BE541741A - - Google Patents
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Classifications
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- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
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Description
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La présente invention est relative à un procédé de fabrication de zirconium pur ou allié à un autre métal, dans lequel on produit un alliage de ziroonium et d'un métal relativement volatil, par exemple le zinc, en réduisant par au moins un métal alcalin ou aloalino-terreux, par exemple par du calcium, un mélange de fluorure de zirconium et d'autres composés,
Il a déjà été proposé de fabriquer du zirconium en réduisant de la zircone (Zr02) par du calcium ou par du magnésium, à la température de 12500 C. Liais on obtient alors généralement du ziroonium sous forme pulvérulente, parfois sous forme spongieuse.
Il est également connu de réduire le tétrachlorure de zirconium (ZrC14) par du magnésium fondu à la température de 8500 C, mais l'on obtient encore du ziroonium spongieux.
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Il a été proposé également d'élaborer des alliages de ziroo- nium à point de fusion relativement bas en utilisant le fluorure de zirconium, le zinc métallique et un "booster", tel que l'iode, le métal réducteur étant du calcium.
Aucun des procédés décrits n'a donné entière satisfaction, soit en raison de la forme sous laquelle on obtient le zirconium, soit en raison du manque de pureté du métal obtenu, soit encore pour des questions de rendement.
La présente invention a pour but de remédier à ces inconvé- nients.A cet effet, dans le procédé selon l'invention l'on utilise un mélange de fluorure de zirconium et de fluorure du métal rela- tivement volatil précité, le métal réducteur étant employé en quantité suffisante pour assurer la réduction des deux fluorures,
Dans une forme de réalisation avantageuse, l'on utilise un mélange de fluorure de zirconium et de fluorure de zinc.
Dans une forme de réaliaation'particulière, on.distille soua vide l'alliage de zirconium et du .métal relativement volatil pré- cité, afin de séparer le zirconium, ce dernier étant ensuite éven- tuellement traité mécaniquement ou refondu directement sous atmosphè- re inerte ou sous vide,
Dtautres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description-d'un procédé conforme à l'invention, description donnée ci-après à titre d'exemple non limitatif.
On part d'un mélange de fluorure de zirconium et de fluorure d'un métal relativement volatil, par exemple le fluorure de zinc On y ajoute un réducteur, qui est un métal alcalin ou alcalino-ter- reux ou un.mélange de tels métaux, On peut utiliser'par exemple du calcium, un mélange de calcium et de magnésium, ou éventuellement du magnésium..
On constate donc qu'il n'est plus nécessaire, comme dans les procédés connus, de partir du zinc métallique et de prévoir également de l'iode, qui constitue alors un "booster", La charge est versée dans une bombe en acier avec creuset collecteur en
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fluorure de calcium fritté; la bombe est protégée par un revêtement interne de fluorure de caleium damé, récupérable et soutenu par une enveloppe interne; cette enveloppe est faite d'un métal qui n'est pas dangereux pour la réaction, par exemple du zinc, du ma- gnésium ou encore éventuellement du zirconium.
Les deux fluorures peuvent être préparés suivant le procédé décrit dans le brevet belge n 496.487. Ils peuvent être purifiés au préalable par le procédé décrit dans la demande de brevet belge n 426.101 du 30-9-55 . On Dispose ainsi de fluorure; particuliè- @ rement purs et denses, ce qui permet donc de réaliser une charge de densité élevée et pqr conséquent d'utiliser au mieux le volume de la bombe.
La quantité minimum de fluorure de zinc à introduire dans la charge, pour obtenir un culot de métal compact, est telle que les poids des fluorures doivent être choisis pour assurer un rapport du zirconium métal au zinc métal qui soit compris entre 2 et 3, dans la charge.
La quantité de métal réducteur ou de mélange de métaux réduc- teurs excède de 20 % environ la quantité stoëchiométri quement néces- saire pour obtenir la réduction.
A titre d'exemple de- réduction, on peut, dire flue la charge versée dans la bombe est formée d'un des mélenges suivants
EMI3.1
<tb> ZrF4 <SEP> : <SEP> 1100 <SEP> grs <SEP> ZrF4 <SEP> : <SEP> 1220 <SEP> grs <SEP> ZrF4 <SEP> : <SEP> 1400 <SEP> grs
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<tb>
<tb>
<tb> Ca <SEP> : <SEP> 770 <SEP> grs <SEP> Ca <SEP> . <SEP> : <SEP> 470 <SEP> grs <SEP> Mg <SEP> . <SEP> : <SEP> 645 <SEP> grs
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Mg <SEP> :
<SEP> 280 <SEP> grs
<tb>
Pour éviter toute contamination de l'alliage par l'oxygène et léazote de l'air ou par l'humidité de le charge et du revêtement, on effectue, avant de démarrer la réaction, un dégazage complet de la charge et du revêtement et on opère la réduction sous une atmosphère protectrice d'un gaz rare, par exemple l'argon, soit sous la pression atmosphérique, soit sous pression réduite.
<Desc/Clms Page number 4>
Pour éviter de devoir chauffer la bombe pour faire démarrer peut la réaction, on/utilisable procédé d'amorçage spécial décrit dans la demande de brevet belge n 426.102 du 30-9-55.
En utilisant le calcium comme métal réducteur, les réactions chimiques sont les suivantes :
ZrE4 + 20a = Zr + 2CaF2
EMI4.1
nF2 + '0a m Zn + aF2
L'addition au fluorure dé zirconium d'un fluorure relativement moins stable permet d'obtenir un double avantage : d'une part, on arrive à un alliage du zirconium et du métal, avec un point de fusion inférieur à celui du zirconium pur; d'autre part, le déga- gement de chaleur est. plus important que lorsque l'on réduit sim- plement le fluorure de zirconium, ce qui permet dtobtenir une bonne séparation du métal et de la scorie,
Le produit de la'réaction est un alliage zirconium-zinc com- pact en lingot, à teneur relativement haute en zinc, teneur qui peut atteindre 15 à 20 %.
Il y a aussi formation d'une scorie de fluorure du métal réducteur ou du mélange de métaux rédacteurs) cette scorie étant comme il a été dit ci-avant, nettement séparée du lingot'.. Le rendement atteint pour de petites charges est compris entre 85 et 90 %.
L'alliage de zirconium et de zinc pourrait être utilisé tel quel, Mais, on peut également éliminer le zinc de l'alliage, par distillation sous vide, à une température de l'ordre de 11000 C à 1200 0, ce qui permet l'obtention d'un zirconium légèrement spon- gieux, qui peut être traité mécaniquement immédiatement ou encore être refondu directement, donc sans broyage. et réagglomération préalables, au four à arc en atmosphère inerte ou sous vide, sui- vant des procédés connus* -.
-Il doit être entendu que l'invention n'est nullement limitée aux. formes de réalisations décrites ci-avant et que bien des modi- fications peuvent être apportées à ces dernières, sans sortir du
<Desc/Clms Page number 5>
cadre du présent brevet.
REVENDICATIONS /de fabrication/
1. Procédé/de zirconium pur ou allié à un autre métal, dans lequel on produit un alliage de zirconium et d'un métal relative- ment volatil, par exemple le zinc, en réduisant par au moins un métal alcalin ou alcalino-terreux, par exemple par du calcium, un mélange de fluorure de zirconium et d'autres composés, caracté- risé en ce que l'on utilise un mélange de fluorure de zirconium et de fluorure du métal relativement volatil précité, le métal réducteur étant employé en quantité suffisante pour assurer la réduction des deux fluorures.
Claims (1)
- 2. Procédé selon la revendication précédente,caractérisé en ce que l'on utilise un mélange de fluorure de zirconium et de fluorure de zinc.3. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce que les poids de fluorure de zirconium et de fluorure de zinc sont choisis pour que les quantités de zirconium et de zinc, dans la charge, soient dans un rapport compris entre 2 et 3.4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisez-en ce' que l'on utilise une quantité de métal réducteur excédant de 20 % la quantité stoëchiométriquement néces- saire.5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que pour éviter la contamination de l'al- liage, on effectue un dégazage préalable de la charge et on effec- tue la réduction sous atmosphère inerte, 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce que la réduction est effectuée dans un ceux résultant des récipient revêtu d'un corps identique à l'un de / réactions de réduction, <Desc/Clms Page number 6> 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications précéden- tes, caractérisé en ce que, au préalable, on purifie le fluorure du métal relativement volatil précité et on le rend plus dense, par exemple par le procédé selon la demande de brevet belge n 426.101 du 30-9-55.8. Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'on amorce la réduction au moyen du procédé selon la demande de brevet belge n 426.102 du 3 0-9- 55.9. Procédé selon l'une quelconque des revendications précé- dentes, caractérisé en ce qu'on distille sous vide l'alliage de zirconium. et du métal relativement volatil précité, afin de séparer le zirconium, ce dernier étant ensuite éventuellement traité mécani- quement ou. refondu directement sous atmosphère inerte ou sous vide.10. Procédé de fabrication de ziroonium pur ou allié à un autre métal, tel que- décrit ci-dessus.
Publications (1)
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| BE (1) | BE541741A (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2328052A1 (fr) * | 1975-10-17 | 1977-05-13 | Teledyne Ind | Procede de reduction a l'etat metallique d'un compose de zirconium |
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| FR2328052A1 (fr) * | 1975-10-17 | 1977-05-13 | Teledyne Ind | Procede de reduction a l'etat metallique d'un compose de zirconium |
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