NO159454B

NO159454B - PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF ALKALI AND EARTH ALKI METALS.

Info

Publication number: NO159454B
Application number: NO833786A
Authority: NO
Inventors: Rudolf Nowak; Gerhard Holland
Original assignee: Gerhard Holland
Priority date: 1983-10-18
Filing date: 1983-10-18
Publication date: 1988-09-19
Also published as: NO833786L; NO159454C

Description

Denne oppfinnelse angår en rent kjemisk prosess for fremstilling av alkali- og jordalkalimetaller ved reduksjon av deres halogenider med Ga, In eller Tl. This invention relates to a purely chemical process for the production of alkali and alkaline earth metals by reduction of their halides with Ga, In or Tl.

Halogenidene av Na, K og Mg er tilgjengelige fra rikholdige naturlige kilder. De blir dessuten dannet i betydelige mengder som reaksjonsprodukter av kjemiske og halogenid-metallurgiske prosesser. Da alkali- og jordalkalimetaller dessuten uten vanskelighet kan erholdes fra mineraler, bergarter og malmer, The halides of Na, K and Mg are available from abundant natural sources. They are also formed in significant quantities as reaction products of chemical and halide-metallurgical processes. Since alkali and alkaline earth metals can also be obtained without difficulty from minerals, rocks and ores,

er det allerede blitt foreslått en rekke kjemiske prosesser for fremstilling av alkali- og jordalkalimetaller ut fra deres halogenider, eksempelvis reduksjon av fluorider og klorider av Li, Na, K, Cs og Rb med Ca, CaC2 og Ba, såvel som reduksjon av BeF2 og BeCl2 med Mg eller Na; men disse reduksjonsmidler må fremstilles på forhånd, fortrinnsvis ved smelte-elektrolyse. a number of chemical processes have already been proposed for the production of alkali and alkaline earth metals from their halides, for example reduction of fluorides and chlorides of Li, Na, K, Cs and Rb with Ca, CaC2 and Ba, as well as reduction of BeF2 and BeCl2 with Mg or Na; but these reducing agents must be prepared in advance, preferably by melt electrolysis.

De nevnte prosesser har den ulempe at de nødvendige reduksjonsmidler Ca, Ba, Mg og CaC2 må fremstilles med et uøkonomisk høyt forbruk av elektrisk kraft. For eksempel krever utvinning av bare 1 tonn magnesium fra magnesiumklorid ved smelte-elektrolyse minst 17 000 kWh, og for fremstilling av 1 tonn natrium kreves 1,4 tonn kalsiumkarbid fra CaO og C ved et elektrisk kraftforbruk på 4 200 kWh, bortsett fra det dårlige rom-tid-utbytte i elektrolyseanlegg og det voluminøse elek-triske utstyr som er påkrevet for fremstilling av tilførsel av høy strømstyrke, hvilket også gjelder kalsiumkarbid-ovnéne. The aforementioned processes have the disadvantage that the necessary reducing agents Ca, Ba, Mg and CaC2 must be produced with an uneconomically high consumption of electrical power. For example, the extraction of just 1 ton of magnesium from magnesium chloride by melt electrolysis requires at least 17,000 kWh, and the production of 1 ton of sodium requires 1.4 tons of calcium carbide from CaO and C at an electrical power consumption of 4,200 kWh, apart from the poor space-time yield in electrolysis plants and the voluminous electrical equipment that is required for the production of a supply of high amperage, which also applies to the calcium carbide furnaces.

Den foreliggende oppfinnelse tar således, sikte på å til-veiebringe en fremsgangsmåte for kjemisk fremstilling eller utvinning av alkali- og jordalkalimetaller ut fra deres halogenider under anvendelse av reduksjonsmidler hvis resulterende halogenider likeledes kan regenereres kjemisk til de opprinnelige reduksjonsmidler, slik at forbruket av elektrisk kraft holdes på et minimum, idet elektrisitet bare kreves for transport. The present invention thus aims to provide a process for the chemical production or extraction of alkali and alkaline earth metals from their halides using reducing agents whose resulting halides can also be chemically regenerated into the original reducing agents, so that the consumption of electrical power is kept to a minimum, as electricity is only required for transport.

Det er blitt funnet at alkali- og jordalkalimetaller kan fremstilles på en meget økonomisk og dessuten teknologisk optimal måte ved at man går ut fra deres halogenider og an-vender gallium, indium eller thallium som reduksjonsmiddel og samtidig løsningsmiddel, hvis således dannede monohalogenider lett kan regenereres ved kjémiske prosesser til de respektive elementer. It has been found that alkali and alkaline earth metals can be produced in a very economical and also technologically optimal way by starting from their halides and using gallium, indium or thallium as reducing agent and at the same time solvent, if the monohalides thus formed can be easily regenerated by chemical processes to the respective elements.

I det følgende skal prinsippet ved fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen forklares på basis av fremstillingen av magnesium ut fra magnesiumklorid under anvendelse av gallium som reduksjonsmiddel og løsningsmiddel (figur 1); i samsvar med internasjonal bruk vil de følgende betegnelser bli be-nyttet: In the following, the principle of the method according to the invention will be explained on the basis of the production of magnesium from magnesium chloride using gallium as reducing agent and solvent (figure 1); in accordance with international usage, the following designations will be used:

Mg(l) ... oppløst i magnesium i flytende fase Mg(l) ... dissolved in magnesium in liquid phase

(s) ... fast (s) ... fixed

(1) ... flytende (1) ... liquid

(g) ... gassformig (g) ... gaseous

I halogenid-reduksjonskammeret I reduseres flytende rent MgC^ ved en temperatur på 1300°K med et overskudd av flytende Ga under dannelse av Mg, som - in statu nascendi - samtidig oppløses i overskuddet av Ga. In the halide reduction chamber I, liquid pure MgC^ is reduced at a temperature of 1300°K with an excess of liquid Ga to form Mg, which - in statu nascendi - simultaneously dissolves in the excess of Ga.

Resultatet er på den ene side Ga-Mg-smelte (oppløsning) og på den annen side GaCl-damp. The result is on the one hand Ga-Mg melt (solution) and on the other hand GaCl vapor.

I fraksjoneringskammeret II avdestilleres Mg fra Ga-Mg-smelten ved en temperatur på 1500°K, kondenseres til flytende Mg ved en temperatur på 950°K og uttas. Det vakuum (0,006 bar) som til å begynne med ble tilveiebrakt ved hjelp av en pumpe, opprettholdes konstant på grunn av Mg-damp-kondensasjonen. In the fractionation chamber II, Mg is distilled off from the Ga-Mg melt at a temperature of 1500°K, condensed to liquid Mg at a temperature of 950°K and withdrawn. The vacuum (0.006 bar) initially provided by a pump is maintained constant due to the Mg vapor condensation.

Det nesten Mg-frie Ga returneres til halogenid-reduksjonskammeret I. The almost Mg-free Ga is returned to the halide reduction chamber I.

I oksydasjonskammeret III oksyderes GaCl med luft og gir en røk av Ga20.j-støv og en blanding av Clj-^ ved en temperatur på 900°K. In the oxidation chamber III, GaCl is oxidized with air and gives a smoke of Ga20.j dust and a mixture of Clj-^ at a temperature of 900°K.

Ga20.j-støvet skilles fra C^-^-blandingen, og sistnevnte separeres i klor og nitrogen, og de to substanser uttas fra prosessen . The Ga20.j dust is separated from the C^-^ mixture, and the latter is separated into chlorine and nitrogen, and the two substances are withdrawn from the process.

I oksydreduksjonskammeret IV reduseres Ga203~støvet med karbon til Ga ved en temperatur på 1100°K, og Co dannes. In the oxide reduction chamber IV, the Ga203~dust is reduced with carbon to Ga at a temperature of 1100°K, and Co is formed.

Det flytende Ga returneres til reduksjonskammeret I. Det med luft forbrente CO tilfører varme for prosessen. The liquid Ga is returned to the reduction chamber I. The CO burned with air supplies heat for the process.

Den GaCl-damp som uttas fra halogenid-reduksjonskammeret I kan også omdannes til elementært Ga og GaCl^ ved at man øker trykket og/eller kjøler i henhold til prinsippet for disproporsjonering av lavere-gradige metallforbindelser (kammer V): The GaCl vapor withdrawn from the halide reduction chamber I can also be converted to elemental Ga and GaCl^ by increasing the pressure and/or cooling according to the principle of disproportionation of lower-grade metal compounds (chamber V):

Ga separeres fra GaCl^ og returneres til halogenid-reduksjonskammeret I. GaCl^ kan spaltes elektrolytisk til Ga og klor eller omdannes kjemisk til gallium og klorholdige produkter eller oksyderes med luft eller andre oksygenholdige gasser under dannelse av fritt klor og Ga203, som deretter reduseres med karbon eller karbonholdige materialer til elementært Ga. Ga is separated from GaCl^ and returned to the halide reduction chamber I. GaCl^ can be electrolytically decomposed into Ga and chlorine or chemically converted to gallium and chlorine-containing products or oxidized with air or other oxygen-containing gases to form free chlorine and Ga2O3, which are then reduced by carbon or carbonaceous materials to elemental Ga.

Oppfinnelsen gjør det selvsagt også mulig å fremstille blandinger av alkali- og/eller jordalkalimetaller ved sam-reduksjon av de respektive halogenider, og egnede reduksjonsmidler og løsningsmidler er også blandinger av Ga, In og Tl. Blandinger som disse har den fordel at den oppløsende evne for alkali- og jordalkalimetallene økes. The invention of course also makes it possible to prepare mixtures of alkali and/or alkaline earth metals by co-reduction of the respective halides, and suitable reducing agents and solvents are also mixtures of Ga, In and Tl. Mixtures such as these have the advantage that the dissolving ability for the alkali and alkaline earth metals is increased.

For enkelthetsskyld vil alkali-; og jordalkalimetaller såvel som blandinger derav i det følgende bli betegnet med "metaller" og Ga, In og Tl så vel som blandinger derav som "reduksjonsmetall". For the sake of simplicity, alkali-; and alkaline earth metals as well as mixtures thereof are hereinafter referred to as "metals" and Ga, In and Tl as well as mixtures thereof as "reduction metal".

Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen er karakterisert ved at (a) i det minste ett halogenid bringes til å reagere med gallium, indium, thallium eller blandinger derav som reduksjonsmetall i et reduksjonskammer ved temperaturer under kokepunktet for reduksjonsmetallet og ved et damptrykk i reduksjonskammeret lavere enn eller høyst likt med reaksjonstrykket under dannelse av det elementære metall og monohalogenidet av reduksjonsmetallet, og at mengden av reduksjonsmetall velges slik at den er tilstrekkelig til å redusere halogenidet og oppløse i det The method according to the invention is characterized in that (a) at least one halide is caused to react with gallium, indium, thallium or mixtures thereof as reduction metal in a reduction chamber at temperatures below the boiling point of the reduction metal and at a vapor pressure in the reduction chamber lower than or at most equal to with the reaction pressure during formation of the elemental metal and the monohalide of the reducing metal, and that the amount of reducing metal is chosen so that it is sufficient to reduce the halide and dissolve in it

minste en del av den dannede metallmengde, at least a part of the amount of metal formed,

(b) den ved reduksjonen dannede damp skilles fra metall-reduksjonsmetall-smelten og fjernes fra reduksjonskammeret (b) the steam formed by the reduction is separated from the metal-reduction-metal melt and removed from the reduction chamber

og and

(c) metallet avdestilleres fra metall-reduksjonsmetall- (c) the metal is distilled from metal-reduction metal-

smeiten i et fraksjoneringskammer, fjernes fra prosessen og kondenseres til flytende eller fast metall. the smelt in a fractionation chamber, is removed from the process and condensed into liquid or solid metal.

Ved denne fremgangsmåte forbedres den kjemiske omdannelse i halogenid-reduksjonskammeret ved at halogenidet og dampen som dannes på grunn av den begynnende reduksjon, føres i motstrøm til reduksjonsmetallet. In this method, the chemical conversion in the halide reduction chamber is improved by the fact that the halide and the steam formed due to the incipient reduction are fed in countercurrent to the reducing metal.

Den metalldamp som avdestilleres i fraksjoneringskammeret, kan kondenseres ved kjøling i en kondensator forbundet med fraksjoneringskammeret under dannelse av flytende eller fast metall, avhengig av den tilsiktede anvendelse av metallet, idet det lave damptrykk av det kondenserte metall utnyttes for avdestillering av metalldampen i fraksjoneringskammeret for tilveiebringelse av et lavt trykk uten at energi forbrukes . The metal vapor that is distilled off in the fractionation chamber can be condensed by cooling in a condenser connected to the fractionation chamber to form liquid or solid metal, depending on the intended use of the metal, the low vapor pressure of the condensed metal being utilized to distill off the metal vapor in the fractionation chamber to provide of a low pressure without energy being consumed.

Da reduksjonsmetall-monohalogenidet som unnviker ved reduksjonen, kan føre med seg en del av det resulterende metall i form av metalldamp, innbefatter oppfinnelsen at dampen som forlater halogenid-reduksjonskammeret først ned-kjøles i en slik grad at det gassformige metall som inneholdes deri og en ekvivalent del av reduksjonsmetall-monohalogenid omdannes til det opprinnelige faste eller flytende metallhalogenid og det flytende elementære reduksjonsmetall på grunn av en reversering av reduksjonsreaksjonen, og at resten av reduksjonsmetall-monohalogenidet forblir i den gassformige tilstand; for eksempel finner den følgende reaksjon sted ved kjøling fra en reaksjonstemperatur på 1400°K til 500°K (reaksjonstrykk 0,14 bar): Since the reducing metal monohalide that escapes the reduction can carry with it a part of the resulting metal in the form of metal vapor, the invention includes that the vapor leaving the halide reduction chamber is first cooled to such an extent that the gaseous metal contained therein and a an equivalent part of the reducing metal monohalide is converted into the original solid or liquid metal halide and the liquid elemental reducing metal due to a reversal of the reduction reaction, and that the remainder of the reducing metal monohalide remains in the gaseous state; for example, the following reaction takes place on cooling from a reaction temperature of 1400°K to 500°K (reaction pressure 0.14 bar):

(I denne forbindelse skal det bemerkes at ren GaCl-damp teore-tisk er ikke-eksisterende; i likevekt med dampen er GaCl2, GaCl3 og dimerene Ga2Cl2, Ga2Cl4. Da GaCl er fremherskende ved lave trykk langt under 1 bar - endog ved en temperatur på 400°K - betegnes den samlede umettede blanding for enkel-hetsskyld som "monoklorid", og mer generelt som "monohalogenid"; dette gjelder analogt også de umettede halogenidblandinger av In og Tl. De mengder av elementært reduksjonsmetall som dannes ved kjøling av umettede halogenidblandinger av denne type, er tilsvarende små ved lave trykk, slik at de negli-sjeres. Hvis det imidlertid er hensikten å oppnå en hoved- (In this connection, it should be noted that pure GaCl vapor is theoretically non-existent; in equilibrium with the vapor are GaCl2, GaCl3 and the dimers Ga2Cl2, Ga2Cl4. Since GaCl is predominant at low pressures far below 1 bar - even at a temperature at 400°K - the overall unsaturated mixture is designated for simplicity as "monochloride", and more generally as "monohalide"; this also applies analogously to the unsaturated halide mixtures of In and Tl. The amounts of elemental reduction metal that are formed by cooling unsaturated halide mixtures of this type are correspondingly small at low pressures, so that they are neglected. However, if the intention is to achieve a main

mengde av elementært reduksjonsmetall ved disproporsjonering av monohalogenidene, er det nødvendig å øke trykket foruten å senke temperaturen). amount of elemental reduction metal by disproportioning the monohalides, it is necessary to increase the pressure in addition to lowering the temperature).

Det flytende eller faste metallhalogenid og det flytende reduksjonsmetall skilles fra det gjenværende gassformige reduksjonsmetall-monohalogenid og returneres til halogenid-reduks jonskammeret ; det gassformige reduksjonsmetall-monohalogenid kjøles til flytende eller fast tilstand og uttas fra prosessen. For en kontinuerlig prosess vil en ekvivalent mengde av friskt elementært reduksjonsmetall måtte tilsettes reduksjonssonen. The liquid or solid metal halide and the liquid reducing metal are separated from the remaining gaseous reducing metal monohalide and returned to the halide reduction ion chamber; the gaseous reducing metal monohalide is cooled to a liquid or solid state and withdrawn from the process. For a continuous process, an equivalent amount of fresh elemental reduction metal would need to be added to the reduction zone.

Mer tjenlig er imidlertid fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen hvis den damp som forlater reduksjonskammeret kjøles og, etter separasjon av det kondenserte reduksjonsmetall og utgangshalogenid, det fremdeles gassformige reduksjonsmetall-monohalogenid oksyderes med oksygen eller oksygenholdige gasser under dannelse av halogen og fast reduksjonsmetall-oskyd, reduksjonsmetalloksydet fraskilles og reduseres med karbon eller karbonholdige substanser til reduksjonsmetall, However, the method according to the invention is more useful if the vapor leaving the reduction chamber is cooled and, after separation of the condensed reducing metal and starting halide, the still gaseous reducing metal monohalide is oxidized with oxygen or oxygen-containing gases with the formation of halogen and solid reducing metal oxide, the reducing metal oxide is separated and is reduced with carbon or carbon-containing substances to a reduction metal,

som resirkuleres til reduksjonskammeret for reduksjon av halogenidene. which is recycled to the reduction chamber for reduction of the halides.

Når metallhalogenidene reduseres, bygger det seg opp et reaksjonstrykk i halogenid-reduksjonskammeret. Hvis trykket av dampen som strømmer fra halogenid-reduksjonskammeret økes (eksempelvis ved strømnihgsmotstanden i apparatet), opphører reduksjonsreaksjonen på grunn av naturlovene. Prosessen må derfor utføres slik at damptrykket i halogenid-reduksjonskammeret er lavere eller høyst likt med reaksjonstrykket; When the metal halides are reduced, a reaction pressure builds up in the halide reduction chamber. If the pressure of the vapor flowing from the halide reduction chamber is increased (for example, by the flow resistance in the apparatus), the reduction reaction ceases due to the laws of nature. The process must therefore be carried out so that the vapor pressure in the halide reduction chamber is lower than or at most equal to the reaction pressure;

det kan lett beregnes termodynamisk og bestemmes eksperimentelt fra kjente data. Det påkrevede damptrykk i halogenid-reduks jonskammeret kan bygges opp ved at dampen innsuges og presses fremover ved hjelp av blåsere, pumper og andre be-fordringsmidler. it can be easily calculated thermodynamically and determined experimentally from known data. The required steam pressure in the halide-reduction ion chamber can be built up by the steam being sucked in and pushed forward with the help of blowers, pumps and other means of transport.

Da operasjonen av slike innretninger er en energikostnads-faktor, dras fordel av det kjente forhold at damptrykket av kondenserte materialer avtar med fallende temperatur. De faste og flytende halogeniders damptrykk er kjent; de kan også lett bestemmes eksperimentelt. As the operation of such devices is an energy cost factor, advantage is taken of the known fact that the vapor pressure of condensed materials decreases with falling temperature. The vapor pressures of the solid and liquid halides are known; they can also be easily determined experimentally.

I henhold til oppfinnelsen blir det gassformige reduksjonsmetall-monohalogenid som avstrippes, kjølt og kondensert i kondensatorer forbundet med reduksjonskammeret, slik at de flytende eller faste kondensaters damptrykk ikke på noen måte er høyere enn reaksjonstrykket i reduksjonskammeret. According to the invention, the gaseous reducing metal monohalide which is stripped, cooled and condensed in condensers is connected to the reduction chamber, so that the vapor pressure of the liquid or solid condensates is in no way higher than the reaction pressure in the reduction chamber.

Når reduksjonsmetalloksydet reduseres, kan forurensninger fra de faste karbonholdige materialer følge med reduksjonsmetallet. Fra de faste karbonholdige materialer som anvendes for reduksjonen, eksempelvis petrolkoks, kullkoks, lignitt-koks og torvkoks eller trekull, blir derfor alle elementer, med unntagelse av karbon, på forhånd fordampet i form av halogenider på kjent måte - eksempelvis ved behandling med halogener, hydrogenhalogenider, og karbontetraklorid, ved temperaturer over 1000°K. When the reduction metal oxide is reduced, impurities from the solid carbonaceous materials can accompany the reduction metal. From the solid carbon-containing materials used for the reduction, for example petroleum coke, coal coke, lignite coke and peat coke or charcoal, all elements, with the exception of carbon, are therefore evaporated beforehand in the form of halides in a known way - for example by treatment with halogens, hydrogen halides, and carbon tetrachloride, at temperatures above 1000°K.

Hvis rent kull eller ren naturgass anvendes for reduksjonen av reduksjonsmetalloksydet, erholdes gasser med høy varmeverdi som er rike på karbonmonoskyd eller karbonoksyd og hydrogen, i tillegg til det flytende elementære reduksjonsmetall . If pure coal or pure natural gas is used for the reduction of the reduction metal oxide, gases with a high calorific value are obtained which are rich in carbon monoxide or carbon oxide and hydrogen, in addition to the liquid elemental reduction metal.

Siden varme forbrukes ved reduksjonen av metallhalogenidet, ved avdestilleringen av metallet fra den resulterende opp-løsning og ved reduksjonen av reduksjonsmetalloksydet, og da varme på den annen side frigjøres ved kondensasjonen av dampen fra metallhalogenid-reduksjonen, kondensasjonen og oksydasjonen av reduksjonsmetallhalogenidet og ved kondensasjonen av metalldampen som avdestilleres fra oppløsningen av metall og reduksjonsmetall, og også fordi gassene (CO, H2) som dannes ved oksydreduksjonen har en høy varmeverdi, er det meget viktig med sikte på å forbedre lønnsomheten av fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen å anvende den varme som frigjøres ved kondensasjonen og oksydasjonen av reduksjonsmetallhalogenidet, ved kondensasjonen av metalldampen som avdestilleres fra oppløsningen, og den varme som frigjøres ved forbrenning av gassene fra oksydreduksjonen, til å dekke i det minste en del av den varme som er påkrevet for reduksjon av metallhalogenidet, avdestilleringen av metallet fra den resulterende oppløsning og for reduksjonen av reduksjonsmetalloksydet. Since heat is consumed in the reduction of the metal halide, in the distillation of the metal from the resulting solution, and in the reduction of the reducing metal oxide, and since heat, on the other hand, is released by the condensation of the vapor from the metal halide reduction, the condensation and oxidation of the reducing metal halide, and by the condensation of the metal vapor that is distilled off from the solution of metal and reducing metal, and also because the gases (CO, H2) that are formed by the oxide reduction have a high heating value, it is very important with a view to improving the profitability of the method according to the invention to use the heat released by the condensation and the oxidation of the reducing metal halide, by the condensation of the metal vapor distilled from the solution, and the heat liberated by combustion of the gases from the oxide reduction, to cover at least part of the heat required for the reduction of the metal halide, the distillation of the metal from the resulting solution and for the reduction of the reducing metal oxide.

En økonomisk og teknisk optimal arbeidsmåte ifølge oppfinnelsen er den kontinuerlige utførelse av reduksjonen av metallhalogenidene og den samtidige oppløsning av metallet som dannes i halogenidreduksjonskammeret, i motstrøm til en slik mengde av reduksjonsmetall som er tilstrekkelig til å oppløse alt det metall som dannes, idet det metallhalogenid som dannes i reduksjonskammeret og den damp som dannes på grunn av begynnende reduksjon først bringes i kontakt i mot-strøm til flytende reduksjonsmetall fra fraksjoneringskammeret og deretter med flytende reduksjonsmetall fra oksyd-reduks jonskammeret ; metallet fra reduksjonsmetalloppløsningen som kontinuerlig uttas fra halogenid-reduksjonskammeret, avdestilleres kontinuerlig i fraksjoneringskammeret, kondenseres til flytende eller fast metall og fjernes fra prosessen, det nesten metallfrie flytende reduksjonsmetall fra fraksjoneringskammeret føres kontinuerlig til halogenid-reduksjonskammeret, det gassformige reduksjonsmetallhalogenid som forlater halogenid-reduksjonskammeret, kjøles kontinuerlig, fraskilles i fast eller flytende form og omdannes kontinuerlig med luft i oksydasjonskammeret, hvilket gir røk fra fast reduksjons-metalloksyd og en gassformig halogen-nitrogen-blanding, reduksjonsmetalloksydet skilles kontinuerlig fra halogen-nitrogen-blandingen, halogenet skilles fra nitrogenet, og disse fjernes fra prosessen, reduksjonsmetalloksydet omdannes kontinuerlig i oksyd-reduksjonskammeret med rent karbon, hvilket gir elementært reduksjonsmetall og karbonmonoksyd, An economically and technically optimal way of working according to the invention is the continuous execution of the reduction of the metal halides and the simultaneous dissolution of the metal that is formed in the halide reduction chamber, in countercurrent to such an amount of reduction metal that is sufficient to dissolve all the metal that is formed, as the metal halide which is formed in the reduction chamber and the steam formed due to incipient reduction is first brought into contact in counter-current with liquid reduction metal from the fractionation chamber and then with liquid reduction metal from the oxide-reduction ion chamber; the metal from the reducing metal solution which is continuously withdrawn from the halide reduction chamber, is continuously distilled off in the fractionation chamber, condensed to liquid or solid metal and removed from the process, the almost metal-free liquid reduction metal from the fractionation chamber is continuously fed to the halide reduction chamber, the gaseous reduction metal halide leaving the halide reduction chamber, is continuously cooled, separated in solid or liquid form and continuously converted with air in the oxidation chamber, which gives smoke from solid reducing metal oxide and a gaseous halogen-nitrogen mixture, the reducing metal oxide is continuously separated from the halogen-nitrogen mixture, the halogen is separated from the nitrogen, and these are removed from the process, the reducing metal oxide is continuously converted in the oxide reduction chamber with pure carbon, yielding elemental reducing metal and carbon monoxide,

og føres kontinuerlig til halogenid-reduksjonskammeret, og den varme som frigjøres ved kondensasjonen og oksydasjonen av reduksjonsmetallhalogenidet og ved den kontinuerlige forbrenning av karbonmonoksydet, anvendes til å dekke i det minste en del av den varme som forbrukes av prosessen. and is fed continuously to the halide reduction chamber, and the heat released by the condensation and oxidation of the reducing metal halide and by the continuous combustion of the carbon monoxide is used to cover at least part of the heat consumed by the process.

Motstrømsbehandlingen i halogenid-reduksjonskammeret kan utføres ved hjelp av sprøyting, dusjing via sikk-sakk-ledninger og andre prosessmessige anordninger. The countercurrent treatment in the halide reduction chamber can be carried out by means of spraying, showering via zig-zag lines and other process-related devices.

De gassformige metaller som erholdes i henhold til fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen, kan eksempelvis kjøles, kondenseres og helles i flytende form i kokiller. Men de kan også omdannes til hydroksyder, karbonater, hydrogensulfitter, fos-fater og andre forbindelser. Av overraskende høy lønnsomhet er anvendelsen av metallene i gassformig, flytende eller fast tilstand for reduksjon av metallhalogenider (eksempelvis TiCl4, MnBr2, ZrF^, U, WC15 og A1C13) til metaller (eksempelvis Ti, Mn, Zr, U, W og Al), regenerering av de resulterende alkalimetall- og jordalkalimetall-halogenider til elementære alkalimetaller og jordalkalimetaller i henhold til oppfinnelsen, og resirkulering derav. The gaseous metals obtained according to the method according to the invention can, for example, be cooled, condensed and poured in liquid form into moulds. But they can also be converted into hydroxides, carbonates, hydrogen sulphites, phosphates and other compounds. Of surprisingly high profitability is the use of the metals in gaseous, liquid or solid state for the reduction of metal halides (for example TiCl4, MnBr2, ZrF^, U, WC15 and AlC13) to metals (for example Ti, Mn, Zr, U, W and Al) , regeneration of the resulting alkali metal and alkaline earth metal halides to elemental alkali metals and alkaline earth metals according to the invention, and recycling thereof.

Eksempel 1 Example 1

Figur 2 viser skjematisk forløpet av prosessen for fremstilling av flytende magnesium ved reduksjon av magnesiumklorid med gallium. Gallium har et smeltepunkt på 303°C Figure 2 schematically shows the course of the process for the production of liquid magnesium by reducing magnesium chloride with gallium. Gallium has a melting point of 303°C

(30°) og et kokepunkt på 2 478°K (2 205°C). Prosessen ut-føres kontinuerlig; nedenstående data vedrører material-gjennomgangen pr. sekund. (30°) and a boiling point of 2,478°K (2,205°C). The process is carried out continuously; The data below relates to the material review per second.

10,3 kg fast MgCl2 tilføres prosessen. Dette MgCl2 sammen med 15,1 kg Ga fra oksyd-reduksjonskammeret VI og 0,2 kg Ga samt 0,1 kg fast MgCl2 fra kondensatoren II tilføres den fremre del av halogenid-reduksjonskammeret I. Av de 62,2 kg gallium som uttas fra fraksjoneringskammeret VII, bringes 52,7 kg Ga til å reagere med det MgCl2 som tilføres den fremre del av halogenid-reduksjonskammeret I, og resten på 9,5 kg Ga innføres i den bakre del av halogenid-reduksjonskammeret I, slik at den beveger seg i motstrøm til magnesiumkloridet og den resulterende damp. En samlet mengde på 77,5 kg Ga og en mengde på 10,4 kg MgCl2 blir således brakt til å reagere med hverandre. 10.3 kg of solid MgCl2 are added to the process. This MgCl2 together with 15.1 kg of Ga from the oxide-reduction chamber VI and 0.2 kg of Ga as well as 0.1 kg of solid MgCl2 from the condenser II is supplied to the front part of the halide-reduction chamber I. Of the 62.2 kg of gallium that is withdrawn from fractionation chamber VII, 52.7 kg of Ga is reacted with the MgCl2 fed to the front of the halide reduction chamber I, and the remaining 9.5 kg of Ga is introduced into the rear of the halide reduction chamber I, so that it moves in countercurrent to the magnesium chloride and the resulting vapor. A total amount of 77.5 kg of Ga and an amount of 10.4 kg of MgCl2 are thus brought to react with each other.

Reaksjonstemperaturen er 900°K, og reaksjonstrykket er 0,02 torr. To prosesser finner sted samtidig i halogenid-reduks jonskammeret I: reduksjonen av MgCl2 med en ekvivalent del av galliumet og oppløsningen av magnesiumet, in statu nascendi, i den gjenværende mengde av gallium. The reaction temperature is 900°K, and the reaction pressure is 0.02 torr. Two processes take place simultaneously in the halide-reduction ion chamber I: the reduction of MgCl2 by an equivalent part of the gallium and the dissolution of the magnesium, in statu nascendi, in the remaining amount of gallium.

Reduksjon: Reduction:

10,4 kg MgCl2(s) + 15,3 kg Ga(l) = 23,0 kg GaCl(g) + 10.4 kg MgCl2(s) + 15.3 kg Ga(l) = 23.0 kg GaCl(g) +

+ 2,7 kg Mg (atomisk) + 2.7 kg Mg (atomic)

Oppløsning: Resolution:

2,7 kg Mg (atomisk) + 62,2 kg Ga(l) = [62,2 kg Ga(l) + 2.7 kg Mg (atomic) + 62.2 kg Ga(l) = [62.2 kg Ga(l) +

+ 2,6 kg Mg(l)] + 0,1 kg Mg(g). + 2.6 kg Mg(l)] + 0.1 kg Mg(g).

Da mengden av Ga er utilstrekkelig til å oppløse hele mengden av Mg som dannes, vil GaCl-dampen fjerne en del av magnesiumet (0,1 kg) i form av Mg-damp fra halogenid-reduks jonskammeret I. As the amount of Ga is insufficient to dissolve the entire amount of Mg that is formed, the GaCl vapor will remove part of the magnesium (0.1 kg) in the form of Mg vapor from the halide-reduction ion chamber I.

Summen av reduksjon og oppløsning i halogenid-reduksjonskammeret I gir således den følgende prosess: The sum of reduction and dissolution in the halide reduction chamber I thus gives the following process:

Ga-Mg-oppløsningen transporteres fra den fremre del av halogenid-reduksjonskammeret I til fraksjoneringskammeret VII, hvor den oppvarmes til en temperatur på 1500°K. Den Mg-damp (2,6 kg) som unnviker fra oppløsningen, føres til kondensatoren VIII, hvor den kjøles til en temperatur på 940°K og kondenseres til flytende Mg. Ved 940°K har flytende magnesium et damptrykk så lavt som 3,68 torr, slik at nesten alt magnesium avdestilleres i fraksjoneringskammeret VII fra oppløsningen som holdes ved 1500°K, og det lave trykk som tilveiebringes ved begynnelsen av prosessen ved hjelp av en vakuum-pumpe, blir da stadig opprettholdt på grunn av kondensasjonen av Mg i systemet VII-VIII. En mengde på 2,6 kg flytende Mg uttas fra kondensatoren VIII og støpes til barrer. Det praktisk talt Mg-frie gallium (62,2 kg) returneres til halogenid-reduksjonskammeret I, som beskrevet oven-for. The Ga-Mg solution is transported from the front part of the halide reduction chamber I to the fractionation chamber VII, where it is heated to a temperature of 1500°K. The Mg vapor (2.6 kg) that escapes from the solution is led to the condenser VIII, where it is cooled to a temperature of 940°K and condensed to liquid Mg. At 940°K, liquid magnesium has a vapor pressure as low as 3.68 torr, so that almost all magnesium is distilled off in the fractionation chamber VII from the solution held at 1500°K, and the low pressure provided at the beginning of the process by means of a vacuum -pump, is then constantly maintained due to the condensation of Mg in system VII-VIII. A quantity of 2.6 kg of liquid Mg is withdrawn from condenser VIII and cast into ingots. The substantially Mg-free gallium (62.2 kg) is returned to the halide reduction chamber I, as described above.

Den damp som unnviker fra halogenid-reduksjonskammeret I, inneholder 23,0 kg GaCl og 0,1 kg Mg. Den kjøles i kondensatoren II til 700°K, hvor en del av gallium-kloridet reduseres av Mg til Ga ved at reduksjonsreaksjonen reverseres: 0,1 kg Mg(g) + 0,3 kg GaCl(g) = 0,2 kg MgCl2(s) + 0,2 kg Ga(l); slik at en rest på 22,7 kg GaCl-damp blir tilbake i denne prosess. The vapor escaping from the halide reduction chamber I contains 23.0 kg of GaCl and 0.1 kg of Mg. It is cooled in condenser II to 700°K, where part of the gallium chloride is reduced by Mg to Ga by reversing the reduction reaction: 0.1 kg Mg(g) + 0.3 kg GaCl(g) = 0.2 kg MgCl2 (s) + 0.2 kg Ga(l); so that a residue of 22.7 kg of GaCl vapor remains in this process.

Ved 700°K er damptrykket av MgCl2(s) og Ga(l) praktisk talt null. 0,2 kg MgCl2(s) og 0,2 kg Ga(l) returneres fra kondensatoren II til den fremre del av halogenid-reduksjonskammeret I, mens den gjenværende mengde på 22,7 kg GaCl-damp strømmer inn i kondensatoren III, hvor det etter kjøling til 400°K kondenseres til fast GaCl. Da damptrykket av fast galliummono-klorid ved 400°K er så lavt som 0,002 torr og dette trykk opprettholdes permanent på grunn av kondensasjonen av GaCl, for-løper reduksjonsreaksjonen i halogenid-reduksjonskammeret I glatt ved et reaksjonstrykk på 0,02 torr. At 700°K the vapor pressure of MgCl2(s) and Ga(l) is practically zero. 0.2 kg of MgCl2(s) and 0.2 kg of Ga(l) are returned from condenser II to the front of the halide reduction chamber I, while the remaining amount of 22.7 kg of GaCl vapor flows into condenser III, where after cooling to 400°K, it condenses to solid GaCl. As the vapor pressure of solid gallium monochloride at 400°K is as low as 0.002 torr and this pressure is permanently maintained due to the condensation of GaCl, the reduction reaction in the halide reduction chamber I proceeds smoothly at a reaction pressure of 0.02 torr.

Det faste GaCl (22,7 kg) oppvarmes til 800°K i en lukket beholder (ikke vist på figuren), hvoretter det smelter og skaper et damptrykk på 2,37 bar. Smeiten brennes med luft i forbrenningskammeret IV ved en temperatur på 930°K, på lignende måte som brenselolje i en oljebrenner. Den resulterende røk bestående av fast Ga^O^, Cl^ og N2 føres til separasjonsenheten V. The solid GaCl (22.7 kg) is heated to 800°K in a closed container (not shown in the figure), after which it melts and creates a vapor pressure of 2.37 bar. The smelt is burned with air in combustion chamber IV at a temperature of 930°K, in a similar way to fuel oil in an oil burner. The resulting smoke consisting of solid Ga^O^, Cl^ and N2 is fed to the separation unit V.

I separas jonsenheten V fjernes Ga20.j-støv fra gassene, klor og nitrogen separeres og anvendes som biprodukter, mens N2 slippes ut over tak. In the separation unit V, Ga20.j dust is removed from the gases, chlorine and nitrogen are separated and used as by-products, while N2 is released over the roof.

Ga20^-støvet reduseres til gallium med natur-gass ved en temperatur på 1 150°K i oksyd-reduksjonskammeret VI under dannelse av en høygradig brennstoffgass bestående av CO, H2 og små andeler av C02 og H.,0. Galliumet (15,1 kg) returneres til den fremre del av halogenid-reduksjonskammeret I. The Ga20^ dust is reduced to gallium with natural gas at a temperature of 1,150°K in the oxide reduction chamber VI with the formation of a high-grade fuel gas consisting of CO, H2 and small proportions of C02 and H.,0. The gallium (15.1 kg) is returned to the front of the halide reduction chamber I.

For kjøling av materialene i kondensatorene II, III og VIII såvel som i forbrenningskammeret IV anvendes luft som kjølemiddel, luften oppvarmes i denne prosess og anvendes som forbrenningsluft for forbrenning av den gass som dannes i oksyd-reduksjonen. Den varme som produseres ved forbrenningen anvendes til å dekke den varme som er påkrevet i halogenid-reduks jonskammeret I, for smelting av det faste GaCl som uttas fra kondensatoren III, i oksyd-reduksjonskammeret VI For cooling the materials in the condensers II, III and VIII as well as in the combustion chamber IV, air is used as a coolant, the air is heated in this process and used as combustion air for burning the gas that is formed in the oxide reduction. The heat produced by the combustion is used to cover the heat required in the halide-reduction ion chamber I, for melting the solid GaCl which is withdrawn from the condenser III, in the oxide-reduction chamber VI

og i fraksjoneringskammeret VII. and in the fractionation chamber VII.

Eksempel 2 Example 2

Flytskjemaet på figur 3 illustrerer den kontinuerlige fremstilling av magnesium, idet tilstrekkelig gallium anvendes både for reduksjonen av MgCl2 og for oppløsning av den samlede mengde Mg som dannes. Den damp som unnviker fra halogenid-reduks jonskammeret I, består således utelukkende av rent galliumklorid. The flowchart in Figure 3 illustrates the continuous production of magnesium, with sufficient gallium being used both for the reduction of MgCl2 and for dissolving the total amount of Mg that is formed. The vapor that escapes from the halide-reduction ion chamber I thus consists exclusively of pure gallium chloride.

Som i eksempel 1 blir også her 103 kg MgCl2, men i smeltet tilstand, tilført den fremre del av halogenid-reduksjonskammeret I. Dette MgCl2(l) kommer fra en lukket beholder i hvilken aluminiumklorid (AlCl^) kontinuerlig reduseres med Mg(l) ved en temperatur på 1000°K, hvilket gir flytende aluminium. Det nesten Mg-frie gallium (62,2 kg) som forlater fraksjoneringskammeret VI, innføres i den midtre del og det fullstendig Mg-frie gallium (15,1 kg) som forlater oksyd-reduks jonskammeret V, i den bakre del av halogenid-reduksjonskammeret I. As in example 1, here too 103 kg of MgCl2, but in a molten state, are supplied to the front part of the halide reduction chamber I. This MgCl2(l) comes from a closed container in which aluminum chloride (AlCl^) is continuously reduced with Mg(l) at a temperature of 1000°K, which gives liquid aluminium. The almost Mg-free gallium (62.2 kg) leaving the fractionation chamber VI is introduced into the middle part and the completely Mg-free gallium (15.1 kg) leaving the oxide-reduction ion chamber V into the rear part of the halide reduction chamber I.

Ved en reduksjonstemperatur på 1500°K dannes på den ene side en flytende oppløsning av 2,6 kg Mg i 62,2 kg gallium og på den annen side 22,7 kg ren GaCl-damp. I fraksjoneringskammeret VI avdestilleres magnesiumet (2,6 kg) fra Ga-Mg-oppløsningen ved 1500°K, kondenseres i kondensatoren VII ved 950°K til flytende Mg, som resirkuleres for reduksjonen av aluminiumklorid (AlCl^) til flytende aluminium. At a reduction temperature of 1500°K, a liquid solution of 2.6 kg of Mg in 62.2 kg of gallium and 22.7 kg of pure GaCl vapor are formed on the one hand. In the fractionation chamber VI, the magnesium (2.6 kg) is distilled from the Ga-Mg solution at 1500°K, condensed in the condenser VII at 950°K to liquid Mg, which is recycled for the reduction of aluminum chloride (AlCl^) to liquid aluminium.

Det reaksjonstrykk som bygger seg opp i halogenid-reduks jonskammeret I ved en temperatur på 1500°K, er 0,383 bar. Til dette trykk svarer damptrykket av flytende GaCl ved 694°K. Den GaCl-damp som unnviker fra halogenid-reduksjonskammeret I, kondenseres således i kondensatoren II ved en temperatur på 690°K, hvilket gir flytende GaCl som ved denne temperatur har et damptrykk på 0,360 bar. Det brennes med luft i forbrenningskammeret III ved en temperatur på 900°K, hvilket gir en røk bestående av Ga^^ls), Cl2 og N2 som tilføres separatoren IV, hvor Ga^^-støvet fjernes fra gassene, kloret skilles fra nitrogen og anvendes som biprodukt, mens nitrogenet slippes ut over tak. The reaction pressure that builds up in the halide-reduction ion chamber I at a temperature of 1500°K is 0.383 bar. The vapor pressure of liquid GaCl at 694°K corresponds to this pressure. The GaCl vapor escaping from the halide reduction chamber I is thus condensed in the condenser II at a temperature of 690°K, which gives liquid GaCl which at this temperature has a vapor pressure of 0.360 bar. It is burned with air in the combustion chamber III at a temperature of 900°K, which gives a smoke consisting of Ga^^ls), Cl2 and N2 which is fed to the separator IV, where the Ga^^ dust is removed from the gases, the chlorine is separated from nitrogen and is used as a by-product, while the nitrogen is released over the roof.

Ga_0 -støvet reduseres med renset petrolkoks ved en temperatur på 1100 oK i oksyd-reduksjonskammeret V, hvilket gir gallium (15,1 kg), hvorved en høy-gradig brennstoff-gass bestående av 99,8 volum% CO og 0,2 volum% C02 dannes. Galliumet returneres til den bakre del av halogenid-reduksjonskammeret I. The Ga_0 dust is reduced with purified petroleum coke at a temperature of 1100 oK in the oxide reduction chamber V, yielding gallium (15.1 kg), whereby a high-grade fuel gas consisting of 99.8 vol% CO and 0.2 vol % C02 is formed. The gallium is returned to the rear of the halide reduction chamber I.

Luften fra kondensatorene II og III såvel som fra forbrenningskammeret III, hvilken anvendes som kjølemiddel, brennes med den gass som taes fra oksyd-reduksjonskammeret V, og den resulterende varme (sterkt oppvarmet røkgass) føres til halogenid-reduksjonskammeret I, oksyd-reduksjonskammeret V og fraksjoneringskammeret VI. The air from the condensers II and III as well as from the combustion chamber III, which is used as a coolant, is burned with the gas taken from the oxide reduction chamber V, and the resulting heat (highly heated flue gas) is led to the halide reduction chamber I, the oxide reduction chamber V and the fractionation chamber VI.

Eksempel 3 Example 3

Analogt eksempel 2 erholdes natrium fra natriumbromid behandlet med flytende indium som reduksjonsmetall og løsningsmiddel ved en temperatur på 1600°K. Indium har et smeltepunkt på 430°K (157°C) og et kokepunkt på 2346°K Analogous to example 2, sodium is obtained from sodium bromide treated with liquid indium as reducing metal and solvent at a temperature of 1600°K. Indium has a melting point of 430°K (157°C) and a boiling point of 2346°K

(2073°C). (2073°C).

I henhold til reaksjonsligningen According to the reaction equation

reduseres natriumbromidet med flytende indium til natrium, som samtidig oppløses i overskudd av indium. Reaksjonstrykket i halogenid-reduksjonskammeret er 0,3 bar. Den resulterende In-Na-oppløsning inneholder 0,41 vekt% Na. Halogenid-reduksjonskammeret kjøles til en temperatur på 1200°K, først ved hjelp av en vakuum-pumpe som gir et trykk på 10 ^ torr, hvoretter natriumet avdestilleres, og den unnvikende Na-damp kondenseres til flytende natrium ved en temperatur på 373°K. Etter destillasjonen inneholder indiumet spor av natrium som bare kan påvises ved spektro-skopisk analyse. the sodium bromide is reduced with liquid indium to sodium, which simultaneously dissolves in excess indium. The reaction pressure in the halide reduction chamber is 0.3 bar. The resulting In-Na solution contains 0.41 wt% Na. The halide reduction chamber is cooled to a temperature of 1200°K, first by means of a vacuum pump which provides a pressure of 10 ^ torr, after which the sodium is distilled off, and the escaping Na vapor is condensed to liquid sodium at a temperature of 373°K . After the distillation, the indium contains traces of sodium which can only be detected by spectroscopic analysis.

Den Na-frie InBr-damp som unnviker fra halogenid-reduks jonskammeret, gjøres flytende ved 900°K og brennes med oksygen i et dobbe1t-vegget, vannkjølt forbrenningskammer av kobber-plater, hvilket gir en røk bestående av Ii^O^ og Cl2: The Na-free InBr vapor escaping from the halide-reduction ion chamber is liquefied at 900°K and burned with oxygen in a double-walled, water-cooled combustion chamber made of copper plates, producing a smoke consisting of Ii^O^ and Cl2 :

Røken fra forbrenningskammeret skilles i Br2-damp og In2°3~st^v un<^er anvendelse av et porøst aluminiumoskyd-filter, og brom-dampen kondenseres ved kjøling til en temperatur på 266°K, hvilket gir flytende brom. The smoke from the combustion chamber is separated into Br2 vapor and In2°3~st^v using a porous aluminum slide filter, and the bromine vapor is condensed by cooling to a temperature of 266°K, which gives liquid bromine.

I^O^-støvet blandes med ren kjønrøk, blandingen presses til pellets og oppvarmes til en temperatur på 1020°K. En gass bestående av 99,7 volum% CO og 0,3 volum% C02 unnviker, hvorved rent flytende indium blir tilbake: The I^O^ dust is mixed with pure carbon black, the mixture is pressed into pellets and heated to a temperature of 1020°K. A gas consisting of 99.7 vol% CO and 0.3 vol% C02 escapes, leaving pure liquid indium:

Eksempel 4 Example 4

Kalium fremstilles ut fra kaliumjodid under anvendelse av flytende thallium som reduksjonsmiddel og løsningsmiddel ved en temperatur på 1600°K. Thallium har et smeltepunkt på 577°K (304°C).og et kokepunkt på 1746°K (1473°C). Potassium is produced from potassium iodide using liquid thallium as reducing agent and solvent at a temperature of 1600°K. Thallium has a melting point of 577°K (304°C) and a boiling point of 1746°K (1473°C).

I henhold til reaksjonsligningen According to the reaction equation

reduseres kaliumjodidet med flytende thallium til kalium, som samtidig oppløses i overskudd av thallium. Reaks.jons-trykket i halogenid-reduksjonskammeret er 0,14 bar. Den resulterende Tl-K-oppløsning inneholder 0,3 vekt% K; kaliumet avdestilleres fra oppløsningen ved 1400°K og et trykk på 10~4 torr; den tilsvarende kondensasjonstemperatur for K-dampen er 400°K. the potassium iodide is reduced with liquid thallium to potassium, which simultaneously dissolves in excess thallium. The reaction ion pressure in the halide reduction chamber is 0.14 bar. The resulting Tl-K solution contains 0.3 wt% K; the potassium is distilled off from the solution at 1400°K and a pressure of 10~4 torr; the corresponding condensation temperature for the K vapor is 400°K.

Den TlJ-damp som forlater halogenid-reduksjonskammeret kondenseres til flytende T1J ved 745°K. The TlJ vapor leaving the halide reduction chamber is condensed to liquid TlJ at 745°K.

Claims

1. Process for the production of alkali and alkaline earth metals as well as mixtures thereof by reduction of their halides with reducing metals (reduction metals), characterized in that a) at least one halide is brought to react with gallium, indium, thallium or mixtures thereof which reducing metals in a reduction chamber at temperatures below the boiling point of the reducing metal and at a vapor pressure in the reduction chamber that is lower than or at most equal to the reaction pressure, while elemental metal and the monohalide of the reducing metal are formed, and the amount of reducing metal is chosen to be sufficient for reducing the halide and dissolving at least part of the amount of metal that is formed, b) the vapor formed by the reduction is separated from the metal-reduction metal melt and removed from the reduction chamber, and c) the metal from the metal-reduction metal melt is distilled off in a fractionation chamber, removed from the process and condensed to fl yielding or solid metal.

2. Method according to claim 1, characterized in that the halide and the steam which is formed at the beginning of reduction are fed in countercurrent to the reducing metal.

3. Method according to claim 1 or 2, characterized in that the steam leaving the reduction chamber is cooled, and - after separation of condensed reducing metal and initial halide - the still gaseous reducing metal monohalide is oxidized with oxygen or oxygen-containing gases to halogen and solid reducing metal oxide, the reducing metal oxide is separated and reduced with carbon or carbonaceous materials, yielding reducing metal which is again returned to the reduction chamber for the reduction of the halides.

4. Method according to claims 1-3, characterized in that the gaseous reducing metal monohalide taken from the reduction chamber is converted by cooling and/or pressure increase to form elemental reducing metal and reducing metal trihalide, the reducing metal being separated from the reducing metal trihalide and returned to the reduction chamber , the reducing metal trihalide is oxidized with oxygen-containing gases to halogen and solid reducing metal oxide, the reducing metal oxide is separated and reduced with carbon or carbonaceous materials, yielding reducing metal which in turn is recycled to the reduction chamber for the reduction of the halides.

5. Method according to claims 1-3, characterized in that the gaseous reducing metal monohalide which has been removed is cooled and condensed in condensers connected to the reduction chamber, so that the vapor pressure of the liquid or solid condensates does not exceed the reaction pressure that builds up in the reduction chamber.