LU82561A1 - Procede et installation pour la production de metaux reactifs,allies ou non,par reduction de leurs halogenures - Google Patents

Description

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La présente invention est relative à un procédé pour la production, de préférence en continu, de métaux réactifs, alliés ou non, par réaction de leurs ha-logénures, notamment chlorures, avec un agent de réduction, à une température supérieure à la température de fusion du métal à élaborer.

Par métaux réactifs, il y a lieu d'enten-! dre, pour la présente invention, le titane, le zirconium, le hafnium, le tantale, le niobium, le molybdène, le tungstène, le vanadium, l'aluminium, le silicium, le cobalt, le nickel, le magnésium, le thorium, l'uranium, le [ béryllium et de chrome.

! | Les procédés connus pour préparer les mé taux susdits présentent généralement l'inconvénient, i: soit d'être discontinus, soit de nécessiter une étape de refusion du métal, soit d'être coûteux en énergie, soit I d’avoir des rendements métallurgiques très faibles.

Un des buts essentiels de la présente invention consiste à proposer un procédé gui permet de remédier à ces inconvénients.

Il s'agit plus particulièrement d'un procédé gui permet d'obtenir les résultats suivants : - Les métaux se forment directement et en continu à l'état liguide, la chaleur nécessaire à la fusion de certains métaux, ou du moins une partie de celle-ci, est fournie : , par des réactions exothermiques, ce gui permet donc d'é conomiser une partie importante d'énergie, ; - Le métal est recueilli sous une forme dense, de préfé- f I rence dans une lingotière en cuivre refroidie.

! i A cet effet, le procédé suivant l'inven- i tion consiste à solidifier le métal élaboré tout en i maintenant dans la zone réactionnelle, où a lieu la, i \ • - « . 4 S 3 j j j réduction,, une couche de ce métal à l'état liquide, la température étant de plus supérieure à la température d'ébullition ou de sublimation des autres produits de réaction, à la pression où a lieu la réduction, ces autres produits de réaction étant évacués, sensiblement en continu, à· l'état gazeux.

Avantageusement, il consiste à maintenir une couche de métal à élaborer à l'état liquide au-dessus du métal solidifié, ce dernier se présentant sous forme d'un lingot qui est extrait sensiblement en continu, au fur et à mesure de l'élaboration dudit métal.

Suivant une forme de réalisation particulière de l'invention, on introduit les réactifs dans la |i! zone réactionnelle susdite à l'état gazeux.

Suivant une forme de réalisation préférentielle, on introduit les réactifs dans la zone réactionnelle suivant un courant tourbillonnaire de manière à permettre la coalescence des gouttelettes de métal liquides formées par la réaction dans ce courant et à les soumettre à une force centrifuge.

iî L'invention concerne également une instal- 1* lation pour la mise en oeuvre du procédé susdit.

Cette installation est caractérisée par le fait qu'elle comprend un dispositif pour introduire, à l'état gazeux, les réactifs participant à la réaction susdite dans la partie supérieure d'une lingotière re- froidie, et un dispositif pour l'évacuation, en continu, ë | des gaz provenant de la réduction.

4 Enfin 1'invention concerne encore le mé- ital élaboré par la mise en oeuvre du procédé et/ou au moyen de l'installation tels que décrits ci-dessus. / ! / 1 ^ •3 ! 4 4 t D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre d'exemple non limitatif, avec référence aux dessins annexés, de quelques formes de réalisation particulières du procédé et de l'installation suivant l'invention.

La figure 1 est une vue schématique d'une première forme de réalisation du procédé et de l'installation suivant l'invention.

1 La figure 2 est une représentation sché matique d'une deuxième forme de réalisation de ce procédé et de cette installation.

La figure 3 est une vue schématique en élévation et en coupe d'une troisième forme de réalisation du procédé et de l’installation suivant l'invention.

La figure 4 est une coupe suivant la ligne IV-IV de la figure 3.

! Dans les différentes figures, les mêmes | chiffres de référence désignent des éléments analogues | ou identiques.

! Suivant le procédé de l'invention, on ef- [ ; fectue la réduction d’un halogênure d’un métal à produire, ! notamment du chlorure de celui-ci, à une température su- | périeure au point de fusion du métal en voie d1élabora- ί tion.

. Plus particulièrement, la température de | réaction est maintenue également supérieure à la tempéra- ! ture d'ébullition ou de sublimation de toutes les sub- i stances autres que le métal présentes dans la zone ré- i actionnelle, à la pression à laquelle a lieu la réduction..

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Ces substances quittent, par conséquent, spontanément la / / i zone réactionnelle à l'état gazeux. /* · ! ^ / i

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Le procédé suivant 1'invention permet, en particulier, de diminuer considérablement le prix de revient du titane, ce gui le rend accessible à de nombreuses applications dans toute l'industrie. Ce procédé s'applique également à la production en continu du zirconium, du hafnium, du tantale, du niobium, du molybdène, du tungstène, de l'aluminium, du silicium, du cobalt, du nickel, du magnésium, du thorium, de l'uranium, du béryllium et du chrome.

L'invention concerne, comme indiqué déjà ci-dessus, de plus, une installation pour la préparation,

Ien continu, de ces métaux réactifs par la réduction de leurs halogénures, notamment pour la mise en oeuvre du procédé susdit.

Cette installation constitue un appareillage fontionnel propre à un usage- à échelle industrielle à i très haute productivité.

Les figures annexées permettent d'illustrer » l plus concrètement quelques formes de réalisation particu- ? lières du procédé et.de l'installation suivant l'inven- l tion pour la production de métaux réactifs par réduction de leurs halogénures.

La forme de réalisation montrée schémati-! . quement à la figure 1 comprend une chambre fermée 1 ! située au-dessus d'ure lingotière 2 refroidie, notamment K par une circulation d'eau non représentée, un dispositif -i 3 pour introduire des réactifs participant à la réduction susdite dans la partie supérieure 2 * de la lingotière 2 | et un dispositif 4 pour l'évacuation en continu des gaz | provenant de la réduction.

j Le dispositif 3 pour introduire les ré- I actifs dans la partie supérieure 2* de la lingotière com- I prend, pour l'halogénure du métal à élaborer, une pre- / l / -Ί i 6 i mière enceinte 5, située dans un four 6, reliée par l'intermédiaire d'une pompe volumétrique 7 à une deuxième en- i ceinte 8 prévue dans un autre four 9.

Cette seconde enceinte communique par un tuyau d'injection 10 avec cette partie supérieure 2*.

Une enceinte 11, également prévue dans un four 12 et destinée à contenir un métal réducteur, est j reliée, par l'intermédiaire d'une pompe volumétrique 13, I à une autre enceinte 14 du four 9. Cette enceinte 14 est, de son côté, reliée à la chambre fermée 1 . par un . tuyau d'injection 15.

La forme de réalisation de l'installation montrée à la figure 1 convient surtout pour la réduction d'halogénures métalliques se présentant à l'état liquide à pression voisine de la pression atmosphérique dans un domaine de température suffisamment étendu.

Dans ce cas, l'halogénure est maintenu à l'état liquide dans l’enceinte 5 par chauffage éventuel au moyen du four 6 et est pompé, au moyen de la pompe 7, dans l'enceinte 8 du four 9 où il est porté à*ébullition.

Cet halogénure métallique gazeux est alors introduit dans la partie supérieure 2' par l'intermédiaire du tube d'injection 10.

Le métal réducteur contenu dans l'enceinte 11 est maintenu à une température supérieure d'environ 50°C à sa température de fusion grâce au four 12.

Ce métal réducteur fondu est transvasé ; au moyen de la pompe 13 à l'intérieur de l'enceinte 14 où il est également porté à ébullition.

Le métal réducteur à l'état gazeux est alors introduit, de manière contrôlée,dans la zone réactionnelle de la chambre fermée 1j par l'intermédiaire du/ tuyau d'injection 15. //^ L/ - 7 i ! ?; *

Le débit du métal réducteur gazeux est réglé par le débit du métal liquide au moyen de la pompe volumétrique 7 ou d'une régulation de puissance à l'étape de vaporisation, non représentée à la figure 1.

Dans la zone réactionnelle située dans la partie 21 de la lingotière 2 , la température est supérieure à la température de fusion du métal à élaborer ainsi qu'à la température d'ébullition ou de sublimation de toutes les autres substances participant à la réaction.

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Le métal élaboré est recueilli dans la lingotière 2 qui est formée d'un cylindre en cuivre à double paroi refroidie.

La couche supérieure 16 du métal en contact

Iavec la zone réactionnelle reste à l'état liquide,tandis que le métal 17 situé autour et en dessous de cette couche est solidifié grâce audit refroidissement et forme un il I lingot qui est extrait en continu vers le bas,comme in- Û diqué par la flèche 18, par des moyens connus en soi, tels I que des galets actionnés, non représentés à la figure.

| Toutes les substances, autres gue le métal, I guittent. la zone réactionnelle par le dispositif 4 formé

Ipar une cheminée d'évacuation. Ces gaz peuvent être éventuellement dirigés vers un condenseur, non représenté, pour récupérer les réactifs non consommés.

La chambre fermée 1 étant étanche, une atmosphère de gaz inerte, tel que argon ou hélium, peut, le cas échéant, être établie dans cette chambre par un f dispositif 19, contenant un tel gaz, qui est relié, par *! ^ l'intermédiaire d'un tube 20, à cette chambre 1.

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La figure 2 représente une deuxième forme de réalisation de l'installation suivant l’invention pour la préparation de métaux réactifs par réduction de leurs halogénures.

Cette forme de réalisation se distingue par rapport à celle montrée à la figure 1 par le fait que seulement une enceinte 5 est prévue dans le dispositif 3 pour introduire l'halogénure dans la partie supérieure 2' | de la lingotière.

Cette forme de réalisation convient particulièrement pour le cas où l'halogénure n'est pas liquide, comme pour le zirconium et le hafnium.

De tels halogénures sont amenés à l'état gazeux par sublimation en les chauffant au moyen du S four 6.

Le débit gazeux de ces halogénures vers la

Izone réactionnelle est imposé par la puissance dissipée par ce four.

Avantageusement, notamment pour les métaux peu réfractaires, tels que le titane, l'aluminium, le silicium, le zirconium, le thorium, le vanadium, le chrome, le cobalt, le magnésium, l'uranium et même le nickel, la réaction de réduction est conduite dans des conditions | telles que les calories p-.ur maintenir la zone réaction- ! nelle à la température susdite, c'est-à-dire supérieure ! à la température de fusion du métal à produire et à la f ! température d'ébullition ou de sublimation de toutes les [ i autres substances participant à la réaction, soient uni- | quement fournies par la réaction exothermique entre / I l'halogénure du métal à élaborer et le métal réducteur, i . · / ··/ tel qu'un métal alcalin ou alcalino-terreux. / ./ il /·

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Pour les métaux moyennement réfractaires, on peut séparer le métal à élaborer par réduction simultanée de l'halogénure par un tel métal réducteur et par de l'hydrogène. Il s'agit notamment de métaux tels que le titane, le zirconium, le thorium, l'uranium, le hafnium, le chrome, le cobalt, le vanadium et éventuellement, dans certains cas, le nickel.

Enfin, pour des métaux très réfractaires, tels que le tantale,le niobium, le molybdène, le tungstène et le hafnium, on élabore avantageusement le métal

Ipar réduction,à l'hydrogène,de l'halogénure correspondant.

Lorsqu'un chauffage extérieur à celui produit éventuellement par la réaction de réduction s'avère nécessaire, on peut avantageusement faire usage d'un ’ arc électrique, d'un chalumeau à plasma d'arc ou à plasma inductif, d'un four à image ou d'un faisceau laser, j Les figures 3 et 4 concernent une troisiè me forme de réalisation d'une partie essentielle du pro- ! ! cédé et de l'installation suivant l'invention qui présen- : te l'avantage de permettre d'obtenir un rendement de pro- 1 duction très important du métal à élaborer, j Ce procédé se caractérise par le fait qu'on introduit les réactifs à l'état gazeux dans la zone réac-I tionnelle, gui se situe u.-ns la partie supérieure 2' de la lingotière 2, suivant un courant tourbillonnaire. Ainsi, des fines gouttelettes de métal formées dans ce courant t j s'unissent par collision pour former des gouttes plus vo- j lumineuses. Ces dernières sont alors projetées sous l'ef fet de la force centrifuge,produite par ce mouvement tou^r-! billonnaire, hors du courant pour s'agglomérer sur / W"· / I / 1 i i i ' 1 10 ί t i les parois latérales de la lingotière et y- ruisselent par gravité pour rejoindre la couche 16 surnageant le lingot 17.

Ceci présente le grand avantage d'obtenir une séparation très rapide, continue et également très poussée du métal élaboré hors des réactifs et produits de réaction gazeux.

Un moyen très simple pour créer ce mouve-* ment tourbillonnaire du courant gazeux dans la zone ré actionnelle est d'introduire les réactifs gazeux dans cette dernière suivant des directionsinclinées par rapport à la verticale de manière telle à former p.e. un courant circulaire, ou .en hélice.

Dans la forme de réalisation montrée aux | figures 3 et 4, chacun des deux réactifs est introduit ! , .

! dans la partie supérieure 21 de la lingotière simultané- | ment en plusieurs endroits de manière à créer, d'une i part, un débit élevé des réactifs et, d'autre part, en [ un minimum de temps, un mélange et un contact aussi h intime que possible entre les différents réactifs.

De plus, pour créer ce courant circulaire ou en hélice. Chacun des tubes 10 et 15 se termine dans la zone réactionnelle en forme de bras (p.e. deux)munis de bouches d'injection 10*. 10", 15',15" gui sont orientées ί suivant des directions situées dans des plans tangents à | des cylindres coaxiaux à la lingotière 2 et présentant des composantes horizontales orientées dans le même sens circulaire.

I Ces bouches d'injection se situent dans ou légèrement en dessous d'un couvercle 21 qui ferme de maniè re étanche la partie supérieure 2' de la lingotière et qui 1 est muni d'un dispositif 4 destiné à permettre l'évacuation i / //

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11 des produits de la réaction autre que le métal.

Ci-après sont donnés quelques exemples pratiques de préparation de métaux réactifs suivant le procédé de l'invention.

Exemple 1.

Du titane a été produit par la réaction de chlorure de titane au moyen de sodium dans l'installation suivant la figure 1.

Le métal réducteur, formé donc par le % sodium, a été maintenu dans l'enceinte 11 à une température de l'ordre de 150°C, soit environ 50°C au-dessus du point de fusion, au moyen du four 12 qui est-.ide préférence constitué par un four électrique à résistance.

| La température de toute là partie supérieu- i re 2' a été maintenue à une valeur supérieure à la tempé- ! rature d'ébullition des réactifs, notamment de l'ordre de 1.100°C.

Les quantités relatives de sodium et de chlorure de titane introduites dans cette partie supé-! rieure 2' de la lingotière ont été réglées en agissant sur le débit des pompes volumétriques 7 et 13.

Le chlorure de titane étant liquide à température ambiante, celui-ci ne nécessitait aucun chauf-I % fage dans l'enceinte 5, de sorte que le four 6 a pu être mis hors service.

Avant d'injecter les réactifs, on a d'abord dégazé plusieurs fois la chambre 1 en la mettant i i sous vide et en assurant un balayage d'argon par le tube 20 à la pression atmosphérique ou légèrement supérieure à cette dernière.

| Le débit total des réactifs a été réglé t i de manière à assurer, dans la zone réactionnelle de la, /7, i s / / /

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j 4 12 partie supérieure 2' de la lingotière, une température supérieure à la température de fusion du métal (1688°C) soit de l'ordre de 1750°C.

Le débit horaire du chlorure de titane était de 2,6 m3 (4,4 tonnes) et de sodium de 2,7 tonnes. Ce rapport des réactifs a . assuré ainsi un excès de sodium de 25% ce gui a favorisé la réaction.

La chaleur de réaction était suffisante pour maintenir, dans la zone réactionnelle, la température de 1750°C.

Le refroidissement de la lingotière 2, gui est donc constituée par un cylindre de cuivre, ou d'un de ses alliages, à double paroi à l'intérieur de laguelle circule un fluide réfrigérant, a été réglée de manière à maintenir une couche de métal produit à l'état liguide à la partie supérieure du lingot. La température de ce métal liguide a été maintenue supérieure de 15 à 30°C à son point de fusion.

Il a été possible d'élaborer ainsi une tonne de titane par heure sous forme d'un lingot homogène et massif pouvant être soumis directement au forgeage et au laminage.

Le rendement métallurgique était voisin de 90%.

Au cours cette réduction, les fumées quittaient au fur et à mesure la zone réactionnelle. Elles contenaient du chlorure de sodium gazeux, des sous-chlorures de titane et un excès de sodium. Ces gaz ont été acheminés vers un condenseur dans leguel la réduction complète du métal a été achevée à basse température, formant ainsi des dendrites gui ont été réinjectées dans^ la couche liguide du métal formé au-dessus du lingot. / /·/ / / * .( !? !j i 13 i'i (

Les lingotières utilisées ont des diamètres compris entre 80 et 160 mm et des hauteurs comprises entre 200 et 400 mm.

1 Lorsque les lingots présentent un diamètre de 150 mm ils sont extraits à une vitesse de l'ordre de 210 mm par minute, tandis que ceux qui présentent un diamètre de 100 mm sont extraits à une vitesse de 470 mm par minute, pour les débits indiqués ci-dessus.

Exemple 2.

Du titane a été produit par réduction simultanée de chlorure de titane au moyen de sodium et d'hydrogène.

I Les installations schématisées à- la figure I 1 et aux figures 3 et 4 ont été utilisées, complétée tou- ! tefois par un chalumeau à plasma d'hydrogène non repré- 'ï! * i J sente.

j 4,4 kg de titane de chlorure gazeux, 2,7kg ! •j de sodium gazeux et 1,2 m3 d'hydrogène par heure ont été | introduits dans la zone réactionnelle dans laquelle une | température comprise entre 2450 K et 3570 K et de préfé- s rence 3000 K a été maintenue.

I L'excès d'hydrogène aâé recyclé.

I Les conditions quant à la température des i . réactifs et de la zone réactionnelle -, ainsi que I la méthode d'injection étaient identiques à celles de I l'exemple 1.

I La quantité de titane produite par heure h| était de l'ordre de 1 kg.

I A cette échelle réduite, en raison des per- ! tes thermiques importantes, un chauffage d'appoint s'était :j avéré nécessaire.

| Quoique ce chauffage d'appoint pouvait j i être réalisé soit par un arc électrique, soit par u^ // i I 14 i [ four à image, soit par un faisceau laser ou encore tout autre dispositif adéquat, une solution efficace était l'utilisation d'un chalumeau à plasma d'hydrogène.

En effet, le gaz plasmagène est un réducteur du chlorure de titane et il a été ainsi possible de réduire simultanément le chlorure de titane par le sodium et l'hydrogène.

La réduction par le sodium est exothermique alors que la réduction par l'hydrogène est endothermique; par conséquent, le fait de réaliser les deux réactions simultanément a comme effet que, s'il advient que la température de réaction varie, une des deux réactions sera toujours favorisée et le rendement métallurgique global sera donc supérieur au rendement de chacune des deux réactions prises séparément, i Exemple 3.

| Du zirconium a été produit par réduction du f ! tétrachlorure de zirconium au moyen de sodium.

[ ! Etant donné que le tétrachlorure de zirco nium n'est pas liquide, une installation du type montré i à la figure 2 a est utilisée.

! Le tétrachlorure de zirconium sublime en | effet à pression atmosphérique à 331°C.

Le sodium a été porté à ébullition dans ; l'enceinte 14 par le four 9 avant d'être injecté, au moyen i [ du tube 15, dans la partie supérieure 2' de la lingotière 2, tandis que le tétrachlorure de zirconium a été sublimé dans 1'enceinte 5 par chauffage au moyen du four 6.

Le débit gazeux de cet halogénure a été imposé par la puissance dissipée par ce four 6.

On a ainsi préparé 9 kg de zirconium par heure par la réduction de 23 kg de tétrachlorure de zir~ !1 15 j .

conium avec 5 kg de sodium.

Le rapport des réactifs a assuré un excès j de sodium de 25%.

Les autres conditions étaient identiques ' à celles des exemples précédents, si ce n'est que le débit des réactifs étaient tel à assurer dans la zone réactionnelle une température supérieure à la température de fu-! sion du zirconium (1860°C), de l'ordre de 1900°C.

; . Exemple 4.

Du tantale a été préparé par réduction de chlorure de tantale au moyen d'hydrogène.

Etant donné qu'il s'agit d'un métal très réfractaire, l'élaboration de ce métal à l'état liquide exige. des températures supérieures à 3000°C.

Généralement, la réduction métallothermi-

Ique du chlorure ne fournit pas assez de calories pour atteindre cette température; de plus, la réaction exothermique a un rendement métallurgique très faible aux températures très élevées.

C'est ainsi que, dans le présent cas, une I torche de plasma d'hydrogène s'était avéré particulière ment appropriée pour l'apport de ces calories.

En effet, il a été constaté, d'une part, que la température élevée nécessaire à la fusion du métal a été facilement atteinte et, d'autre part, que la ré-I duction par l'hydrogène a été favorisée par la températu- % re élevée, cette réduction étant une réaction endother- f migue.

« I Le tantale étant liquide entre 3000°C et ; il 5000°C, la température dans la zone réactionnelle a été / ,1 maintenue voisine de 4000°C. /.

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Par ailleurs, le chlorure de tantale fondant à environ 220°C, il était en principe possible d'imposer le débit au moyen d’une pompe volumétrique.

Toutefois, le domaine de température où le pentachlorure de tantale est liquide étant restreint (environ 20°C), il a été préférable d'imposer le débit gazeux de ce chlorure par la puissance dissipée par le four 6, suivant la forme de réalisation montrée à la figure 2 et tel qu'exposé dans l'exemple 3 susdit.

Ces conditions de réaction ont permis d'élaborer ainsi 1 kg de tantale par heure en réduisant 2,1 kg de pentachlorure de tantale par 1,2 m3 d'hydrogène, ce gui a assuré un excès important de réducteur (le rapport molaire H2/TaCl5 = 10).

IL'excès d'hydrogène a été recyclé pour la réduction.

Le métal a été solidifié dans la lingotiè-re en cuivre refroidie, comme dans les exemples précédents .

i 3 Comme il résulte de ce qui précède, il est essentiel que les réactifs soient introduits à l'état gazeux directement dans la partie supérieure de la lin-gotière et, p.e., non dans une chambre de réaction ♦ 1 ' séparée.

i II est bien entendu que l'invention n'est | pas limitée aux formes de réalisation décrites ci-dessus et que bien des variantes peuvent être envisagées sans sortir du cadre du présent brevet.

j C'est ainsi que ces métaux réactifs peuvent être préparés pur ou alliés à d'autres éléments réactifs ; ou non,tels que des alliages Titane-Aluminium-Vanadium/.

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Claims (19)

1.-Procédé pour la production de métaux réactifs, alliés ou non, par la réaction de leurs halogénu- ; i res, notamment chlorures,avec un agent de réduction,à une température supérieure à la température de fusion du métal a élaborer,caractérisé en ce qu'il consiste à solidifier le métal élaboré tout en maintenant dans la zone réactionnelle,où a lieu la réaction,une couche de ce métal à l'état liquide à une température supérieure à la température d'ébullition ou de sublimation des autres produits de réaction, a la pression à laquelle a lieu la réduction, ces autres produits de réaction étant évacués sensiblement en continu à l'état gazeux. !2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à maintenir la couche du métal I j élaboré à l'état liquide au-dessus du métal solidifié, ce ; j dernier se présentant sous forme d'un lingot qui est ex- j trait sensiblement en continu, au fur et à mesure de l'é- | laboration dudit métal.

3. Procédé suivant l'une ou l'autre des reven- I dications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on introduit les j réactifs, formés par les halogénures et l'agent de réduc- I tion,dans la zone réactionnelle susdite à l'état gazeux.

4. Procédé suivant l'une quelconque des re vendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on introduit les j réactifs dans la zone réactionnelle suivant un courant f tourbillonnaire, de manière à permettre la coalescence des gouttelettes de métal liquide formées par la réaction dans 4 ce courant et à les soumettre à une force centrifuge. . I // j // I ^ ï „tkl >

5,- Procédé suivant la revendication 4, ca-: ractérisé en ce gu1on introduit les réactifs dans la i zone réactionnelle suivant une direction inclinée par rap-I port à la verticale.

6. Procédé suivant l'une ou l'autre des re vendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'on introduit | . les réactifs dans la zone, réactionnelle suivant un courant i ! sensiblement circulaire ou en hélice. j . 7.- Procédé suivant l'une quelconque des re- j vendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on forme la zone I réactionnelle susdite dans la partie supérieure d'une ί | lingotière, où on maintient une couche du métal élaboré | à 1'état liquide.

8.- Procédé suivant la revendication 7, carac-. térisé en ce qu'on réalise, par force centrifuge, l'agglo mération de gouttelettes de métal produites dans le courant tourbillonnaire sur les parois latérales de la lingotière. i

9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisé en ce qu'on chauffe au moins un des réactifs, dans une première étape, jusqu'au-dessus de sa température de fusion, et, dans une deuxième étape, à la température d'ébullition du réactif ou une température supérieure à celle-ci, ledit réactif étant transféré, sensiblement en continu, de la première étape à la deuxième étape, par exemple au moyen d'une pompe volumétrique. 10, - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que, pour des réactifs qui subliment à pression atmosphérique, on règle le j débit de ceux-ci vers la zone réactionnelle par un contrôle des calories fournies auxdits réactifs. / / - t :! 19 I . .

11. Procédé suivant l'une quelconque des re vendications 1 à 10, caractérisé en ce que, notamment pour les métaux relativement peu réfractaires, tels que le titane, le zirconium, le thorium, le vanadium, le chrome, le cobalt, l'aluminium, le silicium, le magnésium et l'uranium, la réaction de réduction est conduite dans des condi- ί t tions telles que les calories pour maintenir la zone ré- ! actionnelle à la température susdite soient essentiellement fournies par la réaction exothermique entre l'halogé-nure du métal à élaborer et un métal réducteur, tel qu'un métal alcalin ou alcalino-terreux.

12,- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on sépare le mé- !tal à élaborer par réduction simultanée de l'halogénure de ce dernier par un métal réducteur, tel qu'un métal alcalin ou aIcalino-terreux, et de l'hydrogène.

13. Procédé suivant l'une quelconque des re- |ä vendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on élabore le métal par réduction à l'hydrogène de l'halogénure de ce dernier.

14.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 12 à 13, caractérisé en ce qu'on fournit, dans la zone réactionnelle, un apport de calories extérieures au moyen d'une torche de plasma d'hydrogène. j 15.- Procédé ρ..-ur la production de métaux | réactifs par réduction de leurs halogénures, tel que dé- *! crit ci-dessus ou illustré oar les dessins annexés. A *· i-| 16.- Installation pour la production de métaux ! 1 jl réactifs par réduction de leurs halogénures, notamment lj| pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque .j des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle | comprend un dispositif pour introduire, à l'état gazeux, / . des réactifs participant à la réduction susdite dans la partie supérieure d'une lingotière refroidie, et un dispositif pour l'évacuation en continu des gaz provenant de la réduction. 17, - Installation suivant la revendication 16, caractérisée en ce qu'elle comprend un dispositif pour maintenir dans la partie supérieure d'une lingotière refroidie une atmosphère sensiblement inerte. 18, - Installation suivant l'une ou l'autre des revendications 16 à 17, caractérisé en ce que le dispositif pour introduire les réactifs gazeux dans la partie supérieure de la lingotière comprend, pour chacun des réactifs, au moins un tube d'injection aboutissant,suivant une direction inclinée par rapport à la verticale, dans ou au-dessus de la partie supérieure de la lingotière, de manière à former dans cette partie, par ces réactifs, un courant sensiblement tourbillonnaire permettant de projeter, par une force centrifuge ainsi créée dans ce courant, des gouttes de métal élaboré hors de ce dernier.

19.- Installation suivant la revendication 18. caractérisée en ce que le dispositif susdit,pour l'é- | vacuation des gaz provenant de la réaction, comprend des | moyens pour aspirer,hors de la partie supérieure de la j , lingotière, ces gaz suivant une direction différente de celle de la force centrirn^c précitée. i

20. Installation suivant l*une quelconque | des revendication 16 à 19, caractérisé en ce que le dis positif pour introduire les réactifs dans la partie supé-; rieure de la lingotière comprend,pour chacun des réactifs ; destinés à être introduits dans cette partie, au moins. / / ! -V »“ if : H. I * / ... I ; 21 une enceinte âe préchauffage permettant d'introduire les réactifs à l'état gazeux dans celle-ci.

21. Installation suivant la revendication 20, | caractérisé en ce que le dispositif pour introduire les | réactifs dans la partie supérieure de la lingotière com prend, pour au moins un des réactifs, deux enceintes en ' série reliées entre elles par des moyens de transvasement, ,·! tels qu'une pompe volumétrique, des moyens de chauffage étant prévus pour chacune des enceintes, une première enceinte étant destinée à amener le réactif à l'état liquide, la seconde enceinte étant destinée à amener le réactif liquide provenant de la première enceinte à l'état de va-! peur et étant connectée à la partie supérieure de la lin gotière .

22.- Installation suivant l'une quelconque des | revendications 18 à 21, caractérisée en ce que les tubes | d'injection des réactifs débouchent en un endroit situé ;| sensiblement à proximité de la paroi latérale de la lin- ! gotière et suivant des directions situées dans des plans 1 tangents à des cylindres coaxiaux à la lingotière, ces jjj I directions présentant des composantes horizontales orien tées dans le même sens circulaire.

23.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 16 à 22, caractérisée en ce qu'elle comprend un couvercle â'adaptant, de manière sensiblement étanche, sur la partie supérieure de la lingotière.

24,- Installation suivant la revendication 23, caractérisée en ce que les tubes d'injection débouchent dans le couvercle.

25. Installation suivant l'une quelconque ; des revendications 16 à 24, caractérisée en ce qu'elle l comprend un dispositif de chauffage pour apporter des / î calories à la zone réactionnelle dans la partie supérieuO I / ? J .d ë « .. r re de la lingotière et/ou pour maintenir une partie du J métal élaboré à l'état liquide dans cette partie de la lingotière.

126.- Installation suivant l'une quelconque des revendications 16 à 25/ caractérisée en ce que des moyens sont prévus pour déplacer le lingot dans la lingccière au fur et à mesure de l'élaboration de métal à l'entrée de cette dernière. I ’ 27.- Installation pour la production ce métaux 1 réactifs telle que décrite ci-dessus ou montrée ans des- i 1 sins annexés. j] 28,- Métal ou alliage élaboré par la rise en il oeuvre du procédé et/ou de l'installation tels que décrits ;f il ci-dessus ou montrés aux dessins annexés. !? Il | :ssins : ........... plancivas i αα. pages dont Λ paae de carte I " λ î.......pages de description i ........é pages de revendications \ .....dû abrégé descriptif Luxembourg, le g***»· jl Le mandataire : / / Il ^Charles München I *7 Il ' i i| F $ j