Brevet FR2125418A1 — publié le 19720929

L'invention a pour objet des moyens, c'est-à-dire un procédé et un appareillage pour la fabrication des chlorures et/ou des oxydes de certains métaux ainsi que de ces métaux eux-mêmes sous une forme pure (pouvant atteindre celle que l'on obtient par 5 des procédés électrolytiques), les métaux en question étant ceux du groupe constitué par Al, Be, Bi, Co, Cu, Pb, Fe, Ni, Zn. Les matières premières utilisées sont constituées par des alliages industriels ou par des mitrailles. Le procédé conforme à l'invention est caractérisé 10 par le fait que l'on soumet un alliage ou des mitrailles comprenant au moins deux des métaux du groupe constitué par Al, Be, Bi, Co, Cu, Pb, Fe, Ni, Zn à un procédé d'extraction en cycle fermé pour récupérer au moins l'un des métaux de l'alliage ou de la mitraille, ce procédé comprenant successivement, 1 5 une étape de chloruration au moyen d'une phase gazeu se contenant du HCl, au moins une étape de séparation du (ou des) chlorure(s) recherché(s),au moins une étape de conversion desdits chlorures en oxyde(s) ou métal(aux) sous l'influence d'un gaz contenant de la vapeur d'eau ou de l'hydrogène introduit sous pres-20 sion et au moins une étape de traitement des gaz provenant de l'enceinte de conversion, étant entendu que le degré de séparation,soit de l'hydrogène, soit de la vapeur d'eau du gaz soumis à l'étape de traitement est tel —le ou les chlorure(s) non transformé(s), le (ou les) oxyde(s) 25 non retiré(s) du circuit, le (ou les) métal(aux) non retiré(s) du circuit et l'acide chlorhydrique libéré, la vapeur de l'eau ou l'hydrogène non utilisés étant recyclés vers l'enceinte dans laquelle a lieu la chloruration— que l'atmosphère chlorurante mise en oeuvre au cours de l'étape de chloruration contienne par suite 30 du susdit recyclage, d'une part du chlore "élémentaire" à une pression élémentaire o,2 élémentaire P Ci HCX telle que 0,1 et c5ue Par ailleurs les 'rapports p ? H2 PHC1 p diffèrent d'au moins 20% des valeurs données par la loi d'é- h2q 35 quilibre pour le moins réactif des métaux constitutifs de l'alliage ou mitraille à -traiter, les pressions élémentaires partielles étant donnés par les formules : 72 04732 2 2125418 PC1 ~ 2PC1, * ■ PMeCl * PHC1 2 x dans laquelle : Pri indique la pression partielle du chlore ga- 2 zeux, 5 PM ^ indique la pression partielle des chlorures métalliques intervenant dans la réaction, PH£-^ représente la pression partielle de l'acide chlorhydrique, et x désigne le coefficient de combinaison des 10 éléments tels que : X*PMeClx = 3PFeCl3 _+ 2PNiCl2 + 4PSnCl4 + 2PCrCl2 + po = 2po2 + ph2o + pco + 2pso2 PH = 2PH20 + 2PH2 + PHC1 1 5 P^q et Pco désignant les pressions partielles de C02 et 2 CO, les pressions partielles étant exprimées en atmosphères absolues. L'appareillage conforme à l'invention est caractérisé par le fait qu'il est constitué par un ensemble d'enceintes 20 formant un circuit fermé et comprenant une enceinte de chloruration, au moins une enceinte de séparation, au moins une enceinte de conversion et au moins une enceinte de traitement des gaz. L'invention consiste, mises à part ces dispositions principales, en certaines autres dispositions qui s'utilisent, de 25 préférence, en même temps et dont il va être plus explicitement question ci-après, et elle pourra, de toute façon, être bien comprise à l'aide du complément de description et des exemples qui suivent, ainsi que des dessins ci-annexés, dans lesquels, - la figure 1 est une vue schématique d'un appareillage 30 conforme à l'invention, - les figures 2 à 4 sont des diagrammes montrant quelques formes caractéristiques de courbes à l'aide desquelles il est possible de déterminer les conditions de mise en oeuvre du procédé conforme à 1'invention, 35 - la figure 5 est une coupe schématique d'un dispositif de laboratoire propre à la détermination des courbes représentées aux figures 2 à 4. 72 04732 3 2125418 Selon l'invention et, plus spécialement, selon ceux des modes d'application, ainsi que selon ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, auxquels il semble qu'il y ait lieu d'accorder la préférence, se proposant de préparer sous une 5 forme très pure les chlorures et/ou les oxydes des métaux du groupe constitué par Al, Be, Bi, Fe, Ni, Co, Cu, Pb, Zn, ainsi que ces métaux eux-mêmes, on s'y prend comme suit ou de façon analogue» On soumet le matériau de départ, g'est-à-dire l'al-10 liage ou les mitrailles à traiter, qui se présente de préférence sous la forme de fragments dont la plus grande dimension est inférieure à 20 cm, à une combinaison de traitements successifs à l'intérieur d'un ensemble d'enceintes comprenant une enceinte de chloruration, au moins une enceinte de séparation, au moins une 15 enceinte de conversion et au moins une enceinte de traitement des gaz reliées les unes aux autres pour former un cycle fermé. Le traitement de chloruration est réalisé, conformément à l'invention, à l'aide d'une phase gazeuse contenant du gaz chlorhydrique, et le traitement des gaz provenant de l'étape de 20 conversion a pour but de retirer de ces gaz une partie de la vapeur d'eau ou de l'hydrogène formés lors de la conversion. Conformément à l'invention, dans le cadre de la susdite combinaison de traitemenis successifs, le degré de séparation de l'hydrogène ou de la vapeur d'eau du gaz lors du traitement 25 consécutif à l'étape de conversion est tel —le (ou les) chloru-re(s) non transformé(s), le (ou les) oxyde(s) non retiré(s) du circuit, le (ou les) métal(aux) non retiré(s) du circuit et l'acide chlorhydrique libéré, la vapeur ou l'hydrogène non utilisés étant recyclés vers l'enceinte dans laquelle a lieu la chlorura-30 tion— que l'atmosphère chlorurante mise en oeuvre pour l'étape de chloruration contienne, par suite du susdit recyclage, du chlore à une pression élémentaire telle que 0,2 de l'hydrogène à une pression élémentaire telle que P H CX . _ pCi l'oxygène à une pression élémentaire telle que 0,1 •C p P P HC1 HC1 35 les rapports — , — différant par ailleurs d'au moins 20% H2 h2O des valeurs données par les lois d'équilibre pour le moins réactif des métaux constitutifs de l'alliage à traiter. 72 04732 4 2125418 Au cours de l'étape de chloruration, la température doit être de 400 à 1250°C environ suivant les métaux choisis» Pour que le procédé soit industriellement valable, il faut que la réaction de chlorurâtion se passe à une vitesse 5 suffisante. Cette vitesse doit être telle que les calories dégagées compensent les pertes thermiques (la température de la chloruration qui est voisine de 850°C doit être maintenue). Par ailleurs, la vitesse de la réaction ne doit pas être trop grande, car 10 la température pourrait alors croître jusqu'à la fusion de la charge, ce qui doit être évité, par exemple par introduction de matiè-■ res inertes dans la charge, ou par refroidissement intense des parois de l'enceinte de chloruration. Pour augmenter la vitesse de réaction o'u simplement 1 5 la maintenir à une valeur suffisante, on peut, soit introduire dans la charge un certain pourcentage de métaux plus réactifs vis-à-vis du chlore, par exemple l'aluminium ou le fer, sous forme de granules ou de morceaux de toute forme, soit introduire dans l'alliage à traiter, par fusion préalable, d'autres éléments tels que 20 C, S, As, Si, P, qui augmentent l'activité de la réaction de chlo-ruration. La forme sous laquelle doit se présenter l'alliage ou la mitraille traité est également fonction de son affinité vis-à-vis du chlore. Plus cette affinité est grande, plus la taille 25 des particules admises peut être grande. La nature et la quantité des susdites additions d'appoint est déterminée expérimentalement dans chaque cas particulier, en observant la température de l'enceinte de chloruration. Ceci étant, une fois que le matériau de départ a été 30 additionné des charges susindiquées, on le soumet à l'état solide à une mise en contact intime à contre-courant avec une phase gazeuse chlorurante répondant aux conditions susindiquées. Le matériau de départ se trouve, préalablement à cette mise en contact, à la température ambiante. 35 La durée du temps de contact avec le matériau traité ainsi que la température du courant de gaz chlorurant amené à l'enceinte de chloruration sont choisies de façon telle qu'au moins 60% de l'acide chlorhydrique correspondant à l'équilibre : Me + 2HC1 N MeCl^ + H^ réagissent avec la matière solide, 40 Me représentant les différents métaux mis en jeu. 72 04732 s 2125418 Pour que tous les métaux constitutifs de 11 alliage ou de la mitraille à traiter soient transformés en chlorures volatils, il y a lieu de traiter les gaz recyclés avant leur pénétration dans l'enceinte de chloruration de la manière susindiquée et, P P HC 1 HC X v 5 en particulier, telle que les rapports — et — diffèrent 2° H2 d'au moins 20% des valeurs données par les lois d'équilibre pour le moins réactif des métaux constitutifs de l'alliage à traiter, lesdites lois s'écrivant, si ledit métal est Me : MeCl + |h„0 —Me0„ + xHCl X ^ d. A 2 10 MeClx + f H2 7—^ Me + HCl Pour ce faire, on fait passer l'es gaz recyclés, avant leur pénétration dans 1'enceinte de chloruration, par un dispositif de traitement opérant suivant les méthodes connues et propre à capter une partie de la vapeur d'eau ou de l'hydrogène qu'ils contiennent. Dans ce dispositif, on peut mettre en oeuvre 15 un lavage à l'aide de H2S0^ pour retirer de la vapeur d'eau. Pour retirer de l'hydrogène, on peut en faire brûler une partie et retirer l'eau formée par lavage ou par compression et liquéfaction. Pour retirer du HCl, en peut procéder à un lavage avec CaCÎ2 aqueux. On peut introduire des quantités contrôlées d'oxy- 20 gène dans le chlorurateur pour améliorer la réaction Me + 2HC1 — MeCl2 + H2. La teneur en oxygène ne doit pas être supérieure à 50% du total de l'hydrogène et de l'acide chlorhydrique (exprimée-en volumes normaux). 25 Dans la pratique, la durée du temps de contact en tre la phase solide et la phase gazeuse chlorurante dépend de la longueur du chemin parcouru par le courant du gaz chlorurant dans l'enceinte de chloruration et de la vitesse de progression de la charge à l'intérieur de ladite enceinte. 30 Les conditions opératoires les plus" avantageuses pour un matériau donné, telles que température de chloruration, composition et pression des gaz, débit et vitesse de circulation de gaz, vitesse d'évaporation des chlorures, etc. peuvent être déterminées à 1'aide de diagrammes expérimentaux analogues à ceux 35 représentés aux figures 2 à 4. En ce qui concerné ces diagrammes, ils peuvent être déterminés à l'aide d'un dispositif de laboratoiee tel que celui représenté en coupe figure 5. Ce dispositif comprend une enceinte réactionnelle E.. 40 qui est entourée d'un four de laboratoire F et à l'intérieur de laquelle sont maintenus coaxialement, comme visible sur la figure, 72 04732 6 2125418 d'une part, un barreau de matériau inerte tel que Al^O^, et d'autre part un barreau B^ de l'alliage à étudier. L'enceinte E.j comprend, au niveau du barreau B^, une canalisation C>j d'arrivée de gaz chlorurant et, au niveau du bar-5 reau Bg, une canalisation d'évacuation des chlorures formés, canalisation qui débouche à l'intérieur d'une enceinte E£ de condensation des chlorures pouvant comprendre des chicanes, comme montré, et débouchant par une canalisation qui est reliée à un dispositif d'analyse des gaz, non montré. 10 Les canalisations et comportent des appareils F Les courbes de la figure 2 montrent, en référence à la figure 5 et avec Pci' Re' = constan'':eJ Re étant le 15 nombre Reynolds, la quantité (exprimée en grammes) de matière pre- 2 mière ayant réagi avec le chlore par cm de surface apparente de contact entre les gaz et la charge métallique constituée par le barreau B£, en fonction du chemin X (exprimé en mm) parcouru par le gaz à l'intérieur de l'enceinte E^ pour différents temps de 20 chloruration _t auxquels correspondent les différentes courbes de la figure. Les courbes de cette figure sont utilisées pour la détermination de la longueur que doit parcourir le gaz en contact avec la charge métallique pour que l'on obtienne un degré satisfaisant de chloruration. 25 La figure 3 montre la pression partielle du chlore élémentaire (exprimée en mm de mercure) dans les gaz circu lant dans l'enceinte de chloruration en fonction de la distance X (exprimée en mm) de parcours des gaz pour différentes valeurs du 3C1 rapport a = —— (P. étant la pression totale des gaz, exprimée Ft r • 30 en mm de mercure) avec, par ailleurs, (temps, P^, Re ... et température) = constante. Les courbes correspondant aux valeurs de _a sont utilisées pour la détermination de la longueur que doit parcourir le gaz au contact de la charge métallique pour que l'on obtienne un rendement satisfaisant en chlore, ainsi qu'un degré sa- 35 tisfaisant de saturation des gaz en chlorures. La figure 4 montre la quantité (exprimée en grammes) des chlorures formés mais non volatilisés par cm de surface apparente de contact entre les gaz et la charge métallique, en fonction du chemin X (exprimé en mm) parcouru par le gaz dans l'en 72 04732 7 2125418 ceinte pour différents chlorures métalliques et pour différentes conditions de température et de composition gazeuse, étant entendu que (temps, Re... et pression totale) = constante, que P P Cl Cl /• ✓ = 1 0 et que —— = a., les valeurs de a. étant indiquées P P O2 total sur chaque courbe. Les courbes correspondant aux différents chlorures et valeurs de _a sont utilisées pour la détermination de la longueur que doit parcourir le gaz au contact de la charge métallique pour que les chlorures formés soient évacyés à un degré satisfaisant de la surface métallique. Pour exploiter les données fournies par les courbes 2 à 4, on peut se reporter aux méthodes exposées dans les ouvrages suivants : - Chemical process Principles, part.3, Honger et Wat- son, - Reaction Kinetics for Chemical Engineers, S.M. Walas, pages 1 26-1 48. Les courbes des figures 2 à 4 ont été établies à titre d'exemple dans le cas d'un alliage dont l'analyse est la suivante : Ni + Co : 1 5,8 % S : 1,2%. 0,3 % As Fe q„s.p. 1 00% A l'issue de l'étape de chloruration, on soumet le mélange gazeux qui entraîne éventuellement des particules solides et qui comprend les chlorures, l'acide chlorhydrique, l'hydrogène, la vapeur d'eau, les oxydes de carbone, l'azote, le SO2 et autres, à une séparation basée sur les différences existant entre les points de condensation des chlorures. Il est possible qu'avec les résidus sortant de l'enceinte de chloruration on entraîne une partie des chlorures formés. Ces chlorures peuvent être récupérés par différentes voies. Cette séparation peut être mise en oeuvre à l'aide de toute technique en soi connue ; par exemple, on peut avoir recours à un nombre suffisant de cellules pour assurer la séparation de tous les chlorures, ou bien encore on peut condenser l'ensemble des chlorures ou une partie pour les soumettre ensuite à une distillation fractionnée. 72 04732 2125418 Suivant une variante du procédé utilisée lorsqu'on veut obtenir des chlorures très purs, on amène un chlorure liquide ou solide donné, obtenu dans un condenseur donné, vers 1 ' éva-porateur correspondant qui est maintenu à une température cons-5 tante et légèrement supérieure à la température d1évaporation du chlorure recherché. Pour favoriser la séparation du mélange de chlorures liquides ou solides que l'on obtient dans l'enceinte de condensation dans le cas où l'on condense l'ensemble des chlorures, on 1 0 peut soumettre ce mélange à l'action d'un gaz contenant du chlore, de manière à faire passer à l'état de chloruration le plus ■ élevé, correspondant à la volatilité la plus élevée, les chlorures tels que le fer et le cuivre, qui peuvent se présenter sous plusieurs états de chloruration et qui sont obtenus à la sortie de 15 l'enceinte de chloruration à l'état de chloruration le plus bas. Il est alors possible de retirer du circuit au moins certains des chlorures formés et séparés pour les utiliser tels quels ; la partie non retirée des chlorures obtenus ou du mélange de ces chlorures est ensuite mis en présence,à l'état solide, li-20 quide ou gazeux, d'un gaz introduit sous pression comprenant de la vapeur d'eau ou de l'hydrogène, le traitement ayant lieu à l'intérieur d'une enceinte de conversion à une température qui est choisie en fonction du chlorure considéré et de l'équilibre thermique de tout le cycle de fonctionnement.. Il se produit alors la 25 formation des oxydes ou des métaux correspondants et la libération de l'acide chlorhydrique. Le gaz introduit sous pression qui comprend de la vapeur d'eau ou de l'hydrogène se trouve à l'entrée de l'enceinte de conversion à une pression de 1 à 18, de préférence 1 à 10 at-30 mosphères, et à l'intérieur de ladite enceinte à une pression de 1 à 5, de préférence de moins de 4 atmosphères. Plus particulièrement, pour convertir un chlorure en oxyde au moyen de vapeur d'eau, on porte la température à une valeur supérieure à 500°C, les conditions de pression étant les 35 suivantes : x ✓ H 0 v - à l'entrée de l'enceinte de conversion —2— } 2,5 "P°a - dans l'enceinte de conversion 4,5 atm. ) PQ ) 0,3 PC1 72 04732 9 2125418 Pour réduire un chlorure en métal à l'aide d'hydrogène, la température est choisie supérieure à 300°C et les conditions de pression dans l'enceinte de réduction sont 4 atm y P^ 1,2 PC1» 5 Pour obtenir les susdites températures, on peut a- voir recours soit à des sources conventionnelles (résistance électrique ou autres), soit à la combustion de l'hydrogène ou d'une poudre métallique recyclés et/ou à la combustion de matériaux hydrocarbonés introduits dans le circuit. Dans le cas de la con-1 0 version au moyen de vapeur d'eau, la poudre métallique peut être celle qui est obtenue,dans l'étape subséquente de réduction, sous une forme trop divisée pour être facilement séparée. Pour mélanger le gaz contenant de la vapeur d'eau ou 11 hydrogène avec le chlorure, on a recours éventuellement à un 15 système basé sur 1'utilisation" d'un venturi grâce auquel le gaz contenant de la vapeur d'eau ou l'hydrogène sous pression est introduit à grande vitesse (entre 2 et 20 m/s). A l'aide d'un tel venturi, on réalise à la fois l'introduction de la vapeur d'eau ou l'hydrogène et l'aspiration 20 des chlorures et on assure aussi la circulation des gaz et des solides pulvérulents en suspension dans le circuit fermé. Pour agir sur la dimension des grains d'oxyde ou du métal obtenus, on fait varier le temps de contact entre le gaz et le chlorure, en agissant sur la vitesse du gaz introduit, ce qui 25 revient à choisir un venturi de caractéristiques données pour chaque cas. La valeur précise du débit de la vapeur d'eau ou de l'hydrogène à l'entrée des enceintes de conversion peut être déterminé de manière automatique, d'une part en fonction de la te-30 neur en acide chlorhydrique du gaz sortant de l'enceinte de chloruration qui ne doit contenir que moins de 40% et plus de 1% de la quantité de l'acide chlorhydrique présente à l'entrée pour que l'on puisse considérer que la chloruration s'effectue convenablement, et d'autre part en fonction de la température de la zone de 35 réaction de l'enceinte de chloruration. A partir de ces données, on augmente ou on diminue le débit d'entrée de la vapeur d'eau ou d'hydrogène au niveau des enceintes de conversion. Le susdit mécanisme de régulation du débit de la 40 vapeur d'eau ou de l'hydrogène contrôle également les variations 72 04732 2125418 de la composition de la charge introduite, à l'enceinte de chloruration» Au niveau de chacune des enceintes dans lesquelles se pratique la susdite conversion ou réduction, on retire du cir-5 cuit fermé au moins 60% de l'oxyde ou du métal formé, et on recycle vers l'enceinte de chloruration l'oxyde ou le métal restant en même temps que le chlorure et la vapeur d'eau ou l'hydrogène n'ayant pas réagi ainsi que l'acide chlorhydrique libéré» Dans la pratique, la quantité d'oxyde ou de métal 10 retiré est, sauf exception particulière, supérieure à 90%. Ceci étant, on attire l'attention sur deux points . particulièrement importants : a) L'examen du bilan thermique de procédé montre que : - lorsqu'on travaille avec de la vapeur d'eau, pour obtenir des 15 chlorures ou des oxydes purs, il y a un grand excès de calories et, par conséquent, les pertes thermiques de l'installation et l'énergie calorifique nécessaire à la conversion sont largement compensées sans apport extérieur"de calories, - lorsqu'on travaille avec de l'hydrogène, pour obtenir des mé-20 taux purs, il est nécessaire de compenser les pertes thermiques par un apport extérieur de calories, par exemple en brûlant des matières hydrocarbonées introduites dans le circuit. b) La circulation des gaz et des particules entraînés est assurée à l'intérieur du circuit fermé sous la seule influen- 25 ce des moyens d'amenée de la phase gazeuse contenant la vapeur d'eau ou l'hydrogène ; en effet : - la circulation entre l'enceinte de chloruration et les enceintes de condensation/évaporation est assurée par la différence de pression résultant de la contraction de volume, 30 _ la circulation entre les enceintes de condensation/évaporation et les enceintes dans lesquelles est mise en oeuvre la conversion ou la réduction est assurée par l'aspiration due aux moyens d'amenée de la phase gazeuse de conversion ou réduction qui agissent à la manière d'un injecteur, 35 _ la circulation entre les enceintes dans lesquelles se pratiquent la conversion ou la réduction et l'enceinte de chloruration est assurée' par les différences de pression résultant, d'une part de la pression élevée de la phase gazeuse introduite, et d'autre part de la contraction due à la réaction de 40 chloruration. 72 04732 n 2125418 Ceci étant, on met en oeuvre le susdit procédé en ayant recours à un appareillage constitué par un ensemble d'enceintes comprenant une enceinte de chloruration, au moins une enceinte de condensation/évaporation et au moins une enceinte propre 5 à permettre la mise en oeuvre d'une phase gazeuse contenant de la vapeur d'eau ou de l'hydrogène. Sur la figure 1 , on a représenté schématiquement un mode de réalisation d'un tel appareillage ou installation,. Comme montré, cette installation comprend une encein-1 0 te de chloruration 1 , alimentée par une canalisation 2 en alliage ou mitraille à traiter sous une forme compatible avec le passage des gaz et une vitesse de chloruration suffisante. Des matières carbonées sont ajoutées le cas échéant à la charge a traiter avant son introduction. Par une canalisa-15 tion 3, on peut introduire dans l'enceinte de chloruration des additifs actifs. Des résidus de la réaction de chloruration, qui sont évacués par une canalisation 4, peuvent être recyclés grâce à une canalisation 4_a. Les gaz de chloruration sont amenés par une une canalisation 5, et une canalisation 6 est prévue pour l'éva-20 cuation de la phase gazeuse contenant les chlorures. Un dispositif d'analyse 7 propre à indiquer la teneur en chlore de la phase gazeuse est branché sur la canalisation 6. Des dispositifs d'é-tanchéité non représentés sont prévus aux raccordements des diverses canalisations avec l'enceinte. 25 En aval de l'enceinte 1 , l'installation comprend au tant de cellules de condensation/évaporation qu'il y a de chlorures à séparer. Ces cellules sont représentées schématiquement en 8_a, 813, 8c_ .... 8ri-1 , 8n, pour ce qui est des cellules de condensation, et en 9_a, 9b_, 9c ... 9n-1 , 9n, pour ce qui est des cellu— 30 les d'évaporation. Les cellules de condensation se trouvent respectivement aux températures décroissantes , T^..... T , et les cellules d ' évaporation aux températures décroissantes T'-j? ... T'n, avec ^-1 > T'k > T^. Les cellules d'évaporation sont équipées, d'une part de systèmes 1 Oa, 10b_ ..., non représentées en dé-35 tail, de retour des chlorures non évaporés aux cellules à température immédiatement supérieures, et d'autre part de conduites d'évacuation 11 _a, 11b_ ... des chlorures condensés, une conduite d'évacuation 12 étant prévue pour les gaz non condensés. Sur ces conduits 11_a, 111) 0009 on peut prévoir res- 72 04732 2125418 pectivement une sortie 33a., 33b_ ... pour l'évacuation éventuelle d'au moins une partie du chlorure formé. Un système de "by-pass", équipé de dispositifs d'épuration 14 capables de débarrasser au moins partiellement les 5 gaz non condensés des constituants gazeux MeCl , SO„, CO„, HCl .. X ^ c et autres dont on désire limiter la teneur dans le circuit fermé, est branché sur la conduite 12. A la sortie de chacune des enceintes 9_a, 9b .... correspondant à un chlorure que l'on veut transformer en oxyde ou 10 réduire, on prévoit, à l'extrémité de la canalisation 11 _a, 11b . „j - soit une enceinte de conversion 15a., 1 513 ... munie d'un • système 16a., 1 6b_ ... à venturi pour l'insufflation d'une phase gazeuse contenant de la vapeur d'eau, d'une conduite 17 d'évacuation des gaz et solides entraînés par les gaz, ainsi qu'un dispo-15 sitif 18_a, 1 8]d ... de séparation des oxydes en poudre formés, muni d'une conduite Ca, - soit une enceinte de réduction 19_a, 1 9b_ ... munie d'un système 20a, 20b_ ... à venturi pour l'insufflation d'hydrogène? d'une conduite 21 d'évacuation des gaz et solides entraînés par 20 les gaz, ainsi que d'un dispositif 22_a, 22b_ ... de séparation des poudres métalliques formés, muni d'une conduite Cb. La phase gazeuse sous pression élevée contenant delà vapeur d'eau est amenée par une conduite principale 23, munie d'une vanne de réglage 24, commandée automatiquement par le dispositif 25 d'analyse 7. Des conduites 25a., 25b_ ... amènent la phase gazeuse aux différentes enceintes de conversion ; des vannes 26_a, 26b_ ... sont prévues pour régler la distribution de la quantité totale de la vapeur d'eau vers les différentes enceintes selon les quantités respectives des chlorures à convertir. 30 La phase gazeuse sous pression contenant l'hydrogène est amenée aux enceintes 1 9_a, 1 9b_ ... par une conduite principale 27 raccordée à la conduite 1 2 comportant une vanne de réglage 28 qui est commandée automatiquement par le dispositif d'analyse'7. Des conduites 29_a, 29b_ ... relient la conduite 27 aux différentes 35 enceintes de réduction et comportent des vannes 30a^ 30]d ... qui règlent la distribution de la quantité totale d'hydrogène aux susdites enceintes selon les quantités respectives des chlorures à réduire. Une conduite commune reliée à la conduite 5 reçoit 40 les phases gazeuses provenant des différentes enceintes de conver 72 04732 2125418 sion ou de réduction respectivement par les canalisations 1 7 et 21 , et comporte une vanne 31 permettant d'amener le cas échéant de l'acide chlorhydrique d'appoint dans le circuit pour compenser les pertes éventuelles. Sur la conduite 5, on prévoit en outre un 5 dispositif en soi connu 32 permettant de débarrasser de leur teneur en vapeur d'eau et d'hydrogène des gaz arrivant à 1'enceinte 1. Pour mieux faire comprendre le procédé conforme à l'invention, on donne ci-après deux exemples numériques, correspondant à des expériences réalisées dans une installation pilote 10 capable de traiter environ 100 kg/heure de produit activé. EXEMPLE N° 1 A) Conditions de l'expérience Dans l'enceinte de chloruration, on introduit un alliage dont la composition est : 15 Ni + Co : 1 5,8 % %■ S : 1,2 % As : 0,3 % Fe : q.s.p. 1 OO % Cet alliage est porté au préalable à la température 20 de 950°C, .et se présente sous la forme de particules d'une dimension de 1 5 mm. La chloruration a lieu à une température de 950°C -1 0°C avec une phase gazeuse dont la composition est la suivante, à l'entrée de l'enceinte : 25 HCl : 80 % 02 : 10 % Ng, SO2, CO2, H-2 * q.s.p. 1 00 % Le débit de l'acide chlorhydrique à l'entrée de l'enceinte de chloruration est de 1 02 milligrammes par centimètre 30 carré et par seconde. A la sortie de l'enceinte de chloruration, la teneur des gaz en acide chlorhydrique est de 42%„ Le temps moyen de contact des gaz dans l'enceinte est de 1 ,10 seconde et leur vitesse linéaire de 0,25 m/s. La tem-35 pérature de sortie est de 940°C - 10°C. Les gaz sortant de l'enceinte de chloruration pénètrent dans un condenseur où les chlorures de Ni et Co précipitent ensemble entre 850°C - 650°C. Le chlorure de fer est conduit à l'état gazeux à l'enceinte de conversion. 40 Dans l'enceinte de conversion du fer, on admet un 72 04732 2125418 mélange gazeux d'un rapport en moles La tempéra ture est de"700°C - 10°C et le temps moyen de séjour des gaz dans l'enceinte de conversion est de 4,5 s. Dans l'enceinte de réduction du Ni + Co, on admet 5 les chlorures sous forme solide et de l'hydrogène venant d'une , - • , , NiCl~ + CoCl~ 1 source exterieure avec un raoport en moles 2—— 2 = -=• „ Hp La température est de 600°C - 10°C» B) Résultats La poudre d'oxyde de nickel + cobalt produite a une 10 pureté de 99,99% et elle est exempte d'arsenic, de soufre et de phosphore» Le rendement total en nickel + cobalt est de 96%» L'oxyde de fer a une pureté de 99,5% et est exempt d'arsenic, soufre et phosphore» 1 5 Le rendement total en fer est de 92%» Le rendement de l'enceinte de chloruration est de 2,2 kg d'alliage par heure et par litre de volume utile de l'enceinte de chloruration» Le rendement en oxygène est dë 85%» 20 EXEMPLE N° 2 A) Conditions de l'expérience Dans l'enceinte de chloruration, on introduit une charge constituée par du cuivre impur dont la composition est : Cu : 95 % 25 Pb : 1 % Zn z 0,1% S : 0,5 % As : 0,4 % La température de la charge est de 950°C, et elle s 30 présente sous la forme de particules d'une dimension de 15 mm» La chloruration a lieu à une température de 960°C -1 0°C avec une phase gazeuse dont la composition est la suivante, l'entrée de l'enceinte : HCl : 20 % 35 02 : 2,5 % N2 : 70,0 % S02, C02 : q„s„p» 1 00 % Le débit de la phase gazeuse a l'entrée de l'encein 72 04732 2125418 te de chloruration est de 60 milligrammes par centimètre carré de section et par seconde. A la sortie de l'enceinte de chloruration, la teneur de la phase gazeuse en HCl est de 6,6%. 5 Le temps moyen de contact des gaz dans l'enceinte est de 0,7 s et leur vitesse linéaire de 0,25 m/s. La température de-sortie est de 960°C - 10°C„ Les gaz sortant de l'enceinte de chloruration pénètrent dans un condenseur où le chlorure de Cu précipite entre 1 O 950°C - 700°C. Le reste des chlorures est condensé sans autre séparation en refroidissant les gaz jusqu'à 1 70°C. Le chlorure de cuivre est ensuite introduit dans une enceinte de réduction dans laquelle on l'admet sous la forme d'un mélange gazeux d'un rapport en moles : H2 - 1 : 4. La "I 5 température est de 600°C - 20°C et le temps moyen de séjour des gaz dans l'enceinte de réduction est de 1 ,25 s. B) Résultats L'éponge de cuivre produite a une pureté de 99,99%. Le rendement total en cuivre est de 96%. 20 • Le rendement de l'enceinte de chloruration est de 2,5 kg de charge par heure et litre de volume utile de l'enceinte de chloruration. En suite de quoi et quel que soit le mode de réalisation adopté, on dispose ainsi d'un procédé et d'un appareillage 25 pour la fabrication des susdits métaux dont les caractéristiques ressortent suffisamment de ce qui précède pour qu'il soit inutile d'insis.ter à ce sujet et qui présentent par rapport à ceux qui existent déjà de nombreux avantages, notamment, - celui de permettre la séparation simultanée d'un ou 30 de plusieurs métaux à partir d'un mélange d'oxydes impurs, - celui de permettre la production de produits de très haute pureté, même en présence d'impuretés, qui sont très difficiles à éliminer par les moyens conventionnels, - celui d'un haut rendement de récupération des métaux, 35 _ celui de n'exiger qu'une température inférieure à celles nécessitées par la métallurgie classique, - celui de prévoir le recyclage du chlore en circuit fermé à un pourcentage élevé à l'aide de 02° Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs 40 déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux 72 04732 2125418 de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réa lisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes 72 04732 2125418 REVENDICATIONS 1„ Procédé pour la fabrication des chlorures et/ou des oxydes de certains métaux ainsi que de ces métaux eux-mêmes sous une forme pure, les métaux en question étant ceux du groupe cons— 5 titué par Al, Be, Bi, Co, Cu, Pb, Fe, Ni, Zn, caractérisé par le fait que l'on soumet un alliage ou des mitrailles comprenant au moins, deux des métaux du susdit groupe à un procédé d'extraction en cycle fermé pour récupérer au moins l'un des métaux de l'alliage ou de la mitraille, ce procédé comprenant successivement, 10 une étape de chloruration au moyen d'une phase ga zeuse contenant du HCl, au moins une étape de séparation du (ou des) chlorure(s) recherché(s), au moins une étape de conversion desdits chlorures en oxyde(s) ou métal(aux) sous l'influence d'un gaz contenant de la vapeur d'eau ou de l'hydrogène sous 1 5 pression, et au moins une étape de traitement des gaz provenant de l'enceinte de conversion, étant entendu que le degré de séparation soit de l'hydrogène, soit de la vapeur d'eau du gaz soumis à l'étape de traitement est tel —le ou les chlorure(s) non transformé(s), le (ou les) oxy-20 de(s) non retiré(s) du circuit, le (ou les) métal(aux) non reti-ré(s) du circuit et l'acide chlorhydrique libéré, la vapeur d'eau ou l'hydrogène non utilisés étant recyclés vers l'enceinte dans laquelle a lieu la chloruration— que l'atmosphère chloru-rante mise en oeuvre pour l'étape de chloruration contienne par 25 suite du susdit recyclage le chlore "élémentaire" à une pression élémentaire o, 2 — PC1 PHC1 telle que 0,1 -C P —5 , les rapports -5 , -5 différant h2 H2O par ailleurs d'au moins 20% des valeurs données par la loi d'é— 30 quilibre pour le moins réactif des métaux constitutifs de l'alliage ou mitraille à traiter. r 2. Procédé selon la.revendication 1 , caractérisé par le fait que l'introduction dans l'enceinte de conversion de la vapeur d'eau ou de l'hydrogène est réglée en fonction de la te- 35 neur en HCl du gaz sortant de l'enceinte de chloruration, cette teneur devant être comprise entre 1 et 40% de la teneur en HCl du gaz entrant dans l'enceinte de chloruration. 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé par le 72 04732 1 8 2125418 fait qu'il- est réalisé par voie automatique. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la chloruration est mise en oeuvre par mise en contact intime à contre-courant entre une 5 phase solide constituée par l'alliage ou les mitrailles à traiter et une phase gazeuse contenant le gaz chlorhydrique, cette mise en contact qui s'effectue éventuellement en présence d'oxygène étant d'une durée suffisante pour qu'au moins 60% de l'acide chlorhydrique correspondant à l'équilibre Me + 2HC1 MeCl_ + H 1 0 réagissent avec la matière solide. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que, lors de l'étape de conversion, on fait agir sur un chlorure donné une phase gazeuse comportant de la vapeur d'eau, la température étant supérieure à 15 500°C et les pressions partielles répondant aux inégalités sun -p HO -v * vantes : p—2— ^>2,5 à l'entrée de l'enceinte de conversion et °2 4,5 atm )> PQ > 0,3 P^ dans l'enceinte de conversion. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à caractérisé par le fait que, lors de l'étape de réduction 20 d'un chlorure donné, on fait agir sur ce chlorure une phase gazeuse contenant de l'hydrogène, la température étant supérieure à 300°C et la pression de l'hydrogène à l'intérieur de l'enceinte de réduction répondant à l'inégalité suivante 4 atm \ P„> 1 ,2 P„,. * .H. ' CX 7. - Procédé selon la revendication 6, caractérisé par 25 le fait que l'énergie utilisée pour obtenir la température nécessaire est fournie par la combustion de la poudre métallique qui est obtenue pendant ladite réduction sous une forme trop divisée pour être facilement séparée. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 30 précédentes, caractérisé par le fait que le gaz contenant de la vapeur d'eau ou d'hydrogène se trouve sous une pression de 1 à 18 atm, de préférence 1 à 10 atmosphères, à l'entrée de l'enceinte de conversion et sous une pression de 1 à 5, de préférence moins de 4 atmosphères, à l'intérieur de ladite enceinte. 35 9. Procédé selon les revendications 6, 7 et 8, carac térisé par le fait que chacun des chlorures ou le mélange de ces derniers est introduit dans une enceinte en même temps qu'une phase gazeuse contenant de la vapeur d'eau ou de l'hydrogène, la 72 04732 2125418 vitesse de cette phase gazeuse étant comprise entre 2 et 20 m/s. 1O Procédé selon la revendication 9, caractérisé par le fait que la phase gazeuse contenant la vapeur d'eau ou l'hydrogène est introduite à l'aide d'un venturi. 5 11 . Appareillage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé par le fait qu'il est constitué par un ensemble d'enceintes formant un circuit fermé et comprenant une enceinte de chloruration, au moins moins une enceinte de séparation de chlorures, au moins une en-1 0 ceinte de conversion et au moins une enceinte de traitement des gaz sortant de l'enceinte de conversion. 12. Appareillage selon la revendication 13, caractérisé par le fait qu'il comprend à la sortie de l'enceinte de chloruration un dispositif d'analyse de la quantité de HCl présente, qui 15 permet de régler le débit d'introduction de la vapeur d'eau ou de l'hydrogène dans l'enceinte de conversion.