KR20090104883A - ＴｉＣｌ４의 금속열환원에 의한 티타늄의 연속적인 제조방법 - Google Patents

ＴｉＣｌ４의 금속열환원에 의한 티타늄의 연속적인 제조방법 Download PDF

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Abstract

유동층 반응 구역에서 반응을 수행하고 파티클 사이즈를 증가시키기 위하여 반응 구역에서 파티클을 리사이클링하는 단계를 포함하는, 반응 구역에서 티타늄 테트라클로라이드 또는 다른 금속 염화물의 금속열환원 반응에 의한 티타늄 파티클 또는 다른 특정 금속의 제조방법이 개시되어 있다.

Description

ＴｉＣｌ４의 금속열환원에 의한 티타늄의 연속적인 제조방법{CONTINUOUS PRODUCTION OF TITANIUM BY THE METALLOTHERMIC REDUCTION OF TiCl4}
본 발명은 금속의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명은 특히 티타늄의 유용한 제조방법에 관한 것이다.
실질적으로 티타늄은 크롤법(Kroll process)이라고 하는, 티타늄 테트라클로라이드(TiCl4)를 마그네슘 환원에 의해서 제조하는 방법으로 제조되고 있다. 크롤법에 의한 반응식은 2Mg(l) + TiCl4(g) = Ti(s) + MgCl2(l)이다. 크롤법은 전형적으로 약 800 내지 1000℃(전형적으로는 900℃) 온도의 폐쇄된 용기 중에 액체 마그네슘 위로 티타늄 테트라클로라이드 가스를 버블링시킴으로써 수행된다. 공기가 들어가지 않은 상태에서 용융 마그네슘을 포함하기 위하여 대용량의 스틸 용기(steel container)가 사용된다. 반응이 진행됨에 따라, 부산물인 염화마그네슘이 액체 상태로 생성되고 이를 스틸 용기에서 배수시킨다. 생성된 티타늄은 고체 블록(solid block)에서 스폰지 형태를 갖는다. 실질적으로 모든 마그네슘이 가스상 티타늄 테트라클로라이드에 의해 소모된 후에 반응 공정은 중단되고, 실온으로 냉각시킨 후 스틸 용기에서 고체 티타늄 스폰지를 제거한다. 스폰지의 바닥, 측면, 상부 및 중 간에서 입자의 크기(size), 모양(shape) 및 순도(purity)가 다르게 나타나기 때문에, 티타늄 스폰지를 수동착암기(jack hammer)로 부수고 파편들(fractions)을 분리한다. 이러한 배치 공정(batch process)은 노동력이 많이 드는 작업일 뿐만 아니라 제조된 티타늄이 균일하지 않다. 따라서 연속적인 제조방법으로 균일한 티타늄을 제조할 수 있는 방법에 대한 연구가 지속되어 왔다. 크롤법에 의한 티타늄 제조방법은 약 50년 이상 시행되어 온 방법으로, 연속적인 제조방법에 대한 연구에는 진전이 없었다.
유동층 개념을 도입한 티타늄 제조방법이 연구되어 왔다. 한센(Hansen et al JOM, Nov. 1998, pgs. 56-58)의 연구에 따르면, 과량의 산소 픽업(pick-up) 또는 폭발(explosion)이 없이는 대기(atmosphere)에 노출될 수 없는, 실질적으로 직경이 1 마이크론(micron) 미만인 매우 작은 티타늄 파티클을 제조하는 방법을 제시하고 있다. 그러나, 부산물인 염화마그네슘이 응축되어 티타늄 파티클에 코팅되기 때문에 1000℃의 작용 온도에서 파티클 사이즈가 더 증가되지 못하여, 생성된 티타늄은 실질적인 파티클로 형성되지 못한다. 한센 유동층 반응기에서는 염화마그네슘의 끓는점 1412℃ 이상의 온도인 1500℃의 높은 작용 온도에서 염화마그네슘이 증발되기 때문에 사용할 수 있는 티타늄 파티클이 생성될 수 없다. 한센의 연구에 의하면, 직경 5 마이크론 이상의 티타늄 파티클을 생성하기 위해서는 ASTM 규격을 만족하기 위해서 허용되는 범위 이상의 산소 픽업을 방지하여야 한다.
티스데일(Tisdale et al, in Titanium '95 Science and Technology, pgs. 1535-1542)의 연구에 따르면, 1150 내지 1425℃의 온도에서 마그네슘과 티타늄 테 트라클로라이드의 증발상 반응(vapor phase reaction)이 이루어진다. 티타늄 대신 또는 티타늄과 함께 티타늄 트리클로라이드의 형성을 방지하기 위해서, 과량의 마그네슘이 필요하다. 마그네슘에 의해 티타늄 테트라클로라이드를 완전히 환원시켜 티타늄으로 생성하기 위해서 수 초간의 체류 시간(residence time)이 필요하다. 증발상 반응 속도는 통상적인 크롤 반응(Kroll reaction)에서보다 5배 가량 빨랐다. 티스데일의 연구에 따르면 고온의 표면에서 티타늄 파티클 뿐만 아니라 티타늄의 고체 플레이팅(solid plating) 역시 생성되었다. 부산물인 염화마그네슘을 제거하기 위해서 물로 워싱하거나 걸러낼 때 산소 픽업을 방지하기 위해서 진공 증류(vacuum distillation)가 필요하며, 이로 인해 파티클 사이즈가 작아지게 되고, 티스데일은 상업적 가치가 있는 티타늄 파우더를 제조하기 위해 파티클 사이즈를 증가시키기 위한 대안의 방법을 제시하였다. 티스데일의 연구에 의한 작은 파티클 사이즈 및 고체 플레이팅으로는 상업적 가치가 있는 티타늄의 연속 생산이 어렵다.
영국 특허 제736,852호에 따르면, 나트륨, 칼륨 및 마그네슘 증기를 이용하여 다양한 장치 내에서 티타늄 테트라클로라이드 증기를 환원시키면 반응기 챔버(reactor chamber)의 벽에 스폰지 및 용융 티타늄이 생성되고, 부산물인 금속 할로겐화물은 감소된다. 그러나, 티타늄 분말의 연속적인 생산이 이루어지지는 않는다.
미국 특허 제4,445,931호(워팅톤, Worthington)에 따르면, 용융 나트륨 물방울을 티타늄 테트라클로라이드 증기에 분무시켜 티타늄 분말과 부산물로 염화 나트륨을 생산하였으며, 연속 공정이 가능하다.
미국 특허 제4,877,445호(오쿠다이라, Okudaira)에 따르면, 티타늄 파티클이 심어진(seeded) 유동층에 50 토르의 압력 및 1100℃ 온도에서 마그네슘 및 티타늄 테트라클로라이드 증기를 공급하였다. 낮은 압력 및 높은 온도가 마그네슘과 티타늄 테트라클로라이드 증기상 반응을 유발하여 유동층에 심어진 티타늄 파티클에 티타늄이 성장하게 된다. 부산물인 염화나트륨의 증기압은 86 토르로, 이러한 증기압에서는 응축이 일어나지 않으며, 파티클 사이즈가 증가하여 티타늄 파티클이 쌓여지게(depositing) 된다. 오쿠다이라에 따르면, 낮은 압력의 반응기에서는 티타늄 파티클의 기공(pores)으로 부산물인 염화마그네슘이 잔류 응축(residual condensation)되지 않는다. 반응기의 압력이 낮으면, 도면에 나타난 바와 같이, 생성된 티타늄 파티클이 고압의 용기(container)로 유입되지 않아 파티클 사이즈가 큰 티타늄 파티클들이 반응기의 측면에 높게 부착되어 있는 튜브로 빠져 나오게 된다. 외측 용기에서의 압력이 높으면 파티클들이 낮은 압력에서 높은 압력으로 유속될 수 없어, 사이즈가 큰 티타늄 파티클들이 유동층 안에 머물게 되어, 도면에서 볼 수 있듯이 반응기의 상부에 위치한 배출 튜브에 도달하지 못하게 된다. 낮은 압력 및 높은 온도에서 견딜 수 있을 정도의 금속 용기가 아니라면, 반응기의 온도를 1100℃이상으로 유지하고 압력을 50 토르로 감압하게 되면 반응기가 붕괴될 수 있다.
오쿠다이라에 따르면, 유동층에 시드(seed)로 티타늄 파티클을 사용하지 않으면 반응기 벽에 티타늄이 소량만이 생성된다. 오쿠다이라에 의하면 시드에 티타늄 침전(deposition)을 얻기 위해서는 유동층에 티타늄 파티클 시드가 필요하고, 침전이 충분히 일어나기 위해서는 유동층이 비어 있어야 하고, 또 파티클의 성장을 위해서는 새로운 침전이 일어날 수 있도록 새로운 시드가 필요하기 때문에 반응은 연속적이지 않다.
적은 비용으로 티타늄을 생산하기 위해서는, 제조공정이 연속적이어야 하고 반응기의 부피 당 티타늄의 수율이 높아야 한다. 또한, 응축된 액체 또는 고체 상으로 인해 반응 구역에서 고체상 티타늄 파티클의 핵화(nucleation) 및 성장(growth)이 방해 받아서는 안된다. 이러한 기준은 독특하게 디자인된 반응 구역과, 더욱 중요하게는 낮은 비용으로 티타늄 파티클을 생성하는 연속 공정으로 만족될 수 있다. 상기 반응 구역에서는 파티클의 성장을 개시하는데 시드를 필요로 하지 않고, 공기에 노출되었을 때 높은 산소 픽업을 제거하는 티타늄 파티클의 증강을 가능케 한다. 더욱 특징적으로는, 본 발명은 유동층 반응 구역에서 반응을 수행하는 단계 및 파티클 사이즈를 증가시키기 위해 반응 구역으로 파티클을 리사이클링 시키는 단계를 포함하는, 반응 구역에서 티타늄 테트라클로라이드의 금속열환원 반응에 의하여 티타늄 파티클을 제조하는 방법이다.
또한, 기체 상의 티타늄 테트라 클로라이드 및 마그네슘을 용융염 반응기에서 반응시켜, 용융염의 온도에 따라 티타늄을 파티클 형태 또는 용융 형태로 제조할 수 있다.
또한, 본 발명의 특징과 장점은 하기의 상세한 설명 및 도면으로 더욱 자세하게 설명되고, 도면에서 사용된 동일 참조 부호는 동일한 구성요소를 지칭한다.
본 발명은 기체 상에서 티타늄 테트라클로라이드의 마그네슘 환원에 의해 티타늄은 연속적으로 생성하는 공정을 제공한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 증기 또는 기체 상태의 마그네슘과 증기 또는 기체 상태의 티타늄 테트라클로라이드를 입자화 층(particulate bed)에서 혼합함으로써 티타늄을 연속적으로 생성할 수 있으며, 상기 입자화 층에서는 입자들끼리 서로 응집(particle-to-particle agglomeration)되지 않도록 입자들이 연속적으로 움직이게 된다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 증기 또는 기체 상태의 마그네슘과 증기 또는 기체 상태의 티타늄 테트라클로라이드를 예컨대 플루오르화칼슘(CaF2)과 같은 고온의 용융염(molten salt) 중에서 혼합한다. 플루오르화칼슘(CaF2)과 같은 용융염(molten salt)의 온도에 따라 티타늄이 고체 파티클로 형성될 수도 있고, 용융염의 온도가 티타늄의 용융점인 약 1670℃ 이상인 경우에는 티타늄이 용융 또는 액체 상태로 생성된다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따를 때, 티타늄 테트라클로라이드 및 마그네슘 증기를 유동층 반응기(12)의 반응 구역(10)에 도입하고, 반응 구역(10)에서 반응하여 균일한 핵으로 형성되어 작은 파티클, 전형적으로는 1 마이크론 미만의 작은 파티클이 생성된다. 파티클들은 반응기 기체 유속의 속도에서 작은 파티클들을 수집할 수 있도록 디자인된 사이클론(14)에 수집된다. 작은 파티클들은 유동층 반응기 반응 구역(10)으로 리사이클링되어, 티타늄 테트라클로라이드 및 마그네슘 증기 반응으로부터 추가적인 침전(deposition)을 통해 파티클의 크기가 증가(build up)된다. 바람직한 파티클 사이즈, 예컨대 40 내지 300 마이크론으로 성장할 때까지 리사이클이 계속된다. 파티클 사이즈가 커질수록 무거워지고 반응기의 바닥으로 가라앉아 유동층 반응기의 바닥에 연결된 파이프(16)를 통해 중력 유속(gravity flow)에 의해 추출될 수 있다. 따라서 반응 구역(10)에서의 티타늄 형성이 연속적이고, 선택된 사이즈의 티타늄 파티클의 추출이 연속적이어서 적은 비용으로 티타늄을 생성할 수 있게 된다.
사이클론에 의해 유동층에서 작고 균일하게 핵화된 티타늄 파티클을 수집함에 있어서 유동층의 상부에 걸쳐진 스크린(18)을 사용할 수 있다(도 2 참조). 스크린은 파티클이 빠져나가는 것을 방지하고, 스크린을 진동시켜 작은 파티클들을 반응 구역(10)으로 다시 떨어뜨림으로써 원하는 파티클 사이즈를 형성할 때까지 추가적인 침전이 일어나게 할 수 있다. 파티클 사이즈가 커질수록 무거워지고 반응기의 바닥으로 가라앉아 유동층 반응기의 바닥에 연결된 파이프(16)를 통해 중력 유속(gravity flow)에 의해 추출될 수 있다. 작은 파티클들을 반응 구역(10)으로 되돌려 보내는 작용을 하는 미세한 스크린(18)을 사용함으로써 작은 파티클들이 반응기에서 빠져나오지 못하고 미리 정해진 파티클 사이즈에 도달하여야만 반응기의 바닥에서 배출되므로 유동층이 연속적으로 작동하게 된다.
작은 파티클들은 유동층에서 최초로 생성되고, 침전이 형성되어 큰 사이즈의 파티클로 형성된다. 큰 파티클 역시 파티클들끼리 응집되지 않도록 유동화되거나 적어도 충분히 충돌되어야 한다. 본원발명의 일 실시예에 따르면 유동층에 기체 유속을 유지함으로써 작은 파티클들이 반응기 밖으로 날려버리지 않고 계속해서 큰 사이즈의 파티클로 형성될 수 있도록 기체 유속을 펄스(pulse)하는 것이 바람직하다. 이러한 방법을 통해 작은 파티클들을 반응기 밖으로 날려버리지 않는 반면, 큰 파티클이 응집되지 않도록 할 수 있다. 따라서, 기체 유속을 펄스(pulse)함으로써, 작은 파티클들을 반응 구역으로 되돌려 보내는 스크리닝 및/또는 사이클론 분리가 함께 작용하여, 연속적인 침전 및 파티클 입자 형성이 이루어지고, 상기 시스템이 연속적으로 작동하게 된다.
또한, 유동층에서의 기체 유속으로 인해 유동층에서의 다양한 사이즈의 파티클들을 이상적으로 유동화시킬 수 있도록 유지할 수 있는지의 문제가 생길 수 있기 때문에, 도 3을 참조하면, 원하는 파티클 형상(morphology)으로 형성하는 기하학적 형상(geometric shape)을 갖는 기판(20) 상에 티타늄을 침전(deposition)시키는 방법이 있다. 상기 기판(20)은 반응 구역(10)을 통과하고, 침전 면(deposition surface)에 침전된 티타늄을 제거하기 위하여 방출 스테이션(22)에서 침전 면을 긁어내거나 휘거나 구부려서 침전된 티타늄을 제거할 수 있다. 기판(20)은 티타늄 와이어 스크린 또는 티타늄 시트를 포함하고, 예컨대 머시닝(machining)이나 에칭(etching)으로 파티클을 침전시키기에 적합한, 예컨대 반원형의 칼럼(24)과 같은 기하학적 형상으로 굴곡면을 형성할 수 있다. 기판(20)을 형성하는 또 다른 방법은, 예컨대 도 5에서와 같이, 와이어의 끝(28)이 침전 구역(deposition zone)에 마주하고 있는 다수의 와이어(26)를 함께 묶어, 티타늄이 와이어의 끝에 침전되도록 하고, 침전된 티타늄을 제거 또는 긁어내는 블레이드(30)로 와이어가 통과함으로써 티타늄을 제거하는 것이다. 침전 기판(deposition substrate)은 침전 구역(deposition zone)을 단계적(step-wise) 또는 연속적으로 통과하고, 액체가 기판의 표면에 응축되지 않는 온도 및 압력 하에 마그네슘 및 티타늄 테트라클로라이드 증기를 반응시킴으로써 생성된 티타늄을 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예가 도 6에 도시되어 있다. 도 6을 참조하면, 기체상 마그네슘 증기와 티타늄 테트라클로라이드 가스를 예컨대 플루오르화 칼슘(CaF2)과 같은 용융 염 배쓰(molten salt bath)(32)를 포함하는 반응기(30) 내에서 혼합한다. 용융 염 배쓰(molten salt bath)(32)의 온도는 마그네슘을 가스 상태로 유지할 수 있을 정도로 충분히 높아야 한다. 용융 염 배쓰(molten salt bath)(32)에서 대기압인 경우에 마그네슘은 약 1097 내지 1107℃에서 끓는다. 따라서 플루오르화 칼슘(CaF2)과 같은 용융 염 배쓰(molten salt bath)(32)를 1412℃이상의 온도에서 작동시키면, 염화마그네슘 증기를 수집 및 리사이클하여 전기분해를 위한 마그네슘 환원제로 생성하여야 함에도 불구하고, 염화마그네슘이 계속 끓어 용융 염 배쓰 밖으로 증발된다.
기체상 마그네슘 및 티타늄 테트라클로라이드가 반응할 때 티타늄의 용융점 미만의 온도가 되면, 티타늄이 플루오르화 칼슘(CaF2)과 같은 용융 염보다 무겁기 때문에 티타늄 파티클이 생성되어 용융 염 배쓰의 바닥으로 가라앉는다. 예컨대 가스 펌핑(gas pumping) 또는 네거티브 압력 펌프(negative pressure pump)(34)를 사용하여 티타늄의 고체 파티클을 반응기 바닥으로부터 빨아올릴 수 있다. 용융 염 배쓰는 염화마그네슘의 용융점인 1412℃이상에서 조작되어 부산물인 염화마그네슘은 용융 염 배쓰에서 증기화되기 때문에, 증기를 수집하여 마그네슘 환원제를 생성할 수 있는 전기분해에 리사이클할 수 있다. 그러나, 도 7에서 도시되는 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 플루오르화 칼슘(CaF2)과 같은 용융 염 배쓰(molten salt bath)를 티타늄의 용융점(약 1670℃) 이상의 온도에서 조작한다. 이러한 조건 하에서는 마그네슘과 티타늄 테트라클로라이드 증기 사이의 반응으로 티타늄이 용융 상태로 생성된다. 용융 티타늄을 반응기에서 제거한 후 냉동 구역(freeze zone)(36)을 통과시켜 고체 잉곳(ingot)으로 제거하며, 이러한 과정은 연속적으로 일어난다.
본 발명은 티타늄의 제조와 관련하여 기술하였으나, 크롬, 하프늄, 몰리브덴, 나이오븀, 탄탈럼, 텅스텐, 바나듐 및 지르코늄과 같은 귀금속 역시 상응하는 염화물을 기체 상태에서 금속열환원법에 의해 목적하는 금속을 제조할 수 있다.
본원 발명의 범위를 벗어나지 않는 범위에서의 변경은 이루어질 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 반응기의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 반응기의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 개략도이다.
도 4는 도 3의 기판의 상세단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 반응 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 반응기의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 유동층 반응기의 단면도이다.
본 발명은 유동층 반응 구역에서 반응을 수행하는 단계 및 파티클 사이즈를 증가시키기 위해 반응 구역으로 파티클을 리사이클링 시키는 단계를 포함하는, 반응 구역에서 티타늄 테트라클로라이드의 금속열환원 반응에 의하여 티타늄 파티클을 제조하는 방법으로, 연속적이고 반응기의 부피 당 티타늄의 수율이 높은 반응을 통해 적은 비용으로 티타늄을 생산할 수 있다.

Claims (33)

  1. 유동층 반응 구역에서 반응을 수행하여 티타늄 파티클을 생성하는 단계; 및
    파티클을 반응 구역에서 리사이클링하여 파티클 사이즈를 증가시키는 단계를 포함하는, 가스 상태에서 티타늄 테트라클로라이드의 금속열환원 반응에 의한 티타늄 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    미리 정해진 파티클 사이즈에 도달하면 반응 구역에서 티타늄 파티클을 제거하는 단계를 포함하는 티타늄 제조방법.
  3. 제1항에 있어서,
    기판 상에 파티클을 수집하고, 파티클이 미리 정해진 사이즈에 도달하기까지 반응 구역으로 되돌아오도록 기판을 바이브레이팅 또는 플렉싱하는 단계를 포함하는 티타늄 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기판은 스크린 또는 시트를 포함하는 티타늄 제조방법.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 스크린 또는 시트는 티타늄으로 형성되는 티타늄 제조방법.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 시트의 표면이 굴곡면인 티타늄 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 굴곡면이 머시닝 또는 에칭에 의해 형성된 티타늄 제조방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 시트의 표면에 반원형의 칼럼이 다수 형성되어 있는 티타늄 제조방법.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 파티클이 기판 위에 쌓이고, 기판으로부터 침전물을 제거하는 단계를 포함하는 티타늄 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판은 다수의 와이어를 포함하고, 상기 파티클이 와이어의 끝에 쌓이는 티타늄 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 유동층이 유동화된 펄스인 티타늄 제조방법.
  12. 용융염 반응기 내에서 가스상 티타늄 테트라클로라이드 및 마그네슘을 반응시키는 단계를 포함하는 티타늄 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 제조된 티타늄이 용융 상태에 있고, 용융 티타늄을 냉각 구역을 통과시킴으로써 용융 티타늄을 고형화하는 단계 및 냉각 구역으로부터 고형화된 티타늄을 수집하는 단계를 포함하는 티타늄 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 티타늄을 고체 파티클로 제조하고, 용융염 반응기로부터 상기 고체 파티클을 제거하는 단계를 포함하는 티타늄 제조방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 용융염은 칼슘 플루오라이드를 포함하는 티타늄 제조방법.
  16. 제12항에 있어서,
    염화마그네슘이 부산물로 생성되고, 부산물인 염화마그네슘을 전기투석하여 마그네슘을 회수하고 용융염 반응기에 리사이클하는 단계를 포함하는 티타늄 제조 방법.
  17. 유동층 반응 구역에서 반응을 수행하여 특정 금속의 파티클을 형성하고, 파티클 사이즈를 증가시키기 위하여 반응 구역으로 파티클을 리사이클하는 단계를 포함하는, 가스 상에서 금속 염화물의 금속열환원 반응에 의한 특정 금속의 제조방법으로서, 상기 특정 금속은 크롬, 하프늄, 몰리브덴, 나이오븀, 탄탈럼, 텅스텐, 바나듐 및 지르코늄으로 구성된 군으로부터 선택된 금속 제조방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 파티클이 미리 정해진 사이즈에 도달하면 반응 구역에서 특정 금속 파티클을 제거하는 단계를 포함하는 금속 제조방법.
  19. 제17항에 있어서,
    기판 상에 파티클을 수집하고, 파티클이 미리 정해진 사이즈에 도달하기까지 반응 구역으로 되돌아오도록 기판을 바이브레이팅 또는 플렉싱하는 단계를 포함하는 금속 제조방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 기판은 스크린 또는 시트를 포함하는 금속 제조방법.
  21. 제19항에 있어서,
    상기 스크린 또는 시트는 제조하려는 특정 금속으로 형성되는 금속 제조방법.
  22. 제19항에 있어서,
    상기 시트의 표면이 굴곡면인 금속 제조방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 굴곡면이 머시닝 또는 에칭에 의해 형성된 금속 제조방법.
  24. 제22항에 있어서,
    상기 시트의 표면에 반원형의 칼럼이 다수 형성되어 있는 금속 제조방법.
  25. 제17항에 있어서,
    상기 유동층이 유동화된 펄스인 금속 제조방법.
  26. 제17항에 있어서,
    상기 파티클이 기판 위에 쌓이고, 기판으로부터 침전물을 제거하는 단계를 포함하는 금속 제조방법.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 기판은 다수의 와이어를 포함하고, 상기 파티클이 와이어의 끝에 쌓이는 금속 제조방법.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 제조된 특정 금속이 용융 상태에 있고, 용융 금속을 냉각 구역을 통과시킴으로써 용융 금속을 고형화하는 단계 및 냉각 구역으로부터 고형화된 금속을 수집하는 단계를 포함하는 금속 제조방법.
  29. 제17항에 있어서,
    상기 유동층이 유동화된 펄스인 금속 제조방법.
  30. 용융염 반응기 내에 가스 상으로 마그네슘과 제조하려는 특정 금속의 염화물을 반응시킴으로써 특정 금속을 제조하는 방법으로서, 상기 특정 금속은 크롬, 하프늄, 몰리브덴, 나이오븀, 탄탈럼, 텅스텐, 바나듐 및 지르코늄으로 구성된 군으로부터 선택된 금속 제조방법.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 특정 금속이 고체 파티클로 제조하고, 용융염 반응기로부터 상기 고체 파티클을 제거하는 단계를 포함하는 티타늄 제조방법.
  32. 제30항에 있어서,
    상기 용융염은 칼슘 플루오라이드를 포함하는 금속 제조방법.
  33. 제30항에 있어서,
    염화마그네슘이 부산물로 생성되고, 부산물인 염화마그네슘을 전기투석하여 마그네슘을 회수하고 용융염 반응기에 리사이클하는 단계를 포함하는 금속 제조방법.
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