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Abstract

Method of mfg. a finely divided product using an exothermic reaction comprises locally initiating the reaction by heating, then spreading it at uniform temp. by displacing the charge of reactants w.r.t. the local heater by translatory movement, so as to one the one hand, avoid an excessive raising of the temp. and on the other hand, reduce the dwell time of the reaction products in the hot zone of the reactor. The method is used e.g. for reactions of reducing an oxide of a metal or non-metal, esp. reduction of boric oxide with Mg,. The reaction is controlled to affect the whole of the charge supplied. The reaction products are held at a high temp. only for a short time, so that contamination of the reactor is reduced and the prods. are formed as finely divided particles.

Description

La présente invention est relative à un procédé pour effectuer une réaction chimique fortement exothermique et à un appareil pour mettre en oeuvre ce procédé. The present invention relates to a process for carrying out a highly exothermic chemical reaction and to an apparatus for carrying out this process.

Le procédé selon l'invention est en général applicable à une réaction chimique exothermique mettant en oeuvre dieux ou plus de deux réactifs. The method according to the invention is generally applicable to an exothermic chemical reaction using gods or more than two reactants.

Les réactions exothermiques qui peuvent être effectuées grtce à l'invention sont par exemple celles mettant en oeuvre la réduction d 'un oxyde de métal ou de non-métal par un ou plusieurs corps simples réducteurs ou bien encore la combinaison de deux corps simples. The exothermic reactions which can be carried out by virtue of the invention are for example those involving the reduction of a metal or non-metal oxide by one or more simple reducing bodies or even the combination of two simple bodies.

Le dispositif mis en oeuvre permet de préparer tras rapidement des matériaux en grande quantité et avec un minimum de contamination de la part de l'appareillage. The device used allows materials to be prepared very quickly in large quantities and with a minimum of contamination from the equipment.

Le procédé selon l'invention est particulièrement apte à la préparation de bore élémentaire amorphe et finement divisé par réduction de l'oxyde de bore B203 par un métal très électro-positif comme le magnésium (réaction proposée dans son principe par NOISSÂN).  The method according to the invention is particularly suitable for the preparation of amorphous and finely divided elemental boron by reduction of boron oxide B203 by a very electro-positive metal such as magnesium (reaction proposed in principle by NOISSÂN).

Depuis les travaux MOISSON, de très nombreux procédés ont été proposés pour préparer le bore ; ils conduisent à des produits qui diffèrent beaucoup quant à la pureté, à la nature physique et à la réactivité chimique. On peut classer actuellement en deux groupes les procédés de préparation industri elle du bore pur, suivant que le produit est obtenu sous forme massive ou à l'état de poudre.  Since the MOISSON works, numerous processes have been proposed for preparing boron; they lead to products which differ greatly in terms of purity, physical nature and chemical reactivity. The industrial preparation processes for pure boron can currently be classified into two groups, depending on whether the product is obtained in bulk form or in the form of a powder.

Le bore massif est préparé soit par cracking de boranes soit plus commodément, par réduction à haute température (1200-14000C) d'un halogénure de bore par l'hydrogène, au contact d'un substrat qui peut entre constitué d'un filament de métal réfractaire ou d'une baguette de bore (voir par exemple les brevets des BTATS UNIS D'ANSRIQUE NO 2 839 367, 30 53 636, 3 115 393, 3 160 476 et 3 226 248).Les Darreaux de bore ainai obtenus peuvent astre portés à un très haut degré de pureté par le procédé de zone fondue. Bn revanche le bore ainsi préparé (variété rhomboèdrique fh ) a une très faible réactivité chimique en raison à la fois de son caractère massif et de a nature cristallographique. Solid boron is prepared either by cracking boranes or more conveniently, by reduction at high temperature (1200-14000C) of a boron halide by hydrogen, in contact with a substrate which can between consists of a filament of refractory metal or a boron rod (see for example the patents of the United BTATS OF ANSRIA NO 2 839 367, 30 53 636, 3 115 393, 3 160 476 and 3 226 248). stars brought to a very high degree of purity by the molten zone process. On the other hand, the boron thus prepared (rhombohedral variety fh) has a very low chemical reactivity due to both its massive nature and its crystallographic nature.

Tous les procédés de préparation du bore pur sous forme pulvérulente reposent en fait sur une réduction, à température modérée d'une combinaison oxygénée ou halogénée du bore (3203, BF3, BCl3, BBr3 ou KBG4) par un métal fortement électropositif (métal alcalin ou alcalino-terreux), qui peut être dans certains procédés produit "in situ" par électrolyse ignée, ainsi qu'il est décrit dans les brevets des ETATS UNIS d'AMERIQUE N 2 465 989, 2 572 248, 2 572 249, 2 686 501, 2 794 708 et 2 918 417. Dans tous les cas, le bore formé, généralement amorphe ou tout au moins mal cristallisé, ne peut entre séparé des sous-produits de la réaction que par voie humide, grâce à un traitement chimique complexe.En raison de la très grande réactivité chimique de ce type de bore, il en résulte nécessairement une oxydation des produits élaborés et, de plus certaines impuretés ne peuvent être totalement éliminées (carbone, borures supérieurs). Le titre effectif en bore élémentaire de tels produits ne dépasse donc pratiquement jamais 97 %, valeur insuffisante pour certaine s applications mais néanmoins acceptable pour diverses applications industrielles0 Pour pallier à cet inconvénient, divers procédés de purification ont été proposés ; le seul qui soit efficace est un traitement thermique effectué sous vide, à température égale ou légèrement inférieure point de fusion du bore.Ce traitement thermique, stil permet effectivement d'atteindre un titre supérieur à 99 %, conduit à un bore massif peu réactif et qui, de ce fait, doit autre réduit ultérieurement en poudre pour 'la plupart des applications (opération rendue délicate par la dureté très élevée du bore et qui entratne nécessairement une contamination importante). All the processes for preparing pure boron in powder form are in fact based on a reduction, at moderate temperature, of an oxygenated or halogenated combination of boron (3203, BF3, BCl3, BBr3 or KBG4) by a highly electropositive metal (alkali metal or alkaline earth), which in some processes can be produced "in situ" by igneous electrolysis, as described in US Pat. Nos. 2,465,989, 2,572,248, 2,572,249, 2,686 501, 2 794 708 and 2 918 417. In all cases, the boron formed, generally amorphous or at least poorly crystallized, can only be separated from the by-products of the reaction by wet means, thanks to a complex chemical treatment .Due to the very high chemical reactivity of this type of boron, it necessarily results in oxidation of the products produced and, moreover, certain impurities cannot be completely eliminated (carbon, higher borides). The effective elemental boron titer of such products therefore hardly ever exceeds 97%, an insufficient value for certain applications but nevertheless acceptable for various industrial applications. To overcome this drawback, various purification methods have been proposed; the only one which is effective is a heat treatment carried out under vacuum, at a temperature equal to or slightly lower than the melting point of boron. This heat treatment, stil effectively makes it possible to reach a titer greater than 99%, leads to a massive boron which is not very reactive and which, because of this, must further reduced to a powder for most of the applications (operation made delicate by the very high hardness of the boron and which necessarily causes significant contamination).

Un bore de pureté égale ou supérieure à 99 % peut entre obtenu en réduisant un halogénure de bore B (BCl3 ou mieux
BBr3) par l'hydrogène en phase vapeur à une température qui varie suivant la mise en oeuvre Ce mode opératoire a déjà été utilisé à basse température (800-10000C) dans le but d'obtenir un produit pulvérulent ainsi qu'il est décrit par
R. XIESSLING dans Acta.Chem. Scand. 2, 207, 1948, puis par
R. NASLAIN, J. ETOURNEÂU et P. HAGENMULLER dans "Boron", vol 3,
Proceedings of the Int.Symp. on Boron, Varsovie (1 9oe), PWN
Polish Scientific Publ. (1970) - Brevet ANVAR N 72 12 260, 1972 puis à plus haute température (plasmas Chauds) par H.D. MIEDOCH and S. M. IESLEY HAMBLYN dans le brevet français N 1 582 154.
Boron with a purity equal to or greater than 99% can be obtained by reducing a boron halide B (BCl3 or better
BBr3) with hydrogen in the vapor phase at a temperature which varies according to the implementation This procedure has already been used at low temperature (800-10000C) in order to obtain a pulverulent product as described by
R. XIESSLING in Acta.Chem. Scand. 2, 207, 1948, then by
R. NASLAIN, J. ETOURNEÂU and P. HAGENMULLER in "Boron", vol 3,
Proceedings of the Int.Symp. on Boron, Warsaw (1 9oe), PWN
Polish Scientific Publ. (1970) - ANVAR patent N 72 12 260, 1972 then at higher temperature (hot plasmas) by HD MIEDOCH and SM IESLEY HAMBLYN in French patent N 1 582 154.

Dans les modes de réalisation selon les cinq dernières références citées ci-dessus le bore obtenu, de pureté supérieure à 99 % est finement divisé et donc très réactif. In the embodiments according to the last five references cited above, the boron obtained, of purity greater than 99%, is finely divided and therefore very reactive.

Il faut noter cependant que les procédés proposés, d'une part utilisent tous des halogénures de bore, réactif s coûteux, dont la mise en oeuvre est délicate du fait de leur grande réactivité vis a-vis de la vapeur d'eau, d'autre part conduisent à de productions horaires qui restent relativement faibles de 1g/h à 150 g/h). Ia production horaire de bore la plus élevée est obtenue par le procédé cité ci-dessus (brevet No 1 582 154) qui met en oeuvre la réduction de 13C13 à haute température dans un plasma d'induction argon-hydrogène, dispo sitif qui demeure encore très onéreux.It should be noted, however, that the proposed methods, on the one hand all use boron halides, which are expensive reagents, the implementation of which is difficult due to their high reactivity with respect to water vapor, on the other hand lead to hourly productions which remain relatively low from 1g / h to 150 g / h). The highest hourly boron production is obtained by the process cited above (patent No. 1,582,154) which employs the reduction of 13C13 at high temperature in an argon-hydrogen induction plasma, a device which still remains very expensive.

Is présente invention a palr objet d'améliorer ces différents procédés en proposant un procédé de fabrication d'un produit finement divisé mettant en oeuvre une réaction exothermique, caractérisé en ce que l'on amorce localement la réaction par chauffage puis on la propage à température uniforme en déplaçant la charge des réactifs par rapport au dispositif de chauffage local par an mouvement de translation afin, d'une part, d'éviter une élévation excessive de la température et, d'autre part, de réduire le temps de séjour des produits de la réaction dans la zone chaude du réacteur. The present invention has the object of improving these various processes by proposing a process for manufacturing a finely divided product using an exothermic reaction, characterized in that the reaction is locally initiated by heating and then propagated at temperature. uniform by moving the charge of the reagents relative to the local heating device by a translational movement in order, on the one hand, to avoid an excessive rise in temperature and, on the other hand, to reduce the residence time of the products of the reaction in the hot zone of the reactor.

L'originalité de ce procédé consiste, à partir d'une charge homogène de réactifs, à amorcer localement la réaction et à la propager de façon contrôlée à toute la charge de manière à ce que les pertes thermiques soient équilibrées par énergie dégagée par la réaction. Le procédé présente également l'avantage de ne porter les produits de la réaction que pendant un temps très court à haute température, ce qui favorise la formation de produits divisés et limite leur contamination par le réacteur. The originality of this process consists, starting from a homogeneous load of reagents, to locally initiate the reaction and to propagate it in a controlled manner to all the load so that the heat losses are balanced by energy released by the reaction . The method also has the advantage of only carrying the reaction products for a very short time at high temperature, which promotes the formation of divided products and limits their contamination by the reactor.

Un tel procédé convient, de manière particU- lièrement satisfaisante, pour la mise en oeuvre de la réaction entre une combinaison réductible du bore tel que, par exemple, un oxyde de bore et un réducteur tel qu'un métal électro-positif notamment le magnésium, pour obtenir du bore élémentaire. Such a process is particularly satisfactory for carrying out the reaction between a reducible combination of boron such as, for example, a boron oxide and a reducing agent such as an electro-positive metal, in particular magnesium. , to obtain elemental boron.

En effet, selon ce procédé, on arrive à préparer du bore élémentaire amorphe de pureté moyenne (90 à 97 %) mais de très grande surface spécifique (15 à 30 m2/g) donc thsmiquement très actif et d'autre part une production horaire très importante (plusieurs kilogrammes au niveau d'une unité pilote). Indeed, according to this process, we manage to prepare amorphous elemental boron of average purity (90 to 97%) but of very large specific surface (15 to 30 m2 / g) therefore thsmically very active and on the other hand an hourly production very large (several kilograms at the level of a pilot unit).

Ce procédé est basé sur la réaction chimique exothermique suivante
3203 + 3Mg - 2B + 3Mg0
Le rapport pondéral B203/Mg 2 pour le mélange de départ conduit à un produit contenant comme impuretés essentiellement du magnésium ( 8 %) et moins de 2 % d'oxygène, après lavage à chaud à l'acide chlorhydrique.
This process is based on the following exothermic chemical reaction
3203 + 3Mg - 2B + 3Mg0
The weight ratio B203 / Mg 2 for the starting mixture leads to a product containing as impurities essentially magnesium (8%) and less than 2% oxygen, after washing with hot hydrochloric acid.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'on naintient la température de la réaction à une valeur inférieure ou égale à 11000C, préférentiellement à 12000C et la vitesse de translation au voisinage de 12 cm/mn, de manière à obtenir un bore amorphe de faible granulométrie et de surface spécifique élevée. According to another characteristic of the invention, the reaction temperature is maintained at a value less than or equal to 11000C, preferably at 12000C and the translation speed in the vicinity of 12 cm / min, so as to obtain an amorphous boron small particle size and high specific surface.

En effet, le procédé outre l'avantage de réaliser rapidement la réaction de réduction, permet d'obtenir un bore amorphe dans la mesure où celui-ci n'est porté à haute température que pendant un temps extrêmement court gracie au mouvement de translation du dispositif. La température et la rapidité du refroidissement sont des facteurs très importants puisqu'ils gouvernent le processus de cristallisation et la dimension des particules du produit. Le bore est d'autant plus actif qu'il est préparé à basse température et que la vitesse de refroidissement est plus grande. In fact, the process, in addition to the advantage of quickly carrying out the reduction reaction, makes it possible to obtain an amorphous boron insofar as it is only brought to high temperature for an extremely short time thanks to the translational movement of the device. The temperature and the speed of cooling are very important factors since they govern the crystallization process and the particle size of the product. Boron is all the more active when it is prepared at low temperature and the faster the cooling rate.

Selon une autre caractéristique de l'imrention, on fait subir au bore obtenu un traitement chimique à base d'acide chlorhydrique et de fluorure, de manière à réduire la teneur en magnésium et en oxygène sans nuire à l'état de divi sion du bore, améliorant ainsi sa pureté. Ainsi, on peut obtenir un produit dont la pureté atteint 97 % en bore total. According to another characteristic of the imention, the boron obtained is subjected to a chemical treatment based on hydrochloric acid and fluoride, so as to reduce the magnesium and oxygen content without harming the state of division of the boron , thereby improving its purity. Thus, one can obtain a product whose purity reaches 97% of total boron.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'on assure le chauffage local des réactifs par induction HP.  According to another characteristic of the invention, local heating of the reactants is provided by HP induction.

Selon une autre caractéristique de l'invention, l'on assure la propagation et le contrôle du front de la réaction exothermique en déplaçant à l'aide d'un système de translation mécanique la charge des réactifs à l'intérieur de l'inducteur HF. According to another characteristic of the invention, the propagation and the control of the front of the exothermic reaction are ensured by displacing, using a mechanical translation system, the charge of the reactants inside the HF inductor .

Selon l'invention, les réactifs peuvent être maintenus sous atmosphère gazeuse inerte ou réductrice ou bien sous vide.  According to the invention, the reagents can be kept under an inert or reducing gas atmosphere or else under vacuum.

Donc le procédé selon la présente invention permet d'obtenir un bore ambrphe, très pulvérulent (diamètre moyen des particules 9 0,6 < ! ) et ayant une surface spécifique allant de 15 à 30 m2/g. Les procédés proposés antérieurement (USA brevet 1 582 154 et brevet ANVAR 72 12 260, 1972) ne permettent pas d'obtenir un bore ayant les caractéristiques indiquées ci-dessus, mais un bore dont le diamètre moyen des particules est plus grand (1,5 à 2v t et la surface spécifique plus faible (4 à 8 m2/g)
Donc le bore obtenu par les procédés de l'art antérieur est de toute évidence moins réactif que le bore obtenu selon la présente invention.
The process according to the present invention therefore makes it possible to obtain an amber, very powdery boron (average particle diameter 9 0.6 <!) And having a specific surface ranging from 15 to 30 m 2 / g. The methods previously proposed (USA patent 1,582,154 and ANVAR patent 72 12,260, 1972) do not make it possible to obtain a boron having the characteristics indicated above, but a boron whose mean particle diameter is larger (1, 5 to 2v t and the lower specific surface (4 to 8 m2 / g)
Therefore, the boron obtained by the methods of the prior art is obviously less reactive than the boron obtained according to the present invention.

Bien entendu, 1' invention n'est pas limitée à la réduction de l'oxyde de bore par le magnésium, mais peut être appliquée à toute réaction exothermique. Of course, the invention is not limited to the reduction of boron oxide by magnesium, but can be applied to any exothermic reaction.

Par suite et selon une autre caractéristique de l'invention, les réactifs peuvent aussi bien être une combinaison réductible du bore, du carbone et un métal très électropositif permettant d 'obtenir du carbure de bore après lavage acide et séchage sous vide. As a result and according to another characteristic of the invention, the reactants may as well be a reducible combination of boron, carbon and a very electropositive metal making it possible to obtain boron carbide after acid washing and drying under vacuum.

De même les réactifs peuvent être une combinaison réductible du bore, et une combinaison réductible d'un natal et d'un réducteur pour obtenir des bordures, ou le bore élémentaire et des métaux de transition ; ceci permet également de préparer des borures. Likewise, the reagents can be a reducible combination of boron, and a reducible combination of a native and a reducer to obtain borders, or elemental boron and transition metals; this also makes it possible to prepare borides.

Par exemple, en tant que borures, on peut préparer des borures de métaux de transition (tir2, Or32, HF32 ...) ou bien des dorures alcalino-terreux tels que CaB6 ou Sur36 ou le tétraborure de thorium ThB4. For example, as borides, it is possible to prepare transition metal borides (tir2, Or32, HF32, etc.) or else alkaline earth gildings such as CaB6 or Sur36 or the thorium tetraboride ThB4.

La présente invention se rapporte aussi à un appareil utilisé pour la mise en oeuvre du procédé qui a été décrit ci-dessus. The present invention also relates to an apparatus used for implementing the method which has been described above.

Cet appareil est caractérisé en ce qu'il se compose d'un réacteur métallique à double paroi cylindrique contenant la charge des réactifs et dont les diamètres sont choisis de manière à ce que la quantité de réactifs au niveau du front de propagation de la réaction exothermique soit telle que la température n'excède pas 11000C. This device is characterized in that it consists of a metallic reactor with a double cylindrical wall containing the charge of the reactants and the diameters of which are chosen so that the quantity of reactants at the level of the propagation front of the exothermic reaction either such that the temperature does not exceed 11000C.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le tube métallique est parcounipar des courants HP qui chauffent localement et d'une manière homogène le mélange réactionnel.  According to another characteristic of the invention, the metal tube is parcounipar by HP currents which locally and homogeneously heat the reaction mixture.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le chauffage est assuré par induction HF d'un tube métallique indépendant et extérieur à 11 enceinte contenant les réactifs. According to another characteristic of the invention, the heating is provided by HF induction of an independent metal tube and outside of an enclosure containing the reagents.

L'appareil qui fait l'objet de l'invention sera décrit plus en détail en se référant au dessin annexé qui est un schéma de cet appareil. The apparatus which is the subject of the invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawing which is a diagram of this apparatus.

Selon cette figure, l'appareil qui fait l'objet de l'invention se compose d'un réacteur métallique 1 à double paroi 10 et 11, cylindrique, contenant la charge des réactifs 2. les diamètres des tubes métalliques 10 et 11 sont choisis de manière telle que la quantité de réactif au niveau du front de propagation 1,1' de la réaction n'excède pas 11000C. According to this figure, the device which is the subject of the invention consists of a metal reactor 1 with a double wall 10 and 11, cylindrical, containing the charge of the reactants 2. the diameters of the metal tubes 10 and 11 are chosen so that the amount of reagent at the 1.1 ′ propagation front of the reaction does not exceed 11000C.

Un tube protecteur 3, par exemple en verre de silice, constitue l'enceinte extérieure du réacteur I et permet d'opérer sous vide ou sous un gaz inerte, tel que, par exemple de l'argon ; l'ensemble du réacteur est relié à cette source de vide ou de gaz neutre grâce à une tuyauterie 4. A protective tube 3, for example made of silica glass, constitutes the external enclosure of the reactor I and makes it possible to operate under vacuum or under an inert gas, such as, for example argon; the entire reactor is connected to this source of vacuum or neutral gas by means of a pipe 4.

Un inducteur haute fréquence de géométrie convenable assure un chauffage local du tube métallique 1 (800-9000C) pour amorcer la réaction. Si l'amorçage est réalisé à l'extrémité supérieure du réacteur, comme représenté sur la figure, la réaction tend à se propager de haut en bas suivant la flèche A, mais, du fait des pertes thermiques, le front de propagation I, I' ne se doplace que de quelques centimètres. Pour compenser ces pertes thermiques, un dispositif mécanique représenté schématiquement par la flèche B permet au réacteur 1 de se déplacer de bas en haut à l'intérieur de l'lnducteur haute fréquence 5 à la même vitesse que le front de propagation X, X' de la réaction. A high frequency inductor of suitable geometry provides local heating of the metal tube 1 (800-9000C) to initiate the reaction. If the priming is carried out at the upper end of the reactor, as shown in the figure, the reaction tends to propagate from top to bottom along arrow A, but, due to heat losses, the propagation front I, I '' moves only a few centimeters. To compensate for these heat losses, a mechanical device represented diagrammatically by the arrow B allows the reactor 1 to move from bottom to top inside the high frequency inductor 5 at the same speed as the propagation front X, X ' of the reaction.

Dans la présente description, le chauffage local est assuré par induction haute fréquence, mais il est clair que ce chauffage pourrait être réalisé à l'aide d'autres méthodes connues de l'homme de l'art sans pour autant remettre en cause l'originalité du procédé. C'est donc dans le contrôle de la propagation exothermique et de ses effets que réside l'origina- lité de l'invention. In the present description, the local heating is provided by high frequency induction, but it is clear that this heating could be achieved using other methods known to those skilled in the art without calling into question the originality of the process. It is therefore in controlling the exothermic propagation and its effects that the originality of the invention resides.

le procédé et l'appareillage qui font l'objet de l'invention seront illustrés dans les exemples ci-dessous. the process and the apparatus which are the subject of the invention will be illustrated in the examples below.

De matériau constituant le réacteur cylindrique, qui est de préférence l'acier inoxydable dans le cas de la préparation du bore, est choisi en fonction de sa compatibilité à haute température avec les produits préparés.Of material constituting the cylindrical reactor, which is preferably stainless steel in the case of the preparation of boron, is chosen according to its compatibility at high temperature with the products prepared.

gX3PLE 1 : un mélange pulvérulent constitué de 1000 g de
B203 et 500 g de magnésium est placé sous atmosphère d'argon à l'intérieur d'un tube en acier inoxydable de 90 mm de diamètre et 700 mm de longueur. La réaction est amorcée en chauffant localement à 8500 C la partie supérieure du tube à l'aide d'un inducteur HF. Après amorçage de la réaction, la température du milieu réactionnel s'élève jusqu'àî000C environ.
gX3PLE 1: a powder mixture consisting of 1000 g of
B203 and 500 g of magnesium are placed under an argon atmosphere inside a stainless steel tube 90 mm in diameter and 700 mm in length. The reaction is initiated by locally heating the upper part of the tube to 8500 C using an HF inductor. After initiation of the reaction, the temperature of the reaction medium rises to approximately 1000 ° C.

A cet instant, le réacteur est animé d'un mouvement de translation permettant au front de propagation de la réaction de se déplacer à 12 cm/mm, de manière à maintenir la température du milieu réactionnel à la valeur indiquée ci-dessus. Ne pas dépasser 11000C est souhaitable pour deux raisons essentielles: 1) éviter la cristallisation du bore 2) éviter la réaction entre le bore et l'acier inoxydable qui
forment une eutexie au-dessus de 11000C.
At this instant, the reactor is driven in a translational movement allowing the propagation front of the reaction to move at 12 cm / mm, so as to maintain the temperature of the reaction medium at the value indicated above. Not to exceed 11000C is desirable for two essential reasons: 1) to avoid the crystallization of boron 2) to avoid the reaction between boron and stainless steel which
form a eutexia above 11000C.

Après réaction complète, le produit obtenu bien que compact, reste très friable. Il est constitué essentiellement de bore, de magnésie, de borate de magnésium et d'anhydride borique. Après broyage, le produit est traité par une solution d'acide chlorhydrique à chaud (7000), puis lavé par l'alcool méthylique. Après séchage sous vide à 1100C, on obtient un produit titrant 90 % en bore total. Les principales impuretés sont le magnésium (8 ,'), des métaux tels que le fer, le manganèse, le cuivre, le titane, le calcium et le potassium (0,2 %) et l'oxygène (1,8 %). Le rendement horaire au niveau de catte installation pilote se situe vers 2 kg/heure, valeur très supérieure à celle indiquée dans les brevets cités. After complete reaction, the product obtained, although compact, remains very brittle. It consists essentially of boron, magnesia, magnesium borate and boric anhydride. After grinding, the product is treated with a hot hydrochloric acid solution (7000), then washed with methyl alcohol. After drying under vacuum at 1100C, a product titrating 90% of total boron is obtained. The main impurities are magnesium (8, '), metals such as iron, manganese, copper, titanium, calcium and potassium (0.2%) and oxygen (1.8%). The hourly output at the pilot installation level is around 2 kg / hour, a value much higher than that indicated in the cited patents.

L'analyse par diffraction x indique que le bore obtenu est amorphe. Le diamètre médian des particules de bore est de 0,629w (répartition Joyce Loebl) et la surface spécifique du matériau, déterminée par une méthode de type BT, est de 30 g/m2. X-ray diffraction analysis indicates that the boron obtained is amorphous. The median diameter of the boron particles is 0.629w (Joyce Loebl distribution) and the specific surface of the material, determined by a BT type method, is 30 g / m2.

EXEMPLE 2 : Le mode opératoire indiqué dans l'exemple 1 a été
répété. Le produit obtenu, titrant 90 % en bore total, a été traité à 9000C sous argon par un mélange de fluorures, pendant une heure. Après lavage à chaud par une solution d'acide chlorhydrique, on a obtenu un produit titrant 97 % en bore total. Les principales impuretés sont encore l'oxygène (0,8 9;), le magnésium (0,3 %) et d'autres métaux (Pe, Mn, Cu, Ti, Ca, K).
EXAMPLE 2 The procedure indicated in Example 1 was
say again. The product obtained, titrating 90% of total boron, was treated at 9000C under argon with a mixture of fluorides, for one hour. After washing with hot water using a hydrochloric acid solution, a product titrating 97% of total boron was obtained. The main impurities are still oxygen (0.8%;), magnesium (0.3%) and other metals (Pe, Mn, Cu, Ti, Ca, K).

Le bore obtenu demeure amorphe et finalement divisé (surface spécifique: 14 m2/g). Le traitement par les fluorures améliore donc le titre du produit en bore total et diminue nettement les teneurs en magnésium et en oxygène. La surface spécifique du matériau, bien que plus faible que celle indiquée dans exemple 1, reste toutefois très supérieure à celles signalées dans les brevets que nous avons cités (4 à 8 m2/g). The boron obtained remains amorphous and finally divided (specific surface: 14 m2 / g). The fluoride treatment therefore improves the product's total boron titer and clearly reduces the magnesium and oxygen contents. The specific surface of the material, although lower than that indicated in example 1, remains however much higher than those reported in the patents we have cited (4 to 8 m2 / g).

EXEMPLE 3 : le mode opératoire indiqué dans 1' exemple 1 à été
répété dans un réacteur en molybdène.
EXAMPLE 3: the procedure indicated in example 1 was
repeated in a molybdenum reactor.

La réaction s'amorce violamment mais la température atteinte est nettement plus élevée (;--12000C) du fait que, localement ai niveau de l'amorçage la quantité des réactifs est deux fois plus importante que celle utilisée dans l'exemple 1. The reaction starts violently but the temperature reached is much higher (; - 12000C) because, locally at the initiation level, the amount of reactants is twice as large as that used in Example 1.

Le produit obtenu titre, comme dans l'exemple 1, 90 % en bore total. La température de réaction (s 12000C) plus élevée que dans l'exemple 1, conduit à un bore partiellement cristallisé (variété rhomboédrique, ) et de surface spécifique plus faible (7 m2/g). The product obtained, as in Example 1, has 90% total boron. The higher reaction temperature (s 12000C) than in Example 1, leads to a partially crystallized boron (rhombohedral variety) and with a lower specific surface (7 m2 / g).

Le facteur principal qui influe sur la cristallinité et la surface spécifique du bore préparéç est principalement la température du milieu réactionnel qui dépend de la quantité des réactifs présents au niveau de l'amorçage de la réaction. The main factor which influences the crystallinity and the specific surface of the boron prepared is mainly the temperature of the reaction medium which depends on the quantity of reactants present at the initiation of the reaction.

EXEMPLE 4 : le mode opératoire indiqué dans 1' exemple 1 a été
appliqué pour préparer le carbure de bore B4C.
EXAMPLE 4: the procedure indicated in Example 1 was
applied to prepare boron carbide B4C.

Le carbure de bore peut être préparé par réductien de B203 par le carbone mais la réaction est endothermique et le procédé proposé ne peut donc autre utilisé. Pour pallier à cet inconvénient 7a réduction de 3203 est réalise par un mélange de carbone et de magnésium suivant la réaction exothermique
2 B2O3 + 6 Mg + C
B C + 6 MgO
Un mélange intime, pulvérulent de 1000 g de
B203, 1050 g de magnésium et 86 g de carbone a été réalisé.
Boron carbide can be prepared by reducing B203 with carbon, but the reaction is endothermic and the proposed method cannot therefore be used any other. To overcome this drawback 7a reduction of 3203 is achieved by a mixture of carbon and magnesium following the exothermic reaction
2 B2O3 + 6 Mg + C
BC + 6 MgO
An intimate, powdery mixture of 1000 g of
B203, 1050 g of magnesium and 86 g of carbon was produced.

Comme pour la préparation du bore la réaction exothermique s'amorce vers 850-9000C. Le produit obtenu après réaction est friable.As for the preparation of boron, the exothermic reaction begins around 850-9000C. The product obtained after reaction is brittle.

Après broyage le produit est lavé par une solution d'acide chlorhydrique, puis séché sous vide à 1100C. Le spectre de diffraction X du produit est celui du carbure de bore 34C cristallisé. Les impuretés présentes sont essentiellement celles contenues dans l'acide borique et le magnésium de départ soit :
0,5 à 1 % (Be + Mn + Cu ; Ti, Ca, K
Le carbure de bore préparé est très pulvénllent (diamètre moyen des particules 1-2 < ). Le produit obtenu est en tout point comparable à celui prFparé par le procédé décrit dans le brevet européen 0 011 524.
After grinding the product is washed with a hydrochloric acid solution, then dried under vacuum at 1100C. The X-ray diffraction spectrum of the product is that of crystallized boron carbide 34C. The impurities present are essentially those contained in the boric acid and the starting magnesium, ie:
0.5 to 1% (Be + Mn + Cu; Ti, Ca, K
The boron carbide prepared is very pulvenllent (average particle diameter 1-2 <). The product obtained is in all respects comparable to that prepared by the process described in European patent 0 011 524.

EXEMPLE 5 : Les borures TiB2, ZrB2, HPB2 et Th34 ont été préparés
à partir de mélanges stoechiométriques de bore et de métal en poudre. Les réactions sont violemment exothermique et s'amorcent vers 800-900 C. Afin d'dviter toute contamination des borures par le réacteur, les réactions sont effectuées sous argon en nacelle de cuivre refroidi. Le dispositif est légèrement différent de celui utilisé dans les exemples précédents. Le mélange bore+métal est introduit suivant une couche de faible épaisseur (2 à 3 mm) dans une nacelle qui se déplace horizontalement, à l'intérieur d'un inducteur H.P.
EXAMPLE 5 The TiB2, ZrB2, HPB2 and Th34 borides were prepared
from stoichiometric mixtures of boron and powdered metal. The reactions are violently exothermic and start around 800-900 C. In order to avoid any contamination of the borides by the reactor, the reactions are carried out under argon in a cooled copper basket. The device is slightly different from that used in the previous examples. The boron + metal mixture is introduced in a thin layer (2 to 3 mm) in a nacelle which moves horizontally, inside an HP inductor

Les borures obtenue sont cristallisés et leur pureté est supérieure à 99 %. Quelques minutes suffisent pour préparer plusieurs dizaines de grammes de borures.  The borides obtained are crystallized and their purity is greater than 99%. A few minutes are enough to prepare several tens of grams of borides.

Claims (15)

REVENDICA1CIONS 10) Procédé de fabrication d'un produit finement divisé mettant en oeuvre une réaction exothermique, caractérisé en ce que l'on amorce localement la réaction par chauffage, puis on la propage, à température uniforme, en déplaçant la charge des réactifs par rapport au dispositif de chauffage local par un mouvement de translation afin, d'une part, d'éviter une élévation excessive de la température et d'autre part de réduire le temps de séjour des produits de la réaction dans la zone chaude du réacteur. 10) Process for manufacturing a finely divided product using an exothermic reaction, characterized in that the reaction is initiated locally by heating, then it is propagated, at uniform temperature, by shifting the charge of the reactants relative to the local heating device by a translational movement in order, on the one hand, to avoid an excessive rise in temperature and on the other hand to reduce the residence time of the reaction products in the hot zone of the reactor. 20) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les réactifs mis en oeuvre sont une combipaison réductible du bore et un réducteur permettant d 'obtenir du bore élémentaire. 20) Process according to claim 1, characterized in that the reagents used are a reducible combination of boron and a reducing agent making it possible to obtain elemental boron. 30) Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les réactif s mis en oeuvre sont un oxyde de bore et un métal électropositif notamment le magnésium. 30) Process according to claim 2, characterized in that the reagents used are a boron oxide and an electropositive metal, in particular magnesium. 40) Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que lton maintient la température de la réaction à une valeur inférieure ou égale à 11000C préférentiellement à 1200 C, et la vitesse de translation au voisinage de 12 cm/min, de manière à obtenir un bore amorphe de faible granulométrie et surface spécifique élevée. 40) Method according to claim 3, characterized in that lton maintains the reaction temperature at a value less than or equal to 11000C preferably at 1200 C, and the translation speed in the vicinity of 12 cm / min, so as to obtain a amorphous boron of small particle size and high specific surface. 50) Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'on fait subir au bore obtenu un traitement chimique à base d'acide chlorhydrique et de fluorures de manière à réduire la teneur en magnésium et en oxygène sans nuire à l'état de division du bore, améliorant ainsi sa pureté. 50) Process according to claim 4, characterized in that the boron obtained is subjected to a chemical treatment based on hydrochloric acid and fluorides so as to reduce the magnesium and oxygen content without harming the state of division of boron, thereby improving its purity. 60) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on assure le chauffage local des réactifs par induction R.P.  60) Method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that one ensures the local heating of the reagents by induction R.P. 70) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on assure la propagation et le contrôle du front de la réaction exothermique en déplaçant à l'aide d'un système de translation mécanique, la charge des réactifs à l'intérieur de l'inducteur H.P. 70) Method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the propagation and the control of the front of the exothermic reaction are ensured by moving, using a mechanical translation system, the charge of the reagents inside the HP inductor 80) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérise' en ce que l'on maintient les réactifs sous atmosphère gazeuse inerte ou réductrice. 80) Process according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the reactants are kept under an inert or reducing gas atmosphere. 90) Procédé suivant l'une quelconque des reven dications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on place les réactifs sous vide. 90) Process according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the reagents are placed under vacuum. 100) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les réactifs sont une combinaison réductible du bore, du carbone et un métal très électropositif permettant d'obtenir du carbure de bore après lavage acide et séchage sous vide. 100) Method according to claim 1, characterized in that the reagents are a reducible combination of boron, carbon and a very electropositive metal making it possible to obtain boron carbide after acid washing and drying under vacuum. 110) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les réactifs sont une combinaison réductible du bore, une combinaison réductible d'un métal et d'un réducteur, permettant d'obtenir des borures. 110) Process according to claim 1, characterized in that the reactants are a reducible combination of boron, a reducible combination of a metal and a reducing agent, making it possible to obtain borides. 12 ) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les réactifs sont le bore élémentaire et des métaux de transition permettant ainsi de préparer des borures. 12) Process according to claim 1, characterized in that the reactants are elemental boron and transition metals thus making it possible to prepare borides. 130) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé en ce que les borures préparés sont les diborures des métaux de transition (tir2, ZrB2, HPB2... > les borures alcalino-terreux (CaB6, Sur36) et le tétrabrure de thorium ThB4. 130) Process according to any one of claims 11 and 12, characterized in that the borides prepared are the diborides of the transition metals (tir2, ZrB2, HPB2 ...> the alkaline earth borides (CaB6, Sur36) and the ThB4 thorium tetrabride. 14 ) Appareil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qutil se compose d'un réacteur métallique à double paroi cylindrique contenant la charge des réactifs et dont les diamé-- tres sont choisis de manière à ce que la quantité de réactifs, au niveau du front de propagation de la réaction exothermique, soit telle que la température n'excède pas 11000C.  14) Apparatus for implementing the method according to any one of claims 1 to 13, characterized in that it consists of a metal reactor with a cylindrical double wall containing the charge of the reagents and whose diameters are chosen so that the quantity of reactants, at the propagation front of the exothermic reaction, is such that the temperature does not exceed 11000C. 150) Appareil suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le tube métallique est parcouru par des courants HP, qui chauffent localement et d'une manière homogène le mélange réactionnel. 150) Apparatus according to claim 14, characterized in that the metal tube is traversed by HP currents, which locally and homogeneously heat the reaction mixture. 160) Appareil suivant la revendication 14, caractérisé en ce que le chauffage est assuré par induction HP d'un tube métallique indépendant et extérieur à 1' enceinte contenant les réactifs.  160) Apparatus according to claim 14, characterized in that the heating is provided by HP induction of an independent metal tube and outside the enclosure containing the reagents.
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