Brevet FR2088023A1 — publié le 19720107

L'invention a pour objet un procédé avantageux à l'échelle industrielle pour produire de l'aluminium par réduction d'alumine avec du carbone dans un four électrique. On sait qu'il se forme de l'aluminium et du carbure d'aluminium lorsque l'on fait réagir de 11 alumine avec du carbone à une température élevée, par exemple à environ 2 100 - 2 5000C. Cette réaction est endaChermique et elle peut se résumer par les formules suivantes (1), (2), (3). val203 + 30 2Al + 300 ..... (1) 2A1203 + 9C Al4C3 + 6CO ... (2) Au203 + 20 A120 + 2CO ... (3) On a jusqu'ici émis de nombreuses propositions relatives aux procédés de production de l'aluminium par réduction d'alumine avec du carbone dans un four électrique en conformité avec les formules précédentes. Dans tous les procédés suggérés, le mélange résultant d'aluminium et de carbure d'aluminium est retiré du four à l'état fondu et l'aluminium est séparé du mélange.Après avoir retiré du four, refroidi et solidifié, le mélange contient un pourcentage élevé de carbure d'aluminium cristallisé sous la forme de petites cellules fermées à l'intérieur desquelles se trouve l'aluminium. De ce fait, l'on a rencontré des difficultés considérables pour séparer l'aluminium du mélange. L'un des procédés de séparation proposés dans le passé consiste à récupérer l'aluminium en soumettant le mélange à une distillation sous vide.Un autre procédé consiste à mélanger le mélange précédent avec une grande quantité d'un flux constitué par un halogénure d'un métal alcalin ou d'un métal alcalinoterreux , et à extraire l'aluminium en chauffant le mélange à une température voisine de 1 0000C (brevets E.U.A. 2 829 961, 2 974 032 et brevet britannique N0 964 792). Un autre procédé consiste à cribler le mélange précédent pulvérisé dans un broyeur chauffé à environ 7000C pour éliminer le carbure d'aluminium solide finement divisé et récupérer l'aluminium (brevet allemand N 1 188 818). Ces procédés classiques de séparation entrassent des operations malcommodes dans tous les cas et des dépenses considérables.En conséquence, ces inconvénients entravent la production sur une base commerciale de l'aluminium par réduction d'alumine avec du carbone Or on a constaté que l'on pouvait extraire l'aluminium libre du four électrique dans lequel avait été formé le mélange d'aluminium et de carbure d'aluminium et que l'on pouvait ensuite continuer la réduction de l'alumine dans le four. C'est en conséquence un but principal de l'invention de procurer un procédé perfectionné et commercialement avantageux pour produire en continu de l'aluminium par la réduction d'alumine avec du carbone dans un four électrique. L'invention est basée sur la découverte que, lorsqu'un mélange fondu, contenant de l'aluminium et du carbure d'aluminium formé en conformité avec les formules 1 et 2 précitées à une température comprise entre 2100 et 25000C, est refroidi, le carbure d'aluminium se solidifie pour former de petites cellules à l'intérieur desquelles se trouve l'aluminium - que par ailleurs la formation de ces cellules commence à environ 20000C et est terminée à environ 14-000C - et que, lorsqu'on maintient ce mélange à une température comprise entre 1400 et 1900 C, l'aluminium se trouvant encore à l'état fondu peut s'écouler par gravité des ouvertures existant dans les cellules en voie de formation. Ainsi, selon la présente invention, le mélange formé dans le four électrique est refroidi in situ à une température comprise entre 1400 et 1900 C, et l'aluminium libre est retiré à l'extérieur du four, tandis que le carbure d'aluminium est retenu dans le four. D'un autre côté, l'aluminium et le carbone introduits ultérieurement réagissent ensemble et il se forme alors, en conformité avec la formule 7 précitée, seulement de l'alumi- nium. L1invention vise plus particulièrement un procédé de production d'aluminium par réduction de l'alumine avec du carbone, qui consiste à soumettre une charge d'alumine et de carbone à l'action d'un arc électrique dans un four et à chauffer la charge jusqu'à une température comprise entre environ 2100 et 25000C, constituant ainsi une zone à température élevée dans laquelle se forme un mélange fondu contenant de 1 'aluminium et du carbure d'aluminium, et à répéter ensuite les stades suivants a) laisser refroidir le mélange fondu ainsi formé à l'inté- rieur du four jusqu'à une température comprise entre 1 900 et 1 4000C, constituant ainsi une zone à basse température dans laquelle le carbure d'aluminium se solidifie, b) extraire du four l'aluminium libre se trouvant encore à l'état fondu dans cette zone à basse température et le récupérer tout en maintenant le carbure d'aluminium solidifié dans le four, et c) chauffer à nouveau cette zone à basse température en amenant une charge ultérieure d'alumine et de carbone jusqu'à une température comprise entre environ 2100 et 25000C pour produire de l'aluminium et constituer à nouveau la zone à température élevée dans laquelle se forme un mélange fondu contenant l'aluminium qui vient d'entre produit et le carbure d'aluminium retenu dans le four. Comme on peut le voir dans la description précédente, la zone à température élevée est la zone dans laquelle les matériaux de la réaction sont chauffés à 2100-2500 C par la chaleur d'un arc électrique et forment le mélange fondu contenant de l'aluminium et du carbure d'aluminium. Cette zone est formée dans le laboratoire situé en dessous de l'électrode, auquel est effectivement fournie l'énergie de l'arc. D'un autre conté, la zone à basse température est la zone dans laquelle le mélange fondu est refroidi à 19001400oC et dans laquelle se solidifie le carbure d'aluminium, l'aluminium restant encore à l'état fondu.La formation de cette dernière zone, qui commence à l'endroit le plus éloigné de la source de chaleur, progresse vers la partie plus proche de la source au fur et à mesure du refroidissement. il n'est pas nécessaire dans ce cas de transformer la totalité de la zone à température élevée en zone à basse température. La formation de la zone à basse température s'effectue en réduisant la quantité d'énergie calorifique engendrée par l'arc électrique fournie à cette zone. En variante, on peut également former cette zone à basse température en accroissant la conduction thermique de cette zone à l'extérieur du four. De façon plus spécifique dans le premier cas, on atteint le résultat, soit en interrompant, soit en diminuant la puissance électrique fournie par les électrodes, soit en élevant la tension de service tout en fournissant une puissance électrique constante, soit en dépla çant les électrodes jusqu a une position plus éloignée de cette zone, soit en augmentant le débit d'amenée de la charge. D'un autre côté, dans le deuxième cas, c'est-à-dire lorsqu'on désire augmenter la quantité de chaleur conduite à 1' extérieur du four, on peut atteindre ce résultat par un refroidissement forcé par l'extérieur du four de cette partie qui se trouve en correspondance avec cette zone, par exemple en opérant un refroidisse ment forcé du laboratoire par l'intermédiaire d'un agent de refroidissement provenant de l'extérieur. Si, dans le stade b), un trou est percé dans le laboratoire en allant de sa partie latérale inférieure jusqu'à la zone à basse température, l'aluminium libre fondu s'écoule par gravité à l'extérieur du four. Le débit d'écoulement de l'aluminium se ralentit au fur et à mesure que la quantité d'aluminium présent dans la zone à basse température diminue. il n'est pas nécessaire d'extraire tout l'aluminium présent. Après la fin de l'opération d'extraction de l'aluminium, le passage est à nouveau fermé au moyen d'un obturateur. Dans le stade c), la zone à basse température qui s'est enrichie en carbure d'aluminium est chauffée avec l'alumine et le carbone amenés ultérieurement et est à nouveau transformée en zone à température élevée, la quantité d'aluminium contenue dans cette zone croissent à nouveau. On va maintenant décrire les matériaux de départ à utiliser dans l'invention. Pour obtenir les meilleurs résultats dans la mise en oeuvre du procédé selon l'invention, on doit considérer attentivement les trois points suivants pour déterminer le rapport pondéral de l'alumine et du carbone dans la charge. Le premier point concerne la quantité consommée du carbone des électrodes du fait de leur participation à la réaction à l'intérieur du four. La quantité de carbone dans la charge doit autre réduite d'une quantité correspondant à la quantité de carbone des électrodes qui est consommée pendant la réaction. On a constaté que cette consommation du carbone des électrodes était habituellement comprise entre 0,04 et 0,05 kg par kg d'alumine, dans le procédé de l'invention. Le deuxième point concerne la perte de carbone par combustion avec l'air. Pour tenir compte de cette perte, on doit augmenter en conséquence la quantité de carbone dans la charge. On a constaté que cette perte était habituellement comprise entre O et 10 %'du carbone chargé. Letroisième point concerne la réaction qui s'effectue dans le four. S'il y a excès de carbone, il tend à se former du carbure d'aluminium, tandis que, s'il y a excès d'alumine, il tend à se former un sous-oxyde d'aluminium (A120). On a constaté que l'on pouvait éviter dans le procédé de l'invention un accroissement de la formation du carbure d'aluminium lorsque 5 à 15 h de l'alumine dans la charge se transforment en Au20. Sur la base des données précédentes, la proportion préférée des deux composants dans 100 parties de la charge s'établit dans la plage suivante. La limite inférieure de la quantité d'alumine, c'est-à-dire la proportion d'alumine lorsque (A) la consommation des électrodes = 0,04 kg/kg A1203, (B) la perte de carbone de la charge par oxydation = 10 %, et (C) la perte de l'alumine chargée résultant de la formation de Al20 = 5 %, est de 74,5 parties en poids. Dtun autre coté, la limite supérieure de la quantité d'alumine, c'est-à-dire la proportion d'alumine lorsque (A) = 0,05 kg/kg Al203, (B) = 0 % et (C) = 15 %, est 78 parties en poids. En conséquence, dans la mise en oeuvre du procédé de l'invention, le rapport pondéral de l'alumine au carbone de la charge est de préférence compris entre 74,5 : 25,5 et 78 : 22. Selon l'invention, la production en continu d'aluminium peut s'effectuer en répétant les stades précités a) à c). Les opérations correspondant à ces stades ne sont pas cantonnées à une seule région du four, mais elles peuvent être effectuées en formant alternativement des zones à températures élevées et à bassestempératur dxus une zulticlicité de régions du four. L'aluminium extrait directerent du four selon l'invention a une pureté commerciale et ne contient pas de carbure d'aluminium. De ce fait, les traitements ultérieures complexes et comateux qui étaient nécessaIres dans la technique antérieure ne sont pas maintenant nécessaires, et en conséquence, il n'y a pas de perte de carbure d'aluminium. Plusieurs réalisations r,référées de l'invention vont maintenant être décrites en se reportant au dessin joint. Toutefois, du fait que l'on peut imaginer des combinaisons variées de ces réalisations, ainsi que des modifications de celles-ci sans s'écarter de l'esprit et du domaine de l'invention, il est bien compris que cette invention n'est pas limitée aux réalisations spécifiques décrites ici. Les diverses figures sont des vues en élévation en coupe ou des vues en plan schématiques simplifiées de fours que l'on peut employer pour produire de l'alwmini17m selon cette invention. -La figure I est une vue en coupe d'un four électrique à courant alternatif monophasé équipé 'une seule électrode - la figure il est une vue en plan illustrant ,en le sim- plifiant,un four tournant triphasé à excentrement, dans lequel le corps du four qui peut tourner autour de son axe central est équipé de trois électrodes, le triangle comportant comme sommet ces trois électrodes ayant un centre qui est excentré par rapport au centre du four - la figure III est une vue en plan d'un four monophasé équipé d'une seule électrode pouvant être déplacée latéralement. Ceci peut également correspondre au cas dans lequel l'électrode est fixe et le four susceptible de déplacements latéraux - la figure IV est une vue en plan illustrant un four électrique multiphasé équipé d'une pluralité d'électrodes - la figure V est une vue en élévation en coupe d'un four électrique biphasé avec deux électrodes, le four pouvant basculer - la figure VIa est une vue en élévation en coupe d'un four électrique triphasé équipé de trois électrodes et comportant au fond et à l'extérieur du four un élément de refroidissement ainsi qu'un élément thermo-isolant qui sont disposés pour pouvoir tourner, la figure VIb étant une vue en plan de ce four Les numéros et les lettres de repère utilisés dans les figures précédentes indiquent des parties identiques dans les diverses figures. Mode de réalisation (I) Sur la figure I, 1 est 1'é7ectrode de carbone, IG est la paroi réfractaire formant la paroi extérieure du four électrique, Il est l'électrode d'amenée, 12 est le carbone de la soie, et 13 est le trou percé dans la sole en partant de sa face inférieure pour permettre de mesurer la température. Une charge 20 d'aiumine et de carbone est amenée dans le four et du courant est amené à l'électrode 1. Lorsque la charge, soumise à l'action d'un arc électrique, est chauffée à 2100-25000C, un mélange fondu constitué d'alumine et de carbure d'aluminium 21 se forme dans la zone située en dessous de l'électrode, et il se consti- tue ainsi la zone à température élevée. La référence pendant le fonctionnement. 23 est une région formée par le déptt et la solidification du carbure d'aluminium, 24 est une région vide et 25 est l'arc électrique. Ensuite, lorsqu'on super me le courant arrivant à l'électrode 1 ou que l'on en diminue la puissance 5 la quantité de chaleur amenée à la zone à température élevée diminue, avec la conséquence que la température de cette one di minue progressivement en partant de la partie se trouvant au voisinage immédiat du fond du four.Autrement dit, la baisse de température commence dans la partie indiquée sur la figure par la ligne (a) et atteint progressivement la partie indiquée par la ligne (b). Ainsi, l'étendue de la zone à température élevée se réduit progressivement. La partie dont la température est descendue jusqu'à 1900-1400 C constitue la zone à basse température. On enlève ensuite l'agent de remplissage 75, par exemple du coke, et le tampon 16 qui obturaient le trou de coulée 14, et on fore un trou 17 jusqu'à la zone basse température. L'aluminium qui s 1y trouve encore à l'état fondu dans le mélange s'écoule à l'extérieur du four par le trou 17 et est récupéré. Après qu'a cessé l'écoulement de l'aluminium, le trou de coulée 14 est obturé comme précédemment indiqué et on fournit à nouveau du courant électrique à lrélectrode 1 tout en continuant à amener de la charge 20. En fonctionnant de cette manière, la zone à température élevée recommence à augmenter et la zone à basse température précitée se transforme à nouveau en une zone à température élevée. En répétant les opérations précédentes, on peut récupérer de façon répétitive l'aluminium obtenu. Le mode de réalisation précédent n'exige aucun équipement spécial et peut être mis en pratique en utilisant un four électrique usuel. Cependant, du fait que l'arrivée de courant s'effectue de façon intermittente, le rendement du four décrit inévitablement. Mode de réalisation (I') Tandis que, dans le mode de réalisation précédent (I), la quantité de chaleur amenée à la zone à température élevée était réduite, soit en suspendant, soit en réduisant la puissance fournie à l'électrode, cette diminution de la quantité de chaleur fournie peut également s'effectuer en réglant la tension et/ou le taux d'arrivée des matériaux de départ. Une réalisation de ce type sera décrite ci-après. Le four fonctionne en maintenant la puissance à l'entrée pratffiquement constante. Pendant ce temps, on fait alterner de façon répétitive une période pendant laquelle la tension est abaissée en faisant descendre l'électrode tout en diminuant en meme temps le taux d'alimentation en alumine et en carbone (période H) et une période pendant laquelle la tension est augmen tée en faisant monter l'électrode tout en augmentant en meme temps le taux d'alumentation en alumine et en carbone (période L). Pendant ce temps, il se forme une zone à température élevée en dessous de l'électrode pendant la période H et une zone à basse température pendant la période L. Cette réalisation sera décrite dans le cas où > par exemple, on emploie un four électrique comme celui de la figure 1. Comme on le voit sur la figure, la zone à température élevée 21 est formée en dessous de l'électrode 1, après quoi on recule l'électrode vers le haut depuis sa position présente, la tension étant augmentée à ce moment pour maintenir à un niveau constant la puissance à l'entrée. En même temps, on augmente le taux d'alimentation en matériau de départ.Du fait que la distance entre l'extrémité inférieure de l'électrode et la zone à température élevée est accrue par le recul vers le haut de l'électrode, seule une petite partie de la chaleur de l'arc électrique est transmise au mélange d'aluminium et de carbure d'aluminium se trouvant dans la zone à température élevée. En même temps, du fait que la zone à température élevée se refroidit à cause de l'augmentation de l'alimentation en matériau de départ, car la réaction est endothermique, il se forme progressivement une zone à basse température en partant de la région au voisinage immédiat du carbone de la sole. Lorsque la zone à basse température s'est ainsi formée, l'aluminium libre est extrait du four de cette zone à basse température. Ensuite, tout en maintenant constante la puissance à l'entrée, on diminue la tension et l'électrode descend à nouveau pour reprendre sa position d'origine, en méme temps que le taux d'alimentation en matériau de départ est diminué, ce sur quoi il se forme à nouveau une zone à température élevée. En répétant le cycle précédent, on peut obtenir de l'aluminium libre tout en maintenant en permanence une alimentation en courant électrique. Le rendement du four électrique ne dimiaue pas dans le cas de ce mode de réalisation, par comparaison avec le cas de la réalisation (I) du fait que l'alimentation en courant est continue. Cependant, ce mode de réalisation nécessite de contraler de façon correcte le taux d'alimentation en matériau de la charge et de régler correctement la tension. Mode de réalisation(II) La figure II montre un four électrique tournant triphasé à excentrement. Ce four comporte trois électrodes 1, 2 et 3 qui sont fixées aux sommets d'une pièce triangulaire dont le centre D est excentré par rapport au centre du four; le four a une paroi réfractaire 10 et peut tourner dans le sens des aiguilles d'une montre. La ligne en traits mixtes (e) indique le lieu décrit par un point E du four se déplaçant en concommitance avec la rotation du four. D'un autre coté, la ligne en traits pleins (d) montre l'étendue de la zone à température élevée formée en dessous des trois électrodes. La zone à basse température est formée à l'extérieur de la zone à température élevée. Le lieu (e) traverse à la fois les zones à température élevée et à basse température.Dans la zone à température élevée, le mélange fondu riche en aluminium au point E voisin de l'électrode 3 se déplace selon la ligne en traits mixtes (e), au fur et à mesure que tourne le corps du four. Il coupe d'abord la ligne (d)et, comme il s'éloigne de la zone à température élevée, il se refroidit progressivement pour former des cristaux de carbure d'aluminium. Il en résulte qu'il se forme une zone à basse température convenant à l'extraction de l'aluminium hors du four, l'aluminium libre étant extrait du four par le trou de coulée 14. La zone contenant le carbure d'aluminium solidifié retenu dans le four se déplace plus loin et, lorsqu'elle approche de l'électrode 2, sa température augmente et elle pénètre à nouveau dans la zone à température élevée, délimitée par la ligne Cd). Le carbure d'aluminium solidifié y fond à nouveau et, alors qu'il traverse la zone à température élevée, il se mélange avec l'aluminium qui vient d'autre formé et, tout en formant une solution fondue riche en aluminium, revient au point initial E. Lorsque ce cycle s'effectue de façon continue, on peut ainsi obtenir de l'aluminium en continu. Cette réalisatIon présente les avantages suivants. De fa çon générale, il ests extrêmement difficile de maintenir absolument constant à tout moment le fonctionnement d'un four électrique. Par exemple, il est pratiquement impossible de maintenir absolument constants à la fois la puissance électrique et le taux d'alimentation de la charge.Ceci s'applique également dans le cas du procédé de l'nvention, et les conditions du four, y compris les conditions dans la transition entre les zones à température élevée et à basse température, sont dans une certaine mesure variables Cependant, dans le cas de la réalisation (II) ici décrite, on peut tenir compte de ces variations dans les conditions du four en choisissant de façon appropriée la vitesse de rotation du four et la période pendant laquelle l'aluminium est extrait. En outre, cette réalisation peut être employée avec le four rotatif triphasé classique en modifiant la position de l'arbre de rotation ou les positions de fixation des électrodes. En outre, du fait que le courant est amené en continu, il n'y a pas de diminution dans le rendement du four. Mode de réalisation (III). On obtient des résultats similaires en employant un four électrique du type représenté sur la figure III au lieu d'employer le four électrique représenté sur la figure II. Ce four comporte une électrode 1 qui peut se déplacer horizontalement d'un mouvement alternatif et un corps de four ayant une paroi ré face taire elliptique 10. Comme on le voit sur la figure, une zone à température élevée forme sous l'électrode 1 qui est disposée dans une position correspondant à B, et une zone à basse température se forme en dessous de la position correspondant à A, qui est éloignée de l'électrode. Du fait du mouvement alternatif, un phénomène similaire à celui décrit dans le cas du mode de réalisation (II) est obtenu, avec la conséquence que l'on peut ensuite extraire l'aluminium du four. Mode de réalisation (IV) La figure IV représente un mode de réalisation dans lequel le four électrique équipé d'une multiplicité d'électrodes excédant le nombre des phases d'un courant alternatif corvlent dans le cas d'un courant électrique multiphasé. La figure est une vue en plan d'un four électrique comportant six électrodes et une paroi réfractaire 10 comportant trois trous de coulée d'aluminium 14. On va décrire ci-après un fonctionnement avec un courant électrique triphasé. Tout d'abord, tout en alimentant en alumine et en carbone la charge du four, on amène un courant alternatif triphasé à la combinaison d'électrodes 1, 2 et 3 du four pour former une zone à température élevée en dessous de ces électrodes.Ensuite, le courant est commuté à la comb naison d'ézectrodes 2, 4 et 5 pour former en dessous de ces électrodes la zone à température élevée. On commute ensuite le courant à la combinaison d'électrodes 3, 5 et 6 pour former en dessous de ces dernières la zone à température élevée. De cette façon, il se forme une zone à température élevée en dessous des électrodes pendant la période d'alimentatIon de celles-ci en coursant, et il se forme une zone à basse température en dessous des électrodes pendant la période de non-fourniture de courant,avec la conséquence qu'on peut alors extraire du four l'aluminium libre. Ce mode de réalisation présente l'avantage que le corps du four et les électrodes n'ont pas besoin d'être mobiles et que l'on peut amener le courant en continu. Mode de réalisation (V) La figure V représente un four électrique comportant deux électrodes et un corps de four qui peut être basculé dans un sens ou dans l'autre à partir de sa position horizontale. La figure montre les électrodes 1, et 2 à travers lesquelles circule un courant alternatif biphasé et un four qui est représenté basculé vers la droite. Le four se trouvant en cette position, la distance entre le carbone de la sole et l'électrode 1 est faible. Il en résulte qu'il se forme une zone à température élevée entre l'électrode 1 jusqu'à un point voisin du carbone de la sole. D'un autre côté, du fait que l'électrode 2 est éloignée du carbone de la sole, il se forme une zone à basse température dans la région voisine du carbone de la sole, dont on extrait l'aluminium libre.Ensuite, lorsque le four est basculé vers la gauche, les zones à température élevée et à basse température se forment respectivement en dessous des électrodes .2 et 1. Ainsi, en alternant le basculement du four dans les deux directions, on peut récupérer l'aluminium en continu. Cette réalisation convient dans le cas d'un four de petites dimensions. Dans le cas d'un four triphasé, on doit prévoir un mécanisme de basculement approprié à un tel four. Comme il a été déjà décrit en liaison avec la réalisation (II), on peut tenir compte des fluctuations dans les conditions du four en choisissant de façon appropriée le minutage du basculement et des périodes d'extraction. Du fait que la transition de la zone à température élevée à la zone à basse température s'effectue dans le sens perpendiculaire, l'espace au sol occupé par le corps du four est moindre que dans le mode de réalisation (II). En conséquence, la surface totale du four est également plus faible et ceci présente l'avantage que la perte de chaleur est moindre. Mode de réalisation(VI) Les figures Via et VIb représentent un mode de réalisation dans lequel plusieurs électrodes correspondant au nombre de phases du courant alternatif sont disposées dans un four en dessous du fond duquel est prévu, de façon séparée, mais au voisinage du fond, un élément tournant comportant un élément de refroidissement et un élément thermo-isolant; grâce à quoi, lorsqu'on fournit un courant électrique aux électrodes et que l'élément tournant tourne lentement, horizontalement et coaxialement par rapport au laboratoire, il se forme des zones à température élevée et à basse température dans les régions du laboratoire qui se trouvent respectivement au-dessus de l'élément thermo-isolant et de l'élement de refroidissement qui tournent en dessous du laboratoire.La figure montre un four électrique triphasé équipé de trois électrodes 1, 2 et 3 et comportant trois trous de coulée 14, la figure VIa étant une vue en coupe prise selon la ligne I-Y de la figure VIb. Le repère 30 indique l'élément de refroidissement dans lequel peut circuler un agent de refroidissement, par exemple de l'eau, tandis que 31 est l'élément thermo-isolant en réfractaire. Ces deux éléments tournent lentement en-dessous de la face inférieure du four, comme s'il s 'agissait d'un seul élément tournant. Sur les figures, l'élément thermoisolant 31 se trouve en dessous des électrodes 1 et 3, formant ainsi la zone à température élevée dans la région correspondante du laboratoire. D'un autre côté, l'élément de refroidissement 30 se trouve en dessous de l'électrode 2, formant ainsi la zone à basse température dans la région correspondante du laboratoire. Il en résulte que l'on peut en extraire l'aluminium libre. Comme l'élément tournant tourne lentement, des zones à température élevée et à basse température sont successivement formées en dessous des électrades, ce qui permet de récupérer en continu 1 'aluminium. Dans le cas du mode de réalisation décrit ci-dessus, les restrictions imposées à la fabrication et au procédé de montage des éléments thermo-isolants et refroidissants sont très sévères. De ce fait, plutôt que d'être utilisé indépendamment, ce mode de réalisation est de préférence employé en combinaison avec les autres modes de réalisation. Bien que l'invention et ses divers modes de réalisation aient été décrits en liaison avec la production de l'aluminium, on peut en appliquer les principes à la production d'alliage d'aluminium constitué par un pourcentage important d'aluminium et une quantité mineure d'autres métaux. Afin d'illustrer de façon plus spécifique la présente invention, on va maintenant en donner quelques exemples. sxemPle 1 : Cet exemple se réfère à la réalisation (I) décrite précédemment, en se reportant à la figure I. On emploie un four monophasé à arc électrique submergé d'un diamètre intérieur de 40 cm et équipé d'une seule électrode de carbone de 10 cm de diamètre. Les briquettes de matériau de départ sont fabriquées de la manière suivante. De la poudre d'hydroxyde d'aluminium est convertie selon le procédé Bayer en poudre d'alumine par déshydratation à la chaleur à 6001000cC.On mélange cette poudre d'alumine et une poudre de coke de pétrole selon un rapport pondéral de 75 : 25, après quoi on mélange 100 parties en poids de ce mélange avec 30 parties en poids d'un liant organique, qui est une solution aqueuse à 6 % d'un alcool de polyvinyle. le mélange est alors moulé par compression en briquettes en forme d'amandes ayant un grand diamètre de 4 cm en employant une machine à briquettes à deux rouleaux, après quoi les briquettes sont séchées pendant 4 h dans un courant d'air à 100-150 C. On obtient des briquettes ayant une densité spécifique en vrac d'environ 1,3 et ayant une forte résistance à température ambiante. Ces briquettes sont également employées dans les exemples 2 à 5. Pour amener le four à so ékat stable, on démarre de la façon suivante. On place sur le earbone de la sole 3 kg d'une masse mélangée d'aluminium et de carbure d'aluminium et on engendre un arc entre cette masse mélangée et l'électrode, ce qui déclenche l'opération de chauPfaXe. En mAeme temps, on déclenche 1'alimentation de briquettes, l'accumulation des briquettes sur le carbone de la sole jusqu'à 'à une hauteur de 50 cm s'effectuant pendant une période de 4 h Pendant ce temps, on maintient une tension de service de 32 V tout en augmentant progressivement la puissance de façon à augmenter l'intensité de 1000 A à 2 000 A à la fin de la période de 4 h. Le Fepot de la masse d'aluminium et de carbure d'alum7ni-am sur la sole au départ ne sert qu'à fa- ciliter le déclenchement des opérations, et il est évident qu'en pratique ceci n' est pas absolument necessaire. l'opération suivante s'effectue en régime permanent en maintenant la tension à environ 35 Vs l'intensité à environ 2000 A, le facteur de puissance à environ 0,7, la puissance fournie à environ 50 kW et le taux d'alimentation des briquettes à environ 5 kg/h. Dans ces conditions, il se forme un mélange fondu d'aluminium et de carbure d'aluminium (Al4C3) selon un rapport pondéral d'environ 80 : 20, à la vitesse d'environ 1,5 kg/h et le niveau du liquide du mélange s'élève d'environ 1 cm/h.Lorsqu'on introduit verticalement vers le bas une tige de carbone dans le mélange fondu formé 13 h après le début du fonctionnement, et que l'on examine l'état du mélange, on constate que le mélange s'est solidifié jusqu'à une hauteur de 2 cm au-dessus du carbone de la sole et que jusqu'à 13 cm le mélange se trouve à l'état fondu. L'arrivée de courant est alors coupée et le four reste dans cet état pendant une heure, ce sur quoi le mélange fondu, se trouvant refroidi, se solidifie progressivement depuis le côté sole jusqu'au côté électrode, la partie solidifiée atteignant 7 cm au-dessus du dessus de la sole. La température du carbone de la sole au point de mesure était 15000C. On emploie alors une tige d'acier de 2,5 cm de diamètre et on forme un passage depuis le trou de coulée jusqu'au milieu du four de façon à atteindre un point situé 3 cm au-dessus du carbone de la sole, ce sur quoi l'aluminium libre s'écoule par ce passage jusqu'à l'six térieur du four. La température à ce point au milieu du four était 17000C. Tandis que l'écoulement de l'aluminium se ralentit progressivement, on a obtenu 7 kg d'aluminium en 20 mn. On ferme alors le trou de coulée, et, après avoir un peu descendu l'électrode, on fournit à nouveau du courant et on ramène le four aux conditions de fonctionnement stable indiquées précédemment. 6 heures après, l'arrivée de courant est à nouveau coupée, comme dans le premier cas, le mélange refroidi résultant est refroidi et on extrait à nouveau de l'aluminium du four. On répète le cycle précédent et, dans chaque cas, la quantité d'a luminium extraite avoisine 7 kg. Lorsqu'on analyse cet aluminium récupéré, on constate qu'il a une pureté excédant 99,5 %, la quantité de carbure d'aluminium contenue étant inférieure à 0,01. Exemple 2 : Cet exemple utilise le mode de réalisation (II) précédemment décrit en se reportant à la figure II. On emploie un four tournant triphasé à excentrement de la conception suivante. Le four ayant un corps pouvant tourner à la vitesse de 1/ -2 tours par jour est équipé de 3 électrodes de 154 mm de diamètre, dont chacune est disposée à chaque sommet d'un triangle équilatéral dont un c8té mesure 325 mm, la distance entre le centre deoe triangle équilatéral et le centre du four étant 200 inm. la puissance fournie est en moyenne 250kW et le taux d'alimentation des briquettes est 30 kg/h. La vitesse de rotation du corps du four varie en fonction des conditions à l'intérieur du four, mais elle est en moyenne de un tour par jour.La période a'extraction par coulée de l'aluminium résultant est déterminée à chaque fois en se reportant à la température mesurée par l'intermédiaire d'un trou de mesure de température percé dans le carbone de la sole. On obtient ainsi environ 220 kg par jour d'aluminium libre. Exemple 3 : Cet exemple se rapporte au mode de réalisation (III) décrit précédemment en se reportant à la figure III. On emploie un four électrique monophasé submergé équipé d'une seule électrode de 10 cm de diamètre. L'électrode est placée au centre exact du four et l'opération démarre comme dans l'exemple 1. Après une période de démarrage de 4 h, l'électrode est déplacée lentement vers la droite à la vitesse de 5 cm/h, tout en continuant à fournir du courant. Après que l'électrode a été déplacée de 7,5 cm du centre, on l'arreteet on la maintient à cet endroit pendant 2 h. L'électrode est ensuite déplacée vers la gauche à la vitesse de 5 cm/h. Lorsque l'électrode a atteint un point si- tué à 7,5 cm à gauche du centre du four après une période de 3 h, elle est arrêtée et y est maintenue pendant 2 h. On répète de cette manière le mouvement de va-et-vient de l'électrode, la fourniture de courant et le taux d'alimentation des briquettes étant pendant ce temps ceux de l'exemple 1. Un cycle d'un mouvement de va-et-vient de l'électrode dure 10 h. La température,mesurée par l'orifice de mesure de température sur le coté droit du four lorsque l'électrode se trouve sur le côté gauche du four 21 h après le début de l'opération, était 14000C. En conséquence, on extrait l'aluminium par le trou de coulée situé à droite en opérant comme dans l'exemple 1. La température de l'aluminium ainsi extrait à l'extrémité interne du passage était d'environ 16000C. On extrait du four 7 kg dtalumi- nium libre pendant une période d'environ 20 mn, après quoi le trou de coulée est obturé. Ensuite, lorsque l'électrode a atteint la fin de son déplacement vers la droite du four et y reste immobile, l'aluminium est extrait de manière analogue du trou de coulée situé du coté gauche du four. On peut alors répéter les opérations précédentes. La pureté de l'aluminium extrait est 99,5 %. Sxemple 4 : Cet exemple se rapporte au mode de réalisation (IV) précédemment décrit en se reportant à la figure IV. On emploie un four électrique triphasé submergé ayant six électrodes et trois trous de coulée, comme on le voit sur la figure. Les électrodes ont 10 cm de diamètre et la distance entre le centre de chaque électrode est 23 cm. On utilise une tension de 35 V et une intensité de 2000 A, la puissance fournie étant 150kW. Après avoir déposé 30 kg d'une masse mélangée d'aluminium et de carbure d'aluminium sur le carbone de la sole, on commence par fournir du courant aux trois électrodes 2, 3 et 5 disposées dans la partie médiane du four et l'opération de démarrage dure 4 h comme dans l'exemple 1. On fournit ensuite le courant successivement aux combinaisons d'électrodes (1,2,3), (2,4,5) et (3,5,6), le courant étant fourni à chaque combinaison pendant une période de 4 h chaque fois et l'alimentation tournante en courant se répétant. Pendant ce temps on amène les briquettes au taux de 17 kg/h. 22 heures après le démarrage de l'opération et le courant continuant à autre fourni aux électrodes 2,4 et 5, on extrait l'aluminium de la zone située en dessous de l'électrode 6, la température de cette zone étant environ 16000C. On obtient en 40 mn 18 kg d'aluminium. L'aluminium est extrait successivement de cette manière à intervalles de 4 h des trois trous de coulée. exemple 5 : Cet exemple se rapporte au mode de réalisation (V) déjà décrit en se reportant à la figure V. On emploie un four biphasé à arc électrique submergé comportant un corps de four pouvant autre basculé d'un angle de 150 sur l'horizontale dans les deux directions et équipé de deux-électrodes de 10 cm de diamètre et distantes de 20 cm entre centres. Les conditions du fonctionnement du four sont : tension 35 V, intensité 2000 A et puissance fournie 100 kW. L'opération démarre en maintenant le corps du four dans sa position horizontale et en déposant sur la sole 10 kg d'une masse d'aluminium et de carbure d'aluminium. Après une période de préchauffage de 4 h, on maintient le taux d'alimentation des briquettes à 11 kg/h. 8 heures après le dé marrage de I'opéra'f;iop, le corps du four est basculé sur la droite à la vitesse de 60 à l'heure et lorsque l'angle d'inclinaison atteint 15 , le corps du four est maintenu dans cette position pendant 1 heure. Ensuite, le corps du four est basculé de manière analogue,dans le sens opposé à la vitesse,de 60/h jusqu a ce ce qu'il soit basculé de 150 vers la gauche, position dans laquelle il est maintenu 1 h. Ce demi-cycle d'opérations de 6 h est répété.A chaque intervalle de demi-cycle, on extrait environ 19 kg d'aluminium libre pendant une -période de 40 mn de la région située sous l'électrode du côté de basculement du four, la temperature de cette région étant à ce moment 1700-1750 C. exemple 6 : Cet exemple se rapporte à la réalisation décrite précédemment (I') en se reportant à la figure I. Les briquettes utilisées étaient faites de la manière suivante. On chauffe à 5000C,selon le procédé Bayer,de la poudre d'hydroxyde d'aluminium pour obtenir de la poudre d'alumine. On mélange à 120-1400C 100 parties en poids de la poudre d'alumine ainsi obtenue, 20 parties en poids de sciure séchée et 65 parties en poids de brai moyen, après quoi le mélange est moulé par compression en briquettes et ensuite calciné à environ 5000C pendant 30 mn. Ces briquettes ont une densité en vrac de 0,7 - 0,8 et le rapport d'alumine au carbone est en poids d'environ 75 : 25. On emploie le même four monophasé que dans l'exemple 1 et l'opération se déroule comme dans l'exemple 1 jusqu'a' 15 h après le démarrage. On remonte alors 11 électrode vers le haut pendant une période de 3 h et, tout en maintenant une tension de 38 V, une intensité de 1800N et une puissance de 50 kW, on augmente le taux d'alimentation des briquettes jusqu'à 6 kg/h et on le maintient à ce taux. Il se forme ainsi sous 1 1électro- de une zone ayant une température d'environ 18000C, dont on extrait 9 kg d'aluminium libre sur une période d'environ 30 mn par le trou de coulée. On modifie ensuite les conditions de fonctionnement pour obtenir une tension de 32 V, une intensité de 2200 A, une puissance fournie de 50 kW et un taux d'alimentation des briquettes de 4 kg/h, et l'on continue l'opération pendant 3 h. Il en résulte qu'il se forme sous l'électrode une zone constituée par un mélange fondu d'aluminium et de carbure d'aluminium ayant une température d'environ 22000C. En répétant ces opérations en alternance, on extrait successivement de l'aluminium libre de grande pureté. R E V E N D I C A T I C N S 1.- Procédé de production d'aluminium par réduction d'alumine avec du carbone, qui consiste à soumettre une charge d'alumine et de carbone à l'action d'un arc électrique dans un four et à chauffer la charge jusqu'à une température comprise entre environ 2 100 et 25000C, constituant ainsi une zone à température élevée dans laquelle se forme un mélange fondu contenant de l'aluminium et du carbure d'aluminium, caractérisé en ce que l'on répète les stades suivants a) laisser refroidir le mélange fondu ainsi formé à l'intérieur du four jusqu'à une température comprise entre 1900 et 14000C, constituant ainsi une zone à basse température dans laquelle le carbure d'aluminium se solidifie b) extraire du four l'aluminium libre se trouvant encore à l'état fondu dans cette zone à basse température et le récupé- rer tout en maintenant le carbure d'aluminium solidifié dans le four, et c) chauffer à nouveau cette zone à basse tellpérau-lle eli renant une charge ultérieure d'alumine et de carbone Jusqu a une température comprise entre environ 2100 et 25000C pour produire de l'aluminium et constituer à nouveau la zone à température élevée dans laquelle se forme lm mélange fondu contenant l'aluminium qui vient d'être produit et le carbure d'aluminium retenu dans le four. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la charge d'aluminium et de carbone est un mélange dans lequel le rapport en poids de l'alumine au carbone est compris entre 74,5 : 25,5 et 78 : 22. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la contraction de la zone à température élevée et la constitution concom tante de la zone à basse température, et llex- pansion de la zone à température élevée s'effectuent en alternance et successivement dans un four. 4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la constitution des zones à température élevée et à haute température s'effectue en alternance et successivement dans une région du four et que simultanément la constitution de zones à basse température et à température élevée s'effectue en alternance et successivement dans une autre région du four. 5.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la constitution de la zone à basse température s'effectue en interrompant ou en diminuant la quantité de chaleur fournie à cette zone par l'interruption ou la diminution de la puissance électrique d'alimentation. 6.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on déplace horizontalement la position relative de l'électrode recevant le courant et du four, constituant ainsi la zone à température élevée dans la région située au-dessus de la position actuelle de l'électrode tout en constituant la zone à basse température dans la région au-dessus de laquelle se trouvait à l'origine l'électrode, mais dont elle a été retirée du fait de son déplacement. 7.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, dans un four équipé d'une pluralité d'électrodes excédant le nombre de phases du courant alternatif, une combinaison d'électrodes en nombre correspondant au nombre de phases du courant alternatif est aiimentée en courant, après quoi une autre combinaison d'un nombre similaire d'électrodes est à son tour alimentée en courant constituant ainsi la zone à température élevée dans la région en dessous des électrodes alimentées par le courant tout en oenstituant la zone à basse température dans la région située en dessous des électrodes non alimentées par le courant. 8.- Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que, dans un four équipé d'une pluralité d'électrodes, correspondant en nombre au nombre de phases du courant alternatif, les électrodes alimentées avec le courant sont maintenues dans une position non changée et que seul le corps du four est basculé en alternance, constituant ainsi la zone à température élevée dans la région située en dessous de l'électrode du coté du four ou la distance entre cette électrode et le carbone de la sole a été diminuée du fait du basculement du corps du four, et la zone à basse température dans la région située en dessous de l'électrode du côté du four où la distance a été augmentée. 9.- Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'on emploie un four équipé d'au moins une électrode et qu'on le fait fonctionner en maintenant la puissance à l'entrée pratiquement constante à tout moment, et en ce qu'on répète en alternance une période H -dans laquelle la tension est abais sée en abaissant l'électrode et en diminuant en même temps le taux d'alimentation de la charge d'alumine et de carbone,et une période L dans laquelle la tension est augmentée en faisant monter l'électrode et en augmentant en meme temps le taux d'alimentation de la charge d'alumine et de carbone, d'où il résulte que la zone à température élevée se constitue pendant la période H et que la zone à basse température se constitue pendant la période L.