KR20130020675A - Method for producing aluminium by metallothermic reduction of trichloride with magnesium and apparatus for carrying out said method - Google Patents

Method for producing aluminium by metallothermic reduction of trichloride with magnesium and apparatus for carrying out said method Download PDF

Info

Publication number
KR20130020675A
KR20130020675A KR1020127028895A KR20127028895A KR20130020675A KR 20130020675 A KR20130020675 A KR 20130020675A KR 1020127028895 A KR1020127028895 A KR 1020127028895A KR 20127028895 A KR20127028895 A KR 20127028895A KR 20130020675 A KR20130020675 A KR 20130020675A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
magnesium
aluminum
reactor
chloride
recovery
Prior art date
Application number
KR1020127028895A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR101491891B1 (en
Inventor
알버트 이바노비치 베구노프
Original Assignee
알버트 이바노비치 베구노프
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2010145493/02A external-priority patent/RU2478126C2/en
Priority claimed from RU2011102356/02A external-priority patent/RU2476613C2/en
Application filed by 알버트 이바노비치 베구노프 filed Critical 알버트 이바노비치 베구노프
Publication of KR20130020675A publication Critical patent/KR20130020675A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101491891B1 publication Critical patent/KR101491891B1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00Obtaining aluminium
    • C22B21/02Obtaining aluminium with reducing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00Obtaining aluminium
    • C22B21/0038Obtaining aluminium by other processes
    • C22B21/0046Obtaining aluminium by other processes from aluminium halides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B21/00Obtaining aluminium
    • C22B21/04Obtaining aluminium with alkali metals earth alkali metals included
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C1/00Making non-ferrous alloys
    • C22C1/02Making non-ferrous alloys by melting
    • C22C1/026Alloys based on aluminium
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C21/00Alloys based on aluminium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00Crucible or pot furnaces
    • F27B14/04Crucible or pot furnaces adapted for treating the charge in vacuum or special atmosphere
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B14/00Crucible or pot furnaces
    • F27B14/06Crucible or pot furnaces heated electrically, e.g. induction crucible furnaces with or without any other source of heat

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

900℃ 내지 1150 ℃의 온도에서 그리고 0.01 내지 5 atm의 총 압력으로 불활성 가스의 유동에서 삼염화알루미늄의 금속열 마그네슘 회수에 의해 알루미늄 수용 방법이 제공되며, 모 혼합물 내의 염화알루미늄 및 마그네슘의 질량 상관관계는 3.69 : 1.00이다. 프로세스는 세라믹으로 제조되고 반응기 내부에 위치되는 얇은 벽형 부착물(6)을 구비한 원통형 반응기 내에서 실현된다. 반응기는 원뿔형 바닥 부분이 제공된다. 불활성 가스의 유동 내로 마그네슘의 가마솥-증발기는 반응기의 전방에 장착되고, 반응기 뒤에 마그네슘 및 염화 알루미늄의 잔여 혼합물로부터 액체 마그네슘을 분리하기 위한 유닛이 있으며, 상기 장치의 모든 구성요소가 방화성 재료로 내부가 라이닝된다. 기술적 결과는 회수의 보장된 연속적인 프로세스 및 최상의 생태학적 특성의 대가로 효율이 성장된다.An aluminum accommodating method is provided by metal thermal magnesium recovery of aluminum trichloride at a temperature of 900 ° C. to 1150 ° C. and a flow of inert gas at a total pressure of 0.01 to 5 atm, the mass correlation of aluminum chloride and magnesium in the parent mixture being 3.69: 1.00 The process is realized in a cylindrical reactor with a thin walled attachment 6 made of ceramic and located inside the reactor. The reactor is provided with a conical bottom portion. A cauldron-evaporator of magnesium into the flow of inert gas is mounted at the front of the reactor, and behind the reactor there is a unit for separating liquid magnesium from the remaining mixture of magnesium and aluminum chloride, all components of the apparatus being made of fireproof material. Lining. The technical result is increased efficiency in exchange for a guaranteed continuous process of recovery and the best ecological properties.

Description

마그네슘을 이용한 삼염화 알루미늄의 금속열 회수에 의해 알루미늄을 생산하는 방법 및 이의 실시 장치 {METHOD FOR PRODUCING ALUMINIUM BY METALLOTHERMIC REDUCTION OF TRICHLORIDE WITH MAGNESIUM AND APPARATUS FOR CARRYING OUT SAID METHOD}METHOD FOR PRODUCING ALUMINIUM BY METALLOTHERMIC REDUCTION OF TRICHLORIDE WITH MAGNESIUM AND APPARATUS FOR CARRYING OUT SAID METHOD}

본 발명은 비철 야금술에 관한 것으로, 특히 알루미늄 생산 기술에 관한 것이다.
The present invention relates to nonferrous metallurgy, and more particularly to aluminum production technology.

비철 야금술에서, 크라이오리쏘-알루미나 용융물(cryolitho-alumina melt)의 전기 분해인, 소위 에루-홀(Heroult-Hall)의 방법이 알루미늄을 생산하기 위해 사용된다. 전자화학적 장치 및 셀은 특히 작업이 화학적 기술에서 반응기의 전체 용적을 통하여 모두가 아닌 전극-전해질의 표면 상에만 레지스터(register)될 때 소모된 유용한 용적의 오히려 낮은 인자 지표를 특징으로 한다.
In non-ferrous metallurgy, the method of so-called Hero-Hall, which is the electrolysis of cryolitho-alumina melt, is used to produce aluminum. Electrochemical devices and cells are particularly characterized by a rather low factor indicator of the useful volume consumed when the operation is registered only on the surface of the electrode-electrolyte, not all through the entire volume of the reactor in chemical technology.

단지 하나의 전극, 즉 캐쏘오드는 프로세스가 에루-홀의 방법론에 따라 수행될 때 수행된 유용한 작업의 전체 양을 담당한다. 결과적으로, 셀은 1 셀 당 오히려 낮은 생산성, 24 시간의 주기 당 불과 3 내지 4 톤을 특징으로 한다. 따라서, 알루미늄을 생산하는 플랜트는 광대한 영역을 점유하고 건조되는 동안 상당한 투자금이 소모되는 수백 및 수천개의 셀을 구비한다.
Only one electrode, the cathode, is responsible for the total amount of useful work performed when the process is performed according to the method of eru-hole. As a result, the cell is characterized by a rather low productivity per cell, only 3-4 tons per 24 hour cycle. Thus, plants producing aluminum have hundreds and thousands of cells, which occupy a vast area and consume significant investment during drying.

셀은 셀의 구조 특징에 의해 밀봉되지 않으며 전체 프로세스는 나트륨(natrii), 알루미늄 및 불화 수소(hydrogenii fluorides), 발암성 다중 방향성 화합물(carcinogenic polyaromatics compound), 대용적의 온실 가스, 이산화탄소 및 특히 과불화탄소(perfluorinecarbon)를 대기 내로의 방출을 동반한다. 상술된 모든 것이 고려되며, 크라이리쏘-알루미늄 용융물의 전기 분해에 의해 알루미늄을 생산하는 것은 상당히 시대에 뒤떨어진 것이며, 이는 지구의 지각(금속들 중에서 맨앞 장소(leading place))에서 알루미늄의 발생 빈도 또는 물리적 구조 및 기술적 특성의 유일한 세트와 대응하지 않기 때문이다.
The cell is not sealed by the structural characteristics of the cell and the overall process is sodium (natrii), aluminum and hydrogen fluorides, carcinogenic polyaromatics compounds, bulk greenhouse gases, carbon dioxide and especially perfluorocarbons ( perfluorinecarbon) into the atmosphere. All of the above is considered, and the production of aluminum by electrolysis of the Cryriso-aluminum melt is quite outdated, which is the frequency or physical occurrence of aluminum in the earth's crust (leading place among the metals). Because it does not correspond to the only set of structural and technical characteristics.

반응식을 따라 염화알루미늄(F. Wohler, 1828) 또는 나트륨(S'K. Deville, 1854)로부터의 칼륨을 이용한 회수에 의한 금속열 방법론을 기초로 하는 알루미늄 수용의 문제점의 종래의 해결책이 있었다:Along the scheme there has been a conventional solution to the problem of aluminum acceptance based on metal thermal methodology by recovery with potassium from aluminum chloride (F. Wohler, 1828) or sodium (S'K. Deville, 1854):

AlCl3 + 3M = 3MCl + Al (1),AlCl 3 + 3M = 3MCl + Al (1),

여기서, M은 알칼리 금속이다.
Here, M is an alkali metal.

그러나, 알칼리 금속이 반응식 1에 대응하여 사용될 때, 금속 및 전력의 소모가 매우 높다. 칼륨과 관련될 때 1 kg의 알루미늄을 회수하기 위해 4.33 kg의 알칼리 금속 및 35 kW/h의 전력이 소모된다. 나트륨에 대해, 1 kg의 알루미늄을 회수하기 위해 2,555 kg 금속 및 25,5 kw/h의 전력이 필요하다.
However, when alkali metal is used corresponding to Scheme 1, the consumption of metal and power is very high. When associated with potassium, 4.33 kg of alkali metal and 35 kW / h of power are consumed to recover 1 kg of aluminum. For sodium, 2,555 kg of metal and 25,5 kw / h of power are needed to recover 1 kg of aluminum.

다른 공통의 유사한 방법들에 대해, 엔. 엔. 베케토프(N. N. Beketov)의 제안은 가장 실질적인 제안이다. 이에 따라, 알루미늄은 그린랜딕 크라이오리씨오나이트(Greenlandic cryolithionite)의 구성요소인 불화 알루미늄 또는 빙정석으로부터 마그네슘에 의해 알루미늄의 회수를 통하여 수용될 수 있다.For other common similar methods. yen. N. N. Beketov's proposal is the most practical. Accordingly, aluminum can be received through the recovery of aluminum by magnesium from aluminum fluoride or cryolite, which is a component of Greenlandic cryolithionite.

2(3NaF x AlF3) + 3Mg = 6NaF + 3MgF2 + 2Al (2).
2 (3NaF x AlF 3 ) + 3Mg = 6NaF + 3MgF 2 + 2Al (2).

플루오르화물은 더 처리하기 어려운 화합물이며, 이러한 방법을 실시하기 위해 회수의 프로세스 뿐만 아니라 장치들은 더욱 복잡하다. 게다가, 그린랜딕 크라이오리쓰의 유일한 증착물은 19 세기에서와 같이 거슬러 올라간 시점으로부터 배출되었다.
Fluoride is a more difficult compound, and the devices as well as the recovery process are more complicated to implement this method. In addition, the only deposits of Greenlandic Cryolith were discharged from the same dates as in the nineteenth century.

이러한 방법에 대한 가장 근접한 표준은 4염화물로부터 금속 마그네슘에 의해 금속 티타늄의 회수의 결과로서 금속 티타늄의 제조이다.The closest standard for this method is the production of metal titanium as a result of the recovery of metal titanium by metal magnesium from tetrachloride.

TiCl4 + 2Mg = 2MgCl2 + Ti (3)
TiCl 4 + 2Mg = 2MgCl 2 + Ti (3)

이러한 프로세스는 상이한 원자가를 가진 티타늄 염화물(titanii chlorides) 이 그 안에 유입되기 때문에, 반응의 관계물이 상이한 상태의 집합체: 기상의 티타늄 염화물, 액체로서 마그네슘 염화물(magnesii chloride) 및 마그네슘, 반면에 고체로서 티타늄 내에 있다. 결과적으로, 이러한 방법은 프로세스의 생산성을 감소시키고 생태학적 특성을 악화시키는 티타늄을 추출하기 위해 때대로 장치를 감압하는 것을 요구한다.
This process involves the incorporation of titanium chlorides of different valences into the reaction state, so that the relations of the reactions are in different states: titanium chloride in the gas phase, magnesium chloride and magnesium as liquids, whereas as solids. It is in titanium. As a result, this method requires depressurizing the device from time to time to extract titanium, which reduces the productivity of the process and degrades the ecological properties.

크롤 더블유. 제이(Kroll W.J.) 미국 제 2205854호 1940 년Crawl W. Kroll W.J.US 2205854 1940

크롤 더블유. 제이.(Kroll W.J.) 트랜스. 전자화학 소사이어티(Trans. Electrochem. Soc.), 1940년 제 78권 35쪽.Crawl W. Kroll W.J.Trance. Trans. Electrochem. Soc., Vol. 78, 1940, 35. 브이. 에이. 카마타(V.A. Garmata)등, 메탈루지아 티타나. 엠.(Metallurgia titana. M.), 메탈루지아(Metallurgia), 1968년, 643 s.V. a. Metallusia Titana, V.A. Garmata. Mallallurgia titana.M., Metalallurgia, 1968, 643 s. 에이. 엔. 젤리크만(A.N. Zelichman), 지. 에이. 미어슨(G.A. Meerson). 메탈루지아 레드키크 메탈로프(Metallurgia redkich metallov), 엠.(M.), 메탈루지아(Metallurgia), 1973년, 607 c.a. yen. A.N. Zelichman, G. a. G.A. Meerson. Metallurgia redkich metallov, M., Metallurgia, 1973, 607 c. 스프라보트크니크 체미카(Spravotchnik chemica)// 포드 레드.(Pod red.) 비.피. 니콜스코고(B.P. Nikolskogo), t II, 체미아, 엠.(Chemia, M.), 1964년, 1168 s.Spravotchnik chemica // Pod red. B.P. B.P. Nikolskogo, t II, Chemia, M., 1964, 1168 s. 엠. 지우아(M. Giua), 이스토리아 케미에(Istoria chemie), 미르(Mir), 엠(M)., 1975년, 477 sM. M. Giua, Istoria chemie, Mir, M., 1975, 477 s 엠. 엠. 베투코프(M.M. Vetukov), 에이. 엠. 츠이플라코프(A.M. Tsiplakov), 에스. 엔. 스크콜니코프(S.N. Schkolnicov). 일렉트로마탈루지아 알루미나 아이 마그니아. 엠.(trometallurgia aluminia i magnia. M.), 메탈루지아(Metallurgia), 1987년, 320 sM. M. M.M. Vetukov, A. M. A.M. Tsiplakov, S. yen. S.N. Schkolnicov. Electro-Matalusia Alumina Eye Magnia. M. (trometallurgia aluminia i magnia. M.), Metalallurgia, 1987, 320 s 케이. 그루조테임(K. Grjotheim), 큐. 주시안(Q. Zhuxian). 용융 ㅅ소소금 기술(en Salt Technology), VII, 센양(Shenyang), 중국, 1991년, 435쪽.K. K. Grjotheim, Kew. Q. Zhuxian. Molten Salt Technology, VII, Shenyang, China, 1991, 435. 브이. 에이. 레베데프(V.A. Lebedev), 브이.아이. 세디크흐(V.I. Sedykh). 메탈루지아 마그니아(Metallurgia magnia), 이르쿠트스크(Irkutsk), 2010년, 175 s.V. a. V.A. Lebedev, V.I. Sedykh. Metalallurgia magnia, Irkutsk, 2010, 175 s. 에이. 아이. 베그노프(A.I. Begunov). 프로블럼 모더니자씨 알루미늄 일렉트로리제로프(Problems modernizathii aluminum electrolizerov), 이르쿠트스크(Irkutsk), 2000년, 105 s.a. children. A.I. Begunov. Problems modernizathii aluminum electrolizerov, Irkutsk, 2000, 105 s. 크롤 더블유. 제이.(Kroll W.J.) 트랜스(Trans). 일렉트로쳄. 소사이터(ectrochem. Soc.), 1947년 제 89호, s. 41Crawl W. Kroll W.J.Trans. Electro shock. Ectrochem. Soc., 1947, no. 89, s. 41 크롤 더블유. 제이.(Kroll W.J.) 메탈스(Metalls), 1955년, 제 5권 9 내지 10호 336쪽.Crawl W. Kroll W.J. Metals, 1955, Vol. 5, 9-10, 336. 브이. 피. 마소베츠(V.P. Mashovets). 일렉트로메탈루지아 알루미나(electrolizerov aluminia). ONTI-NKTP, SSSR, 1938년, 345 s.V. blood. Masovets. Electrolizerov aluminia. ONTI-NKTP, SSSR, 1938, 345 s.

본 발명을 도입하는 기술적 결과는 회수 프로세스의 연속성에 의한 더 높은 생산성 및 장치 밀폐의 제공에 의한 더 향상된 생태학적 특성이다.
The technical consequences of introducing the present invention are higher productivity by the continuity of the recovery process and improved ecological properties by providing device closure.

기술적으로, 상기 목적은 마그네슘에 의해 삼염화 알루미늄의 금속열 회수의 반응을 이용함으로써 충족된다.
Technically, this object is met by using a reaction of metal heat recovery of aluminum trichloride with magnesium.

2AlCL3 (g)+ 3Mg(g) = 3MgCl2 (1) + 2Al(1) (4),2AlCL 3 (g) + 3Mg (g) = 3MgCl 2 (1) + 2Al (1) (4),

여기서, <<g>>는 기상의 표시이고 반면<<l>>은 액체 상태의 표시이다. 따라서, 반응식 (4)에 따라, 모 물질(parent substance)은 기상 물질로서 프로세스로서 도입되고 알루미늄 및 마그네슘 염화물인 결과적인 제품은 용융된 액체 물질로서 방출된다. 상기 회수는 900℃ 내지 1150℃의 온도 및 0.01 내지 5 atm.의 총 압력에서 불활성 가스의 유동으로 수행되며, 최초 혼합물에서 염화알루미늄 및 금속 마그네슘 매스의 비율은 대응적으로 3.69 내지 1.00이다. 이러한 경우에서, 마그네슘의 소모는 단지 1 kg의 알루미늄 당 1.35 kg이 되며, 반면 전해질 마그네슘에 대한 전력 요구량은 1 kg의 알루미늄 당 약 17.9 kW/h가 될 것이다. 금속열 방식으로 수용된 마그네슘이 사용될 때, 즉 마그네슘이 피죤(Pidgeon)의 기술에 따라 페로실리콘에 의해 백운석(dolomite)로부터 최초에 회수되는 마그네슘이 사용될때 그 결과가 더 향상된다(브이.에이.레베데프 (V.A.Lebedev), 브이. 아이. 세디크흐(V.I.Sedykh). 마그네슘의 야금술, 이루쿠트스크(Irkutsk), 2010년 149쪽). 반응식 (4)에 따라, 이러한 경우 에너지의 총 소모는 에루-홀의 방법에 대한 소모 값과 유사한 1 kg의 알루미늄 당 13kWh를 초과하지 않을 것이며 이는 알루미늄 생산의 마그네슘-열적 모드를 발생하는 스테이지에서 매우 유용한 표시로서 고려될 수 있다.
Here, << g >> is an indication of the gas phase while << l >> is an indication of the liquid state. Thus, according to Scheme (4), the parent substance is introduced as a process as a gaseous substance and the resulting product, which is aluminum and magnesium chloride, is released as a molten liquid substance. The recovery is carried out with a flow of inert gas at a temperature of 900 ° C. to 1150 ° C. and a total pressure of 0.01 to 5 atm., With the proportion of aluminum chloride and metal magnesium mass in the initial mixture correspondingly being 3.69 to 1.00. In this case, the consumption of magnesium would be only 1.35 kg per kg of aluminum, while the power requirement for electrolytic magnesium would be about 17.9 kW / h per kg of aluminum. The results are further improved when magnesium is employed in the metal thermal manner, that is, when magnesium is first recovered from dolomite by ferrosilicon according to Pigeon's technique (V. VALebedev, V. I. Veddykh, Metallurgy of Magnesium, Irkutsk, 2010, 149). According to Scheme (4), the total consumption of energy in this case will not exceed 13 kWh per kg of aluminum, which is similar to the consumption value for the Eru-Hole method, which is very useful at the stage of generating the magnesium-thermal mode of aluminum production. Can be considered as an indication.

그러나, 반응식 (4)에 따른 마그네슘에 의한 삼염화물로부터의 알루미늄 회수는 독립적인 과학 및 공학 문제이다. 본 발명의 기초인 반응식 (4)는 티타늄의 마그네슘-열적 회수의 표준으로서 반응식(3) 보다 매우 더 간단히 실현된다. 그러나, 아이러니(ironic)한 것으로 볼 수 있지만, 더 높은 온도 및 압력은 삼염화물로부터 마그네슘에 의한 알루미늄의 회수의 결과로서 알루미늄을 생산하는 것이 요구된다.
However, recovery of aluminum from trichloride by magnesium according to Scheme (4) is an independent scientific and engineering problem. Scheme (4), which is the basis of the present invention, is realized much simpler than Scheme (3) as a standard for magnesium-thermal recovery of titanium. However, it can be seen as ironic, but higher temperatures and pressures are required to produce aluminum as a result of recovery of aluminum by magnesium from trichloride.

실제로, 회수제로서 마그네슘은 1103 ℃ 내지 1107 ℃의 끓는 점 온도를 가지며(증기의 압력은 1기압을 형성한다), 마그네슘의 용융 온도는 651 ℃가 된다. 반응식 (4)의 다른 협력물(participant)에 대해, 알루미늄은 660 ℃에서 용융한다. 특별히 넓은 범위의 액체 상태는 2497 ℃의 끓는 점을 가지는 알루미늄에 대한 특성이다. 알루미늄은 실제로 마그네슘의 끓는점(1107 ℃)에서 증발하지 않는다. 염화마그네슘은 708 ℃ 내지 714 ℃에서 용융하고 1412 ℃ 내지 1417 ℃나 되는 온도에서 끓어서 상대적으로 넓은 온도 범위의 액체 상태를 가진다. 그리고 마지막으로, 알루미늄 삼염화물은 179.7 ℃의 온도에서 승화하고 정상 대기 압력에서 액체 상태로 존재하지 않을 수 있다. 따라서, 모 물질(parent substance), 즉 알루미늄 삼염화물 및 마그네슘은 1107 ℃ 위의 온도에서 기상에 있으며 금속 알루미늄 및 염화마그네슘은 동일한 온도에서 액체 상태로 있으며, 이는 연속적으로 높고 효율적인 생산을 구성하기에 편리한 상황이다.
In fact, magnesium as a recovery agent has a boiling point temperature of 1103 ° C. to 1107 ° C. (the pressure of the steam forms 1 atmosphere), and the melting temperature of magnesium is 651 ° C. For another participant of Scheme (4), aluminum melts at 660 ° C. A particularly wide range of liquid states is characteristic for aluminum with a boiling point of 2497 ° C. Aluminum does not actually evaporate at the boiling point of magnesium (1107 ° C). Magnesium chloride melts at 708 ° C. to 714 ° C. and boils at temperatures ranging from 1412 ° C. to 1417 ° C. to have a relatively broad liquid state. And finally, aluminum trichloride may be sublimed at a temperature of 179.7 ° C. and not present in the liquid state at normal atmospheric pressure. Thus, the parent substance, aluminum trichloride and magnesium, is in the gas phase at temperatures above 1107 ° C. and the metal aluminum and magnesium chloride are in the liquid state at the same temperature, which is convenient to construct continuously high and efficient production. Situation.

열동력학적 계산의 결과에 의해 증명될 때, 반응식 (4)의 프로세스는 1300 K(1027 ℃)의 온도에서 -240 kJ의 엔탈피 값 및 -210 kJ의 깁스 에너지 값(Gibbs energy value)을 특징으로 한다. 이는 프로세스가 자발적으로 작동하여 많은 양의 열을 발산하는 것을 의미한다. 그러나, 회수 프로세스의 매우 높은 가능한 속도는 기상에 있고 일염화물로 부분적으로 해리되는 동안 약 900 ℃로 과열되는 염화알루미늄 및 기상 금속 마그네슘의 높은 반응성과 관련하여 조심하여야 한다. 또한, 인덱스 <<g>> 및 <<l>>이 더 높은 압력의 상태에서 르 샤틀리에 법칙 및 열역학 제 2 법칙을 따르는 기상 및 액체 상태에 대응하는 단반응식 (4)는 우측으로 상당히 변이된 평형(balance)을 가질 것이다. 이의 동역학에 대해, 반응은 폭발로 일어날 수 있어, 모 요소, 염화알루미늄 및 마그네슘의 속도를 제어하도록 하고 반응기에서 지지되는 것보다 더 낮은 온도를 가지고 비활성 가스의 개별 유동으로 공급되어야 한다.
As evidenced by the results of thermodynamic calculations, the process of Scheme (4) is characterized by an enthalpy value of -240 kJ and Gibbs energy value of -210 kJ at a temperature of 1300 K (1027 ° C). do. This means that the process works spontaneously to dissipate large amounts of heat. However, very high possible rates of recovery process should be taken with regard to the high reactivity of aluminum chloride and gaseous metal magnesium, which are in the gas phase and superheated to about 900 ° C. during partial dissociation into monochloride. In addition, the single reaction equation (4) corresponding to the gaseous and liquid state following the Le Chatelier law and the second law of thermodynamics, with the indexes << g >> and << l >> at higher pressures, shifts considerably to the right Will have a balanced balance. For its kinetics, the reaction can take place in an explosion, allowing to control the rates of the parent element, aluminum chloride and magnesium and be fed to the individual flows of inert gas at lower temperatures than supported in the reactor.

이러한 상태에서 마그네슘의 포화된 증기 장력이 고려가능하고 예를 들면 927 ℃에서 약 0.19를 형성하기 때문에 회수의 프로세스는 900 ℃의 온도에서 발생할 수 있다. 동시에 마그네슘의 끓는점(1103 ℃ 내지 1107 ℃) 위로 상당히 온도를 상승시키는 것이 합리적이지 않으며, 이는 이러한 온도 상승이 프로세스의 훨씬 매우 높은 속도 값을 수반하기 때문이며, 따라서 1150 ℃는 가장 높은 한계치로서 설정될 수 있다.
The recovery process can occur at a temperature of 900 ° C. in this state because the saturated vapor tension of magnesium is conceivable and forms, for example, about 0.19 at 927 ° C. At the same time it is not reasonable to raise the temperature considerably above the boiling point of magnesium (1103 ° C to 1107 ° C), since this temperature rise entails a much higher rate value of the process, so 1150 ° C can be set as the highest threshold. have.

반응기에서 기상의 총 압력은 실험적으로 동일한 염화알루미늄 및 마그네슘의 최적 부분 압력에서 0.01 내지 5.0 내에 할당된다. 총 압력의 상부 값에서 배향되는 것이 바람직하지만, 이의 폭발 한계에 도달하는 것을 회피한다.
The total pressure of the gas phase in the reactor is assigned within 0.01 to 5.0 at the optimum partial pressure of aluminum chloride and magnesium experimentally identical. It is preferred to be oriented at the upper value of the total pressure, but to avoid reaching its explosion limit.

회수하기 위해 공급된 가스 혼합물의 조성에 대해, 반응식 (4) 내에 포함되는 질량의 화학양론 비율에 대응하여야 하고 반응기로 공급되는 삼염화알루미늄 및 마그네슘 질량 유동에 대해 3.69 : 1을 형성한다.
For the composition of the gas mixture supplied for recovery, it should correspond to the stoichiometric ratio of the mass contained in Scheme (4) and form 3.69: 1 for the aluminum trichloride and magnesium mass flow fed to the reactor.

청구된 본 발명의 실현성은 확실한데, 이는 마그네슘-열적 방식으로 4염화물로부터 티타늄의 유사한 형성이 있기 때문이다. 게다가, 수용하는 알루미늄의 청구된 모드는 더 많이 간단하게 된다. 마그네슘은 또한 알루미늄보다 더 많은 음전기 금속이 있다. 마그네슘이 염화 마그네슘 전기 분해의 종래의 방법과 조합하여 이의 회수에 의해 백운석으로부터 수용될 때 전력 입력이 오히려 더 작을 수 있다. 더욱이, 프로세스는 자가 생산 프로세스이다.
The practicality of the claimed invention is assured because there is a similar formation of titanium from tetrachloride in a magnesium-thermal manner. In addition, the claimed mode of receiving aluminum is much simpler. Magnesium also has more negative metal than aluminum. The power input can be rather smaller when magnesium is received from the dolomite by its recovery in combination with conventional methods of magnesium chloride electrolysis. Moreover, the process is a self production process.

액체인 염화마그네슘 및 알루미늄의 결과적인 제품의 수용을 위해 모 물질로서 기상 염화알루미늄 및 마그네슘을 사용하는 모드는 밀봉 장치에서 실현될 수 있다. 자동화 친화적이고 프로세스를 제공하도록 임의의 기계적 장치의 적용 또는 임의의 수동 노동 입력을 요구하지 않는다. 밀봉 장치를 적용하는 것에 대하여 본 발명의 높게 인정된 생태학적 특성은 명백하게 보인다. 반응기 당 고 생산성, 낮은 구성 및 생산 입력을 구비한 장치를 설계하기 위한 가능성은 제공된 모드의 상당한 장점들 중 하나이다.
The mode of using vapor phase aluminum chloride and magnesium as the parent material for the acceptance of the resulting product of magnesium chloride and aluminum as liquids can be realized in the sealing device. It is automation friendly and does not require the application of any mechanical device or any manual labor input to provide a process. The highly recognized ecological characteristics of the present invention with respect to the application of the sealing device are apparent. The possibility to design a device with high productivity, low configuration and production inputs per reactor is one of the significant advantages of the modes provided.

본 발명의 실현성은 마그네슘 열적 방법론을 이용하여 4염화물로부터의 티타늄 추출의 강력하고 유효한 산업들의 존재에 의해 그리고 또한 마그네슘 열적 프로세스의 진행으로 염화물로부터 지르코늄 및 하프늄의 원활하게 실현되는 회수에 의해 증명된다.
The practicality of the present invention is demonstrated by the presence of strong and effective industries of titanium extraction from tetrachloride using magnesium thermal methodology and by the smoothly realized recovery of zirconium and hafnium from chloride by the progress of the magnesium thermal process.

티타늄 수용의 마그네슘 열적 방식과 관련하여, 강의 원통형 용기는 최초에 회수 장치로서 사용되었다. 강의 원통형 용기는 예를 들면 몰리브뎀 판으로 라이닝된 크롬-니켈 강으로 제조된다. 추후, 상기 라이닝은 저-탄소 강으로 제조된다. 프로세스는 금속 용융 온도보다 낮은 온도에서 실현되며, 그래서 티타늄은 스폰지와 같은 고체-상 상태 내에 수용된다. 스폰지를 추출하도록, 반응기가 냉각될 것이다. 따라서, 전체 프로세스는 자체 순서에서 수동 노동 입력을 요구하고 반응기 효율을 감소하고, 에너지 입력을 상승시키고 그리고 제조의 생태학적 특성이 악화하는 주기적인 프로세스로서 필연적으로 특징으로 한다.
In connection with the magnesium thermal mode of receiving titanium, a cylindrical vessel of steel was initially used as a recovery device. The cylindrical container of steel is made, for example, of chromium-nickel steel lined with molybdenum plates. Later, the lining is made of low-carbon steel. The process is realized at a temperature lower than the metal melting temperature, so titanium is contained in a solid-phase state such as a sponge. The reactor will be cooled to extract the sponge. Thus, the whole process is inevitably characterized as a periodic process that requires manual labor input in its own sequence, reduces reactor efficiency, raises energy input and degrades the ecological characteristics of manufacturing.

마그네슘에 의해 알루미늄의 금속 열 회수를 위해 의도되는 청구된 발명된 장치에서, 프로세스는 1100 ℃ 내지 1150 ℃에 도달하는 더 높은 온도에서 일어난다. 이러한 상태에서, 회수의 수용된 제품 알루미늄, 및 염화마그네슘은 액체 상태로 있으며, 반응기의 바닥 부분 내로 하방으로 유동한다. 알루미늄의 용융 온도는 660 ℃이고 반면 염화 마그네슘의 용융 온도는 708 ℃ 내지 714 ℃이고 대응적으로 2497 ℃ 및 1412 ℃ 내지 1417 ℃의 끓는 점 온도를 가진다. 이를 위해, 반응기의 상부는 원통형으로 제조되어 반응기의 유용한 용적을 증가시키도록 하며, 반면 반응기의 바닥 부분은 액체 알루미늄 및 염화 마그네슘을 수집하도록 원뿔형이다.
In the claimed invention, which is intended for the metal heat recovery of aluminum by magnesium, the process takes place at higher temperatures reaching 1100 ° C to 1150 ° C. In this state, the recovered product aluminum, and magnesium chloride, are in the liquid state and flow down into the bottom portion of the reactor. The melting temperature of aluminum is 660 ° C. while the melting temperature of magnesium chloride is 708 ° C. to 714 ° C. and has a boiling point temperature of 2497 ° C. and 1412 ° C. to 1417 ° C., respectively. To this end, the top of the reactor is made cylindrical to increase the useful volume of the reactor, while the bottom portion of the reactor is conical to collect liquid aluminum and magnesium chloride.

대부분의 반응 존은 중공형으로 제조되고 여기에서 기상 염화 알루미늄 및 마그네슘은 이들을 더욱 완전히 혼합하기 위해 도입되며, 원뿔형 부품에 인접한 용적이 라스치그 링 타입 부착물의 얇은 벽의 중공형 세라믹 피스로 채워진다. 부착물의 사용은 응축의 프로세스를 가속화하고 알루미늄 및 염화 마그네슘을 형성하는 융합물이 떨어진다.
Most reaction zones are made hollow and gaseous aluminum chloride and magnesium are introduced to mix them more completely, and the volume adjacent to the conical part is filled with a thin walled hollow ceramic piece of lathzig ring type attachment. The use of deposits accelerates the process of condensation and drops the fusion to form aluminum and magnesium chloride.

비활성 가스의 유동은 반응기와 가마솥 증발 마그네슘과 그리고 마그네슘 및 염화 알루미늄 증기의 잔류물 혼합으로부터 액체 마그네슘을 분리하는 장치와 연결한다. 마그네슘 증발기인 가마솥, 및 액체 마그네슘을 분리하는 장치 모두는 상기 장치의 일체형 부품이다. 오히려 근접되지만, 이들은 반응기로부터 개별적으로 위치된다.
The flow of inert gas is connected to the reactor and to the apparatus for separating liquid magnesium from the cauldron vaporized magnesium and the residue mixture of magnesium and aluminum chloride vapor. Both the cauldron, which is a magnesium evaporator, and the device for separating liquid magnesium are integral parts of the device. Although rather close, they are located individually from the reactor.

기상에서 마그네슘에 의해 이의 염화물로부터 알루미늄 회수의 반응은 발열 반응이고 많은 양의 열의 방출이 동반되며, 프로세스는 자가 생산 프로세스이다. 회수의 속도 및 온도를 밀접하게 제어하도록, 반응기 및 마그네슘 분리 장치는 증발하는 끓는 물 냉각의 시스템이 구비된다.
The reaction of aluminum recovery from its chloride with magnesium in the gas phase is exothermic and is accompanied by the release of a large amount of heat, the process being a self-producing process. In order to closely control the rate and temperature of recovery, the reactor and the magnesium separation unit are equipped with a system of boiling water cooling to evaporate.

유체 상태(액체 및 가스)는 고려 하에서 본 발명에서 사용된다. 유체 상태는 고온에서 난류 유동에서 반응하여 프로세스의 고 효율을 위해 제공된다.
Fluid states (liquid and gas) are used in the present invention under consideration. The fluid state reacts in turbulent flow at high temperatures to provide for high efficiency of the process.

게다가, 제조 설비의 생성을 위해 의도되는 재정 지출은 장비의 유지를 위한 재정 지출을 따라 낮아진다.
In addition, the financial expenditure intended for the production of manufacturing equipment is lowered along with the financial expenditure for maintenance of the equipment.

도 1은 반응기의 일반적 도면이다.
도 2에서 가마솥-증발기를 볼 수 있다.
도 3은 분리의 장치를 보여준다.
이들 모두 수직 단면도이다.
1 is a general view of a reactor.
In FIG. 2 a cauldron-evaporator can be seen.
3 shows the device of separation.
All of these are vertical cross sections.

반응기(도 1)는 회수 제품, 즉 알루미늄 및 염화 마그네슘이 수집을 위해 의도되는 원뿔형 바닥 부분(2)으로 변환하는 강의 실린더(1)로서 제조된다. 펄스(false) 바닥(3)은 실린더와 원뿔 부분 사이에 위치된다. 반응기는 덮개(4)로 밀봉된다. 반응기의 모든 내부 표면은 마그네사이트, 흑연 및 다른 비활성 스터프와 같은 내화성 재료(5)로 라이닝된다.
The reactor (FIG. 1) is made as a cylinder of steel 1 in which a recovered product, ie aluminum and magnesium chloride, is converted into a conical bottom portion 2 intended for collection. The pulse bottom 3 is located between the cylinder and the cone part. The reactor is sealed with a lid 4. All inner surfaces of the reactor are lined with refractory materials 5 such as magnesite, graphite and other inert stuffs.

라스치크 링 타입의 얇은 벽형 세라믹으로 제조되고 통상적으로 화학물 흡수 기술에 적용되는 부착물(6)은 펄스 바닥(3) 상에 배치된다. 부착물은 마그네사이트, 카보니트라이드, 등과 같은 방화성 재료로 제조된다.
An attachment 6 made of a thin walled ceramic of the raspich ring type and which is typically applied to chemical absorption techniques is disposed on the pulse bottom 3. The attachment is made of a fire retardant material such as magnesite, carbonitride, and the like.

반응 존의 수평 섹션 원주에 접하고 서로를 향하여 직면하는 반응기의 상부 중공형 부분 내에 고정되는 노즐 및 주입기(7 및 8)는 기상 염화 알루미늄 및 마그네슘 금속(가스)의 모 물질을 반응기 내로 도입하기 위해 사용된다. 회수된 알루미늄(9) 및 염화 마그네슘(10)은 반응기의 원뿔형 부분(2) 내에 수집되어 탭 홀(11)을 통하여 염화 마그네슘(12)이 누출되고 알루미늄(13)이 팬(14) 내에 수집된다. 반응기로부터 반응 내로 포함되지 않는 염화 알루미늄 및 마그네슘의 혼합물을 제거하도록 반응기의 리드 내에 설치된 브랜치 파이프(15)가 있다.
Nozzles and injectors 7 and 8 fixed in the upper hollow portions of the reactor facing and facing each other in the circumference of the horizontal section of the reaction zone are used to introduce parent materials of gaseous aluminum chloride and magnesium metal (gas) into the reactor. do. The recovered aluminum 9 and magnesium chloride 10 are collected in the conical portion 2 of the reactor such that magnesium chloride 12 leaks through the tap hole 11 and aluminum 13 is collected in the pan 14. . There is a branch pipe 15 installed in the lid of the reactor to remove the mixture of aluminum chloride and magnesium not contained in the reaction from the reactor.

가마솥-증발기(도 2)는 덮개(17)로 밀봉된 반구의 강(16)이며, 모두 반응기로서 동일한 재료로 라이닝된다. 마그네슘은 액체 상태로 가마솥 내로 도입된다. 전기 히터(18)는 금속 내로 침지된다. 실리콘 카바이드 로드의 세트로서 형성될 수 있으며 보호 마그네사이트 코팅으로 둘러싸인다. 비활성 가스(아르곤 또는 질소)는 가마솥-증발기 내로 공급된다. 이의 증기 상태에서 마그네슘은 비활성 가스와 함께 반응기 내로 지향된다. 가마솥-증발기는 도 1 및 도 3에서 주어진 장치의 다른 요소와 같은 발산하는 물 냉각의 시스템이 구비된다.
The cauldron-evaporator (FIG. 2) is a hemispherical steel 16 sealed with a lid 17, all lined with the same material as the reactor. Magnesium is introduced into the cauldron in liquid form. The electric heater 18 is immersed into the metal. It can be formed as a set of silicon carbide rods and surrounded by a protective magnesite coating. Inert gas (argon or nitrogen) is fed into the cauldron-evaporator. In its vapor state magnesium is directed into the reactor with an inert gas. The cauldron-evaporator is equipped with a system of divergent water cooling, such as the other elements of the device given in FIGS. 1 and 3.

염화 알루미늄과의 잔여 혼합물로부터 액체 마그네슘의 분리를 위해 의도된 분리 장치(도 3)는 방화성 세라믹(19)으로 라이닝된 더 작은 크기의 반응기이다. 브랜치 파이프(20)는 가스 혼합물을 장치 내로 공급하고 유체 마그네슘은 응축하고 장치의 바닥 부분 내에 수집한다. 반응 내로 포함되지 않는 잔류 염화 알루미늄은 또 다른 브랜치 파이프(21)를 통하여 장치로부터 제거되고 잔류 염화 알루미늄을 반응기 내로 역으로 회수한다. 반응기와 같은 분리의 장치는 로크 유닛(22) 및 발산 냉각의 시스템(23)이 구비된다. 마그네슘의 응축물은 가마솥-증발기 내로 그리고 이어서 추가로 반응기 내로 역으로 복귀된다.
The separation device (FIG. 3) intended for the separation of liquid magnesium from the remaining mixture with aluminum chloride (FIG. 3) is a smaller sized reactor lined with fireproof ceramic 19. Branch pipe 20 supplies a gas mixture into the device and fluid magnesium condenses and collects in the bottom portion of the device. Residual aluminum chloride, which is not included in the reaction, is removed from the apparatus through another branch pipe 21 and the residual aluminum chloride is recovered back into the reactor. The device of separation, such as a reactor, is equipped with a lock unit 22 and a system 23 of divergent cooling. The condensate of magnesium is returned back into the cauldron-evaporator and then further into the reactor.

상기 장치는 단일 가마솥 증발기에서 또는 한 세트의 이 같은 증발기에서 수용되는 기상 마그네슘 및 염화알루미늄 증기를 반응기로 연속적으로 공급한다. 염화알루미늄 및 기상 마그네슘은 반응 입자와 접촉하고, 확산 배리어를 제거하고 고속의 회수 프로세스를 가능하게 하기 위한 이상적 상태를 위해 제공되고 딜리버러(deliverer)인 비활성 가스의 유입되는 난류 유동에서 반응기 내로 공급되고 전달된다. 최종 제품, 즉 알루미늄 및 염화마그네슘의 더 큰 철회 속도를 달성하도록, 반응기로부터 액체 상태 형성의 활성 중앙의 더 큰 개수 및 더 큰 표면을 이용하는 것이 필요하다. 이는 마그네사이트로 제조된 루스치그 링(Ruschig ring) 타입의 상술된 얇은 벽형 및 비균일 부착물을 이용하는 결과로서 달성된다. 연속 또는 주기적 모드로 반응기로부터 방출되는 알루미늄(13)은 용융된 염화마그네슘(12)의 우수한 코팅에 의해 보호된다. 회수 제품의 분리는 용이성으로 실현가능하다. 예를 들면, 온도의 하강이 680 ℃ 내지 700 ℃로 떨어지면서 염화마그네슘의 코팅이 염화마그네슘의 상태를 고체 상태로 변형하며 반면 액체 알루미늄이 다른 기술적 작업 내에 포함되도록 용이하게 지향될 수 있다.
The apparatus continuously feeds the gaseous magnesium and aluminum chloride vapors to the reactor which are accommodated in a single cauldron evaporator or in a set of such evaporators. Aluminum chloride and gaseous magnesium chloride are fed into the reactor in the incoming turbulent flow of inert gas, which is a deliverer and is provided for ideal conditions to contact the reaction particles, remove the diffusion barrier and enable a high speed recovery process and Delivered. In order to achieve a higher withdrawal rate of the final product, namely aluminum and magnesium chloride, it is necessary to use a larger number and larger surface of the active center of liquid phase formation from the reactor. This is achieved as a result of using the aforementioned thin walled and non-uniform attachments of the Ruschig ring type made of magnesite. The aluminum 13 released from the reactor in continuous or periodic mode is protected by an excellent coating of molten magnesium chloride 12. Separation of the recovered product is feasible with ease. For example, as the drop in temperature drops to 680 ° C. to 700 ° C., the coating of magnesium chloride transforms the state of magnesium chloride into a solid state while liquid aluminum can be easily directed to be included in other technical tasks.

이들의 잔류물 기상 혼합물에서 마그네슘으로부터 염화알루미늄의 분리를 위해 의도된 분리 장치는 시스템 내의 압력 강하 및 마그네슘 끓는 온도 아래의 온도의 강하의 결과로서 작동한다. 응축물이 충분히 세정되는 경우 응축물 형태의 액체 마그네슘은 정제되도록 또는 증발되도록 가마솥으로 지향되고 이어서 추가로 반응기로 지향된다.
Separation devices intended for the separation of aluminum chloride from magnesium in their residue gaseous mixture operate as a result of the pressure drop in the system and the drop in temperature below the magnesium boiling temperature. If the condensate is sufficiently washed, the liquid magnesium in the form of condensate is directed to the cauldron to be purified or evaporated and then further to the reactor.

높지만 제어가능한 회수 속도를 제공하도록 반응기 및 분리 장치 모두가 물 발산 냉각의 시스템이 구비된다. 야금술을 포함하는 기술의 다수의 분야에서 사용되는 이 같은 장비의 작업 원리는 널리-알려져 있고 미세하게 조정된다. 비활성 가스 순환의 시스템은 또한 화학 기술에서 그리고 희 금속 야금술에서 모두 매우 제어가능하다.
Both the reactor and the separation device are equipped with a system of water divergent cooling to provide a high but controllable recovery rate. The working principle of such equipment, used in many fields of technology, including metallurgy, is well-known and finely tuned. The system of inert gas circulation is also very controllable both in chemical technology and in rare metallurgy.

본 발명의 기술 사용은 반응기와 관계되는 강(1)의 실린더의 상부 내로 주입기(7)를 통하여 도입되도록 염화알루미늄의 기상을 요구한다(도 1). 비활성 가스와 혼합된 기상 또는 증기상 마그네슘은 주입기(8)를 통하여 역-유동으로 동일한 방식을 도입한다. 이러한 혼합은 가마솥-증발기에서 미리 준비된다(도 2). 모(parent) 작용제, 즉 비활성 가스(예를 들면 아르곤) 및 액체 마그네슘은 거기에 개별적로 도입되고, 반면 기상 마그네슘 및 비활성 가스의 2-성분 유동은 가마솥으로부터 제거되고 반응기(도 1)로 보내진다(도 1).
The use of the technique of the present invention requires the gas phase of aluminum chloride to be introduced through the injector 7 into the top of the cylinder of steel 1 associated with the reactor (FIG. 1). Vapor or vapor phase magnesium mixed with the inert gas introduces the same way back-flow through the injector 8. This mixing is prepared in advance in the cauldron-evaporator (FIG. 2). The parent agent, ie inert gas (eg argon) and liquid magnesium, is introduced there separately, while the two-component flow of gaseous magnesium and inert gas is removed from the cauldron and sent to the reactor (FIG. 1). (FIG. 1).

형성된 액체 알루미늄 및 염화마그네슘은 부착 표면(6)(도 1)을 응축하고 합체하고 반응기의 원뿔 부품 내로 조금씩 떨어지고 추가로 탭 홀(11)을 통하여 액체 알루미늄 및 염화마그네슘은 회수 제품, 즉 알루미늄(13) 및 염화마그네슘(12)으로서 팬(14) 내로 얻어진다. 잔류물 기상 혼합물은 브랜치 파이프(15)(도 1)를 통하여 추출된다. 이러한 혼합물은 파이프(20)를 통하여 분리 유닛 내로 도입되고(도 3), 이어서 로크 유닛(22)을 통하여 분리 유닛으로부터 제거된 마그네슘은 가마솥-증발기 내로 역으로 복귀되며 반면 기상이 주입기(7)(도1)를 통하여 반응기 내로 역으로 회수할 때, 알루미늄 염화물이 파이프(21)를 통하여 추출된다.
The liquid aluminum and magnesium chloride formed condensate and coalesce the attachment surface 6 (FIG. 1) and fall slightly into the conical part of the reactor and further through the tapped holes 11 the liquid aluminum and magnesium chloride are recovered product, namely aluminum (13). ) And magnesium chloride 12 into the pan 14. The residue gaseous mixture is extracted through branch pipe 15 (FIG. 1). This mixture is introduced into the separation unit via pipe 20 (FIG. 3), and then the magnesium removed from the separation unit via lock unit 22 is returned back into the cauldron-evaporator while the gas phase is injector 7 ( Upon recovery back into the reactor through FIG. 1), aluminum chloride is extracted through the pipe 21.

산업상 이용가능성Industrial availability

제출된 본 발명의 실현성은 의심을 일으키지 않으며 이의 4염화물로부터 티타늄의 마그네슘-열 회수의 유사하지만 매우 많이 더 복합한 프로세스가 이용가능하고 USA, 러시아 연방 및 UIS의 일부 국가에서 널리 이용된 사실에 의해 확인된다.
The practicality of the present invention submitted is without question and is due to the fact that similar but very much more complex processes of magnesium-heat recovery of titanium from its tetrachloride are available and widely used in the USA, the Russian Federation and some countries of the UIS. It is confirmed.

제출된 본 발명은 알루미늄 수용의 기술 및 새로운 장비에 관한 많은 장점을 위해 제공된다. 이는 새로운 제조 설비를 제조하는데 낮은 재정 지출 및 상기 장치의 정해지지 않은 높은 유닛 효율이다. 밀봉 및 상기 제조의 생태학적 안전을 보정한다. 고된 수동 노동은 제조로부터 배제되고 프로세스의 완전한 자동화를 생각할 수 있다. 장치 내의 알루미늄 회수는 상당한 양(+)의 열화학적 및 가열 효과로 발생되고 실제로 외부로부터 임의의 에너지 소모 없이, 자가 생산 모드 없이 이루어진다.The present invention has been provided for many advantages regarding the technology and new equipment of aluminum acceptance. This is a low financial expense and undetermined high unit efficiency of the device for manufacturing new manufacturing equipment. Correct the sealing and ecological safety of the preparation. Heavy manual labor is excluded from manufacturing and conceivable of complete automation of the process. The aluminum recovery in the device occurs with a significant amount of thermochemical and heating effects and is actually without self-producing mode, without any energy consumption from the outside.

Claims (3)

불활성 가스의 유동에서 마그네슘으로 삼염화알루미늄으로부터 알루미늄의 금속열 회수에 의해 알루미늄을 생산하는 방법으로서,
모 물질(parent substance)이 기상 물질로서 프로세스 내로 유입되고 결과 제품, 알루미늄 및 염화 마그네슘이 용융된 액체 물질로서 배출되는 것을 특징으로 하는,
알루미늄 생산 방법.
A method of producing aluminum by metal heat recovery of aluminum from aluminum trichloride to magnesium in a flow of inert gas,
Characterized in that the parent substance is introduced into the process as a gaseous substance and the resulting product, aluminum and magnesium chloride, is discharged as a molten liquid substance,
Aluminum production method.
제 1 항에 있어서,
상기 회수가 900℃ 내지 1150 ℃의 온도 및 0.01 at. 내지 5.00 at의 총 압력으로 수행되며, 모 혼합물(parent mix) 내의 염화알루미늄 및 마그네슘의 질량 상관 관계가 3.69 : 1.00인 것을 특징으로 하는,
알루미늄 생산 방법.
The method of claim 1,
The recovery was at a temperature of 900 ° C. to 1150 ° C. and 0.01 at. To a total pressure of from 5.00 at, characterized in that the mass correlation of aluminum chloride and magnesium in the parent mix is 3.69: 1.00,
Aluminum production method.
제 1 항에서 청구된 방법을 수행하기 위한 장치로서,
세라믹으로 제조된 얇은 벽형 부착물을 구비한 원통형 반응기를 포함하고, 상기 얇은 벽형 부착물은 원뿔형 하부 부품을 가지는 반응기 내부에 위치되는, 장치에 있어서,
상기 반응기는 불활성 가스의 유동 내로 마그네슘의 가마솥-증발기가 구비되고, 액체 마그네슘을 위한 장치는 잔류 혼합물과 염화알루미늄으로부터 분리되고, 상기 가마솥-증발기는 상기 반응기의 전방에 설치되고, 상기 분리 장치가 상기 반응기 다음에 배치되고 상기 장치의 구성요소들 모두는 방화성 재료로 내부를 라이닝하는 것을 특징으로 하는,
장치.
An apparatus for performing the method claimed in claim 1, comprising:
1. A device comprising a cylindrical reactor having a thin wall attachment made of ceramic, wherein the thin wall attachment is located inside the reactor having a conical bottom part.
The reactor is equipped with a cauldron-evaporator of magnesium into a flow of inert gas, a device for liquid magnesium is separated from the residual mixture and aluminum chloride, the cauldron-evaporator is installed in front of the reactor, and the separation device is Disposed after the reactor and all of the components of the apparatus are lined inside with a fire retardant material,
Device.
KR1020127028895A 2010-11-08 2011-09-06 Method for producing aluminium by metallothermic reduction of trichloride with magnesium and apparatus for carrying out said method KR101491891B1 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010145493 2010-11-08
RU2010145493/02A RU2478126C2 (en) 2010-11-08 2010-11-08 Method of aluminium production by metal-thermal reduction
RU2011102356/02A RU2476613C2 (en) 2011-01-21 2011-01-21 Device for metallothermic reduction of aluminium from its trichloride with magnesium
RU2011102356 2011-01-21
PCT/RU2011/000676 WO2012064220A1 (en) 2010-11-08 2011-09-06 Method for producing aluminium by metallothermic reduction of trichloride with magnesium and apparatus for carrying out said method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20130020675A true KR20130020675A (en) 2013-02-27
KR101491891B1 KR101491891B1 (en) 2015-02-11

Family

ID=46051174

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020127028895A KR101491891B1 (en) 2010-11-08 2011-09-06 Method for producing aluminium by metallothermic reduction of trichloride with magnesium and apparatus for carrying out said method

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20130036869A1 (en)
EP (1) EP2639320A4 (en)
JP (1) JP2014502307A (en)
KR (1) KR101491891B1 (en)
CN (1) CN102959104A (en)
AU (1) AU2011326897A1 (en)
BR (1) BR112013000737A2 (en)
CA (1) CA2794546A1 (en)
WO (1) WO2012064220A1 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3828136A1 (en) * 2014-09-12 2021-06-02 Usalco LLC Aluminum chloride derivatives
CN111118354A (en) * 2020-03-13 2020-05-08 青海大学 Method for recovering waste aluminum scraps by metal magnesium reduction method

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2205854A (en) 1937-07-10 1940-06-25 Kroll Wilhelm Method for manufacturing titanium and alloys thereof
BE657186A (en) * 1963-12-16
AT282210B (en) * 1966-08-29 1970-06-25 Conzinc Riotinto Ltd Process and device for the production of aluminum and aluminum alloys
US3918960A (en) * 1969-09-29 1975-11-11 Applied Aluminum Res Corp Method for the production of aluminum
US3844771A (en) * 1970-01-06 1974-10-29 Dow Chemical Co Method for condensing metal vapor mixtures
US3661558A (en) * 1970-02-16 1972-05-09 Dorr Oliver Inc Process and apparatus for distributing slurry to a reaction furnance
US3713811A (en) * 1971-04-29 1973-01-30 Applied Aluminum Res Corp Process for producing aluminum
US3775093A (en) * 1971-12-27 1973-11-27 Dow Chemical Co Ebullient cooling of high temperature metalliferous vapors
DE2318262A1 (en) * 1973-04-11 1974-10-31 Halomet Ag PROCESS FOR THE EXTRACTION OF METALS FROM HALOGENIDES USING REDUCING METALS
CA1092787A (en) * 1976-03-15 1981-01-06 Westinghouse Electric Corporation Chlorination process for producing aluminum
JPS5818142B2 (en) * 1976-03-29 1983-04-11 日本鉱業株式会社 Equipment for supplying solid sublimable substances to high-temperature parts
LU81469A1 (en) * 1979-07-05 1981-02-03 Luniversite Libre Bruxelles PROCESS AND PLANT FOR THE PRODUCTION OF REACTIVE METALS BY REDUCTION OF THEIR HALIDES
CN1196398A (en) * 1997-04-12 1998-10-21 钟正伟 Producing metal aluminium by thermal reduction method
CA2240450A1 (en) * 1998-06-12 1999-12-12 Michael Mourad Hanna Process for the treatment of roasted metal sulphide ores and ferrites
JP2002539595A (en) * 1999-03-15 2002-11-19 ケース ウェスタン リザーブ ユニバーシティ Metal sponge for rapid surface chemistry
AU2003270305A1 (en) * 2002-10-07 2004-05-04 International Titanium Powder, Llc. System and method of producing metals and alloys
CN100559125C (en) 2007-05-25 2009-11-11 北京航空航天大学 A kind of spacecraft attitude based on Euler-q algorithm and DD2 filtering is determined method

Also Published As

Publication number Publication date
EP2639320A4 (en) 2015-04-29
EP2639320A1 (en) 2013-09-18
JP2014502307A (en) 2014-01-30
WO2012064220A1 (en) 2012-05-18
CN102959104A (en) 2013-03-06
CA2794546A1 (en) 2012-05-18
KR101491891B1 (en) 2015-02-11
US20130036869A1 (en) 2013-02-14
BR112013000737A2 (en) 2017-01-31
AU2011326897A1 (en) 2013-02-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4401467A (en) Continuous titanium process
CN103298742B (en) A kind of technique manufacturing titanium chloride
Yuan et al. Aluminum production by carbothermo-chlorination reduction of alumina in vacuum
CN114672850A (en) Method for preparing metal titanium by separating titanium-aluminum alloy through molten salt electrolytic deoxidation
KR101491891B1 (en) Method for producing aluminium by metallothermic reduction of trichloride with magnesium and apparatus for carrying out said method
Li et al. Behavior of magnesium impurity during carbochlorination of magnesium-bearing titanium slag in chloride media
CN110819822B (en) Electric heating aluminum smelting device
CN109110789B (en) Method for preparing beryllium fluoride and method for preparing ultra-pure metallic beryllium
Sharma A new electrolytic magnesium production process
Mirji et al. Technological challenges in extractive metallurgy and refining of Nb, Ta and preparation of their compounds & alloys
Friedrich et al. Production technologies of magnesium
CN107285354B (en) Aluminum carbonaceous dangerous waste watery fusion permeates continuous separation method and products obtained therefrom
RU2476613C2 (en) Device for metallothermic reduction of aluminium from its trichloride with magnesium
RU2478126C2 (en) Method of aluminium production by metal-thermal reduction
Nagesh et al. Development of indigenous technology for production of titanium sponge by the Kroll process
Guo et al. Liquid-metal-electrode-assisted electrolysis for the production of sodium and magnesium
Jain et al. Electroextraction of boron from boron carbide scrap
CN109097602B (en) Thermal dissociation reactor, method for purifying coarse beryllium powder into ingot and method for preparing ultra-high-purity metal beryllium
Kanari et al. Processing of magnesium bearing materials by dry chlorination-An overview of kinetic aspects
Kroll The pyrometallurgy of halides
Tawalbeh Kinetics Study of the Digestion of Magnesium Chloride Dihydrate in a Molten Salt Electrolyte
Choi et al. Study for production of zirconium sponge by separated-reduction process
Balomenos et al. Carbothermic reduction methods for alumina
Takeda et al. A new high speed titanium production by subhalide reduction process
Yu et al. Carbothermic Reduction and Chlorination of Alumina with Coal in Vacuum

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
LAPS Lapse due to unpaid annual fee