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On peut produire de l'uranium en partant de son fluorure sur lequel on fait réagir un métal réducteur, mais de grandes difficultés se pré-
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La présente invention a pour but de remédier à ces inconvénients. A cet effet, on fait réagir un mélange de fluorure d'uranium et d'un halo-. gène^ autre que le fluor, avec au moins un métal réducteur, soit alcalin,
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rure et former un halogénure.
On obtient des résultats particulièrement satisfaisants en utilisant du calcium et de l'iode.
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creuset collecteur surmonté d'un récipient à fond ouvert débouchant à la surface libre du creuset-, ce dernier et le récipient étant constitués d'une matière réfractaires qui, au moins pour leur surface intérieures est un corps
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annexé, La figure est une vue schématique;,, en élévation et en coupe, d'un <EMI ID=6.1> L'appareil représenté comprend -une enceinte cylindrique 1 en télé, dans laquelle est disposé un creuset collecteur 2 surmonté d'un récipient 3. Ce dernier a un fond ouvert et s'appuie directement sur les bords supérieurs du creuset. Autour de celui-ci et du récipient, on a prévu une
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place une couche de magnésie 7. Le creuset 2 et le récipient 3 sont formés de matière réfractaire. De plus, la matière formant le revêtement intérieur
8 du creuset et du récipient ne peut réagir avec l'uranium, donc contaminer le métal obtenu. Dans l'exemple choisi, le revêtement est formé de fluorure de calcium.
On commence par mettre en service les éléments de chauffage 5 et 6, de manière à sécher les parois du creuset et du récipient et à en éliminer les gaz occlus. Ce préchauffage étant terminé, on verse dans le récipient une charge formée par exemple du mélange suivants
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2,225 Kg d'iode.
Le fluorure d'uranium sera utilisé de préférence sous forme de poudre bien sèche, le calcium sous forme de copeaux non oxydés et non nitrurés et l'iode sous forme de poudre.
On amorce la réaction avec un ruban de magnésium, ou du chlorate de magnésium, ou tout autre moyen approprié.
Les équations de réaction sont les suivantes:
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Il est à remarquer que les quantités données ci-avant correspondent à un excès de calcium de 20 % environ par rapport aux proportions stoe-
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du calcium aux températures élevées qui se développent au sein de la charge. Le rendement atteint 98 % et, après refroidissement à l'air libre on recueil-
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étant disséminé dans la scorie, sous forme de globules.
La réaction étant très vive est accompagnée d'un dégagement gazeux et se fait de préférence sous une hotte ventilée. Elle débute en haut du récipient 3 et se propage vers le bas. Les parois du récipient 3 étant choisies convergentes vers le creuset2i) la chaleur se concentre de plus en plus et la température s'élève; les deux réactions indiquées ci-avant sont en effet fortement exothermiques.
L'ajoute de l'iode à la charge a un double effets a) la réunion du fluorure de calcium et de l'iodure .de calcium abaisse fortement le'Point de fusion de la scorie. Cela permet une meilleure décantation de l'uranium et par conséquent un meilleur rendement, La scorie formée protège le métal de l'oxydation ou de la nitruration par l'air, lors du refroidissement. En séparant le creuset 2 du récipient 3, on obtient donc un lingot d'uranium compact ayant épousé la forme du creuset et recouvert d'une légère couche de scorie.
b) la formation d'iodure de calcium apporte un supplément de calories, qui favorise le maintien à 1-'état liquide de l'uranium et de la scorie formée. Grâce à cela, le procédé selon l'invention peut être appliqué, avec succès, même à des charges très faibles.
Les volumes du creuset et du récipient sont très différents, car la charge et l'uranium décanté occupent des espaces très inégaux, par suite de la forte densité de l'uranium.
La composition de la charge donnée ci-avant n'est indiquée qu' à
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simultanément plusieurs de ces métaux. Pour certains (l'entre eux, la réduc-
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thermiques que dans le cas du calcium. Si la scorie n'est pas suffisamment liquide pour protéger le métal contre l'oxydation ou la nitruration par Pair, le refroidissement se fait alors sous un gaz inerte, tel que l'argon.
Au lieu d'iode, on peut également utiliser du brome ou du chlore.
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poration du brome liquide, soit pour mettre en oeuvre le chlore gazeux.
Le revêtement 8 a été supposé fait de fluorure de calcium, mais on peut aussi employer à cette fin d'autres corps, à condition qu'ils résistent aux températures qui sont atteintes lors des réactions et qu'ils ne puissent contaminer l'uranium. La chaux pure (CaO) répond à cette condition,
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Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite et que bien des modifications peuvent y être apportées, sans sortir du cadre de la présente demande de brevet.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de fabrication d'uranium;, caractérisé en ce qu'on fait réagir un mélange de fluorure d'uranium et d'un halogène , autre que le fluor, avec au moins un métal réducteur, soit alcalin, soit alcalino-terreux, pris en quantité suffisante pour décomposer le fluorure et former un halogénure,
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Uranium can be produced by starting from its fluoride with which a reducing metal is reacted, but great difficulties arise.
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The object of the present invention is to remedy these drawbacks. To this end, a mixture of uranium fluoride and a halo- is reacted. gene ^ other than fluorine, with at least one reducing metal, either alkaline,
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ride and form a halide.
Particularly satisfactory results are obtained using calcium and iodine.
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collecting crucible surmounted by a receptacle with an open bottom opening out to the free surface of the crucible, the latter and the receptacle being made of a refractory material which, at least for their interior surface, is a body
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attached, The figure is a schematic view; ,, in elevation and in section, of an <EMI ID = 6.1> The apparatus shown comprises -a cylindrical enclosure 1 in tele, in which is arranged a collecting crucible 2 surmounted by a container 3. The latter has an open bottom and rests directly on the upper edges of the crucible. Around the latter and the container, a
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places a layer of magnesia 7. The crucible 2 and the container 3 are formed of refractory material. In addition, the material forming the interior lining
8 of the crucible and the receptacle cannot react with the uranium, and therefore contaminate the metal obtained. In the example chosen, the coating is formed from calcium fluoride.
The heating elements 5 and 6 are started by putting into service, so as to dry the walls of the crucible and of the receptacle and to eliminate the occluded gases therefrom. This preheating being completed, a charge formed for example of the following mixture is poured into the receptacle
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2.225 Kg of iodine.
The uranium fluoride will preferably be used in the form of a very dry powder, the calcium in the form of non-oxidized and non-nitrided chips and the iodine in the form of powder.
The reaction is initiated with a magnesium ribbon, or magnesium chlorate, or any other suitable means.
The reaction equations are as follows:
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It should be noted that the amounts given above correspond to an excess of calcium of approximately 20% relative to the stoe-
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calcium at the high temperatures that develop within the load. The yield reaches 98% and, after cooling in the open air, the
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being disseminated in the slag, in the form of globules.
The reaction being very lively is accompanied by an evolution of gas and is preferably carried out under a ventilated hood. It begins at the top of the container 3 and propagates downwards. The walls of the container 3 being chosen to converge towards the crucible 2i) the heat is concentrated more and more and the temperature rises; the two reactions indicated above are in fact strongly exothermic.
The addition of iodine to the feed has a dual effect a) the combination of calcium fluoride and calcium iodide greatly lowers the melting point of the slag. This allows better settling of the uranium and consequently better yield. The slag formed protects the metal from oxidation or nitriding by air, during cooling. By separating the crucible 2 from the receptacle 3, a compact uranium ingot is therefore obtained which has adopted the shape of the crucible and covered with a light layer of slag.
b) the formation of calcium iodide provides additional calories, which helps to maintain the uranium and the slag formed in a liquid state. Thanks to this, the method according to the invention can be applied, with success, even at very low loads.
The volumes of the crucible and the vessel are very different, because the charge and the decanted uranium occupy very unequal spaces, due to the high density of the uranium.
The composition of the charge given above is only indicated at
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simultaneously several of these metals. For some (among them, the reduction
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thermal than in the case of calcium. If the slag is not sufficiently liquid to protect the metal against oxidation or air nitriding, then cooling takes place under an inert gas, such as argon.
Instead of iodine, bromine or chlorine can also be used.
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poration of liquid bromine, or to use gaseous chlorine.
The coating 8 has been assumed to be made of calcium fluoride, but other substances can also be used for this purpose, provided that they withstand the temperatures which are reached during the reactions and that they cannot contaminate the uranium. Pure lime (CaO) meets this condition,
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It should be understood that the invention is in no way limited to the embodiment described and that many modifications can be made thereto, without departing from the scope of the present patent application.
CLAIMS.
1. Process for manufacturing uranium ;, characterized in that a mixture of uranium fluoride and a halogen, other than fluorine, is reacted with at least one reducing metal, either alkali or alkaline earth , taken in sufficient quantity to decompose the fluoride and form a halide,