CN103717282B

CN103717282B - 不经混合和高温，而经感应来加热和捏合使两种不互溶的液体接触的方法和装置

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Publication number: CN103717282B
Application number: CN201280036243.XA
Authority: CN
Inventors: 让-皮埃尔·菲劳德; 轩-特兰·武; 弗洛朗·甘迪
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 2011-07-21
Filing date: 2012-07-19
Publication date: 2016-04-20
Anticipated expiration: 2032-07-19
Also published as: EP2734278B1; RU2014106434A; JP6216714B2; EP2734278A1; WO2013011100A1; FR2978060A1; KR20150004788A; RU2600999C2; CN103717282A; JP2014520965A; US20140161691A1; FR2978060B1

Abstract

本发明涉及不经混合和高温，而经感应来加热和捏合使两种不互溶的液体进行接触的方法和装置。具体地，本发明涉及使在高温下，例如高达约1100K下熔融的金属和盐进行接触的方法和装置。

Description

不经混合和高温，而经感应来加热和捏合使两种不互溶的液体接触的方法和装置

技术领域

本发明涉及不经混合和高温，而经感应来加热和捏合（kneading）使两种不互溶的液体进行接触的方法和装置。具体地，本发明涉及在高温下，例如高达约1100K下使熔融金属和盐进行接触的方法和装置。

通常，本发明的技术领域可被限定为材料的转移领域；并且更具体地，被限定为高温化学品接触和分离技术的领域；并且更具体地，被限定为涉及不互溶的液体的提取的领域。

更确切地，但不唯一地，本发明的技术领域为高温液/液提取系统的领域，该高温液/液提取系统也被称为高温接触器（pyrocontactor），在该高温液/液提取系统中，使液体盐相与熔融金属相进行接触。特别地，本发明的技术领域是冶金工艺的领域，其中，在高温下，通常约800K以及高达1200K的温度下提取或反提取（back-extract）锕系元素。

这些工艺是基于使熔融状态的金属提取剂（例如铝）与两种熔融盐相进行接触[1][2]。

背景技术

通过具有高燃烧率的核燃料的“湿法冶金”的传统再加工需要数年的冷却时间以降低引起辐解现象的放射性元素的含量。通过热冶金学工艺的高温再加工具有的优点是：对辐解现象的低灵敏度，以及仅数月的燃料冷却时间。

热冶金学工艺的化学原理是基于被用作锕系元素提取剂介质的铝相的熔化[16]。

因此，在文献[3]、[4]、[5]、[6]和[7]中描述了通过液/液提取进行热冶金再加工的高温接触器装置。在这些装置中，通常使液体和熔融金属相进行连续的接触。

文献[3-4]描述了使用熔融氯化物/铋体系的散装填料塔或板式塔。

这些文献中所述的提取塔的使用受限于交换动力学。这些塔的HETP（理论塔板等效高度）通常在1m和2m之间。

具体地，文献[5]描述了用于使含钚的熔融氯化钾-氯化铝盐相与铀-铝合金进行接触的旋转填料塔。

文献[6]描述了特别适用于热冶金领域的源自于湿法冶金技术的混合沉降器。

这些混合沉降器的使用受限于相似比重的两相的沉降效率。这类设备中较大的死体积还需要使用大量的反应物。

文献[7]描述了用于使不互溶的液体盐和液体金属混合且分离的离心高温接触器。液体被引入至环形混合区并且利用附接至结合有偏转器的转子上的立式叶片使其剧烈混合。液体在1000K～1100K的温度下被引入至该装置，并且在转子中被分离为将从装置中排出的密相和轻相。

该装置被用于处理源自电解精炼工艺的熔融氯化物浴。

在该文献中所述的离心提取器是一种有效装置，但该装置在熔融氯化物介质中仅在不超过数百小时的短时段内测试过。因此，其可靠性并未在足够的时间范围内得到证实。这些装置的使用还受限于腐蚀问题的出现，该腐蚀问题急速地损坏该装置的运行。

此外，在高温接触器和核工业的领域之外，文献[8]和文献[9]描述了不互溶液体的分离，尤其是在提取水中所含的油的情况下。

这些技术采用了安装有金属滤网和泵系统的复杂装置，其目标是完成两种流体的简单物理分离，而不以选择性提取所溶解的化合物为目的。

为了改善在上述提到的文献[1]～[7]中所述的方法和装置中的缺点，开发了文献[10]的装置和方法。

文献[10]涉及一种具有透孔壁（openworkwall）的接触器，其允许两种不互溶的液相，例如熔融碱金属氟化物相和液体铝相进行接触而不引起两者的混合。

因此，在该装置中，凭借透孔壁，熔融铝的界面张力性质允许使得含有该金属。

特别地，该装置可被用于使金属提取剂（例如熔融铝）与熔融盐的两相进行接触，并且通过该方式能够容易地提取和反提取锕系元素。

然而，分离两种介质的透孔壁的存在限制并且极大地减慢了材料的转移速度。

该限制主要涉及化学核素穿过透孔壁的扩散。如此，通常，在两相接触后的12小时后，在两相之间达到热力学平衡。

换句话说，在文献[10]中描述的装置具有材料转移动力学，特别是提取动力学，其极大地受限于穿过透孔壁的扩散现象。

文献[10]中描述的透孔壁与“常规的”电阻加热系统相匹配，其能够在经控制的氧气含量和经控制的湿度的气氛中，在接近1200K的温度下完成工作。该设计允许液体在熔融盐侧通过对流而以1mm/min量级的速度移动。

在铝侧，液体铝的非常高的热导率防止了在该熔融金属内的温度梯度。因此，该熔融铝相在坩埚中的所有的点处具有恒定的比重，这就防止了在该相中通过自由对流的任何的捏合。

因此，在铝中的材料转移的限制主要是由于在液体金属中的核素的扩散，也就是已知的慢现象（slowphenomenon）。

因此，在电阻加热系统的情况下，通过铝的对流的捏合的速度接近于零。

用于提高动力学和相的捏合的一个方案将包括对铝和熔融盐实施机械式捏合。

文献[10]的高温接触器的设计并没有促进装置的这种形式。

必须提到的机械捏合尤其接近于封闭的通道的区域，承受涉及高温的应力。

最后，机械捏合的选择立即受限于壁效应，壁效应极大地减慢了在几何上受约束的区域中的区域中（例如接触器的窗口）的液体的流动。这些各式各样的考量导致出这样的结论：这种方案是无效的。

此外，通过感应来加热和捏合是众所周知的技术。

从工业的观点来看，感应炉被尤其广泛地用于加热金属。

在核领域中，通过感应来加热被用在IFR（国际快反应堆）计划[17]的环境中以用于纯化金属铀。该技术还被用在INL中用于再处理EBRII“实验性增殖反应堆II”[18]的燃料，被称为“阴极处理器”的方法的一部分，其目的在于蒸发包含在金属铀中的熔融氯化物残余物。

JAEA（日本原子能机构）在接近INL的运行条件下，在工艺的结束处也使用了感应。

作为热冶金工艺的一部分，Hayashi等人[19]已经开发了用于改进容纳有熔融盐的坩埚的耐腐蚀性质的感应加热系统。在该情况下，该方案包括利用接近于冷坩埚的技术。

感应还允许使熔融金属上升，并且防止与坩埚壁的所有接触。如此，能够得到高纯度的金属。该性质可被用在LosAlamos[20]与燃料的再处理相关以得到高纯度的钚。

此外，文献[21]描述了通过在冷坩埚中的直接感应使绝缘材料，例如玻璃熔化的熔炉。

该熔化炉包括：具有连续金属侧壁的冷却的坩埚；分段且冷却的炉床；以及放置在所述炉床下的至少一个感应器，该感应器构成了加热所述坩埚的仅有的构件。该文献仅涉及玻璃的熔化，而并不涉及使两种不互溶的流体进行接触。未提及在感应效应下的玻璃的捏合。

文献[22]涉及用于熔化和界面捏合两相体系的电磁装置，该两相体系包括不互溶的第一相（或下层相）和第二相（或上层相）。该装置特别地允许促进冶金工艺或高温化学工艺。

更具体地，该装置包括：

用于容纳该两相体系的坩埚；

设计用于熔化第一相和第二相以及搅拌该第一相和该第二相之间的界面的熔化和搅拌构件。

这些熔化和搅拌构件包括：

环绕所述坩埚的感应器；以及

用于通过可变电流供电给该感应器的具有至少一个组件的构件，其中该组件能够搅拌所述第一相和第二相的界面。

该第一相可为金属或合金，以及该第二相可为炉渣或盐。

利用锌基金属相和氟化的盐相，或再一次使用由Al-Cu合金组成的金属相和由LiF和CaF₂的混合物组成的盐相实施测试。通过这些测试能够观察到由于界面的搅拌，可还原的元素被完全转移至金属相。

在该装置中，接触中的相由于它们不互溶的性质，以及由于它们不同的密度而在重力的影响下而引起分离，相被分为上层相（例如盐相）以及下层相（例如金属相）。

正如所看到的，特别地，金属相含有密度大于纯Al的Al/Cu合金。

该Al/Cu合金基本上防止了乳液类型的两相介质的形成，但是，Al/Cu的使用与工厂规模中控制材料的流动是相违背的。

上述利用感应的装置并未能使得高温液/液接触器系统的出现直接应用至实施提取工艺。

因此，鉴于上述内容，需要简单、可靠、安全且易于使用的使两种不互溶的流体进行接触的方法和装置（例如高温接触器）。

还需要这样的方法和这样的装置：该方法和装置能够特别用于熔融金属和盐，该方法和装置高度有效并且具有最佳动力学。

此外，还需要用于使不互溶的流体进行接触并且引起它们的流动，同时控制该流体所承受的加速作用的方法和装置，并且该装置仅需要数目非常有限的移动部件。

更具体地，需要一种用于使不互溶的流体进行接触的方法和装置（例如高温接触器），该方法和装置改进文献[10]的透孔壁接触器的材料转移动力学的同时，还保持了该透孔壁接触器技术提供的所有经证实的优点。

具体地，需要一种利用文献[10]的透孔壁接触器技术而使不互溶的流体进行接触的方法和装置，其包括捏合装置，该捏合装置对任何性质的相的接触的实施以及工作温度范围是简单的，并且其允许位于透孔壁中的整个界面的液态相的更新。

这还将是有利的，如果该装置是遥控运行（teleoperable）的以使得其应用至加固壳（经防护的罩）类型的核防事故腔。

本发明的目的为提供一种使两种不互溶的液体进行接触的方法和装置，该方法和装置符合这些或其他要求。

本发明的目的还为提供一种使两种液体进行接触的方法和装置，其允许使用相同密度的两种液体，或密度接近或相似的两种液体。

本发明的目的还为提供一种使两种液体进行接触的方法和装置，其中，液体凭借紧凑的加热系统而被加热，该加热系统限制了在包含的壳中的加热现象。

本发明的目的还为提供这样的方法和这样的装置，其并不具有现有技术中的方法和装置的不便、不足、限制和缺点，并且该方法和装置解决了现有技术中的方法和装置的问题，并且特别是文献[10]（WO2008/080853A1）中描述的方法和装置的通过透孔壁的不佳的传递动力学的问题，同时保持它们所有的优点。

发明内容

根据本发明，通过使处于液态的由金属或几种金属的合金组成的第一材料与处于液态的由盐或几种盐的混合物组成的第二材料不经混合而进行接触的方法来实现这些目的和其他目的，处于液态的所述第一材料和处于液态的第二材料是不互溶的，所述第一材料在固态和液态下是导电的，并且所述第二材料在液态下是导电的，而所述第二材料在固态下可能是导电的，在所述方法中，进行以下连续步骤：

a）将处于固态的所述第一材料放置在至少一个第一容器内，所述第一容器包括由耐火固体材料制成的壁，该耐火固体材料是不导电的，能透过由至少一个感应器产生的磁场，并且不与所述第一材料和所述第二材料反应，所述壁包括一个或多个通孔；处于液态的所述第一材料对于所述壁的固体材料是非润湿性的；

b）使所述第一容器与处于固态的所述第二材料的本体（volume）进行接触，处于固态的所述第二材料被放置在至少一个第二容器中，所述第二容器由耐火固体材料制成，该耐火固体材料能透过由至少一个感应器产生的磁场，且是不导电的而且不与所述第二材料反应；

c）使所述第一容器和所述第二容器承受由至少一个感应器产生的电磁场的作用，凭借该作用，在处于固态的所述第一材料中产生感应电流，并且致使所述第一材料熔化；

d）在拉普拉斯力的作用下，处于液态的所述第一材料开始移动；

e）通过传导和辐射在源自所述第一容器的热流（heatflux）的影响下，处于固态的所述第二材料开始熔化；

f）在所述第二材料中呈现出离子导电率，所述离子导电率允许感应电流发展，所述感应电流加速了所述第二材料的熔化；

g）在拉普拉斯力的作用下，处于液态的所述第二材料开始移动；

h）处于液态的所述第一材料与处于液态的所述第二材料在所述孔中进行接触，使处于液态的所述第一材料与处于液态的所述第二材料保持接触达足以在处于液态的所述第一材料和处于液态的所述第二材料之间发生材料的交换、转移的持续时间；

i）将所述第一容器从处于液态的所述第二材料的本体中移除；

j）冷却所述第一容器直至所述第一材料回到固态。

在本发明的意义上说，术语“导电材料”通常应被理解为该材料具有高于100S.m^-1，优选高于1000S.m^-1的导电率。

术语“能透过磁场的”通常应被理解为该材料与由感应器产生的电磁波之间没有相互作用，并且更具体地，该材料具有10^-3H.m^-1的最大磁导率。

有利地，穿过感应器的电流具有100至3000安匝，优选100至1000安匝的强度，并且具有20至400kHz的频率，例如200kHz的频率。

有利地，穿过感应器的电流具有这样的频率：选择该频率，以根据第一容器和第二容器的几何形状以及第一材料和第二材料各自的导电性质，调节第一材料和第二材料的表层厚度。

事实上，应当规定的是，仅第一材料和第二材料必须是导电的，即在第一材料（例如铝）的情况下处于固态和处于液态时是导电的，以及在第二材料的情况下至少在处于液态时是导电的。

术语“表层厚度”通常应被理解为产生2/3感应次级电流处的材料的厚度。

例如，该电流的频率可这样选择：如果该容器为具有圆形横截面的圆柱形，使得表层厚度等于容器的半径的值的一半，所述容器为容纳有导电性较低的材料的坩埚，该导电材料通常为盐或几种盐。

有利地，第二容器环绕第一容器，在第二容器中放置有第二材料（材料2，盐，通常导电性较低的材料），在第一容器中放置有第一材料（材料1，金属或合金，通常导电性较高的材料），并且与第一容器相比，第二容器更靠近感应器（例如参见图1A）。

有利地，在图1A中所示的几何形状的情况下，感应频率可为200kHz；在这些情况下，材料1（熔融金属）中的表层厚度将为例如为1mm，并且熔融盐中的表层厚度将为例如3厘米。

在这些情况下（即具有200Hz的频率，以及图1A中所示的几何形状），有利地，注入功率以约50%的比例分布在两种材料之间，例如，材料2（熔融盐）中的注入功率为51%以及材料1（熔融金属）的注入功率为49%。

有利地，由感应器产生的电磁场产生10^-6Wb和10^-3Wb之间的磁感应通量。

有利地，由感应器产生的电磁场可以为滑移场（slidingfield）。

这种滑移场能够改进加热和捏合的效率。

可存在若干个独立的感应器以产生这样的滑移场，其中每个感应器由单匝（turn）、单回路（loop）组成，电流通过该单匝、单回路。

在每个感应器之间，电流的实数部分的相移是90°或π/2。

在本发明的意义上，术语“耐火固体材料”通常应被理解为是指该材料能够耐高达1300K的温度而不降解。

有利地，构成第一容器的壁的耐火固体材料选自氮化硼和氧化铝。

有利地，处于液态的第一材料的密度和处于液态的第二材料的密度是相同的或相似的。

根据本发明的方法的一个优点是：其能够管理具有相同的或相似的密度这样的相。

术语“相似的密度”通常应被理解为处于液态的第一材料的密度和处于液态的第二材料的密度的差异不超过10%，优选不超过5%，和甚至更优选不超过1%。

处于液态的第一材料对于第一容器的壁的材料是非润湿性的，这通常是指该材料与所述壁的接触角θ大于90°，并且其优选在120°和180°之间。

处于液态的第二材料可为润湿性的或非润湿性的，但优选地，其必须对于分离壁（即第一容器的壁）的材料首要具有润湿性质。

根据本发明的方法包括特定顺序的特定步骤，这些特定顺序的特定步骤在尤其以上述文献所呈现的现有技术中从未被描述或建议。

根据本发明的方法是简单、可靠并易于实施的。其满足的上述列出的需要和要求，并且提供了上述现有技术中的问题的解决方案，并且特别是提供了文献[10]（WO2008/080853A1）中所述的方法和装置呈现出的问题的解决方案。

简单地说，能这么讲：在根据本发明的方法中，以下以意想不到的方式进行组合：首先，使通过包括一个或多个通孔的壁进行分隔的处于液态的第一材料与处于液态的第二材料进行接触；以及其次，利用第一材料作为感受器通过感应来加热的系统。

换句话说，根据本发明的方法与文献[10]中所述的方法的区别在于：其使用该文献的透孔壁液/液接触器，并将其与利用第一材料作为感受器通过感应来加热的系统相结合，其中，由于使用对于能透过感应器产生的电磁波的耐火材料，使得能够通过感应加热而构成第一容器或透孔篮（openworkbasket）以及第二容器或坩埚。

相对于文献[10]，通过感应系统替代耐热系统允许极大地改进液/液接触器的性能。事实上，与通过自由对流在进行常规电阻加热的第二熔融材料中引起的捏合的速度相比，由根据本发明的方法的第二材料的捏合速度得到的改进通常为一个数量级（因子为10）。

例如，利用根据本发明的方法得到3cm/s的第二材料（熔融盐）的捏合速度，利用常规电阻加热得到仅有2mm/s的第二材料的捏合速度。

对于第一材料（熔融金属），捏合速度增加了几个数量级，这是由于预计值接近于几十cm/s，而文献[10]代表的现有技术中进行的电阻加热模式不能实现待产生的第一材料的对流捏合。

因此，由感应而产生捏合使接触时间以10至100的因子来降低。

通常，该时间的节省使得能够在小于1小时（例如，仅为10分钟）达到平衡状态，而不是24小时[10]。

为构成第一容器和第二容器的而使用能透过由感应器产生的电磁场的材料，使第一材料即金属或金属的合金，被用作感受器材料。

这两个容器可由能透过电磁场的相同的材料制成，或者由均能透过由感应器产生的电磁场的不同的材料制成。

用于构成容器的对磁场线具有良好透过性的这样的材料或这些材料由此仅与通过感应来加热的系统之间仅稍稍进行相互作用，因此，通过感应器传递的功率主要用于加热处于固态或液态的第一材料以及处于液态的第二材料。

也可以说，根据本发明的方法包括，将形成文献[10]（WO2008/080853A1）的主题的液/液接触器技术与替代传统电阻加热的磁流体力学以意料不到的方式进行结合。

这种组合能够极大地改进文献[10]所述的系统的效率，并且增加这种系统的产率。

根据本发明的方法运用磁流体力学的定律，以同时完成熔融材料的捏合和电磁加热。

根据本发明的方法不仅能够加热第一材料和第二材料，而且能够捏合第一材料和第二材料，并依据于电磁性质的双重应用。事实上，能量守恒定律使得热效应（加热）与流体力学方面（捏合）相结合。

根据本发明的方法显著地改进了通过文献[10]中所述的液/液接触器的透孔壁的材料转移动力学，通过由施加在处于液态的第一材料（例如熔融铝）和处于液态中的第二材料（熔融盐）之间的界面处的液体介质的强制更新。

第一容器的通孔或第一容器的窗口内的更新是可能的，这是因为在处于液态的第一材料和第二材料（例如熔融的金属和盐）中产生电磁捏合。

不希望受任何理论的束缚，根据本发明的过程中，以令人惊讶的方式，利用第一材料的电磁特性来将其用作感受器。

事实上，根据本发明的方法的一个基本特征，其不是用作感受器（术语“感受器”应被理解为通过感应电流加热的部件、部分或元件）的坩埚或第一容器的壁，因为这通常是通过感应来加热的方法中的情况。

在根据本发明的方法中，为金属（例如铝）的第一材料以引人注目的方式被用作感受器，在该第一材料中产生感应电流。当由盐组成的第二材料已经充分熔化并且对于将在其中产生的感应电流具有足够的导电性时，该第二材料随后也被用作感受器。

在根据本发明的方法的情况下，由特定材料，特别是耐火材料和能透过由感应器发射的电磁波的材料制成的文献[10]（WO2008/080853A1）的透孔壁系统与利用作为感受器的第一材料的感应加热的结合可被认定为协同组合，该协同组合具有一系列意想不到的效果和优点；该组合特别实现了：

不经接触来加热第一固体材料和第二固体材料，并使两者熔化，即使它们具有较高的熔化温度，例如在碱金属氟化物的情况下其接近1100K；

尽管它们具有非常不相关的不同的电导率，例如以三个数量级不相关的不同的电导率，通过感应来加热使第一材料（即金属，例如铝）和第二材料（盐）熔化；

完成不同的相的捏合：即，包括处于液态的第一材料的相和处于液态的第二材料的相；

加速材料转移动力学，例如提取。

换句话说，在根据本发明的方法的情况下，由于上述组合：

只在该接触器的窗口中而不考虑壁效应建立液体界面（即处于液态的第一材料（金属，例如熔融铝）/处于液态的第二材料（熔融盐）之间的界面）的移动和更新；

在一个引人注目的和有利的方式，第一材料（例如铝）被制成具有双重功能：首先，提取剂的功能；以及其次，热源的功能，这是由于其作为感受器的作用；

在具有高导热性的金属（例如铝）中完成电磁捏合。在电阻加热的情况下，铝的非常令人满意的导热性可以防止任何温度梯度的出现。因此，在熔融金属中没有密度的任何变化。因此，液体铝不可能通过对流而移动。因此，根据本发明的方法可以以令人惊讶地方式确保使具有高导电性的金属捏合，这是用电阻加热进行的方法迄今为止不可能的；

一旦使盐熔化，就能完成盐的电磁捏合，并通过该方法，与自由对流相比，例如以10的因子，非常显著地提高了移动速度；

得到大得多的温度上升速度，例如为使用电阻加热时的10倍的温度上升速度；

由于使用了感应系统，能在高于1300K的温度范围内工作，而不受常规电阻系统的加热电阻器的性质的约束；

使用远程感应加热，其通过改变发电机输出的功率能够很容易地被控制；

由于由用作感受器并且通常被放置在装置的中心的第一材料（例如铝）构成该热源，而不是通过第一容器或第二容器的壁构成该热源，所以该热源以最佳的方式被使用；

通过选择运行电流和频率容易地控制加热区和捏合速度；

使两相在透孔壁的任一侧移动的可能性使得能够设想通过使金属（例如，铝）和具有适当特性的两种类型的相接触来进行连续提取/反提取。

在处于固态的第一材料中产生的感应电流引起第一材料的熔化，并且在第二阶段，由第一材料（例如，铝）熔化的这种方式产生的热能够使得与第一熔融材料相接触的由盐组成的第二材料开始熔化。

第二材料在部分熔化时通常具有足以使该第二材料通过磁场耦合直接进行加热以及被完全变为液态的离子导电率，例如大于100S·m^-1。

除了加热第一材料和第二材料外，磁场诱导拉普拉斯力，该拉普拉斯力引起处于液态的两种材料内的强制对流。

可以很容易地使用根据本发明的方法，不管第一材料和第二材料的性质和温度如何，该第一材料和第二材料分别为金属或合金，和盐。

可以在相对较短的时段内完成根据本发明的方法，该时段通常少于1小时，例如仅10分钟，这是由于捏合的产生使得在短时间内达到热力学平衡。

具体地，通常该技术领域中的本领域技术人员可容易地确定步骤h）的足够的接触时间，并且该接触时间通常为2至10分钟，并可能为例如1小时长。

根据本发明的方法可以以不连续的运行模式和连续的运行模式来完成。事实上，与通过电磁捏合引起流体移动的液体相分离结合的原理使得能够设想“工厂”型以连续模式运行。根据本发明，优选地，处于液态的第一材料/处于液态的第二材料/第一容器的壁的固体材料的三相点的界面张力是高的。

例如，处于液态的第一材料/处于液态的第二材料/第一容器的壁的固体材料的三相点的界面张力高于0.3N.m^-1，优选高于0.6N.m^-1。

此外，有利地，处于液态的第一材料具有大于0.3N.m^-1的表面张力，优选大于0.8N.m^-1的表面张力。

这样的高表面张力使得当容器移出第二材料时，第一材料在这些容器中维持在液态，并且防止该通过容器的毛细流的任何液体损失。

通过这种方式，有可能通过开口（opening），即通孔来工作，该开口的特征尺寸为一毫米的量级。

有利地，所述金属或所述若干种金属的合金选自还原性金属和合金，例如铝及其合金。

有利地，上述盐可选自碱金属的氯化物、碱土金属的氯化物和铝的氯化物，例如，LiCl或AlCl₃；以及碱金属的氟化物、碱土金属的氟化物和铝的氟化物，例如，LiF和AlF₃。

例如，可使用LiCl/AlCl₃混合物或LiF/AlF₃混合物。

在根据本发明的方法的最后步骤j）之后，可能重复步骤b）至步骤j），即可使第一容器与第三材料的本体进行接触，该第三材料由盐或几种盐的混合物组成，该第三材料不同于第二材料。

在步骤h）的过程中完成的材料的转移（交换）可为任何材料的转移操作，该转移操作可发生在处于液态的两种材料之间；优选地，在处于液态的第一材料和第二材料之间的所述材料转移为液/液提取，在此期间，处于液态的第二材料的成分之一进入到处于液态的第一材料中，和/或处于液态的第一材料的成分之一进入到处于液态的第二材料中。

具体地，当完成液/液提取时，所述第一材料可为铝或铝的合金，且第二材料可由包括氟化铝的碱金属的氟化物的盐或碱土金属的氟化物的盐组成，并且其中溶解有一个或多个锕系元素的氟化物和一个或多个镧系元素的氟化物；以及在步骤h）期间，所述锕系元素的氟化物通过与熔融铝或熔融铝合金相接触而被化学还原为所述锕系元素（以金属的形式），该锕系元素进而进入至处于液态的第一材料的溶液中，而镧系元素的氟化物（非反应性）保留在处于液态的第二材料中。

在步骤j）之后，通过使含有铝或铝合金以及锕系金属的所述第一容器与第三材料的本体相接触来重复步骤b）至步骤j），其中第三材料由包括氯化铝的碱金属或碱土金属的一种或多种氯化物构成，凭借于此，该锕系元素通过与所述熔融氯化物相接触而被化学氧化为锕系元素氯化物，该锕系元素氯化物进入至处于液态的第三材料中（以氯化物的氧化形式）；并且氯化铝可被还原至铝金属以再生和再回收，该铝金属能够被重新用于提取/反提取的一个新的循环。

优选地，当使两种液体进行接触，保证在特别是处于液态的两种材料之间的“亲密”接触，即确保通过该方式消除可能在两相之间出现的所述气泡时，在10^-2至10^-1绝对毫巴的初级真空下完成本发明的方法的步骤b）至步骤g）。

优选在惰性气体，例如氩气的气氛中，优选防止湿度和氧的存在下，并且优选在接近大气压的压力下，特别是为了防止熔融盐的蒸发下来完成根据本发明方法的步骤h）。

本发明还涉及一种装置，所述装置用于实施如上所述的根据本发明的方法；该装置包括：

用于接收处于固态或处于液态的第一材料的一个或多个第一容器，所述第一容器包括由耐火性固体材料制成的壁，所述耐火性固体材料是不导电的，并且能透过由至少一个感应器产生的磁场，并且不与所述第一材料和所述第二材料反应，所述壁包括一个或多个通孔；并且处于液态的所述第一材料对于所述壁的所述固体材料是非润湿性的；

用于接收处于固态或处于液态的第二材料的本体的第二容器，所述第二容器包括由耐火性固体材料制成的壁，该耐火性固体材料能透过由至少一个感应器产生的磁场且是不导电的，并且不与所述第二材料反应；

用于支撑容纳所述第一材料的第一容器的构件，以使所述第一容器与所述第二材料的本体进行接触，并且随后从所述第二材料的本体中移除所述第一容器；

由至少一个感应器构成的构件，所述构件位于所述第二容器的壁的外部，以使得所述第一容器和所述第二容器承受电磁场的作用。

应当规定，术语“不导电的材料”（不导电）通常应被理解为是指具有<10^-3S.m^-1导电率的材料。

根据本发明的装置具有涉及实施上述根据本发明的方法的所有优点和效果。

特别地，上述装置简单且可靠，并且具有很少的移动部件但高度有效。它的能量消耗是最小的。

上述装置可被设计成易于遥控运行，以在核防事故腔的内部使用，例如在加固的壳式的核防事故腔内部使用。

根据本发明的装置既可被设计成不连续式的运行模式，也可被设计成连续式的运行模式，不连续式的运行模式特别适用于小批量的材料，例如100g至200g的熔融金属和熔融盐，连续式的运行模式用于处理更大量的材料。

以连续模式运行的装置需要对该装置进行本领域技术人员应当理解的特定改动。

有利地，所述第一容器和所述第二容器由选自氧化铝和氮化硼的材料制成。

优选的材料是氮化硼。

事实上，这种材料对于熔融盐和熔融金属（例如铝）是化学惰性的；此外氮化硼对于铝是仅略微润湿性的。

上述材料还具有4.π.10^-7H.m^-1的磁导率，其对磁场线产生令人满意的透过性。

有利地，所述孔为文献[10]中所详细描述的孔，并具有选自圆形；例如正方形、矩形的多边形的横截面形状，尤其是具有高长度/宽度比率的矩形的横截面形状。

特别地，如果第一容器是圆柱形容器，所述孔的优选的形状为在所述容器的底部中制成的狭缝，并且所述孔沿所述容器的侧壁的长度延伸。

有利地，所述第一容器为具有圆形横截面的圆柱形，其具有侧壁和基底或底壁（bottomwall），并且所述第一容器的基底的几何形状优选是圆形的，以防止允许第二液体分散在第一液体中的死体积的存在，或者换句话说，以限制第二液体的可能积累。

或者，所述容器具有环形形状，并且优选地，所述第一容器的基底的几何形状是圆形的。

有利地，第二容器环绕第一容器并且第二容器比第一容器更靠近感应器。

有利地，第二容器可为具有圆形横截面的圆柱形，其具有侧壁和基底或底壁。

有利地，该装置包括单个第一容器、单个第二容器以及至少一个感应器，它们相对于相同的垂直中心轴是对称的。

换句话说，该装置具有轴对称的配置。

因此，根据本发明的装置可包括：第一圆柱形或环形容器和第二圆柱形容器，其中第一容器和第二容器（或更确切的说，两个容器的侧壁）是同心的，并在其主轴重合。

然后，优选地，通过环绕第二容器的侧壁并且与第二容器的侧壁同心的一个或多个圆形匝（回路）构成感应器，其中，这个匝/这些匝的主轴与第一圆柱形容器和第二圆柱形容器的主轴相重合。

根据本发明的装置或高温接触器的这种以两个同心容器或坩埚形式的几何形状能够使金属或合金被浸入到盐中。

从磁性的角度来看，这样的设计是有利的，这是因为其能够使渗入至两种介质中的线具有重要的作用，用来实现注入功率的改进的分布。

有利地，所述用于支撑所述第一容器并且使其浸入在所述第二液体的本体中，并且将其从所述第二液体的本体中移出的所述构件可包括竖立杆，在所述竖立杆的下端，附接有支撑第一容器的元件。

优选地，竖立杆的上端被定位在仅承受较弱电磁场作用的远程区域以允许其被抓握。

有利地，所述支撑第一容器的元件具有转盘或圆形筒的形状，其具有延伸所述竖立杆的中心轴，并且其中多个第一容器以相对所述转盘或筒的中心轴同心的圆定位。

有利地，所述第一容器通过一个或多个销被附接至容器的支撑元件。

有利地，第一容器的所述支撑元件在其中心可包括向下突出超出所述第一容器的底部、基座的部件，所述部件优选为圆柱形的形状，并且能够控制浸入的深度，还能够限制容纳第二液体的容器中的死体积。

有利地，感应器由感应线圈组成，该感应线圈的匝、回路靠近第二容器的壁定位，并且特别是当所述第二容器是圆柱形时，靠近其侧壁定位。

有利地，使感应器冷却，例如用水冷却感应器。

通过这种方法，可得到非常紧凑的装置，这是因为例如用水进行的感应器的冷却能够限制热绝缘体的厚度，该热绝缘体围绕第二容器的壁设置。

感应器的冷却还能够限制由于在加固的壳中运行所施加的热制约。

以下，现将特别地结合具体实施方案以及参照附图详细描述本发明，其中：

附图说明

图1A为用于模拟根据本发明的装置的根据本发明的装置的模式的示意性侧剖视图。

图1B为用于轴对称模拟根据本发明的装置的根据本发明的装置的模式的示意性侧剖视图。

图2为根据本发明的装置的透孔篮的实施方式的侧剖视图。

图3A和图3B为根据本发明的装置的透孔篮的另一实施方式的侧剖视图。

图4为表示在第一液体（介质1），在炉中存在的气体氛围（例如氩气），以及在该篮（basket）的狭缝之一处的透孔篮之一的固体壁之间界定的“三相”点的接触角θ的示意性侧剖视图。

图5为表示在第一液体（介质1），第二液体（介质2），以及在该篮的狭缝之一处的透孔篮之一的固体壁之间界定的三相点的接触角θ′的示意性侧剖视图。

图6为根据本发明的装置的实施方式，例如高温接触器的侧剖视图。

图7为根据本发明的装置的另一实施方式，例如高温接触器的侧剖视图。

图8为图7的装置的容器、透孔篮的视图。

图9为沿图8的容器、透孔篮的轴线AA的垂直剖视图。

图10为图8和图9的容器和篮的三维透视图。

图11为根据本发明透孔装置的又一实施方式，例如高温接触器的侧剖视图，该装置包括由筒或转盘支撑的并且浸入在熔融盐中的透孔篮。

图12为装配有6个透孔篮的图11的装置的筒或转盘的俯视图。

图13为装配有具有不同几何形状的开口的6个透孔篮的图11的装置的筒或转盘的透视图。

图14为示出了由感应器产生的磁场线的形状的根据本发明的装置，类似高温接触器的侧剖视图。

图15示出了图1B的模式完成的根据本发明的装置的轴对称模拟期间在实施例1中得到的结果。该图示出了场线的模拟。

图16为示出了在实施例2中进行的测试期间，根据本发明的装置中的熔融盐的捏合的图片。

图17为示出了在1秒内图16中拍摄的熔融盐的表面移动的图示。

因此，行进的距离是以1厘米为量级。

具体实施方式

在附图中，给定的附图标记通常代表相同的元件。

图1A和图1B示意性地示出了根据本发明的方法的原理以及用于本发明的方法的实施的装置。

图1A和图1B所示的设备首先包括感应器（1）。

在图1A和图1B中，该感应器（1）包括具有一定数目的匝（2）的感应线圈，其中，该感应器被连接至发电机（未示出）。

感应器可具有1至12匝（2）。

因此，例如，图1A和图1B中示出的感应器具有6匝，其中，特别是根据磁场线的形状和磁场的所需强度（该范围为10^-6至10^-3Wb），结合所使用的坩埚的体积和所使用的金属和盐的体积，本领域技术人员可容易地确定匝的数目、大小和形状，以及通过这些匝的电流的交流电流频率和强度。

例如，通过这些匝的电流的范围可为100至3000安匝，并且其频率的范围可为20至400kHZ。

图1A和图1B中示出的装置还包括容器或坩埚（3），其被放置在所述感应器（1）的内部。

该容器或坩埚（3）用于接收第二材料（4），该第二材料（4）由盐或几种盐的混合物组成。这些盐可特别是熔融氯化物或熔融氟化物，例如锂氟化物，LiF。

该坩埚（3）通常是由不导电的材料，能透过由感应器（1）发射的电磁波并且对于第二材料是非反应性的，特别是对于处于液态的第二材料是非反应性的并且是耐火性的。

术语“耐火性的”应被理解为该材料在高温下可与处于熔融态的所述盐或盐的混合物相接触而不会产生降解。

例如，该坩埚（3）可以由能够耐高于800K，并且可能耐高达1200K的温度的材料制成。

例如，该坩埚可由氮化硼制成，例如由已知为“HP或HIP级”硼的氮化硼制成，或由氧化铝制成。

处于液态的第二材料（4），即熔融盐通常在坩埚中上升高达图1A和图1B示出的水平（5）的高度。在图1A和图1B中，坩埚（3）具有直圆柱形形状，该坩埚的侧壁环绕有感应器并且与感应器的匝是同心的。

根据图1A和图1B的示意代表图，根据本发明的装置包括一个或多个穿孔的透孔篮、容器、坩埚（6）（在图1A和图1B，未示出该穿孔），该穿孔的透孔篮、容器、坩埚（6）容纳有由金属或几种金属组成的第一材料（7）；使处于液态下的该第一材料与容纳在坩埚中的也处于液态的第二材料（4）进行接触。

如图2所示，透孔篮、坩埚（6）可具有大致圆柱形形状，其通常具有圆形的横截面，并且具有开放的顶部（8），以及其下部壁或基底（9）优选地经内部机加工以便是圆形的（10），这防止所有的死体积，并且因此防止第二液体的任何积累。

换句话说，通过圆形壁（10）的一部分形成篮（6）的侧壁（11）和篮（6）的基底、底部（9）之间的连接。

然而，也可封闭透孔篮的上部分以防止在其中容纳有直至水平（12）的液体（例如熔融金属）的由源自容纳在“下部”坩埚中的熔融盐的第二液相的蒸汽和冷凝液带来的任何污染。

还可通过容纳在篮中的处于液相的第一材料在上部部分的凝固封闭该篮。

根据本发明，篮的壁和基底由惰性材料组成，该惰性材料对于两种材料，并且尤其是处于液态的两种材料是非反应性的。

根据本发明，构成篮的该材料还是耐火性的、不导电的并且能透过由感应器（1）发射的电磁波。

术语“耐火性的”应被理解为该材料可在高温下与处于熔融状态的金属或金属的混合物，以及盐或盐的混合物进行接触而不会产生降解。

例如，篮（6）可以由能够耐高于1000K，并且可能耐高达1500K的温度的材料制成。

例如，篮（6）可由氮化硼制成，例如由为HP（高压）级或HIP（高等静压）级的氮化硼制成，或由氧化铝制成。

当然必须满足通过大于90°的角θ表示的构成该篮的材料被处于液态的第一材料1（被容纳的）低润湿性的条件。

根据本发明（图2），篮的壁（包括基底、底部）具有孔、开口（13），在孔、开口（13）处，在被容纳在穿孔的、镂空的、透孔篮内的第一液相和位于在这些篮的外部的坩埚中的第二液相之间不经混合而发生接触。

可改变篮的开口（13）的数目、位置、几何形状和尺寸，特别是用于实现调节在两种液体介质之间的接触面。例如，这些改变可改进液/液提取工艺中的交换动力学。可进行其它几何上的改变以限制在提取和反提取步骤期间在改变介质的操作中在透孔篮中（在其通孔处）的液体的滞留。

具体地，在圆柱形篮的情况下，开口的截面可具有圆形、正方形或多边形（例如矩形）的形状，优选细长的矩形，即狭缝的形状；这些开口可被制在容器（例如圆柱状物）的侧壁上，也可被制在容器的基座上。

这些孔或开口（13）可采用的各种形状可参见图11、图12和图13，其中由转盘支撑的6个篮中的每一个具有不同形状的以及不同数目的开口。

应当注意的是，图11、图12和图13的转盘装置并不是根据本发明的装置的优选实施方式，并且具体地，仅简单地给出这些附图以示出这些篮的孔可能采用的各种形状。对于这些附图中所示的一个或多个篮来说，它们可形成根据本发明的装置的部件并且随后构成其第二容器，而不论其实施方式如何。

事实上，如果使用若干个篮，所有的篮可具有不同的尺寸和/或形状和/或不同数目的开口，或者也可以两个篮或更多个篮可具有一致的尺寸和/或一致的形状和/或一致的数目的开口。

很显然，所有的篮可具有相同形状、相同尺寸以及一致数目的开口以促进处理和移动。

使用单个篮时，该篮可具有不同尺寸和/或不同形状的开口，例如图11、图12和图13中示出的那些，或者两个篮或更多个篮可具有不同尺寸和/或不同形状的开口，或者两个篮或更多个篮，优选所有的篮可具有一致尺寸和/或一致形状的开口。

例如，在圆柱形篮（例如高度为100mm，直径为21.5mm）的情况下，对于开口的大小，圆形开口的直径将为1mm，并且狭缝的长将为19mm，宽将为1mm。

在众多可能的几何形状中，当使两种熔融介质在被控制的气氛中进行接触时，通过透孔狭缝或窗口（13）构成的图2所示的篮的开口的形状能实现气泡消除，该开口的形状例如为1mm的宽度，起始于距离边缘0.8cm的间隔处的篮的底壁中并且在侧壁（11）上到达15mm高（例如在具有100mm高以及21.5mm直径的圆柱形的篮的情况下）。

与具有简单形状（例如圆形）开口的透孔篮相比，开口的该具体配置是改进的。

图3（A和B）中示出了用于篮的开口的另一可能的几何形状。图3的篮遵循图2的狭缝或窗口（13）的几何形状，并且还包括定位在这些侧壁上的狭缝（13）的部分之间的这些侧壁上的狭缝或窗口（14）。

与图2中示出的开口的几何形状相比，图3中示出的篮的开口的几何形状使得接触面积以因子3增加。

当处于液态的两种材料中的一种，优选在透孔篮中的那种具有高表面张力值时，也即表面张力大于0.3N.m^-1时，促进了根据本发明的方法的使用；例如这样，处于933K下的熔融铝[11]，其具有0.87N.m^-1的表面张力值。

应当记得的是，表面张力是在液体的表面处发现的张力，或更确切地说，是炉中存在的气体气氛与所述液体之间的界面处发现的张力。

其被定义为引起该表面延伸所必须施加至沿与处于平衡状态中的液体的表面垂直的线的单位长度上的力，或被定义为对于每一单位面积的通过该力而进行的工作。表面张力单位（N.m^-1）等于每平方米焦耳（J.m^-2），其对应于一个表面能的单位。

由于当在炉（例如氩气）的气氛中在不同液体介质中的浸入之间移动该篮时（通过升高下述杆），这种特性能够使第一液体保持在篮中而没有任何损失或流动，所以这样的特性是重要的，不同的介质例如为用于在提取存在于氟化物溶液中的锕系元素的步骤中以及随后相应在熔融氯化物的介质中用于反提取的熔融盐。

最大静压高度是能够接收在根据本发明所使用的透孔篮中的第一液体的柱的最大高度，特别地，该静压高度依赖于该篮的孔或开口的几何形状。

如文献[10]所述，可在两种情况下计算最大静压高度：第一种情况是升高该篮而不使该篮浸没的情况，以及其中，使容纳在这些篮中的第一液体或液体“1”与构成炉的气氛的气体（例如氩气）相接触。

第二种情况为其中使透孔篮与处于液态的第二（或第三）材料（例如熔融盐）相接触的情况。

在第一种情况下，可利用杨-拉普拉斯公式来计算该最大静压高度，该杨-拉普拉斯公式可被限定为“简化的”杨-拉普拉斯公式，其中在升高和移动篮的步骤期间，利用液体的表面处的表面张力，或者更确切地说，利用在容纳在篮中的液体“1”（例如熔融铝）和炉中存在的气体气氛之间的界面处的表面张力。例如，这种气氛由初级真空或氩气组成（图4）。

以下给出了简化的杨-拉普拉斯公式[12]（等式n°1）：

ρ . g . h = \frac{2 . γ}{r} . \cos θ

（等式n°1）

其中：

ρ：第一液体的密度，Kg.m^-3；

g：9.81m.s^-2；

h：液体的高度，m；

γ：液体的表面张力，N.m^-1（或J.m^-2）；

r：毛细管的半径，或两个平行板之间的距离；

θ：液体界面与固体壁的接触角（依赖于开口的形状的平行板或毛细管）。

等式n°1使得能使透孔篮的开口尺寸形成为允许容纳不同高度的处于液态的第一材料（例如熔融铝）而没有处于液态的第二材料（例如熔融盐）的任何背压成为可能。

下表n°1中给出了对于用于铝的各种篮开口几何形状的平衡高度“h”的计算的实例，其中：

ρAl：2700Kg.m^-3；

g：9.81m.s^-2；

h：处于平衡中的液体的最大高度（计算出的）；

γ：0.87N.m^-1（或J.m^-2）[12]；

r：洞的半径，或平行板之间的距离；

θ：160°（在1100K的温度下对于氮化硼的Al/氮化硼接触角（[14],J.MaterSci2007））：

表n°1

利用等式n°1计算表n°1中给出的高度值。

在该情况下，仅“h”的绝对值是重要的，其能够使设想到在3至12cm之间的液体（熔融铝）柱下工作。

事实上，解析计算给出了负的“h”值，这是由于铝不能润湿氮化硼。

对于铝/氮化硼体系，这些结果必须被认为是参考值。事实上，当运行温度超过1100K时，铝和陶瓷BN之间的接触角可能变得较小（[14],J.MaterSci2007）。

在这些条件下，BN与Al发生反应以形成降低非润湿性能的AlB₂和AlN。因此，建议在<1100K的温度范围内工作。

如果第二种情况被认为是：当使容纳第一液体（例如熔融铝）的篮与处于液态的第二（或第三）材料（例如熔融盐的浴）相接触时，金属/盐/固体界面的接触张力的性质替代为金属/气体/固体表面张力的性质。

考虑将接触角θ′的新的值用于计算必然涉及如图5所示的新三相点。

最后，必须根据以下等式n°2评估在三相点处的液体静压：

ρ_{2} . g . h_{2} - ρ_{1} . g . h_{1} = \frac{2 . γ_{12}}{e} . \cos θ^{'}

（等式n°2）

其中：

ρ：密度，Kg.m^-3（例如，对于Al：ρ₁=2,700；例如，对于熔融盐：ρ₂#2700）；

g：9.81m.s^-2；

h：液体的高度，m（例如h₁=Al；例如，h₂=熔融盐）；

γ₁₂：界面张力，例如盐/金属/固体载体之间的界面张力，N.m^-1（或J.m^-2）；

e：毛细管的半径，或两个平行板之间的距离（m）；

θ′：液体界面与固体壁（平行板或毛细管）的接触角。

在使用铝/熔融氟化物体系的情况下，我们具有ρ₁#ρ₂#ρ，采用h₂=h₁+△h，以及等式n°2变为：

Δh = \frac{2 . γ_{12}}{ρ . g . e} . \cos θ^{'}

（等式n°3）

在上述示出的情况下，能够对于每种开口几何形状计算出透孔篮中容纳的铝的极限静压高度。下表n°2中给出了几个实施例，在这几个实施例中，采用0.72N.m^-1的γ₁₂的值（在1000K时）和在铝/（LiF/AlF₃）/固体氧化铝三相点处的180°的接触角“θ′”[13]。下表n°2中给出了平衡高度的计算的实施例：

洞的半径/或板之间的间隙	0.05cm	0.10cm
			Δh平衡（等式3）	6.95cm	3.47cm

表n°2：开口几何形状对极限静压高度的影响

关于给定材料的应用，必须在静压高度（即待处理的材料的量）与透孔篮的交换表面（即转移效率）之间做出最好的折衷。

类似地，在进行提取时，如果进行接触由提取构成，观察到容纳在篮中的液体的密度的变化（由于材料转移）。当测定该透孔篮的开口尺寸时，必须考虑该现象。

在用于模拟根据本发明的装置和方法的图1A和图1B的示意图中，未示出支撑元件或部件，换句话说，用于保持和升高容纳有第一材料（例如铝）的篮的系统，这是因为该系统对电磁性能没有影响。

事实上，因此，穿孔的透孔篮通常连接至支撑元件或部件，该支撑元件或部件使其能够与第二材料或第三材料相接触，并且随后使它们能从处于液态的第二材料或第三材料中取出。支撑材料对场线没有影响。

因此，在图6中，示出了根据本发明的装置的实施方式，其中，容纳有第二材料（4），即盐的坩埚（3）具有直圆柱形的形状，该直圆柱形具有圆形横截面，具有基底（15）和侧壁（16）；该坩埚具有盖子（17）。

含有第一材料（例如铝）（7）的透孔篮或坩埚（6）被放置在所述坩埚的内部。

该篮（6）具有上述优选的形状，即通常为圆柱形形状，通常具有圆形横截面，在其下层部分处加工成圆形（10）的下部壁或基底、底部（9）。在图6中，篮具有盖子（18）。

图6中示出的装置还包括支撑元件或部件，换句话说，用于保持或升高透孔篮的系统。

该系统包括竖立杆（19），竖立杆（19）的一端（20）与附接至篮的侧壁（11）的水平部件（21）形成一体，而竖立杆（19）的另一端（22）连接至引动装置（未示出），该引动装置使该篮（6）能够下降和上升。

感应器（未示出）被放置在坩埚（3）的外部和该感应器的基本圆形的匝通常环绕坩埚（3）的侧壁，如图7的装置。

换句话说，感应器的匝，坩埚（3）的侧壁以及篮（6）的侧壁是同心的。

在图7中，示出了根据本发明的装置的另一个实施方式，其中容纳有例如铝（7）的透孔篮（6）具有环形容器（23）的形状，该环形容器（23）凭借金属棒或栓附接至杆（24），所述金属棒或栓定位于没有被加热风险的场区域中。

因此，在环形篮的外壁（25）以及环形篮的内壁（26）上，处于液态的第二材料（4）与第一材料（7）相接触。

因此，图7中示出的根据本发明的装置的实施方式具有较大交换表面的优点。

图7中，还示出了感应器（1），该感应器（1）被放置在坩埚（3）的外部并且其采用环绕坩埚的圆形匝（2）的形式并且通过连接至发电机（未示出）的电缆（29）来供电。

在图8、图9和图10中更准确地示出了图7的装置的透孔环形篮或容器（22）。

该透孔篮或容器（23）可由单块整体加工的氮化硼构成，它在外壁侧（25）上具有50个接触窗口（27），在内壁侧（26）上具有19个透孔窗口（28）。

这种“单块集成”装备排除了对装配承受高温场的部件的需求。

根据本发明的装置的该实施方式基本与申请[10]WO2008/080853A1在该申请的图1至图3中描述的装置的实施方式相似，然而，根本的差异在于：根据本发明的装置装配有感应器（未示出），以及选择坩埚和篮的材料以使其能透过由该感应器产生的磁场。应当注意的是，图11、图12和图13示出的根据本发明的装置的实施方式并不是根据本发明的装置的优选实施方式，优选的实施方式必须优选是轴对称的。

然而，可以单独地采用图11、图12和图13中示出的篮中一个或多个以在任何实施方式中形成根据本发明的装置的部件以及随后构成根据本发明的装置的第二容器。

图11中实施方式的根据本发明的装置首先包括用于接收第二材料（4）的容器或坩埚（3），该第二材料（4）由盐或几种混合的盐组成。当第二材料为液体时，第二材料上升至高至水平（5）的高度。

坩埚（3）通常采用具有圆形横截面以及侧壁和基底、底部的直圆柱体的形式。图8的装置包括感应器，该感应器通常具有环绕坩埚（3）的侧壁的圆形匝，并且该圆形匝与所述侧壁是同心的。

图11中实施方式的根据本发明的装置还包括若干个上面已经描述过的透孔或穿孔篮（6），其容纳有处于固态的“第一”材料，并且随后容纳处于液态的第一材料（7），必须使该处于液态的第一材料与容纳在坩埚（3）中的处于液态的第二材料（4）相接触。

这些透孔或穿孔篮（6）被附接至支撑元件，该支撑元件可被称为转盘（caroussel）或筒（30）。

在图12和图13中，转盘或筒（30）支撑6个透孔或穿孔篮（6），但也可非常清楚地使用不同数目的篮，无论较高的或较低的。

例如，这种转盘可支撑1至6个篮；随后未使用的篮必须被相同数目的由固体材料（氮化硼、氧化铝等）制成的篮所替换，以维持经适宜控制的液体的高度和交换表面。

支撑篮的转盘或筒（30）还包括中心部分或部件（31），该中心部分或部件（31）在图11中被示出为浸入在第二液体（例如坩埚内部的熔融盐）中。通常为圆柱形形状的中心部件（31）突出超出容器或篮（6）的基底。

示出的筒或转盘系统使得能够快速更换透孔篮的类型和性质，每个透孔篮通过简单的销来支撑。

转盘（30）的中心部或部件（31）是中空的（32），并可能被设置有热电偶和/或热桥。

因此，为此，金属棒（33）可被放置在转盘或筒（30）的该中心中空部（32）中。

因此，透孔篮支撑件或筒或转盘（30）的中心部或部件被浸入在“第二”液体（例如熔融盐）中以引起液体局部冷却（几度）。

被浸入的中心部（31）的另一个优点是其减少容纳有第二液体（例如熔融盐）的坩埚中的“死”体积。这种设计使能够得到接近于1的透孔篮的体积与坩埚的体积的比。

当系统温度升高至工作温度，特别是升高至每种相应的液体的金属相和盐相熔化的温度时，中心部（31）还使得能够构建安全停止器或控制转盘的高度定位。

通过更改浸入的中心部（31）的几何形状，可改变接触的各个相的体积或质量比，并且可优化工艺操作条件。

例如，筒或转盘的浸入的中心部（31）可具有星形构型的几何形状或多边形的几何形状。

利用栓将由筒或转盘和透孔篮构成的组件保持在杆（33）中。

转盘的上部穿入（非金属的）杆（33）和（34）的环形空间，并且通过该方式被保持在固定的位置。

可被限定为“提升杆”的杆使得附接至其的转盘和篮能够上升和移动，以使其与不同的介质（例如不同的盐或固体盐混合物）相接触，随后介质熔化，该杆被装配到炉（例如井式炉），在该炉中设置有根据本发明的装置。

由筒和透孔篮形成的组件的夹持杆（33）（34）可被连接到与设备无关的（远程的）的旋转系统，通过该方法动态捏合容纳在坩埚中的液体介质。这种捏合的使用进一步改进了装置的效率。

被放置有第二液体（例如熔融盐）的坩埚的上部可被绝缘盖（17）封闭。此盖（17）与横截面图示出的双重包络杆（33）和（34）交叉。固定洞（35）被提供在盖的交叉处的杆（34）的外套筒上，其允许利用栓将高温接触器的轮盘组件定位在一定高度。

例如，如图1A、图1B、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12和图13所示，根据本发明的装置可以以不连续模式的运行，其尤其适合于在具有少量材料（例如100至1000g熔融盐和熔融金属）的加固容器中使用。然而，如果进行允许以连续模式运行的改变将能使使用较大量的材料成为可能。

如上所述，根据本发明的方法和装置，例如图1A、图1B、图6、图7、图8、图9、图10、图11、图12和图13所示的装置可用来完成用于在两种液体之间转移的任何材料转移操作。

具体地，该操作可为液/液提取操作，并且更具体地，该操作为高温液/液提取操作。以下，将随后使用的术语为“火法冶金工艺”，并且随后根据本发明的装置将被称为“高温接触器”。

发现该火法冶金工艺以及该高温接触器装置特别应用在废核燃料的再处理领域。

因此，该高温接触器能够联合提取包含在熔融氟化物（例如LiF/AlF₃）的溶液中的锕系元素。

通过使熔融盐（例如LiF/AlF₃）和容纳有熔融金属（例如熔融铝）的透孔篮相接触，最初处于氟化物形式的锕系元素可被化学还原成它们的金属形式，并且被回收在铝相中。

两种液相之间的接触时间通常为1分钟至1小时，例如，优选为2分钟至45分钟。

该高温接触器防止盐水和金属相的混合。当两种液相达到热力学平衡时，随后能升高容纳有材料1（熔融金属）的接触器，然后将其中放置在第二盐水介质（第三液体），例如LiCl/AlCl₃介质中，以进行锕系元素的反提取步骤。

在该第二接触后，高温接触器可再一次被设置在含有待再处理的新负载的燃料的起始盐浴中。

在上述反提取步骤之后，放置在透孔篮中的该液体（例如铝）可以再循环。通过这种方式，因为提取剂化合物在该过程中从未被消耗，所以该篮系统作为“化学”泵。该“化学”泵使得能够提取且回收溶液中的一种或多种化合物而无需使用重力场或加速场，当安装沉降系统或离心系统以分离进行接触的各个相时是该情况。此特征促进提取的进行以及对于高温工艺确实是有意义的。

我们现将描述图1A或图1B的装置的运行原理以进行根据本发明的方法。对图6、图7、图8至图13的装置进行对比描述。

首先，如上所述，将处于固态的第一材料（7）放置在至少一个第一容器（6）中，也即，至少一个透孔篮中。

该第一材料可以为金属（例如铝）或几种金属的混合物或合金。

处于固态的第一材料可以采用单个单片块的形式或采用若个块或片的形式，或者采用颗粒（例如粉末）的形式。

如上所述，使所述第一容器（6）与放置在至少一个第二容器（3）（即坩埚）中的处于固态的第二材料（4）的本体相接触。

第二材料（4）可为盐或盐的混合物。

与第一材料相同，处于固态的第二材料（4）可以采用单个单片块或采用若个块或片的形式，或者采用颗粒（例如粉末）的形式。

使所述第一容器（6）与第二材料（4）的本体相接触仅仅是将第一容器（6）放置在处于固态的第二材料（4）上。

接通供电给感应器（2）的发电机，并且在感应器中流过的交流电产生磁场。

图14中示出了的磁场线（36）的形状。

对于坩埚（3）和透孔篮（6），使用能透过由感应器产生的电磁波的材料以使得场线穿透整个容纳在透孔篮中的金属（例如铝）。

磁场在导电性较高的材料中产生感应电流，在该情况下，该导电性较高的材料是容纳在透孔篮中的金属或合金，因此其用作该系统的感受器。

通过焦耳效应的能量损耗使得金属或合金熔化。

在拉普拉斯力的作用下，使熔融金属（例如铝）或熔融合金开始移动。

由于来自熔融金属（例如铝）或来自熔融合金的辐射以及对流供应的热引起温度的上升使得盐开始熔化。

盐介质的熔化的开始和在盐介质中离子导电率的出现使得在盐或盐的混合物中产生感应电流。在该方式中产生的焦耳效应增加了盐介质的熔化速度。

由于这种熔化，在单独的重力下，或这利用上述系统自动地或手动地使透孔篮下降至盐介质中。

正如该介质的熔化，在拉普拉斯力的作用下，再一次发生盐介质（4）的电磁捏合。

更早发现的是，根据本发明的装置或高温接触器的特征是，利用能量守恒定律和电磁性质的令人惊讶的双重用途，其允许热效应（加热）与流体力学方面（捏合）结合。

由下述等式n°4表示了由法拉第公式描述的通过交流电由感应器（2）产生磁场，其中，“H”表示磁场和J_源表示电流密度：

（等式n°4）

当由该交流电产生的磁场被带入存在的导电介质（例如铝的金属或熔融盐）时，根据由下述等式n°5表示的感应定律，其在该导电介质中产生感应电流：

（等式n°5）

其中，B表示磁感应和E_感应的表示感应电场。

此外，通过下述等式n°6来表示应用至该待被加热的导电介质的欧姆定律：

（等式n°6）

其中，J_感应的表示感应电流密度和σ是导电率。

由于焦耳效应的损失，在金属介质（例如铝）和在熔融盐介质中感应的电流产生热源。

根据本发明进行的加热模式利用这些热源。

在感应器产生的磁场的存在下以及在铝或熔融盐中感应电流的存在下，通过下述等式n°7表示拉普拉斯力F1增大：

（等式n°7）

其中：

H：磁场A.m^-1；

J_源：源电流密度，A.m^-2；

E_感应的：感应电场，V.m^-1；

B：磁感应，T；

t：时间，s；

J_感应的：感应的电流密度，A.m^-2；

Σ：导电率S.m^-1；

F_l：拉普拉斯力，N；

I_感应的：感应电流，A；

l：沿电流I_感应的的循环回路的长度单位，m。

由于待被加热的材料是液体，然后它们开始移动；该现象被称为电磁捏合。

在第一材料处于液态的情况下（其中第一材料为金属，例如熔融铝），和/或第二材料处于液态的情况下（其中第二材料为盐，例如熔融LiF），可限定运行条件以优化待工作的表层厚度。

这种表层厚度表示接收2/3感应电流的材料的厚度。

例如，在100kHz时，铝中表层厚度仅为0.87mm，而在导电性低很多的熔融盐LiF的情况下，该表层厚度达到53mm。

在感应系统中，电流直接控制感应电流的幅值。因此，源电流的强度控制盐介质和金属介质，例如熔融铝中的捏合速度和温度场。如果使用6匝的系统，通过将源电流从530A增加至760A（对于100kHz的频率），两种介质中的温度可增加300K。

在熔融盐介质的情况下，其导电性降低且因此更难以捏合，计算出和测量的捏合速度在50kHz时为0.7mm/s；在150kHz时为2cm/s，130安匝。因此，在150kHz时，速度场为在50℃的温度梯度中通过简单对流得到场的10倍，如文献[10]中的详细描述。

在金属（例如铝）的情况下，在50kHz下，预期的捏合速度为7cm/s，而在150kHz，130安匝下，预期的捏合速度为6cm/s。

如果是6匝，该总强度为780A。

在电阻加热的情况下，通过对流的捏合速度将接近零，这是因为铝（高导热性的金属）中不存在温度梯度。

如果盐介质中含有锕系元素，一旦两种介质为液体，通过透孔壁开始将锕系元素从熔融盐介质转移至熔融金属。

当已经达到化学平衡时，例如通过提升，将透孔容器移出处于液态的第二材料，并停止感应系统。

可重复相同顺序的步骤以通过将含有金属或固体金属合金的透孔篮与具体盐介质相接触来完成锕系元素的反提取。

现将参照给定的用于解释说明而不非限制性的以下实施例来描述本发明。

实施例

实施例1：

在该实施例中，进行轴对称模式来运行通过图1B的模型所代表的根据本发明的装置，根据本发明的装置包括耦合至具有双氮化硼坩埚的装置的感应系统，包括含有铝的透孔篮和含有LiF的坩埚。

利用Flux和Fluent/应用程序建立计算模型。

该模型使得能够限定在热与磁静压之间令人满意的折衷的运行条件。

在这些轴对称模型运行期间得到的结果与以Wb为单位的场线（图15）、以°K为单位的温度梯度，以及以m.s^-1为单位的速度场有关。

将氮化硼材料（如氮化硼的导电性等特性并入该模型中）用于坩埚的设计使得场线穿透整个系统的内部（图15）。与高度导电的铝耦合产生次级场，该次级场与已经使其发生的场相反。这一现象解释了场线的看起来在坩埚内的边缘上被排斥的具体形状。

温度梯度证实了在约1300K的温度处介质加热并且熔化。在约加热10分钟后得到该结果。

然而，从实际的角度来看，建议在较低的温度（约1100K）下工作以维持氮化硼材料对于铝的稳定性（[14]J.Mater.Sci.(2007)),(([15]J.Mater.Sci(1991)）。

最后，流体的机械模型表明铝中几十cm/s的速度场的存在，以及在熔融盐侧的坩埚内的1cm/s的量级的速度场的存在。

实施例2：

在该实施例中，为了证实确实能得到电磁捏合的存在与金属和盐的熔化相关联，以非活动模式进行测试以实验性验证，实施例1和图15中列出了模拟测试的结果。

事实上，“离子导电率”中的低导电率值可以抑制强迫对流运动的产生；因此必须用实际情况检查计算的有效性。

容纳有盐的坩埚具有与实施例1中使用的模型化的系统（图1A和图1B）相同的尺寸（直径，高度）。

为了便于观察盐的捏合，对实验装置进行改动以装配有若干mm直径的石墨杆，该石墨杆用来代替Al感受器。该感受器能够引发盐的熔化。

外部容器或坩埚可以由“HP”（高压）氮化硼，或“HIP”（高等静压）氮化硼制成。

利用嵌入在水泥（cement）中的6个水冷却的匝组成的感应系统实施本实验，以确保在坩埚损坏的情况下容纳熔融材料。

所使用的发电机为具有100kW额定功率，800V有效额定功率的非周期性三极管。该发电机被连接到阻抗适配系统。随后该组件被连接到铜螺线管感应器。该感应器具有120mm的直径和100mm的高度，由具有10mm外径和8mm内径的6个匝组成，通过水流过该感应器而冷却该感应器。

通过两个测试验证其运行原理。

在铝和LiF盐配置中进行第一个测试。

基于以下模式分两个阶段进行对已经熔化的两种介质（金属和盐）的检查：感应开始时，通过Al坩埚的热传导和辐射引起的Al的耦合，Al的熔化以及LiF的部分熔化；部分熔化的LiF的感应的耦合，Li的直接熔化，使整体组件保持熔融状态。

上述实验条件使127g的Al和700g的LiF进行接触。出于设计有关的原因，在测试中，使用10kHz的感应频率。作为参照，该频率并不是最适用于耦合LiF盐，这是因为表层厚度为15cm，该表层厚度大于坩埚的半径（60mm）。然而，在这些条件下，使得在实验中能够观察到盐和铝在2小时30分钟内完全熔化，并且还观察到由于感应盐和铝分别保持熔融状态。将Al坩埚放入盐坩埚中防止电磁捏合被测量。

因此，具体地，在100kHZ的频率下进行用于测量盐的捏合速度的另一个测试。该实验包括用石墨感受器替代Al篮以引发盐的熔化。在这些条件下，重量为700g的LiF块仅在17分钟内再熔化。一旦熔化，石墨感受器再次上升，并且特意关闭感应加热使盐的上层相固化。4分钟之后，再次接通感应系统，并且该盐的导电率使该固化的部分非常快速地再熔化。然后，用石墨颗粒接种该液体介质，石墨颗粒的比重为2.26，接近于LiF的比重（1.8）。

利用照相系统监测这些颗粒，该照相系统每百分之十六秒拍摄一张照片。

因此，图16为所拍摄的照片，同时通过感应系统直接耦合熔融盐测量捏合的速度，以及图17为图16中观察到的颗粒的运动的图形化转移。

图16和图17中的每个箭头表示一系列的点，这样就形成观察到的颗粒的移动的代表性片段。

通过监测熔融盐的表面上的颗粒的移动（图16和图17中的箭头），能够测量几厘米/秒的平均移动速度。

因此，该实验性结果证实了在实施例1的模型工作期间所得到的速度场的值。

图16和17证明了根据本发明的感应系统能够使得不同液体介质的快速加热和动态捏合相结合的用途。

当冷却时，该坩埚仍保留了其表面性能，尤其是令人满意的盐块的脱模性。在3次熔化活动后，在总持续时间为4小时内进行该观察。

参考文献

[1]Conocar,O.,etal.,“Promisingpyrochemicalactinide/lanthanideseparationprocessesusingaluminum”,NuclearScienceandEngineering,2006.153(3):p.253-261.

[2]Conocar,O.,N.Douyere,andJ.Lacquement,“Extractionbehaviorofactinidesandlanthanidesinamoltenfluoride/liquidaluminumsystem”,JournalofNuclearMaterials,2005,344(1-3):p.136-141.

[3]F.B.Hill,L.E.Kukaka,“Axialmixingandmasstransferinfusedsalt-liquidmetalextractioncolumn”,USAECReportBNL-791,1963.

[4]D.D.SOOD,″Experimentalstudiesforreprocessingofmoltensaltreactorfuels″,Proc.Symp.Chemicalreactionsinnon-aqueousmediaandmoltensalts,OsmaniaUniv.,Hyderabad,India,6-8/03/1978.

[5]P.R.Josephson,L.Burkhart,“Apparatusfortreatmentofmoltenmaterial”,US-A-3156534of10/11/1964.

[6]W.E.Miller,J.B.Knighton,G.J.Bernstein“Mixersettlerapparatus”US-A-3663178(1972).

[7]L.S.Chow,R.A.Leonard“Centrifugalpyrocontactor”,US-A-5254076(1993).

[8]PravinG.“Surfacetensionmethodofandapparatusforseparatingimmiscibleliquids”US-A-3703463,Nov.1972.

[9]MajerDenisJohn“Improvementsrelatingtoapparatusforseparatingtwoimmiscibleliquids”GB-A-2127318,11/04/1984.

[10]WO-A1-2008/080853.

[11]N.Eustathopoulos“Surfacetension”,Techniquesdel’ingénieur[EngineeringTechnologies]M67,03/1999

[12]B.LeNeindre″Surfacetensionsofinorganiccompoundsandblends″,Techniquesdel’ingénieurK476-1

[13]E.W.Dewing&PaulDesclaux,“Theinterfacialtensionbetweenaluminiumandcryolitemeltssaturatedwithalumina”,MetallurgicaltransactionsB,volume8B,Dec.1977,pp.555-561.

[14]PiengShen,HidetoshiFujii,KiyoshiNogi″EffectoftemperatureandsurfaceroughnessonthewettabilityofboronnitridebymoltenAl″,J.Mater.Sci.(2007),42,pp3564-3568

[15]X.M.Xue,J.T.Wang,M.X.Quan″Wettabilityandspreadingkineticsofliquidaluminiumonboronnitride″,J.Mater.Sci.(1991)262pp6391-6395

[16]Lacquement,J.,etal.,“Potentialitiesoffluoride-basedsaltsforspecificnuclearreprocessing:OverviewoftheR&DprogramatCEA”.JournalofFluorineChemistry,2009,130(1):p.18-21.

[17]McFarlane,H.F.andM.J.Lineberry,“TheIFRfuelcycledemonstration”.ProgressinNuclearEnergy,1997,31(1-2):p.155-173.

[18]Brunsvold,B.R.W.P.D.R.A.R.,“Designanddevelopmentofacathodeprocessorforelectrochemicaltreatmentofspentnuclearfuel”.Proceeding,8thinternationalconferenceonnuclearengineering,2000(ICONE-8702).

[19]Hayashi,H.,etal.,“Pyrochemicalreprocessingmethodforspentnuclearfuelandinductionheatingsystemtobeusedinpyrochemicalreprocessingmethod”,JapanNuclearCycleDevelopmentInstitute.

[20]Lashley,J.C.,etal.,“Insitupurification,alloyingandcastingmethodologyformetallicplutonium”.JournalofNuclearMaterials,1999,274(3):p.315-319.

[21]WO-A1-98/05185.

[22]WO-A1-03/106009.

Claims

1.一种使处于液态的第一材料(7)与处于液态的第二材料(4)不经混合而进行接触的方法，所述第一材料(7)由金属或几种金属的合金组成，所述第二材料(4)由盐或几种盐的混合物组成，处于液态的所述第一材料(7)和处于液态的所述第二材料(4)是不互溶的，所述第一材料(7)在固态和液态下是导电的，并且所述第二材料(4)在液态下是导电的，且所述第二材料(4)在固态下是导电的或者在固态下是不导电的，在所述方法中，进行以下连续步骤：

a)将处于固态的所述第一材料(7)放置在至少一个第一容器(6)内，所述第一容器(6)包括由耐火固体材料制成的壁，该耐火固体材料是不导电的，能透过由至少一个感应器(1)产生的电磁场，并且不与所述第一材料(7)和所述第二材料(4)反应，所述壁包括一个或多个通孔(13、14)；处于液态的所述第一材料(7)对于所述壁的耐火固体材料是非润湿性的；

b)使所述第一容器(6)与处于固态的所述第二材料(4)的本体进行接触，处于固态的所述第二材料(4)被放置在至少一个第二容器(3)中，所述第二容器(3)由耐火固体材料制成，该耐火固体材料能透过由至少一个感应器(1)产生的电磁场，且是不导电的而且不与所述第二材料(4)反应；

c)使所述第一容器(6)和所述第二容器(3)承受由至少一个感应器(1)产生的电磁场的作用，凭借该作用，在处于固态的所述第一材料(7)中产生感应电流，并且致使所述第一材料(7)熔化；

d)在拉普拉斯力的作用下，处于液态的所述第一材料(7)开始移动；

e)通过传导和辐射在源自所述第一容器(6)的热流的影响下，使处于固态的所述第二材料(4)开始熔化；

f)在所述第二材料(4)中呈现出离子导电率，所述离子导电率允许感应电流发展，所述感应电流加速了所述第二材料(4)的熔化；

g)在拉普拉斯力的作用下，处于液态的所述第二材料(4)开始移动；

h)处于液态的所述第一材料(7)与处于液态的所述第二材料(4)在所述孔(13)中进行接触，使处于液态的所述第一材料(7)与处于液态的所述第二材料(4)保持接触达足以在处于液态的所述第一材料(7)和处于液态的所述第二材料(4)之间发生材料的交换、转移的持续时间；

i)将所述第一容器(6)从处于液态的所述第二材料(4)的本体中移除；

j)冷却所述第一容器(6)直至所述第一材料(7)回到固态。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，穿过所述感应器(1)的电流具有100至3000安匝的强度，并且具有20至400kHz的频率。

3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中，穿过所述感应器(1)的电流具有这样的频率：选择该频率，以根据所述第一容器(6)和所述第二容器(3)的几何形状以及所述第一材料(7)和所述第二材料(4)各自的导电性质，调节所述第一材料(7)和所述第二材料(4)的表层厚度。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其中，由所述感应器(1)产生的电磁场产生10^-6Wb和10^-3Wb之间的磁感应通量。

5.根据权利要求1或2所述的方法，其中，由所述感应器(1)产生的电磁场为滑移场。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，存在若干个独立的感应器，其中，每个感应器由单匝组成，电流通过所述单匝，并且在每个感应器之间，所述电流的实数部分的相移是90°或π/2。

7.根据权利要求1或2所述的方法，其中，处于液态的所述第一材料(7)的密度和处于液态的所述第二材料(4)的密度是相同的或相似的。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，处于液态的所述第一材料(7)的密度和处于液态的所述第二材料(4)的密度是相似的，并且差异不超过10％。

9.根据权利要求1或2所述的方法，其中，处于液态的所述第一材料(7)/处于液态的所述第二材料(4)/所述第一容器(6)的壁的耐火固体材料的三相点的界面张力高于0.3N.m^-1。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，处于液态的所述第一材料(7)/处于液态的所述第二材料(4)/所述第一容器(6)的壁的耐火固体材料的三相点的界面张力高于0.6N.m^-1。

11.根据权利要求1或2所述的方法，其中，处于液态的所述第一材料(7)具有大于0.3N.m^-1的表面张力。

12.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述金属或所述几种金属的合金选自还原性金属和合金。

13.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述盐选自碱金属的氯化物、碱土金属的氯化物和铝的氯化物；以及碱金属的氟化物、碱土金属的氟化物和铝的氟化物。

14.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在步骤j)之后，重复步骤b)至步骤j)，使所述第一容器(6)与第三材料的本体进行接触，所述第三材料由盐或几种盐的混合物组成，所述第三材料不同于所述第二材料(4)。

15.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在处于液态的所述第一材料(7)和处于液态的所述第二材料(4)之间的所述材料转移为液/液提取，在所述液/液提取期间，处于液态的所述第二材料(4)的成分之一进入到处于液态的所述第一材料(7)中，和/或处于液态的所述第一材料(7)的成分之一进入到处于液态的所述第二材料(4)中。

16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述第一材料(7)为铝或铝的合金，且所述第二材料(4)包括含有氟化铝的、碱金属的氟化物的盐或碱土金属的氟化物的盐，并且其中溶解有一种或多种锕系元素的氟化物和一种或多种镧系元素的氟化物；以及在步骤h)期间，所述锕系元素的氟化物通过与熔融铝或熔融铝合金相接触而被化学还原为所述锕系元素，所述锕系元素进而进入至处于液态的所述第一材料的溶液中，而所述镧系元素的氟化物保留在处于液态的所述第二材料(4)中。

17.根据权利要求16所述的方法，其中，在步骤j)之后，通过使容纳有铝或铝合金以及锕系金属的所述第一容器(6)与第三材料的本体相接触来重复步骤b)至步骤j)，其中，所述第三材料由包括氯化铝的、碱金属或碱土金属的一种或多种氯化物构成，凭借于步骤b)至步骤j)的重复，所述锕系元素通过与所述熔融氯化物相接触而被化学氧化为锕系元素氯化物，该锕系元素氯化物进入至处于液态的所述第三材料中；并且氯化铝能够被还原产生铝金属，该铝金属能够被重新利用。

18.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在10^-2绝对毫巴至10^-1绝对毫巴的初级真空下完成步骤b)至步骤g)。

19.根据权利要求1或2所述的方法，其中，在惰性气体的气氛中完成步骤h)。

20.根据权利要求2所述的方法，其中，穿过所述感应器(1)的电流具有100至1000安匝的强度。

21.根据权利要求2所述的方法，其中，穿过所述感应器(1)的电流具有200kHz的频率。

22.根据权利要求7所述的方法，其中，处于液态的所述第一材料(7)的密度和处于液态的所述第二材料(4)的密度是相似的，并且差异不超过5％。

23.根据权利要求7所述的方法，其中，处于液态的所述第一材料(7)的密度和处于液态的所述第二材料(4)的密度是相似的，并且差异不超过1％。

24.根据权利要求11所述的方法，其中，处于液态的所述第一材料(7)具有大于0.8N.m^-1的表面张力。

25.根据权利要求12所述的方法，其中，所述还原性金属和合金为铝及其合金。

26.根据权利要求1或2所述的方法，其中，所述盐选自LiCl、AlCl₃、LiF和AlF₃。

27.根据权利要求19所述的方法，其中，所述惰性气体为氩气。

28.一种用于实施权利要求1至27中任一项所述的方法的装置，所述装置包括：

用于接收处于固态或处于液态的第一材料(7)的一个或多个第一容器(6)，所述第一容器(6)包括由耐火固体材料制成的壁，该耐火固体材料是不导电的，能透过由至少一个感应器(1)产生的电磁场，并且不与所述第一材料(7)和所述第二材料(4)反应，所述壁包括一个或多个通孔(13、14)；并且处于液态的所述第一材料(7)对于所述壁的所述耐火固体材料是非润湿性的；

用于接收处于固态或处于液态的第二材料(4)的本体的第二容器(3)，所述第二容器(3)包括由耐火固体材料制成的壁，该耐火固体材料能透过由至少一个感应器(1)产生的电磁场且是不导电的，并且不与所述第二材料(4)反应；

用于支撑容纳所述第一材料(7)的第一容器(6)的构件(19、20、21、22、24)，以使所述第一容器与所述第二材料(4)的本体进行接触，并且随后从所述第二材料(4)的本体中移除所述第一容器；

由至少一个感应器(1)构成的构件，所述构件位于所述第二容器(3)的壁的外部，以使得所述第一容器(6)和所述第二容器(3)承受电磁场的作用。

29.根据权利要求28所述的装置，其中，所述第一容器(6)和所述第二容器(3)由选自氧化铝和氮化硼的材料制成。

30.根据权利要求28和29中任一项所述的装置，其中，所述孔(13、14)具有选自圆形，多边形的横截面形状。

31.根据权利要求28或29所述的装置，其中，所述第一容器(6)为具有圆形横截面的圆柱形，所述圆柱形具有侧壁(11)和基底或底壁(9)。

32.根据权利要求28或29所述的装置，其中，所述第一容器(6)具有环形形状(23)。

33.根据权利要求31所述的装置，其中，所述第一容器(6)的基底的几何形状是圆形的(10)。

34.根据权利要求32所述的装置，其中，所述第一容器(6)的基底的几何形状是圆形的(10)。

35.根据权利要求28或29所述的装置，其中，所述第二容器(3)为具有圆形横截面的圆柱形，所述圆柱形具有侧壁和基底或底壁。

36.根据权利要求28或29所述的装置，其中，所述第二容器(3)环绕所述第一容器(6)并且所述第二容器(3)比所述第一容器(6)更靠近所述感应器(1)。

37.根据权利要求28或29所述的装置，其中，所述感应器(1)由感应线圈组成，该感应线圈的匝(2)靠近所述第二容器(3)的壁定位。

38.根据权利要求28或29所述的装置，所述装置包括单个第一容器(6)、单个第二容器(3)以及至少一个感应器(1)，所述单个第一容器(6)、所述单个第二容器(3)以及所述至少一个感应器(1)相对于单个垂直中心轴是对称的。

39.根据权利要求38所述的装置，所述装置包括第一圆柱形或环形容器(6)和第二圆柱形容器(3)，所述第一容器(6)和所述第二容器(3)是同心的，所述第二容器(3)环绕所述第一容器(6)，并所述第二容器(3)和所述第一容器(6)的主轴重合。

40.根据权利要求39所述的装置，其中，通过环绕所述第二容器(3)的侧壁并且与所述第二容器(3)的侧壁同心的一个或多个圆形匝(2)构成所述感应器(1)，其中，这个圆形匝/这些圆形匝(2)的主轴与所述第一圆柱形容器(6)和所述第二圆柱形容器(3)的主轴相重合。

41.根据权利要求28或29所述的装置，其中，用于支撑所述第一容器(6)并且使所述第一容器(6)浸入在处于液态的所述第二材料(4)的本体中，并且将所述第一容器(6)从处于液态的所述第二材料(4)的本体中移除的所述构件包括竖立杆，在所述竖立杆的下端，附接有支撑所述第一容器(6)的元件(30)。

42.根据权利要求41所述的装置，其中，所述支撑第一容器(6)的元件(30)具有转盘或圆形筒的形状，包括延伸所述竖立杆的中心轴，多个第一容器(6)以相对所述转盘或圆形筒的中心轴同心的圆定位。

43.根据权利要求28或29所述的装置，其中，冷却所述感应器(1)。

44.根据权利要求30所述的装置，其中，所述多边形为正方形或矩形。

45.根据权利要求37所述的装置，其中，当所述第二容器是圆柱形时，该感应线圈的匝(2)靠近所述第二容器(3)的侧壁定位。