Ltd
JFE Engineering Corp
Nippon Steel Corp
Osaka Titanium Co Ltd
Toho Titanium Co Ltd
Resonac Holdings Corp
Original Assignee
Showa Denko KK
Kobe Steel Ltd
Osaka Titanium Co Ltd
Sumitomo Metal Industries Ltd
Toho Titanium Co Ltd
NKK Corp
Nippon Kokan Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Showa Denko KK, Kobe Steel Ltd, Osaka Titanium Co Ltd , Sumitomo Metal Industries Ltd, Toho Titanium Co Ltd, NKK Corp, Nippon Kokan Ltd filed Critical Showa Denko KK
Priority to JP28821489A priority Critical patent/JPH03150326A/en
Publication of JPH03150326A publication Critical patent/JPH03150326A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

(産業上の利用分野) 本発明は、ハロゲン化金属の還元反応による金属の製造
方法に関し、更に詳しくは金属粒子の流動による連続的
な金属の製造方法に関する。
(Industrial Application Field) The present invention relates to a method for producing metal by a reduction reaction of a metal halide, and more particularly to a continuous method for producing metal by flowing metal particles.

【従来の技術】[Conventional technology]

ハロゲン化金属の還元反応によって製造される金属とし
ては金属Tiが代表的である。7%ロゲン化金属の還元
反応による金属Tiの製造は、工業的にはクロール法で
行われているが、この方法はバッチ式で、他の金属製法
が連続化されている昨今にあっては、旧態化の感はぬぐ
えない、そこで、最近になって、反応器内に生成金属粒
子を送入し、その粒子群の下方からハロゲン化金属およ
び還元剤の各ガス体を吹き上げることにより、該粒子群
を流動状態として、生成金属粒子表面に生成金属を固着
成長させて反応器外へ抽出するいわゆる流動法による金
属の製造方法が特開昭64−15339号公報で11案
されている。 流動法で金属Tiを製造する場合には、TiCj!。 およびMgの各蒸気で金属Ti粒子が吹き上げられて流
動状態とされ、流動状態とされた金属Ti粒子の表面で
TiCJ!、がMgによって還元される。この還元反応
によって生成した金JiiTlが金属Ti粒子の表面に
固着集積することにより金属Ti粒子が成長する。従っ
て、反応器内に金属Ti粒子とTiCj!aおよびMg
の各蒸気を送入し続け、その一方で、成長した金属Ti
粒子を反応器から抽出することにより、金属Tiが連続
的に製造される。 反応容器内における流動反応は、Tiの融点未満の温度
で、しかもMgおよび還元生成物としてMgCl2.の
凝縮防止を防ぐために、当該反応温度におけるいずれの
物質の蒸気圧よりも低い圧力で行う必要があるとされて
いる。 〔発明が解決しようとする課題〕 流動層法による金属Tiの製造法は、それを連続的に行
い得るという点で注目すべき方法であるが、工業的規模
の実用化は未だ実現されていない。 というのは、この方法では反応器内の反応が高温還元反
応であり、反応器の耐熱性によるaplから反応温度を
低下させるために極端な減圧操業を余儀なくされるから
である。 すなわち、反応器の耐熱限界以下に反応温度を抑えた場
合に、その温度でMgおよび還元生成物としてのM g
 Cj! zが凝縮しないように、従来は例えば反応温
度1100℃、反応圧力5QTorr(0−065at
■)というような操業条件が必要とされ、このような高
温を伴う連続操業システムに右ける反応器内の減圧保持
は非常な困難を伴うのである。そして、更に基本的な問
題として、減圧下における流動還元反応では、減圧が進
むほど反応生成物の析出速度が低下する事実がある。そ
のため、5QTorrというような極端な減圧条件では
、工業的に収支が合うほどの操業は行うことができない
。 本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、その目的
は、流動層法で、しかも比較的高い反応圧力、例えば大
気圧でも安定な操業が可能な還元による金属の製造方法
を提供することにある。 L課題を解決するための手段} 流動法による金属Tiの製造に必要とされる反応条件の
第1は、反応温度を生成Tiの融点(1670℃)より
低くすることである。ただし、Tiの融点を超えるよう
な高温の流動反応は工業的に難しいので、この条件は工
業上は大きな意味を持たない、工業上大きな意味を持つ
条件は、第2の条件としての反応圧力である。 第2の条件としての反応圧力は、反応温度下で還元生成
成分としてMgCl2.および還元剤としてのM、のい
ずれをも凝縮させないための条件で、特開昭64−15
334号公報に開示された方法では、反応温度における
還元生成成分および還元剤のいずれの蒸気圧力よりも低
い反応圧力を必要としている。しかし、この考えに沿う
限りは、圧力条件もまた温度条件と同様に非現実的にな
ることは前述したとおりである。 そこで、本発明者らは反応圧力条件を緩和するために、
反応圧力に分圧の考えを導入した。 第1表はTiClxにMgを反応させて金属Tiを生成
さセる際に還元生成されるMgCl2よおよび還元剤と
してのMgの各ガス圧が蒸発温度および生産速度に与え
る影響を示したものである。 M g Cl zの蒸発温度とMgの蒸発温度−とを比
較すると、一般的なMg投入量の場合、同一ガス圧では
MgCl2.の蒸発温度の方が高く、反応温度はMgC
l2.の蒸発温度に支配されることになる。 そして、操業採用温度が1100℃程度の場合は、Mg
Cl2.のガス圧を0. O65ats(50Torr
) ニしなければM g Cl *の蒸発温度を下回る
ことはできない、これが特開昭64−15334号公報
に開示された具体的操業条件であり、その場合の生産速
度は46T/nfHrに過ぎない、また、この考えに従
うと、耐熱温度が1250℃/以上の反応器を使用し、
操業採用温度1250℃、生産速度218T/nr−H
rが確保できても、反応圧力は0゜3at―の減圧条件
が必要になる。 これに対する本発明者らの考えは次のとおりである。採
用温度1250℃の条件下でM g Cl xの凝縮を
抑えるためには、反応圧力をL3at■に抑える必要は
なく、M g Cl tのガス分圧を0.3atsに抑
えればよい、 M g Cj! zのガス分圧を0.3
atsに抑えることは、反応圧力がlat−の場合にも
可能であり、しかも、それはさほど困難なことではない
、つまり、本発明者らの考えによれば、反応圧力を下げ
る代わりに、M g C11Hの分圧を下げるようにす
れば、反応圧力をさげたのと同じ効果が得られ、その結
果、大気圧下でもM g C1gの凝縮のない安定な操
業が可能になるのである。 M g CJ! zの分圧を下げる手段としては、実操
業上は加熱された不活性ガスを使用するのが量も得策で
ある。 第1式はTiCj!xにMgを反応させて金属Tiを生
成させる場合の理論反応式を示している。 7 i Cl aがMgで還元されて金属Tiと、還元
生成成分としてのMgCIltとが生じる。Ti以外の
TiCJ!a、MgおよびMgCl2.は気体である。 実操業における反応は第1式の場合と若干異なり、反応
安定性を確保するためにMgが過剰に投入され、その反
応式は第2式のようになる。 ここで更に反応系に不活性ガスが投入されると、反応式
は第3式のように変化する。つまり、不活性ガスの投入
fixに応じてMgCl2.の分圧が低下するのである
。 T i Cl a + 2 M g→T i + 2 
M g C1m =・(1)T i Cl a + 2
.3Mg→Ti+2MgCj!1+0.3Mg・・・(
2)T i Cj!a+2.3Mg−+Ti+2Mg 
Clx+0.3Mg+xAr−(3) 例えば、4.4モルの不活性ガスを反応系に投入すれば
、反応圧力がfat閣でもMgC1,の分圧は0.3a
t−に低下し、これに伴ってMgCl2.の蒸発温度は
1230℃になる。その結果、大気圧下、1250℃で
MgCl2.の凝縮がない安定な操業が実現される。4
.4モル程度の不活性の投入は、反応系において化学的
には勿論のこと、物理的にも何ら悪影響はなく、むしろ
加熱された不活性ガスを使用することによって次のよう
な利得が得られる。 加熱された不活性ガスは、MgCl2.の分圧低減の他
に、金属Ti粒子の流動エネルギー源として機能し、更
に、反応加熱源としても機能させることができる。流動
法では反応器内が外部から加熱されて反応温度が維持さ
れるのが一般的であるが、その場合に比べて、加熱され
た不活性ガスを熱源として利用した場合は、反応への熱
エネルギー転与が直接的で、熱経済性に優れる。 不活性ガスの加熱手段としては、プラズマ加熱がよく、
不活性ガスをプラズマ加熱しながら反応器内に直接投入
することにより、日華な設置で必要温度、必要量の不活
性ガスが確保される。 本発明は上記に基づきなされたもので、ハロゲン化金属
の還元反応によって金属を生成させる還元による金属の
製造方法であって、反応器内に生成金属粒子を送入し、
その粒子群の下方からハロゲン化金属および還元剤の各
ガス体と、加熱された不活性ガスとを吹き上げて、前記
粒子群を流動状態とすると共に、当該反応温度を生成金
属の融点以下に保持し、更に流動反応圧力が当該反応温
度におけるそれぞれの還元生成成分および還元剤のいず
れの蒸気圧をも超え、且つ還元生成成分および還元剤の
各ガス分圧が当該反応温度における蒸気圧以下としつつ
、金属粒子表面に生成金属を固着成長させて反応器外へ
抽出することを特徴とする還元による金属の製造方法を
要旨とする。 〔実施例〕 以下に本発明の実施態様を金属Tiの製造について説明
する。 第1図は本発明の−実施III様を示すフローシート、
第2図はプラズマ加熱器の概念を示す断面図である。 反応器lの底部に分散板2が設けられている。 分散板2上にはホッパー3を介して細粒の金属Ti粒子
が連続的に投入される。分散板2の下方から分散板2上
へはTiCJ!aおよびMgの各画気が注入される。分
散板2の下方には側方よりA「ガス等の不活性ガスがプ
ラズマ加熱器4により加熱されて吹き込まれる。 プラズマ加熱器4のノズル40は、棒状のタングステン
電極41と円筒状のw4製ノズル陽極42とを有し、こ
の間に点じたアークのまわりに高速の不活性ガス流を通
じることにより、ノズル40から不活性ガスのプラズマ
流を噴出するようになっている。 反応容器l内の分散板2より上方では、金属Ti粒子が
不活性ガスと、TiCJ!、およびMgの各画気とによ
って流動されて流動層を形成する。 流動層では、不活性ガスの熱エネルギーによって反応温
度が維持され、金属Ti粒子表面でTiCj!aがMg
によって還元される。この還元反応によって生成した金
属T1は金属Ti粒子表面に固着集積して金属Ti粒子
を成長させる。 反応器l内のTi粒子は、連続的に反応器1の側方へ抜
き取られる。流動還元反応に使用されたMgの残りと、
還元生成成分としてのMgCj!zと、更に加熱流動に
使用された不活性ガスとは、反応器lの上部より反応器
l外へ排出されてコンデンサ5に送られる。コンデンサ
5で凝縮分離されたMgおよびM g Cl !は、保
温炉7を経て電解セル8に入り、ここでMgを分離し、
分離されたMgは保温炉9を経て反応容器l内へ還流さ
れ再使用される。不活性ガスも再使用のためにパックフ
ィルター10等を経て反応器1内に還流される。 本発明の製造方法で金属Tiを製造する場合、Ti粒子
の粒径は0.2〜2■程度とするのがよい。 Mgは反応の安定化と、MgCl4.のガス分圧低下の
観点から余剰に投入するのがよい。 不活性ガスとしてはArガスまたはHeガスを通常使用
する。 不活性ガスの投入量は、要求されるMgCl4゜のガス
分圧に基づいて適宜決定され、多いほどMgCl4.の
ガス分圧が低下し、その蒸発温度を低下させる。 反応圧力は大気圧が望ましく、これより高くでも低くて
もよいが、当該反応温度におけるMgCffi。 およびMgのいずれの蒸気圧も下まわるような減圧条件
は採用しない。 本発明の製造方法によれば、例えば15%の余剰Mnと
、4.4モルのプラズマ連続加熱されたArガスとを使
用することにより、外部加熱なしに1250℃の反応温
度を確保し、この温度での大気圧操業を可能にする。 〔発明の効果〕 本発明の還元による金属の製造方法は、反応圧力を低下
させずに反応温度を低下させることができる。また、反
応圧力を低下させることもでき、その場合は反応温度の
大巾引き下げを可能にする。 従って、反応条件が著しく緩和され、操業が容易になる
と共に、反応器構造が簡素化され、何よりも製造速度の
大巾上昇を実現し得る。 本発明の製造方法を金属Tiの製造に適用した場合には
、バッチ式のクロール法でしか工業的に製造されていな
かった金属Tiを、流動法によって連続的に、しかも極
めて緩やかな条件で工業的規模で高能率、低コストに製
造し得る。 また、不活性ガスの加熱にプラズマ連続加熱を用いた場
合には、高温の不活性ガスを大量に供給でき、熱効率6
善、ガス分圧低減、流動化促進、更に不活性ガスの反応
熱源としての使用も可能になる。 加熱された不活性ガスを反応熱源として使用した場合に
は、外熱加熱手段が不用になり、加熱効率が大巾に改善
される。
Metal Ti is a typical metal produced by a reduction reaction of a metal halide. The production of metallic Ti by the reduction reaction of 7% metal halogenide is carried out industrially by the Kroll method, but this method is a batch method, and these days, when other metal production methods are continuous, it is difficult to produce Ti metal. Therefore, recently, the generation metal particles are fed into the reactor, and gaseous bodies of metal halide and reducing agent are blown up from below the particle group, thereby reducing the amount of metal particles. Japanese Unexamined Patent Publication No. 15339/1989 proposes 11 metal production methods using the so-called fluidization method, in which a group of particles is brought into a fluid state, and the produced metal is fixedly grown on the surface of the produced metal particles and extracted out of the reactor. When producing metallic Ti by the flow method, TiCj! . The metal Ti particles are blown up by the vapors of Mg and Mg to form a fluidized state, and TiCJ! , is reduced by Mg. The gold JiiTl generated by this reduction reaction adheres and accumulates on the surface of the metal Ti particles, thereby growing the metal Ti particles. Therefore, there are metal Ti particles and TiCj! in the reactor. a and Mg
While continuing to feed the respective vapors, the grown metal Ti
Metallic Ti is produced continuously by extracting particles from the reactor. The flow reaction in the reaction vessel is carried out at a temperature below the melting point of Ti, and with Mg and MgCl2. In order to prevent condensation of the reaction, it is said that it is necessary to conduct the reaction at a pressure lower than the vapor pressure of any substance at the reaction temperature. [Problem to be solved by the invention] The production method of metallic Ti using the fluidized bed method is a remarkable method in that it can be carried out continuously, but practical application on an industrial scale has not yet been realized. . This is because, in this method, the reaction in the reactor is a high-temperature reduction reaction, and extremely reduced pressure operation is forced to be performed in order to lower the reaction temperature from the apl due to the heat resistance of the reactor. That is, when the reaction temperature is suppressed below the heat resistance limit of the reactor, Mg and Mg as a reduction product are reduced at that temperature.
Cj! Conventionally, the reaction temperature was set at 1100°C and the reaction pressure was set at 5QTorr (0-065at
(2) Operating conditions are required, and it is extremely difficult to maintain the reduced pressure inside the reactor in such a continuous operating system that involves high temperatures. An even more fundamental problem is the fact that in a fluidized reduction reaction under reduced pressure, the rate of precipitation of reaction products decreases as the pressure decreases. Therefore, under extreme reduced pressure conditions such as 5 Q Torr, it is not possible to operate the system in an industrially profitable manner. The present invention has been made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a method for producing metal by reduction using a fluidized bed method, which is capable of stable operation even at relatively high reaction pressures, such as atmospheric pressure. be. Means for Solving Problem L} The first reaction condition required for producing metallic Ti by the flow method is to lower the reaction temperature below the melting point (1670° C.) of the produced Ti. However, since it is industrially difficult to conduct a fluidized reaction at a high temperature exceeding the melting point of Ti, this condition does not have much meaning industrially.The condition that has great industrial significance is the reaction pressure as the second condition. be. The reaction pressure as the second condition is such that MgCl2. and M as a reducing agent, under conditions that do not condense any of them.
The method disclosed in Japanese Patent No. 334 requires a reaction pressure lower than the vapor pressure of both the reduction product component and the reducing agent at the reaction temperature. However, as mentioned above, as long as this idea is followed, the pressure conditions will also be unrealistic like the temperature conditions. Therefore, in order to ease the reaction pressure conditions, the present inventors
The idea of partial pressure was introduced to the reaction pressure. Table 1 shows the effects of the gas pressures of MgCl2, which is produced by reduction, and Mg as a reducing agent, on the evaporation temperature and production rate when TiClx is reacted with Mg to produce metallic Ti. be. Comparing the evaporation temperature of MgClz and the evaporation temperature of Mg, we find that with a typical Mg input amount, at the same gas pressure, MgCl2. The evaporation temperature of MgC is higher, and the reaction temperature is higher than that of MgC.
l2. evaporation temperature. If the operating temperature is about 1100℃, Mg
Cl2. gas pressure of 0. O65ats (50 Torr
) The evaporation temperature of M g Cl * cannot be lowered unless , Also, according to this idea, a reactor with a heat-resistant temperature of 1250 ° C / or more is used,
Operating temperature 1250℃, production rate 218T/nr-H
Even if r can be secured, a reduced reaction pressure of 0°3at- is required. The inventors' thoughts regarding this are as follows. In order to suppress the condensation of M g Cl x under the conditions of the adopted temperature of 1250 ° C., it is not necessary to suppress the reaction pressure to L3at■, but it is sufficient to suppress the gas partial pressure of M g Cl t to 0.3 ats. gCj! Gas partial pressure of z is 0.3
It is possible to suppress the reaction pressure to ats even when the reaction pressure is lat-, and it is not very difficult. In other words, according to the inventors' idea, instead of lowering the reaction pressure, M g By lowering the partial pressure of C11H, the same effect as lowering the reaction pressure can be obtained, and as a result, stable operation without condensation of M g C1g becomes possible even under atmospheric pressure. M g CJ! As a means for lowering the partial pressure of z, it is advisable to use a heated inert gas in actual operation. The first ceremony is TiCj! A theoretical reaction formula for producing metal Ti by reacting x with Mg is shown. 7 iCl a is reduced with Mg to produce metal Ti and MgCIlt as a reduction product component. TiCJ other than Ti! a, Mg and MgCl2. is a gas. The reaction in actual operation is slightly different from the first equation, in which Mg is added in excess to ensure reaction stability, and the reaction equation is as shown in the second equation. If an inert gas is further introduced into the reaction system, the reaction equation changes as shown in the third equation. That is, MgCl2. The partial pressure of T i C a + 2 M g → T i + 2
M g C1m =・(1) T i C a + 2
.. 3Mg→Ti+2MgCj! 1+0.3Mg...(
2) T i Cj! a+2.3Mg-+Ti+2Mg
Clx+0.3Mg+xAr-(3) For example, if 4.4 mol of inert gas is introduced into the reaction system, the partial pressure of MgCl, even if the reaction pressure is fat, is 0.3
t-, and along with this, MgCl2. The evaporation temperature of is 1230°C. As a result, MgCl2. Stable operation with no condensation is achieved. 4
.. The addition of about 4 moles of inert gas has no adverse effect on the reaction system, either chemically or physically; rather, the following benefits can be obtained by using heated inert gas. . The heated inert gas is MgCl2. In addition to reducing the partial pressure of , it can function as a flow energy source for metal Ti particles, and can also function as a reaction heating source. In the flow method, the inside of the reactor is generally heated from the outside to maintain the reaction temperature, but compared to that case, when a heated inert gas is used as a heat source, the heat for the reaction is Energy transfer is direct and has excellent thermoeconomic efficiency. Plasma heating is a good method for heating inert gas.
By directly injecting inert gas into the reactor while heating it with plasma, the required temperature and amount of inert gas can be secured with simple installation. The present invention has been made based on the above, and is a method for producing metal by reduction in which metal is produced by a reduction reaction of a metal halide, the method comprising: feeding the produced metal particles into a reactor;
Gaseous bodies of metal halide, reducing agent, and heated inert gas are blown up from below the particle group to bring the particle group into a fluid state and maintain the reaction temperature below the melting point of the metal produced. In addition, the flow reaction pressure exceeds the vapor pressure of each reduction product component and reducing agent at the reaction temperature, and the gas partial pressure of each reduction product component and reducing agent is equal to or less than the vapor pressure at the reaction temperature. The gist of this invention is a method for producing metal by reduction, which is characterized in that the produced metal is fixedly grown on the surface of metal particles and extracted out of the reactor. [Example] Hereinafter, embodiments of the present invention will be described regarding the production of metal Ti. FIG. 1 is a flow sheet showing embodiment III of the present invention;
FIG. 2 is a sectional view showing the concept of a plasma heater. A distribution plate 2 is provided at the bottom of the reactor l. Fine metal Ti particles are continuously fed onto the dispersion plate 2 via a hopper 3. TiCJ! from below the dispersion plate 2 to above the dispersion plate 2! Each fraction of a and Mg is injected. Inert gas such as A gas is heated and blown into the lower part of the dispersion plate 2 from the side by the plasma heater 4. The nozzle 40 of the plasma heater 4 has a rod-shaped tungsten electrode 41 and a cylindrical W4 By passing a high-speed inert gas flow around the arc struck between the nozzle anodes 42, a plasma flow of inert gas is ejected from the nozzle 40. Inside the reaction vessel l. Above the dispersion plate 2, metal Ti particles are fluidized by an inert gas, TiCJ!, and Mg air to form a fluidized bed. In the fluidized bed, the reaction temperature is increased by the thermal energy of the inert gas. is maintained, and TiCj!a changes to Mg on the surface of the metal Ti particles.
will be reduced by The metal T1 generated by this reduction reaction adheres and accumulates on the surface of the metal Ti particles to grow the metal Ti particles. The Ti particles in the reactor 1 are continuously extracted to the side of the reactor 1. The remainder of Mg used in the fluid reduction reaction,
MgCj as a reduction product! Z and the inert gas used for heating and fluidization are discharged from the upper part of the reactor 1 to the outside of the reactor 1 and sent to the condenser 5. Mg and M g Cl condensed and separated in condenser 5! enters the electrolytic cell 8 through the insulating furnace 7, where Mg is separated,
The separated Mg is refluxed into the reaction vessel 1 through the heat insulating furnace 9 and reused. The inert gas is also refluxed into the reactor 1 through the pack filter 10 etc. for reuse. When producing metallic Ti using the production method of the present invention, the particle size of the Ti particles is preferably about 0.2 to 2 square centimeters. Mg stabilizes the reaction and MgCl4. From the viewpoint of reducing the gas partial pressure, it is better to use a surplus. Ar gas or He gas is usually used as the inert gas. The amount of inert gas to be added is appropriately determined based on the required gas partial pressure of MgCl4°, and the larger the amount, the more MgCl4. The partial pressure of the gas decreases, lowering its evaporation temperature. The reaction pressure is preferably atmospheric pressure, and may be higher or lower than this, but MgCffi at the reaction temperature. A reduced pressure condition in which the vapor pressure of either Mg or Mg is lowered is not adopted. According to the manufacturing method of the present invention, for example, by using 15% surplus Mn and 4.4 mol of Ar gas continuously heated by plasma, a reaction temperature of 1250°C is secured without external heating, and this Enables atmospheric pressure operation at temperatures. [Effects of the Invention] The method for producing metal by reduction according to the present invention can lower the reaction temperature without lowering the reaction pressure. It is also possible to lower the reaction pressure, in which case the reaction temperature can be significantly lowered. Therefore, the reaction conditions are significantly relaxed, the operation becomes easier, the reactor structure is simplified, and above all, the production rate can be greatly increased. When the production method of the present invention is applied to the production of metallic Ti, metallic Ti, which has been produced industrially only by the batch-type Kroll method, can be produced continuously by the flow method and under extremely mild conditions. It can be manufactured on a large scale with high efficiency and at low cost. In addition, when continuous plasma heating is used to heat inert gas, a large amount of high-temperature inert gas can be supplied, and the thermal efficiency is 6.
This makes it possible to reduce the gas partial pressure, promote fluidization, and use the inert gas as a heat source for the reaction. When heated inert gas is used as the reaction heat source, external heating means is not required, and heating efficiency is greatly improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の−実施態様を示すフローシート、第2
図はプラズマ加熱器の概念を示す断面図である。 l:反応器、2:分散板、4:プラズマ加熱器、5:分
il!1回収器。 出 願 人  大阪チタニウム製造株式会社出 願 人
  東邦チタニウム株式会社出 願 人  昭和電工株
式会社 出 願 人  株式会社神戸製鋼所 出 願 人  住友金属工業株式会社 出 願 人  日本鋼管株式会社 第2図
FIG. 1 is a flow sheet showing an embodiment of the present invention; FIG.
The figure is a sectional view showing the concept of a plasma heater. 1: Reactor, 2: Dispersion plate, 4: Plasma heater, 5: Minil! 1 collection device. Applicant: Osaka Titanium Manufacturing Co., Ltd. Applicant: Toho Titanium Co., Ltd. Applicant: Showa Denko Co., Ltd. Applicant: Kobe Steel, Ltd. Applicant: Sumitomo Metal Industries, Ltd. Applicant: Nippon Steel Tube Co., Ltd. Figure 2

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)ハロゲン化金属の還元反応によって金属を生成さ
せる還元による金属の製造方法であって、反応器内に生
成金属粒子を送入し、その粒子群の下方からハロゲン化
金属および還元剤の各ガス体と、加熱された不活性ガス
とを吹き上げて、前記粒子群を流動状態とすると共に、
当該反応温度を生成金属の融点以下に保持し、更に流動
反応圧力が当該反応温度における還元生成成分および還
元剤のいずれの蒸気圧をも超え、且つ還元生成成分およ
び還元剤の各ガス分圧が当該反応温度におけるそれぞれ
の蒸気圧以下としつつ、金属粒子表面に生成金属を固着
成長させて反応器外へ抽出することを特徴とする還元に
よる金属の製造方法。
(1) A method for producing metal by reduction in which metal is produced by a reduction reaction of a metal halide, in which the produced metal particles are fed into a reactor, and the metal halide and reducing agent are added to each of the metal halide and reducing agent from below the particle group. Blowing up a gas body and a heated inert gas to bring the particle group into a fluid state,
The reaction temperature is maintained below the melting point of the metal produced, the flow reaction pressure exceeds the vapor pressure of both the reduction product component and the reducing agent at the reaction temperature, and the gas partial pressure of the reduction product component and the reducing agent is A method for producing a metal by reduction, characterized in that the produced metal is fixedly grown on the surface of the metal particles and extracted out of the reactor while keeping the vapor pressure at or below the respective vapor pressures at the reaction temperature.
(2)生成金属がTi、ハロゲン化金属がTiCl_4
還元剤がMgであることを特徴とする請求項1に記載の
還元による金属の製造方法。
(2) The generated metal is Ti and the metal halide is TiCl_4
2. The method for producing metal by reduction according to claim 1, wherein the reducing agent is Mg.
(3)加熱された不活性ガスがプラズマ連続加熱された
ArガスまたはHeガスであることを特徴とする請求項
1または2に記載の還元による金属の製造方法。
(3) The method for producing metal by reduction according to claim 1 or 2, wherein the heated inert gas is Ar gas or He gas that is continuously heated by plasma.
(4)不活性ガスが反応温度以上に加熱された反応熱源
であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
の還元による金属の製造方法。
(4) The method for producing metal by reduction according to any one of claims 1 to 3, wherein the inert gas is a reaction heat source heated to a temperature higher than the reaction temperature.
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