JPS60238429A - チタン金属スポンジ製造方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明はルチル鉱石から略々純粋なチタン金属スポンジ
を回収する方法に関するものであり、特にルチル鉱石か
ら略々純粋なチタン金属スポンジを得る単一セル自己補
給式電解方法及び装置を提供するものである。、 殆どのチタン金属はその鉱石の塩素処理；発生したＴｌ
Ｃｌ４　の分離及び精製；Ｔｉｃｋ、をマグネシウム、
ナトリウムまたはカルシウムのような活性金属を使用し
てチタン金属に還元する処理及び還元用金属及び塩素を
再使用のために電解的に回収する処理により生産されて
いる。

チタン金属をその鉱石から得る他の公知の還元方法は米
国特許第２２０５８５４号により提案されているクロル
の方法である。

クロルの方法は四塩化チタンを溶融マグネシウム金属と
不活性ガス雰囲気中で常規圧力即ち大気圧で反応させる
。スチール反応容器又はルツボのライニングとして耐火
金属が使用される。この耐火金属は酸化してライニング
がスチール内に拡散しないようにされる。マグネシウム
金属は８００℃に加熱され、四塩化チタンがその上に落
下される。その結果固体チタン金属と液体塩化マグネシ
ウムが発生する。チタン金属の分離には更に時間及び費
用のかかる処理が必要とされる。

米国特許第２８９０１１２号にはウィフクにより、四塩
化チタンの還元によりチタン金属を得るに当りマグネシ
ウムと塩素を再使用のために回収するようにした方法が
開示されている。ウィフクは三元塩を溶融カルシウム−
マグネシウム合金及び塩素ガスと一緒に電気分解するこ
とにより発生ずるナトリウム金属を使用することを示唆
している。塩素ガスはチタン鉱石／コークス混合物と反
応する。還元反応はマグネシウムを単独で使用しない。

溶融ナトリウムを使用する方法は危険であり且つ費用が
かかる。

米国特許第２６１８５４９号には四塩化チタンのような
ハロゲン化チタンをカセイソーダの製造に使用される水
銀アマルガム塩素セルにおいて発生されるようなアルカ
リ金属アマルガムを用いて還元することによりチタンを
その鉱石から得る方法が開示されている。電気分解で生
ずる塩素を使用して酸化チタン鉱石から四塩化チタンを
発生させる。

アマルガム反応体はその生成後に分離され、反応容器に
四塩化チタンと一緒に加えられる。還元反応は不活性ガ
スの存在下において反応体を強制的に攪拌しながら行わ
れる。反応の終了時に、生成物は重力その他の送給装置
により別の炉に移される。次いでこの生成物は先ず蒸溜
さて水銀が追い出され、斯かる後に残留材料が１５００
″Ｆ以上に加熱されて塩化ナトリウムが分離される。

順次の精製行程を行うことが示唆されている。この方法
は危険でしかも高価な水銀及びナトリウムを使用する必
要があるのみならず、大きな装置及び加数の行程を必要
とすると共にカセイソーダ生産プラントに近接させてこ
れに結合しなければならない。

他の既知の方法は米国特許第２５５６７６３号、同第２
５６７８３８号、同第２５８６ｉ３４号、同第２６０７
６７４号、同第２６２１１２１号、同第２６９．４６５
３号及び同第２８１２２５０号に開示されている。

このようにルチル鉱石から還元によりチタン金属を得る
方法は公知であり、酸化物の形態の鉱石を四塩化物に変
換し、四塩化物をマグネシウム金属と反応させて塩化マ
グネシウムとチタン金属を形成することについて論じら
れている。このようにして生産されたチタンは鉱石がら
発する不純物からの十分な精製並びに生成物中に捕捉さ
れている塩化マグネシウム及び残留マグネシウム金属の
除去を必要とする。既知の方法はマグネシウム金んでい
る。この場合、マグネシウムは電気分解により生成され
、セルから取り出され、精製される。精製されたマグネ
シウム金属は次いで四塩化チタンとの還元反応用に再び
溶融される。これらの方法は、大きなエネクルギーを必
要とする、安全のだやに（特に分離及び移送する必要が
ある高い反応性を有するマグネシウムに対し）予防手段
を必要とする、工程数が多く且つ精製に費用がががる、
原料の浪費が多く移送及び精製中に損失を生ずる等の理
由のために著しく費用がかかる。

チタン鉱石をマグネシウム金属で還元する慣例の方法に
固有の問題の中で特に安全の面で最も重大なものはマグ
ネシウム金属が空気にさらされたときに生ずる。

チタンスポンジを生産する慣例の方法では還元反応の進
行につれて反応セルから塩化マグネシウムを排出させる
。排出された塩化マグネシウムを再使用のために電気分
解してマグネシウム金属を精製し、これをセルから取り
出しインゴットとして鋳造する。次いでこれらインゴッ
トをスチールレトルト内に置き、溶融する。得られた溶
融マグネシウムを四塩化チタンとの反応用の別の容器に
転送するか、同じ容器内に供給する。

マグネシウムとの四塩化チタンの還元反応は発熱反応で
あり、副産物の塩化マグネシウムは約１４００″Ｆにな
る。これがため塩化マグネシウムは溶融している。慣例
の方法では発熱反応中に放出される熱が浪費され、即ち
有効に利用されていない。

慣例の方法において生ずる別の問題は精製されたチタン
金属と副産物の塩化マグネシウムとを取り出す方法にあ
る。慣例の方法では反応容器を冷却する必要がある。冷
却後、オペレフがジャヨクハンマー等のような物理的装
置を使用して固った材料を文字どおり粉々に砕く必要が
ある。この際、鉱石中の不純物が発生塩素又は塩化マグ
ネシウムと高温下で反応して危険なガスが発生するとい
う危険も生ずる。

チタン金属の製造処理は、熱いチタン金属は空気中の酸
素、窒素及び水分と結合するため極めて精密な処理であ
る。チタン金属は炭素及び殆どの構造金属とも結合する
。耐火材料も酸素を含有するために損傷を受ける。発生
する汚染物質は得られるチタン金属を硬くもろいものに
して殆どの用途に実用にならないものとする。一旦取り
出してしまうと斯かる不純物を除去する実用的な方法は
ないものと思われる。ヘリウム又はアルゴンのような不
活性ガスの雰囲気の下で約８００℃で反応を行うと、チ
タンがセルの鉄と合金する程度は最低になる。それにも
かからず、セルの壁と接触する金属層は多量の鉄を含み
除去する必要がある。

慣例の方法では、マグネシウムインゴットを希釈酸液中
にひたして表面の酸化物を除去し、次いて洗浄及び乾燥
する。乾燥したマグネシウムインゴットを円筒状平底ス
チール容器中に置く。カバ　“−を所定位置に溶接し、
容器の漏れを検査し、漏れが検出されない場合に容器中
の空気を真空除去し、次いで真空を解除してヘリウド又
はアルゴンを入れる。マグネシウムインゴットを含むこ
の容器を垂直円筒炉内に置き、電気的に又は燃料の火災
で加熱する。マグネシウムが溶融し始めると同時に、精
製した四塩化チタンを注意深く制御した割合で導入する
。容器内の不活性ガス圧力は内方空気漏れが起こらない
ように維持する。四塩化チタンの導入割合は、容器内に
発生する余分な熱が容器の壁を経て消散されるように制
御し、容器の温度を７５０℃〜１０００℃に維持するの
に外部加熱が必要ないようにしている。

従って、チタンンの生成及び生成されたチタンの精製に
おいて危険性の低減、コストの低減（特にエネルギーコ
ストの低減）、精製チタンの純度の向上及び精製された
チタンの取り出しを改善する必要がある。

また、反応体の取扱いを一層良好にすると共に反応体の
空気との接触を一層少なくすることも満足させるべき重
要な条件である。

発明の概要 本発明システムは単一の電解／反応セル具え、ルチル鉱
石からチタン金属スポンジを得るために、ルチル鉱石を
別の容器内で四塩化チタンに変換し、この四塩化チタン
を、前記電解／反応セル内において塩化マグネシウムを
電気分解して発生された溶融マグネシウムを含んでいる
当該セルに供給し、四塩化チタンを溶融マグネシウムで
還元してチタンスポンジと塩化マグネシウムを発生させ
、前記電気分解により発生した塩素を前記四塩化チタン
を精製する容器に供給し、前記還元反応により発生され
た溶融塩化マグネシウムは当該セル内に次の電気分解の
ために保持する。鉱石内の不純物は四塩化チタンを生成
する反応容器により精製される。チタンスポンジ中の不
純物はこれから蒸発させる。

好適実施例の説明 上述したように、本発明はルチル鉱石のような天然産の
チシン鉱石から略々純粋なチタン金属を得る新規な密閉
システムに関するものである。本システム、特に本シス
テムに組み込まれる改良装置は高純度のチタン金属スポ
ンジを僅かな使用反応体の情夫及び最低の使用エネルギ
ーで高い動作効率をもって生産することができ、本発明
は特に電気分解及び還元工程を単一の容器中で行う点に
特徴がある。

本−発明システムで使用する基本的な化学反応を第１図
に例示する。図中の矢印は生成とリサイクルとのリンク
を示す。

基本的には、塩化マグネシウムを電気分解してマグネシ
ウムを発生させ、このマグネシウムをハロゲン化チタン
及び塩素ガスと反応する還元剤として使用する。塩素ガ
スはチタン鉱石及びコークスとの反応体として使用して
四塩化チタンを形成し、この活性ハロゲン化物を上述の
電気分解により得られたマグネシウムにより還元する。

ルチル鉱石の代表的な組成の一例を次表１に示す。

表　１ ルチル鉱石 ０ コークス（炭素源）と前記ルチルチタン鉱石の混合物を
以後塩素処理装置と称す容器に導入し、この容器に塩化
マグネシウムの電気分解中に発生した塩素ガスを加える
。

電解処理で発生したマグネシウムは単一の電解／反応セ
ル中に残し、他方の塩素とルチル鉱石／コークス混合物
との反応を塩素処理装置中で行わせる。塩素処理の生成
物、四塩化チタンを電解／反応セルに供給し、マグネシ
ウムと反応させてスポンジ状のチタン金属を発生させる
と共に、発生した塩化マグネシウムを前記電解／反応セ
ルに満たす。

反応の温度は、マグネシウム金属、酸化マグネシウム、
微量元素等（これらは還元反応後も残存し得る）のよう
な不純物を蒸発（放出）するのに十分なレベルに維持さ
れるよう制御する。別個の蒸溜処理を付加してもよい。

ルチル鉱の精製は主として塩素処理中に生じ、ここで微
量元素（鉄、シリコンジルコニウム、アルミニウム、バ
ナジウム及び酸化物等）がそれら処理装置から取り出さ
れる。取り出された四塩化チタンをマグネシウムと反応
させるために電解／反応セルに入れる前に精製のために
蒸溜する。前記マグネシウムはこれが発生された電解／
反応セル内に保持されている。

第３Ａ、ＢＣ及びＤ図および第４Ａ、Ｂ及び６図には本
発明の特徴を有する電解／反応セルの処理工程を示しで
ある。電解／反応セルは全体を１０で示してあり、可動
上部セクションおよび下部セクション１４を有するスチ
ール円筒容器又はレトルトを具えている。スチール上端
開口精製物コンテナ１６が下部セクション１４内に配置
さている。コンテナ１６には底または床１８が設けられ
、床１８に近接する壁に複数個の排出口２０が設けられ
ている。

加熱素子２２が下部セクション１４の周囲に設けられて
いる。セル１０の上部セクション１２は下部セクション
１４の円−フランジ２６に気密に固着される円周フラン
ジ２４を有している。上部セクション１２にはカバー２
８が気密に固着される。カバー２８は軸方向通路３０を
有し、この通路内に細長いセラミック管３２が挿入され
る。管３２はその長さをこれがコンテナ１６の開口上端
部内まで延在するよう選択すると共にこの管をもって陽
極として機能するグラファイト棒３４の通路のさやを構
成する。

陽極３４はカバー２８及びこのカバー上に気密に固着さ
れると共に絶縁体３８によりカバーから絶縁されたキャ
ンプ３６を貫通して上方に突出する。キャップ３６は出
口４０を有し、この出口は塩素処理装置に至る導管に結
合することができる。リフトロッド４２及び４４がシー
ル部剤４６を介してカバー２８を貫通している。このリ
フトロフト４２．４４　はコンテナ１６のリムに溶接、
その他の方法で結合され、第４Ｃ図に示す処理のときに
はコンテナ１６を上部セクション１２内に持ち上げるも
のである。

電解／反応セル１０が第４Ａ図に示す状態にある第３Ａ
ＩＩの工程では、塩化マグネシウムがセル１０の下部セ
クション１４に充填される。セークション１４は約１３
５０°Ｆに加熱され、塩化マグネシウムを溶融する。液
体塩化マグネシウムのレベルをコンテナ１６内のレベノ
叶−１とする。陽極３４を有する上部セフ　゛ジョン１
２は下部セクション１４の上に着座され、ボルトで固着
される。高アンペア数の直流電圧をグラファイト陽極３
４とスチールコンテナ１６との間に印加し、溶融塩化マ
グネシウムを電気分解して塩素とマグネシウム金属を発
生させる。陽極側に発生する塩素ガスは陽極３４を囲む
管３２内に捕集され、出口４０から塩素処理装置に至る
導管に排出される。

電解処理中に発生したマグネシウム金属はコンテナ１６
（陰極）の表面上に堆積し、溶融塩化マグネシウム中を
その表面に向かって浮かび上がっていく。塩素ガスを排
気する管３２は、更に、塩化マグネシウムの表面上に浮
かび上がるマグネシウム金属４８が電解／反応セル１９
を短絡するのを阻止する絶縁体として作用する。

動作の第１サイククルにおいては、電解／反応セル１０
は還元剤として使用するマグネシウム金属と塩素処理装
置に供給する塩素ガスを発生するための電解セルとして
機能する。約８０％の現在の効率では１ポンドのマグネ
シウムを発生するのに約８キロワット時の電力が必要と
される。同一の電力でセル１０から３ポンドの塩素ガス
が発生すること勿論である。

第３Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ図は順次の処理工程を線図的に示
し、第４Ａ、Ｂ及び０図はこれら工程におけるセルの状
態を示すものである。第３八及び第４Ａ図は電解処理の
開始直前の初期工程を示す。

第１サイクルは電気分解であり、溶融塩化マグネシウム
のレベルをＬ’−１で示しである。第１サイクルの終了
時には総合液体レベル１．−２　は電解処理の開始時の
レベル１，２　より低くなる。このレベル変化は発生す
るマグネシウム１ポンド当り３ポンドの塩素がセルから
排出されるためである。ここで、第３Ｂ図に示すように
マグネシウム金属４８はコンテナ１６内の残存する塩化
マグネシウム上に浮いている点に注目されたい。

第２処理工程又はサイクルは第４Ａ図に示す耐火管３２
の下端に達する十分な量の浮遊マグネシウムが発生する
ときに開始される。このとき、中心電極３４をこれをか
こむ耐火管３２と一緒に取外す。

複数個の電解／反応セルｌＯを用いるときは、陽極３２
とその包囲管３２の組立体を第２電解／反応セルに設置
し、この第２セル１０内で電解を開始させる。

第４Ｂ図に示すように弁５２及び管５４を含む送給装置
５０を取り外した電極組立体の代わりに上部セクション
１２に結合する。送給装置５０は四塩化チタンの供給源
をセル１０のセクション１２に結合する。弁５２を開き
、四塩化チタンをセル１０内に導入し、コンテナ１６内
の浮遊マグネシウム金属の上面上に落とす。不活性ガス
源５６からアルゴンのような不活性ガスを供給処理中フ
ラッジヤントとして使用してこれにより四塩化チタンを
導入することができる。

第３Ｃ図に示すようにマグネシウム金属との反応により
チタン金属が発生し、この還元反応工程におけるセル１
０の状態を第４Ｂ図に示す。チタン金属と塩化マグネシ
ウムを発生するこの還元反応の終了後に、第３工程また
はサイクルが開示され、四塩化チタンの注入は止められ
る。第２サイクルの開始時にはセル１０で発生させるべ
きマグネシウム金属１ポンド当り４ポンドの四塩化チタ
ンを供給してｌポンドのチタンと４ポンドの塩化マグネ
シウムを発生させる。還元反応の終了時に残存する多量
の塩化マグネシウムはチタン金属（スポンジ状に発生す
る）の上に浮いている。この還元反応の終了時にコンテ
ナ１６をセル１０の下部セクション１４から上部セクシ
ョン１２に持ち上げて、セル内部空気にふれさせること
なく塩化マグネシウムを排出させることができると共に
残されたチタン金属スポンジの初生体を冷却することが
できる。

チタン金属を少なくとも８００　°Ｆ以下で冷却し、６
００　°Ｆ近くの温度になったら、セル１０を開くこと
ができる。初生チタンを有するコンテナ１６を取り出す
ことができる。チタン金属はかかる温度では反応性でな
く、従ってコンテナ１６とその中のチタン金属をそのま
ま取り出し、真空室（図示せず）内に入れ、１８５０°
Ｆに加熱して、取り込まれている塩化マグネシウム並び
に取り込まれているかもしれない残存するマグネシウム
金属又は酸化マグネシウムを蒸発させる。慣例の冷却ト
ラップ（図示せず）を真空管に結合してガス状の塩化マ
グネシウム、マグネシウム金属及び酸化マグネシウムを
取り入れ凝縮して回収し、プロセスにリサイクルさせる
ことができる。

塩素処理装置は第７図に示してあり、この装置ではセル
１０内で塩化マグネシウムの電解により発生した塩素を
リサイクルして四塩化チタンを生成する。この塩化処理
装置（全体を６０で示す）は１６５０°Ｆで動作し、装
置をかこむ炉６２により外部からこの温度にされる。

Ｔ＋０２＋２Ｃ＋　２ＣＩ。→ＴｌＣｌ４＋２ＣＯ＋△
なる反応が開示すると、この反応は発熱性であるから以
後は外部からの加熱は不要である。加圧送給装置６６ま
たは重力送給装置６４を塩素処理装置６０に結合してそ
の中に発生した四塩化チタンをセル１０に導入するため
の特定の位置に送給する。

第５図には四塩化チタンの重力送給装置６４を示してあ
り、第６図にはこれに代わる圧力送給装置６６を示しで
ある。重力送給装置６４は多数の弁およびコンテナを含
む圧力送給装置より簡単である。

しかし、設置場所が比較的低い屋根を有する場合には高
さ制限のために圧力送給装置を使用する必要がある。

第５図に例示するシステムは交互に使用される１対のセ
ル１０および１０′を具えている。セル１０は塩化マグ
ネシウムの電気分解が丁度終了し、そのコンテナ内に２
ポンドのマグネシウムを含んでいるものとする。セル１
０′は準備状態にあり、その中の塩化マグネシウムが溶
融さているものとする。

セル１０の電気分解が終了したとき、電力がセル１０か
ら１０′にスイッチされてセル１０′の電気分解が開始
される。

第５，６及び７図を参照して塩素処理装置６０及び６０
′を含むシステムをさらに詳しく説明すると、チタン鉱
はミキサ／給鉱ホッパ７４においてコークス状の炭素と
混合され、弁７８及び８０を含む給鉱装置７６を経て塩
素処理装置６０の上部の入口８１に供給される。ライン
８２及び８４（第７図では１４３）は塩素処理装置６０
内に発生した四塩化チタンを弁８８及びライン９０を経
て受タンク８６に送給するか、或いは弁９２及びライン
９４を経て蒸溜ス讐ル６８のような精８６の入口９８に
入り込んでいる。タンク８６はライン１００　により弁
１０２　を介して乾燥機１０４　に連通し、乾燥機１０
４　は塩化カルシウムのベッドを含んでいる。弁１０６
　はライン１０８及び１１０を経て排気装置１１２　に
至る通路を制御し、排気装置には不所望な成分が大気中
に漏出しないようにスフラッパを設けることができる。

精製装置又はスチル６８は塩素処理装置６０とセル１０
との中間に配置しである。このスチルを用いて一層純粋
な四塩化チタンを発生させることができるが、この蒸溜
処理は不要にすることもできる。

塩素処理装置６０にいて、酸化第二鉄は塩化第二鉄に変
換され、これは四塩化チタンに溶融することができず、
四塩化チタンコンテナ８６の底にがっ色の固体として残
る。酸化ジルコニウムは四塩化ジルコニウムに変換され
、これは白色の固体でスチルの凝縮管及び／又は四塩化
チタン貯蔵コンテナ８６の壁土に堆積される。

四塩化ジルコニウムはシステムを詰まらせ易いので、定
期的に清掃する必要がある。四塩化ジルコニウムは水に
溶けるので、定期的に水で洗浄してこれを取り除く。鉱
石中の二酸化シリコンは四塩化シリコンに変換され、こ
れは−７０℃で溶融し、５７℃で蒸発する。四塩化シリ
コンおよび四塩化チタンは互いに良く溶けるので、鉱石
中のシリコンは補償処理を行わないと生成されるチタン
金属中に持ち込まれる。

四塩化チタンは１３６°で蒸発するが、四塩化シリコン
の沸点は５７℃である。四塩化チタンを貯蔵するコンテ
ナ８６を５７℃以上、好適には７０℃に維持する。かか
る温度状態の下では、塩素処理装置６０で発生した四塩
化シリコンは四塩化チタンコンンテナ内で凝縮せず、蒸
発して排気装置１１２　に排出される。鉱石内の酸化バ
ナジウムは四塩化チタンバナジウム（１５２℃で蒸発す
る）に変換され、生成されるチタン中に持ち込まれる。

バナジウムは不所望な不純物でなく、バナジウムがチタ
ン生成物中に持ち込まれても重大な問題になら・ない。

第６図のシステムも第５図と同一の基本的なシステム構
成素子を具えているが、このシステムは加圧され、塩素
処理装置６０から四塩化チタン貯蔵タンク８６′への送
給が加圧送給である。塩素処理装置６０は床レベル設置
された支持構体１１４上に支持され、スチル６８′も床
レベルに設置される。塩素処理装置６０中に発生した四
塩化チタンはポンプでスチル６８′に送給され、そこか
ら電解／反応セル１０のかなり上方に位置する貯蔵タン
ク８６′に送給される。− 第７図に示すように、塩素処理装置６０は電気炉６２に
形成された通路１１８　内に設置され且つ電気炉６２の
上部１２０から電気炉６２０床１２２及び支持体１１４
　に形成された通路１２４を経て延在する耐大管から成
る内部コア１１６　を具えている。コア１１６　の上端
及び下端は上端キャップ１２６　及び下端キャップ１２
８　で封止される。下端キャップ１２８　は塩素注入系
１３０　を含み、これは出口１３４　及びキャップ１２
８の外部に突出した入口１３６　を有する注入器１３２
を含んでいる。入口１３６　は電解／反応セル１ｏから
のライン１４０　に結合される。

上端キャップ１２６　は一対の出口１４０及び管１４２
と、中心に位置する入口１４４を具えている。出口管１
４２　の一方はフヱイルセイフ空気ボール弁１４６を介
してスチルの人口１５０　に至るライン９４に結合され
る。スチル６８′の床の近くから延在する出口ライン１
５２　はタンク８６に導かし、ライン１５４　はスフラ
ッパ／排気装置１１２　に導かれる。塩素処理装置６０
は圧力送給システムには第６図に示すように設置される
。中間の第２スチル１５４を貯蔵タンク８６又は８６′
に至るライン１５２　に介挿入してこれから四塩化チタ
ンを電解／反応セルｌＯに供給することができる。

鉱石／コークス送給システム７６は重力／機械補助シス
テムとするのが好適であり、円筒状のミキサ／ホッパ７
４をその出口がシュート１６００人口１５８　に至る傾
斜ランプまたはベルト装置１５６　の上方に位置するよ
うに具えている。シュート１６０　の出口１６２　は送
給管人口１６４　に向けられている。電気振動装置１６
６及び１６８がベルト装置１５６の上及び送給管１６４
　の上部に配置され、鉱石／コクス混に連結された区分
１７０及び１７２から成り、１対の弁７８及び８０（フ
ェイルセイフ弁）を含む。下端区分１７４　は塩素処理
装置６０′の耐火（セラミック）管１１６　の上端の内
部８１で終端する。

ルチル鉱石・／コークス混合物を塩素処理装置に供給す
る方法は四塩化チタンを電解／反応セルに供給する方法
に類似するが、ここでは極めて流れ易い砂状の混合物を
処理する。供給量を制御するのに使用される慣例のボー
ル弁はこのような砂状混合物が充満している場合には十
分良好に閉じない。振動装置１６６　の働きでボール弁
より上方の送給管の区分１７０がこの混合物で充填され
る。この区分は過剰充填され得ない。この区分は２個の
弁７８及び８０間の管区分内の容積より小さい容積を有
する。送給管のこの上部区分１７０が充填されると、材
料はランプ１７６　をオーバフローし、オーバフロー検
出器１７８　を駆動して送給機構を停止させる。

このとき弁７８が開き、単位量の混合物を弁７Ｂと８０
との間の管区分１７２　に落す。次いで弁７Ｂが閉じ、
弁８０が開いて単位量の混合物をその下の管１７３を経
て塩素処理装置６０′に落す。上部管区分１７０を２個
の弁間の容積より小さい容積にすることにより、この区
分が鉱石／コークス混合物で充填さたときに弁を完全に
閉じる必要がなくなる。送給量は管の容積及び弁の開閉
サイクル速度により制御することができること勿論であ
る。ランプ１７６　からのオーバフロー鉱石／コークス
混合物はオーツくフロー捕集器１８０　により受け、こ
れをライン１８２を経てホッパ１７４　に戻す。

本発明の２つの変形例を第８及び第９図に示す。

これらの電解／反応セルの変形例１０″及び１０″は前
述の例とは、陰極と陽極の位置が逆になっており、陽極
がグラファイトルツボ１８４　から成るセルの外匣で構
成されている点が相違する。この電極は通常のタラファ
イトルツボ（主としてクレーグラファイトて形成されて
いる）としてではなく、電極グレードのグラファイトか
ら機械加工処理により形成する必要がある。

電解／反応セル１０の陽極と陰極の相対位置を交換して
、電気分解処理を行うと、この場合にはチタンを生成す
る還元反応を同一の七ル内で行うことができるのみなら
ず、セルの上部を取り替える必要がなくなる。この構成
では、空気が装置に入り込む機会が少なくなる。従って
、こうして生成されるチタンは酸素含有量が低いものと
なる。

グラファイトルツボ１８４　の床１８６　は電気絶縁体
として作用する耐火材料の円板１８８で覆い、塩素ガス
が底１８６　に沿って発生しないようにする。塩素ガス
はグラファイトルツボ１８４（陽極）の側面に沿って発
生し、図に示すように溶融塩化マグネシウムの表面まで
上昇し、上端１９０　に存在する。マグネシウムは陰極
に発生し、表面に浮び上って管２１４　内に保持される
。ヒータ１９２　をルツボ１８４　の周囲に設けてこれ
を加熱する。サーモカ、ンプル１８４を設けて温度を監
視する。

塩化マグネシウムはルツボ１８４　の外周面に設けられ
たヒータ１９２　により加熱される。塩化マグネシウム
の充填はセルが第３八図のＬ−１に対応するレベルまで
充填されるまで続けられる。　。

３０００　アンペアで７ボルトの直流電圧が電源からセ
ルに供給され、電気分解が開始される。電解処理中、塩
素ガスが発生し、陽極に付着し、セルから出て行く。セ
ル内のレベルが第３図のし−２に対応するレベルに減少
する時点においては、コンテナ１６内の液体は殆どマグ
ネシウムになり、コンテナ１６外の液体は全て塩化マグ
ネシウムになる。コンテナ１６内の液体はコンテナがそ
の底部に孔を有しこの孔を塩化マグネシウムが自由に通
り得るので若干の塩化マグネシウムを含む。液体マグネ
シウムはその塩化マグネシウム上に浮上している。

電気分解は所定量のマグネシウムが生ずるまで続ける。

第３Ｂ図に示すレベルし−２は約２ポンドのマグネシウ
ム金属が発生する状態を示す。４ポンドのマグネシウム
を生成するには、第３Ｂ図のレベノ叶−２の約２倍のレ
ベルし、でスタートすればよい。必要とされる電流は２
倍、即ち６０００アンペアになる。この電解処理は約４
ポンドの還元剤（マグネシウム）を生成するのに約１時
間を要する。

コンテナ１９６　はコンテナ１６と等価なものであるが
、により固着されている。円筒２００　には排出通路２
０２が設けられている。管２１４　は円板２０４で閉じ
られ円板２０４　には細長い垂直管２０６が支持され、
この管には２０８　において電気接続さている。

セルセクション１４′は１対の管２１０．２１２　を互
いに接合して成り、管２１４　のさやを構成する。管２
１４は管２０６　が通るキャップ２１６　を有する。

送給システム７６が管２０６上端に結合される。管２０
６　は陰極として機能すると共に、電解処理の終了後に
四塩化チタンをマグネシウムに送給する導管として作用
する。還元反応中に形成された塩化マグネシウムは有孔
底板１９８　及び排出通路２０２　を経て排出させ、ル
ツボ１８４　内に保持する。管２０６は有孔コンテナキ
ャラ“プ２０７　に固着する。

セル１０＃の下部セクション１２′はフランジ２２０に
ばね予圧ボルト２２２　により固定されたキャップ２１
Ｂ　を有する。ルツボ１８４　の上端はキャップ２１８
と当接して固着され、コネクタ２２４　によリーキャッ
プ２１８通して電気接続が行われる。

還元反応が終了すると、コンテナ１９６が管２１４内を
上昇してコンテナ１９６　から塩化マグネシウムを排出
させる。

第９図には本発明の他の変形例１０″を示し、本例セル
は陽極が第８図の例で陰極として作用するクラファイト
ルツボ１８４　の代わりに配置されたグラファイト管２
２６　から成る意思外はセル１０′と同一である。管２
２６　は耐火台２２８　に設置する。

陰極は下部セクション１４“の床２３２　に固着された
円筒ロッド２３０　として形成され、このロッド内には
軸方向に延在する加熱素子２３４が設けられている。電
気接続２３６　は重質鋼バスバー２３８　により行われ
る。電力入力端子２４０　はフランジボルト２４２の一
方に結合され、カバー２４４　はセルｌＯｍから電気的
に絶縁する。第２サーモカツプル２４６　をコンテナ１
９６′に導入することができる。管２０６　はキャップ
２０７′にねじ込みにより固定することができる。本例
電解／反応セルのその他の構成は第８図の例と同様であ
る。

第５及び第６図に示すシステムは１つの塩素処理装置６
０又は６０′に接続された２個の反応セルを含んでいる
。３個の反応セルを１個の塩素処理装置の周囲に１２０
°間隔で配置することができる。

この場合、２個のセルを使用している間に第３のセルの
保守、即ち清掃等を行うことができる。１個の電源によ
りこれらセルを連続的に働かせてマグネシウムと塩素を
連続的に発生させることができる。セル内のチタンの生
成は、生成物コンテナが十分一杯になるまで連続的に行
う。装置の生産量はこれに供給する電力により制御する
ことができる。

チタンスポンジは真空中で１７５０〜１８００℃に加熱
する慣例の方法で精製する。真空中においてこの温度で
はチタンスポンジ中のＭｇＣＬ　及びマグネシウムが蒸
発する。これちは前述したように回収してセルに戻す。

第５及び第６図のシステムに使用する弁は全て空気フェ
イルセイフ設計のものとする。これら弁は空気圧で開き
、ばねで閉じる。これがため、空気圧又は電気的故障が
生じたときは弁は閉じる。これら弁は全ての部分がテフ
ロンシールを有するステンレススチール部品から成るも
のとする。このタイプの弁は液体又は気体の四塩化チタ
ン（ＴｉＣＩ＝）を処理するのに満足であると共に塩素
ガスにも好適であることが確かめられている。

第５及び第６図においてセル１０′が、電解サイクルが
終了し、ＴｌＣ１４の導入前の洗浄サイクル中であるも
のとする。この洗浄サイクルの終了時には弁２５０及び
２５２　は閉じている。他の全ての弁は前述した状態に
ある。ＴｉＣｌ４　の導入のために、第１弁２５０が短
時間開く。これによりＴｉＣ１＜　が弁２５０及び２５
２間の管区分２５４を充填する。次いで弁２５０が閉じ
る。弁２５０　が閉じると弁２５２が開く。これにより
２個の弁間のＴｉＣｌ４　が下方のセル内に落下し、従
って溶融マグネシウムの表面上に落ちる。

次いで弁２５２が閉じる。弁２５０　が再び短時間開き
、次いで閉じて２個の弁間の管区分内にＴｌＣ１４を再
び充填する。弁２５０　が（再び）閉じると、弁２５２
が開いてＴｉＣＬ＝　を下方のセルに再び供給すること
ができる。こうしてＴｉＣｌ４　を下方のセルに一制御
し及び２５２間の管区分の体積とこれら弁を開閉するサ
イクルにより決まる。四塩化チタン（Ｔｉｃｋｓ）　を
供給する理想的な割合を決定するために、サーモカップ
ル２４６′をモニタする。セル１０．１０’、１０’及
び１０′力下部セクションを１５００°Ｐ以下に維持す
る。

弁２５０及び２５２　の周期的開閉が不良になり、両方
の弁が同時に開（場合にはセル１０が爆発する惧れがあ
る。この理由のために、セルカバー２４４　をばね予圧
ボルト２４２　で固定する。この固定方法は２つの機能
を有する。即ち（１）セル１０内に発生した圧力により
ヘッド全体が持ち上がり圧力を逃がす。従って、ばね保
持ボルト２４２　は安全弁として一作用する。（２）ば
ね保持ボルト２４２　はセルトップ２４４　とグラファ
イトルツボ１８４　との間の電気接触を良好にする作用
も有する。このぼね圧がないと、セル１０′及び１０″
のスチール外匣が加熱中に長さ一方向に膨（長する。こ
の長さの増大はセルトップ２４４とグラファイトルツボ
１８４　との間の接触を不良にする。装置は６０００ア
ンペアの電流を流すため、良好な接触を′維持する必要
がある。

膨張室２５８　に弁２６０　を設ける。弁２６０　は四
塩化チタンがセル１０“又は１０“′に供給されている
間開にする。その機能はコンテナ１６内の溶融マグネシ
ウム上方の区域とクラファイトルツボ１８４　内の溶融
塩化マグネシウム上方の区域との間の圧力を等しくする
ことにある。

単位量の四塩化チタンが弁２５２から溶融マグネシウム
の表面上に落とされるときにサージ圧力が生ずる。サイ
クルのこの部分中にはおおくのことが極めて短時間のう
ちに起こる。第１に、四塩化チタンが高温度のために液
体から気体に変化するが、同時にこれが（液体又は気体
として）反応して固体のチタンスポンジと液体の塩化マ
グネシウムを形成する。このとき急速に常規圧力に減少
する鋭いサージ圧力とセル温度の上昇が観測される。サ
ージ圧力はセル内に問題を生ずる。セルの内部と外部を
弁２６０で連絡してこれを補償をしない場合、サージ圧
力はコンテナ１６内のマグネシウムのレベルを押し下げ
る。これによりマグネシウムの若干量がコンテナ１６の
底部からセルの外部室に押し出される。こうして押し出
されたマグネシウムは製造プロセスにおいて損失になる
。しかし、このマグネシウムはセルが電気分解に使用さ
れるときに発生ずる塩素がこれと反応して塩化マグネシ
ウムになるので回収される。これがため、セルはこのよ
うな事態が起こっても゛′自浄″′作用を有する。

大容□積膨張室２５８　はサージ圧力を減衰させる働き
をする。斯かるサージ圧力が問題になるときは、この手
段を組み込んでサージ圧力を処理するのが好適である。

耐火管は第８図又は第９図に示す位置からセルの底に下
げることができる。　これは四塩化チタンの供給前に行
うことがうきる。コンテナ１９６　は図示の位置に維持
する。耐火管をこのように位置させることによりマグネ
シウムがサージ圧力により反応ゾーンの外部に押し出さ
れにくくすることができる。

以上から明らかなよう１乙本発明によ（１、製造プロセ
スの全ての反応性成分を密閉システム内に保つことがで
き、材料の移送はセル又はレトルトから塩素処理装置に
移送しこれを経てセルに戻す塩素の移送のみである。こ
れがため塩素は消費されないで、単にチタンのキャリア
として作用する。

本発明による単一電解／反応セルはマグネシウム金属を
使用する種々の従来の還元プロセスに必要とされるエネ
ルギーに比較して著しいエネルギーの節約を提供すこと
が理解される。本発明によるプロセスにおいて還元剤と
して使用されるマグネシウムは一度だけ、即ちこれが電
気分解されるときに溶融させるだけである。同様に、塩
化マグネシウムは四塩化チタンの還元反応が発熱性であ
るために溶融状態になる。発生した塩化マグネシウムは
約１４００°Ｆの温度レベルで得られ、これを溶融状態
で電気分解することができる。

慣例の方法では電気分解を進めてマグネシウム金属を生
成し、これを取り出しインンゴットとして鋳造する。こ
の場合には、四塩化チタンをマグネシウムと反応させる
ためにマグネシウムを液体にする必要があるため、マグ
ネシウムインゴットをスチールレトルト内に入れこれを
溶融させる必要がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明システムと関連する化学反応並びに反応
体と生成物との関係を示す図、第２図はルチル鉱石から
高純度のチタン金属スポンジを得る本発明システムの流
れ図、第３Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤ図は本発明システムの工程
を示す線図、 第４Ａ、Ｂおよび０図は本発明システムの電解／反応セ
ルの一例の第３Δ、Ｂ、ＣおよびＤ図に示す工程におけ
る状態を示す立面図、 第５図は本発明システムの一例を示す線図、第６図は本
発明システムの変形例を示す線図、第７図は第５及び第
６図のシステムに使用する塩素処理装置の立面図、 第８図は本発明による電解／反応セルの変形例の立面図
、 第９図は本発明による電解／反応セルの他の変形例の立
面図である。 １０、１０’、１０“、１０“′・・電解／反応セル１
２．１４；１２　’、　１４　’・・・上部及び下部セ
クション１６・・・上端間生成物コンテナ（陰極）２２
・・加熱素子 ３４・・・グラファイトロッド（陽極）４２、４６・・
・リフトロッド ５０・・・四塩化チタン送給装置 ６０．６０’・・塩化処理装置 ６４・・・重力送給装置 ６６・・・圧力送給装置 ６２・・・電気炉 １３０・・・塩素注入装置 ６８．６８’・・蒸溜装置 ８６．８６’・・・　四塩化チタン貯蔵タンク７６・・
・チタン鉱石／コークス送給装置７４・・・ホッパ １６４・・・送給管 １７０、１７２・・・上部セクション及び下部セクショ
ン７８、８０・・・弁 １６６し６８・・・振動子 １７６　・・・ランプ １８０・・・補集器 １８４　・・・グラファイトノビツボ（陽極）１９２　
・・・ヒータ　− １９６、　１９６　’　・・コンテナ ２０６・・・四塩化チタン送給管（陰極）２２６　・・
・グラファイト管（陽極）２３０・・・円筒ロッド（陰
極）。 ＦＩＧＵＲＥ　１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、密閉セルシステ云を用いてチタン金属スポンジを製
   造するに当り、 八、溶融塩化マグネシウムを密閉セル内で電気分解によ
   りマグネシウム金属と塩素ガスに分解して前記マグネシ
   ウム金属を前記塩化マグネシウム上の溶融層として形成
   するステップと、 日、前記電気分解を終了させるステップと、Ｃ０次いで
   同一の密閉セル内で四塩化チタンを前記マグネシウム金
   属の溶融層と接触させて還゛元反応を生じさせてチタン
   金属スポンジと塩化マグネシウムを形成するステップと
   、 Ｄ、前記チタン金属スポンジを前記密閉セルから取り出
   すステップと を具えることを特徴とするチタン金属スポンジ製造方法
   。 ２、特許請求の範囲１記載の方法において、前記電気分
   解の副産物として発生した塩素ガスを別の塩化処理装置
   内で適当な条件の下でチタン鉱石／コークス混合物と反
   応させて前記還元反応に使用する四塩化チタンを形成す
   ると共にこの四塩化チタンを前記密閉セルに供給するス
   テップを含むことを特徴とするチタン金属スポンジ製造
   方法。 ３、　特許請求の範囲１または２記載の方法において、
   前記電気分解に使用される電解陽極を前記電気分解の終
   了後であって前記四塩化チタンとマグネシウム金属との
   接触前に、前記密閉セルから、セル内部を空気にふれさ
   せることなく除去するスナップをふくむことを特徴とす
   るチタン金属スポンジ製造方法。 ４、　特許請求の範囲１または２記載の方法において、
   前記チタン金属スポンジを前記密閉セル内のコンテナ内
   に堆積させ、このコンテナを前記チタン金属スポンジの
   セル内からの取り出し前に前記密閉セル内を上昇させて
   、セル内部を空気にふれさせることなく前記チタン金属
   スポンジから塩化マグネシウムを流出させるステップを
   含むことを特徴とするチタン金属スポンジ製造方法。 ５　特許請求の範囲１又は２記載の方法において、前記
   チタン金属スポンジを前記密閉セル内のコンテナ内に堆
   積させ、このコンテナを前記チタン金属スポンジのセル
   内からの取り出し前に前記密閉セル内を上昇させて、セ
   ル内部を空気にふれさせることなく前記チタン金属スポ
   ンジから塩化マグネシウムを流出させるステップと、前
   記コンテナ内のチタン金属スポンジをチタン金属スポン
   ジの取り出し前に前記密閉セルの内部を空気にふれさせ
   ることなく冷却させるステップを含むことを特徴とする
   チタン金属スポンジ製造方法。 ６、　特許請求の範囲１又は２記載の方法において、前
   記還元反応の終了後に前記チタン金属スポンジを塩化マ
   グネシウムを重力により分タン金属ス゛ポンジ製造方法
   。 ７、　チタン金属スポンジを製造する密閉装置において
   、チタン鉱石をコークス及び塩素と反応させて四塩化チ
   タンを生成する塩素処理装置と、塩化マグネシウムから
   電気分解によりマグネシウムと塩素を発生し得る単一セ
   ルと、前記電気分解により発生した塩素を前記塩素処理
   装置に供給する第１導管及び送給手段と、所定量のマグ
   ネシウム金属が前記単一セル内に塩化マグネシウム上に
   浮液体層として形成されたときに電気分解を停止させ°
   る電源及び接続手段と、前記塩素処理装置の四塩化チタ
   ン生成物を前記セルに、前記電気分解の終了後にのみ供
   給して前記セル内でマグネシウム金属の浮液体層と還元
   反応を生じさせてチタン金属スポンジと塩化マグネシウ
   ムを生成せしめる第２導管及び送給手段と、前記セル内
   で分離された還元反応生成物のチタン金属スポンジをそ
   の非反応温度まで冷却する冷却装置と、冷却したチタン
   金属スポンジを前記セルから取り出す装置とを具え、前
   記電気分解と前記還元反応とを単一セル内で、還元反応
   生成物が空気と反応しない温度になるまで空気にふれさ
   せることなく行うようにしたことを特徴とするチタン金
   属スポンジ製造装置。 ８、　特許請求の範囲７記載の装置において、前記セル
   の外部にあって前記分離されたチタン金属スポンジを、
   これから残留マグネシウム、酸化マグネシウム及び塩化
   マグネシウムを蒸発させるのに必要な温度まで加熱する
   加熱装置を具えることを特徴とするチタン金属スポンジ
   製造装置。 ９、　特許請求の範囲７記載の装置において、前記セル
   は上部セクション及び下部セクションと、前記下部セク
   ション内に位置する内部コンテナを具え、前記電気分解
   は前記コンテナが前記下部セクションにある間に行い、
   前記コンテナは前記下部セクションから上部セクション
   へと選択的に上昇させることができ、更に電気分解が終
   了したときにのみ四塩化チタンを前記コンテナに導入し
   て前記還元反応を生じさせる四塩化チタン送給装置を具
   え、前記コンテナは有孔底壁を具え、前記還元反応の終
   了後もセルを閉じたままにして前記コンテナを上部セク
   ションに上昇させることにより還元生成物のマグネシウ
   ム金属スポンジを還元生成物の塩化マグネシウムから重
   力的に分離することができるようにしたことを特徴とす
   るチタン金属スポンジ製造装置。 １０、特許請求の範囲９記載の装置において、前記コン
   テナが前記下部セクションにあるときに前記コン−寸す
   内に挿入されるグラファイト棒として形成された陽極と
   、前記コンテナを構成する陰極を具えることを特徴とす
   るチタン金属スポンジ製造装置。 １１、特許請求の範囲９記載の装置において、前記セル
   の下部セクションを構成するグラファイトルツボから成
   る陽極と、前記コンテナの延長部から成る陰極を具える
   ことを特徴とするチタン金属スポンジ製造装置。 １２、特許請求の範囲１１記載の装置において、前記陰
   極は前記セルの下部セクションを通って下端が前記コン
   テナの底に連結された導電性の固体棒として形成されて
   いることを特徴とするチタン金属スポンジ製造装置。 １３、特許請求の範囲１１記載の装置において、前記陽
   極の下端部を囲むヒータを具えることを特徴とするチタ
   ン金属スポンジ製造装置。 １４、特許請求の範囲９記載の装置において、前記コン
   テナが前記下部セクションにあるときに前記コンテナ内
   に導入されるグラファイト管から成る陽極と、前記コン
   テナから成る陰極を具えることを特徴とするチタン金属
   スポンジ製造装置。 １５、特許請求の範囲７記載の装置にいて、前記第２導
   管及び送給手段は導管に沿って離間して配置された１対
   のフェイルセイフ弁を具えることを特徴とするチタン金
   属スポンジ製造装置。 １６、特許請求の範囲７記載の装置において、前記第２
   導管及び送給手段に沿って前記塩素処理装置と前記セル
   との間に、前記四塩化チタンを前記セルに供給する前に
   精製するスチルを具えることを特徴とするチタン金属ス
   ポンジ製造装置。 １７、特許請求の範囲７記載の装置において、前記上部
   セクションは細長い円筒状の管を具えることを特徴とす
   るチタン金属スポンジ製造装置。 １８、特許請求の範囲７記載の装置において、前記上部
   セクションはカバーで封止され、前記第１導管及び送給
   手段は前記カバーを通して結合され、且つ前記塩素処理
   装置と前記上部セクションとの間に配置された膨張室及
   び弁を具え、前記第１導管及び送給手段内のサージ圧力
   を抑圧するようにしたことを特徴とするチタン金属スポ
   ンジ製造装置。 １９、特許請求の範囲７記載の装置において、チタン鉱
   石／コークス混合物を前記塩素処理装置に導入する第２
   送給装置を具え、該送給装置は軸方向に重畳して結合し
   た上部右らび下部垂直導管と、該導管と関連する１対の
   互いに離間した弁と、前記混合物を前記上部導管に供給
   するホッパと、前記導管中の前記混合物の流動を助ける
   振動子を具え、該振動子は前記上部及び下部導管の一方
   に配置されていることを特徴とするチタン金属スポンジ
   製造装置。 ２、特許請求の範囲１１記載の装置において、前記下部
   セクションに電気的に結合された電力入力端子を具える
   ことを特徴とするチタン金属スポンジ製造装置。 ２、特許請求の範囲１９記載の装置において、前記上部
   及び下部導管は一方が他方に部分的に挿入されたものと
   し、前記弁のうち上部の弁が開いて前記下部導管に前記
   混合物を充填し、かかる後にこの弁が閉じ下部の弁が開
   いて前記下部導管の中味が前記塩素処理装置に開放され
   るように構成されていることを特徴とするチタン金属ス
   ポンジ製造装置。 ２、特許請求の範囲２１記載の装置にふいて、前記上部
   導管は前記下部導管より大きい容積を有することを特徴
   とするチタン金属スポンジ製造装置。 ２、特許請求の範囲７記載の装置において、前。 記セルはその中に形成されたチタン金属スポンジがチタ
   ンの空気反応温度より低い温度まで冷却されるまで空気
   から絶縁され、前記コンテナは所定量の溶融塩化マグネ
   シウムを保持し、前記コンテナは有孔床板、陽極電極及
   び陰極電極を有し、これら電極は前記溶融塩化マグネシ
   ウムの電気分解を行うために前記セル内に配置されてお
   り、前記電極の一方は前記電気分解の終了時に前記セル
   から気密を維持しながら除去することができるようにな
   っており、前記セルは軸方向に重畳して気密に結合した
   １対の上部及び下部セクションから成り、形成されたチ
   タン金属スポンジをその冷却後に取り出す際に上下に分
   離することができるようになっており、且つ還元反応の
   終了時に前記コンテナを下部セクションから少なくとも
   前記上部セクション近くまで上昇させる持ち上げ機構を
   具えていることを特徴とするチタン金属スポンジ製造装
   置。 ２、特許請求の範囲２３記載の装置において、前記四塩
   化チクン送給装置は四塩化チタンと同時に不活性ガスを
   フラッジヤントとして導入する弁を具えることを特徴と
   するチタン金属スポンジ製造装置。 ２、特許請求の範囲２３又は２４記載の装置において、
   前記送給装置は圧力送給装置であることを特徴とするチ
   タン金属スポンジ製造装置。 ２、特許請求の範囲２３又は２４記載の装置において、
   前記送給装置は重力送給装置であることを特徴とするチ
   タン金属スポンジ製造装置。 ２、特許請求の範囲２７記載の装置において、ンヨンか
   ら成り、該セルの下部セクション内に上端開口コンテナ
   を具え、該セルの上端にキャップを具え、該キャップを
   貫通して前記上端開口にコンテナ内まで延在する第１電
   極と、前記セル内に配置された第２電極と、電源と、前
   記第１及び第２電極を電源に結合する回路と、塩素をチ
   タン鉱石とコークスとの混合物と反応させて四塩化チタ
   ンを精製し得る塩素処理装置と、前記セル内での電気分
   解中に生ずる塩素ガスを前記混合物との反応のために前
   記塩素処理装置に供給する導管と、前記塩素処理装置に
   より生成された四塩化チタンを前記キャップを通して前
   記コンテナに供給する送給装置と、前記コンテナに結合
   され前記コンテナを前記セルの上部セクションと下部セ
   クションとの間で上昇および下降させる装置を具え、前
   記セルの上部及び下部セクションは還元処理及びその生
   成物の冷却後に分離して前記コンテナを取り出すことが
   できるようになっており、前記コンテナは電気分解及び
   還元処理中は下部セクション内に位置させ、還元処理及
   び冷却の終了後に取り出しのために上部セクション内に
   位置させることができるように構成されていること特徴
   とするチタン金属スポンジ製造装置。 ２８　特許請求の範囲２９記載の装置において、前記四
   塩化チタンの送給装置は選択的に除去し、前記第１電極
   と入れ換えることができるように構成されていることを
   特徴とするチタン金属スポンジ製造装置。 ２、特許請求の範囲２７記載の装置において、チタン鉱
   石とコークスの混合物は前記塩素処理装置に制御したバ
   ッチで供給することを特徴とするチタン金属スポンジ製
   造装置。 ３０、特許請求の範囲２７記載の装置において、前記四
   塩化チタン生成物を受け取り貯蔵する貯蔵所と、前記塩
   素処理装置から四塩化チタンをこの貯蔵所に送給する送
   給装置とを具えることを特徴時するチタン金属スポンジ
   製造装置。 ３１、特許請求の範囲３０記載の装置において、四塩化
   チタンは塩素処理装置から前記貯蔵所に圧力送給により
   送給することを特徴とするチタン金属スポンジ製造装置
   。 ３２、特許請求の範囲３０記載の装置において、四塩化
   チタンは塩素処理装置から前記貯蔵所に重力送給により
   送給することを特徴とするチタン金属スポンジ製造装置
   。 ３３、・特許請求の範囲２７記載の装置において、チタ
   ン鉱石／コークス混合物を塩素処理装置に供給する前記
   送給装置は前記混合物を保持するホッパと、軸方向に上
   下に重畳して配置された上部及び下部コラムセクション
   を有し、前記ホッパから前記混合物を受け入れる中空コ
   ラムと、前記コラムセクションに結合され、前記混合物
   と前記上部及び下部コラムセクションに順次に充填させ
   て初めに充填された上部セクションの混合物を下部コラ
   ムセクションへ放出させ、斯かる後にこれを塩素処理装
   置へ放出せしめる第１及び第２弁と、前記ホッパから前
   記コラムへ供給される混合物のオーバフローを捕捉する
   ランプと、前記ランプからオーバフロー混合物をうけと
   るといを具えることを特徴とするチタン金属スポンジ製
   造装置。−′ ３４、特許請求の範囲３３記載の装置において、前記上
   部コラムセクションは下部コラムセクションより大きい
   容積を有することを特徴とするチタン金属スポンジ製造
   装置。 ３５、特許請求の範囲３３記載の装置において、チタン
   鉱石／コークス混合物は前記塩素処理装置の上端部に導
   入することを特徴とするチタン金属スポンジ製造装置。 ３６、特許請求の範囲３０記載の装置において、四塩化
   チタン送給装置は塩素処理生成物を前記貯蔵所に送給す
   る前にこの生成物からその中に存在する四塩化チタンよ
   り低い温度で蒸発する微量還元素を取り除く蒸溜装置を
   ふくむことを特徴とするチタン金属スポンジ製造装置。 ３７、特許請求の範囲３Ｇ記載の装置において、前記蒸
   溜装置は前記四塩化チタン送給装置に直列に結合された
   順次に動作する１対のスチルを具えることを特徴とする
   チタン金属スポンジ製造装置。