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Pour extraire l'aluminium de matières premières alumineuses (ou contenant de l'oxyde d'aluminium), on a également proposé, en dehors du pro- cédé usuel consistant à attaquer le minerai par la lessive de soude, puis à extraire le métal par voie électrolytique, à partir de l'alumine obtenue par l'attaque, de traiter la matière oxydée, par des chlorures à l'état gazeux, en particulier par le chlorure d'aluminium, à des températures éle- vées, en présence d'une matière réductrice, de dissocier le sous-hàlogénu- re produit, dans un condenseur associé à la chambre de réaction, et de pré- parer ainsi de l'aluminium métallique, tandis que le réactif gazeux est re- mis en circulation dans la chambre de réaction.
Dans ce procédé, il s'est révélé certaines difficultés, du fait que les pompes et autres organes né- cessaires pour propulser le réactif sont fortement attaquées par le chlo- rure d'aluminium, tandis qu'en outre on n'a pas encore résolu le problème posé par l'obtention d'un pourcentage aussi élevé que possible d'aluminium métallique, non sous forme de poussière, mais à l'état de métal compact.
Pour ces raisons, le procédé décrit n'a pu jusqu'à présent s'introduire dans la pratique.
Or, il a été trouvé qu'en présence de carbone ou de matières en renfermant, l'alumine réagit à très haute température avec le sulfure d'alu- minium pour donner un composé facilement volatil ,qui par refroidissement, se décompose à nouveau en aluminium métallique et en sulfure d'aluminium.
Si, au lieu de l'alumine, ou utilise une matière contenant de l'alumine, com- me par exemple la bauxite, l'argile, les cendres de chaudières, etc.. dans les conditions où se forme le composé d'aluminium et de soufre à valence inférieure, le fer, le silicium et le titane ainsi que les autres corps ac- compagnant usuellement l'alumine sont réduite en métal, de sorte qu'en une seule phase de travail, on peut, à partir d'un.minerai d'aluminium obtenir- de l'aluminium pur et un résidu métallique.
Il est avantageux d'effectuer la réaction sous basse pression, ce qui fait qu'il est possible de travailler à des températures relativement basses. Il est avantageux de maintenir la températuresréactionnelle très peu au-dessous de 1500 C environ.
A une température d'envrion 1400 à 1500 C, il suffit déjà de main- tenir une dépression de 20 mm de Eg* Les essais montrent au contraire que, par exemple à une température de 1200 C, on doit appliquer une pression de moins de 6 mm, quand on veut atteindre un rendement espace-temps technique- ment satisfaisant. D'autre part, à une température de travail supérieure à 1500 C, par exemple de 2000 C, il se produit une réaction notablement plus rapide, tandis que, comme les essais l'ont montré, la pression peut être maintenue plus élevée. L'invention ne se limite pas, toutefois, aux domai- nes de température et de pression indiqués.
Ainsi, il peut aussi être avan- tageux, par exemple, de travailler à la pression normale àt à une tempéra- ture de plus de 2000 C. Il s'est avéré que, pour la dissociation du composé d'aluminium et de soufre facilement volatil, une température plus basse que la température de réaction est nécessaire. Le réacteur doit par suite être conformé de manière que les gaz de la réaction passent de la chambre de réaction dans une chambre où la température est maintenue plus basse que dans la chambre de réaction. Là, suivant les gradients de température exis- tants, l'aluminium métallique se sépare soit à part du sulfure d'aluminium, soit en mélange avec celui-ci. On enlève avantageusement l'ensemble du con- densat et obtient par fusion l'aluminium à partir de ce dernier.
On peut aussi procéder en soutirant pour lui-même l'aluminium précipité séparément.
On rassemble à nouveau le sulfure d'aluminium avec de la matière de départ fraîche, puis on l'utilise pour la même phase opératoire qui suit, c'est-à- dire qu'on le renvoir dans le circuit.
Comme des essais l'ont montré, on peut utiliser aussi à la place
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de sulfure d'aluminium ou en même temps que du sulfure d'aluminium, un com- posé de métal et de soufre réagissant, avant ou pendant l'opération, avec l'alumine pour donner du sulfure d'aluminium, par exemple du sulfure de fer.
Il en résulte, entre autres, l'avantage que les pertes en réactifs inévita- bles dans toute opération technique peuvent être compensées d'une façon par- ticulièrement rentable. On peut utiliser opportunément des composés sulfu- rés de métaux qui conviennent pour les résidus métalliques se produisant lors de la réaction des minerais d'aluminium, en ce qui concerne leur utili- sation ultérieure.
Le chauffage de la masse réactionnelle peut avoir lieu des maniè- res les plus diverses, ainsi par exemple avec des chauffages électriques con- nus, à résistance ou à arc. Il s'est avéré utile de mettre en jeu la matiè- re de départ sous forme de morceaux. Comme des essais l'ont montré, on peut toutefois réaliser aussi le procédé en introduisant les composants de la ré- action finement broyés et mélangés par des moyens appropriés dans une cham- bre de réaction portée à la température réactionnelle nécessaire. Cela peut avoir lieu, par exemple, en utilisant un four à arc avec une électrode creu- se, et en introduisant lemêlange réactionnel dans l'arc à travers les élec- trodes .
Au surplus, on peut toutefois utiliser tous dispositifs permettant de créer une température de plus de 1000 C dans un espace fermé, étanche aux gaz. Le chauffage du mélange réactionnel à l'état de granulés ou de bri- quettes dans un four à arc s'est avéré particulièrement approprié.
Les exempts suivants illustrent l'invention sans qu'elle y soit limitée pour autant.
EXEMPLE 1.-
On a chauffé une bauxite contenant : 57,4 % d'Al2O3 3,9 % de SiO3
22,9 % de Fe2O3
3,4 % de TiO2
12,2 % de perte au feu avec des quantités de sulfure d'aluminium et de carbone ne dépassant que peu les quantités nécessaires stoéchiométriquement. On a briquetté tous les composants à l'état aussi finement divisé que possible, puis on a chauffé les briquettes dans un four à arc à 1800 C environ. Le four à arc possédait, au-dessus de la charge, une liaison avec un condenseur, auquel était reliée à son tour une pompe à vide. La température dans le condenseur s'élevait à 700 C environ. La pression se tenait en moyenne à 10 mm de Hg.
Dans le con- denseur, il s'est déposé, à côté de sulfure d'aluminium, de l'aluminium mé- tallique de grande pureté..Le résidu restant dans le four à arc était cons- titué par du fer métallique, du silicium et du titane ne renfermant plus que de minimes quantités d'aluminium.
EXEMPLE 2.-
On a séché une argile de la composition suivante 28,12 % d'Al2O3
54,35 % de Si02
1,26 % (.de TiO2
1,22 % de Fe 203
14,3 % de perte au feu
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on l'a broyée finement, puis on l'a mélangée avec du sulfure d'aluminium ainsi que du carbone. On a granulé le mélange, puis on l'a chauffé à 1500 C dans un four chauffé par des résistances, tout en maintenant une pression de l'ordre de 5 mm. de Hg.
Dans un condenseur associé, on a obtenu, à c8té de sulfure d'alu- minium, de l'aluminium métallique avec une pureté de 99,6%. Dans-le four de réaction , on a trouvé un résidu métallique correspondant à iaoomposi- tion de la matière de départ, sauf l'aluminium.
REVENDICATIONS.
La présente invention concerne :
1.- Un procédé pour l'extraction de l'aluminium de l'alumine ou de matières premières alumineuses telles que le bauxite, l'argile, les cen- dres de chaudières ou analogues, le dit procédé étant remarquable, notam- ment, par les caractéristiques suivantes considérées séparément ou en com- binais on a) On mélange la matière de départ avec du sulfure d'aluminium et un agent réducteur contenant du carbone, puis fait ensuite réagir le mé- lange à une température supérieure à 1000 C environ, après quoi l'on sépare l'aluminium métallique du mélange gazeux produit, contenant un composé infé- rieur d'aluminium et de soufre, puis utilise à nouveau dans le circuit le sulfure d'aluminium fermé. b) On effectue la réaction à basse pression. c) On maintient des températures réactionnelles inférieures de peu à 1500 C environ.
@ d) A la place de sulfure d'aluminium, ou conjointement avec lui, on utilise un composé sulfuré d'un autre métal, en particulier du sulfure de fer, qui réagit avec l'alumine, avant ou pendant l'opération, pour don- ner du sulfure d'aluminium. e) Le résidu métallique se formant lors de la réaction est soumis à une autre élaboration. f) Le mélange réactionnel est introduit à l'état granulé dans la chambre de réaction. g) On fait réagir les composants réactionnels à l'état finement divisé, ce qui a lieu par exemple dans un four à arc avec une électrode creu- se.
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