(57)【要約】  本発明は、金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）の回収のための方法を提供し、当該方法は：酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックス、酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックス中に分散した製品金属（ＭＰ）および酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックス中に分散した、１以上の酸化状態にある製品金属（ＭＰ）の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）と有する複合材料を提供すること；ならびに酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックスから１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）を少なくとも部分的に除去するために複合材料を処理し、金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）を成形することを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）の回収のための方法であって、当該方法は：
酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックス、前記の酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックス中に分散した製品金属（ＭＰ）および前記の酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックス中に分散した、１以上の酸化状態にある前記製品金属（ＭＰ）の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）を有する複合材料を提供すること；ならびに
前記の酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックスから前記の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）を少なくとも部分的に除去するために前記複合材料を処理して、前記金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）を成形することを有する、
前記方法。
【請求項２】
前記処理工程が、前記の酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックスから前記の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）を蒸留することを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記蒸留が、前記の酸化された還元剤（ＲＯ）を少なくとも部分的に除去する、請求項２に記載の方法。 
【請求項４】
前記蒸留が、（ｉ）前記の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）の揮発、および（ｉｉ）前記の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）の、還元剤（Ｒ）の存在下における前記製品金属（ＭＰ）への還元のうちの少なくとも１つをもたらす、請求項２または３に記載の方法。
【請求項５】
前記の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）および任意には、前記の酸化された還元剤（ＲＯ）とが、真空蒸留により前記複合材料から除去される、請求項２から４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記真空蒸留が、アルゴンガス下のような不活性条件下で実行される、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記アルゴンガスが、バリアガスとして、作業の規模と適用される真空とに基づく割合で加えられる、請求項６に記載の方法。 
【請求項８】
前記真空蒸留が、０．０１から０．０１５ｋＰａの圧力で実施される、請求項５から７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記真空蒸留が、前記の酸化された還元剤（ＲＯ）の昇華が発生する条件で実施される、請求項５から８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記の酸化された還元剤（ＲＯ）が塩化マグネシウムを有し、かつ、前記真空蒸留が７００℃から９５０℃の温度で実施され、かつ、前記製品金属（ＭＰ）が任意にチタンを少なくとも含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記処理工程が、還元剤（Ｒ）の存在下で、前記製品金属（ＭＰ）の前記の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）を前記製品金属（ＭＰ）に還元することを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記還元剤（Ｒ）が、前記の酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックス内に含まれている、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記還元剤（Ｒ）が、前記蒸留前または前記蒸留中に前記複合材料と組み合される、請求項１１に記載の方法。
【請求項１４】
前記還元剤（Ｒ）が、固体、固体粒子、液体または蒸気である、請求項１１から１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記還元剤（Ｒ）が、Ｍｇ、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｂａ、Ｃａ、ＢｅおよびＡｌからなる群より選択される、請求項１１から１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記複合材料が、２０重量％まで、好ましくは３重量％までの前記還元剤（Ｒ）を有する、請求項１１から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記処理工程が、前記複合材料を溶融すること、および溶融物から前記金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）を回収することを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
溶融が、亜共晶組成物または過共晶組成物、好ましくは共晶組成物の成形により、前記マトリックスの各成分の個別の溶融温度を下回る温度で実行される、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
溶融が、溶融槽に前記複合材料を導入することにより実行される、請求項１７または１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記溶融槽が、下がった融点の１つ、例えば共晶混合物である、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記溶融物から前記金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）を回収することが、前記溶融物を、前記製品金属（ＭＰ）、前記の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）および前記の酸化された還元剤（ＲＯ）が前記溶融物中に別々の層を成形する条件に曝すこと、ならびに前記の製品金属（ＭＰ）の層を回収することを有する、請求項１７から２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２２】
前記の別々の層の成形が、密度分離、重力分離または遠心分離により達成される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記溶融物から前記金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）を回収することが、前記の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）および酸化された還元剤（ＲＯ）のような前記複合材料の成分の溶解を有する、請求項１７から２０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
１以上の酸化状態にある前記製品金属（ＭＰ）の前記の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）が、前記製品金属（ＭＰ）の１つ以上の金属ハライド（ＭＰＸ）を有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
１以上の酸化状態にある製品金属（ＭＰ）の前記の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）が、チタン、アルミニウム、バナジウム、クロム、ニオブ、モリブデン、ジルコニウム、ケイ素、ホウ素、錫、ハフニウム、イットリウム、鉄、銅、ニッケル、ビスマス、マンガン、パラジウム、タングステン、カドミウム、亜鉛、銀、コバルト、タンタル、スカンジウム、ルテニウムおよび希土類のハライドからなる群より選択される金属ハライドまたはそれらの任意の２つ以上の組み合わせを有する、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
１以上の酸化状態にある製品金属（ＭＰ）の前記の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）が、少なくとも２つの金属ハライドを含む、請求項２４または２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記金属ハライドが、チタン、アルミニウムおよびバナジウムのハライドからなる群より選択される、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記の酸化された還元剤（ＲＯ）が、金属ハライド（ＭＲＸ）を有する、先行する請求項のいずれか一項の記載の方法。
【請求項２９】
前記金属ハライド（ＭＲＸ）が、ＭｇＣｌ２、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＬｉＣｌ、ＢａＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＡｌＣｌ３およびＢｅＣｌ２からなる群より選択される、請求項２８に記載の方法。
【請求項３０】
前記複合材料が、１つ以上の金属（Ｍ）をさらに有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記金属（Ｍ）が、チタン、アルミニウム、バナジウム、クロム、ニオブ、モリブデン、ジルコニウム、ケイ素、ホウ素、タンタル、錫、ハフニウム、イットリウム、鉄、銅、ニッケル、リチウム、ビスマス、マンガン、パラジウムおよび希土類からなる群より選択されるか、またはそれらの任意の２つ以上の組み合わせである、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記複合材料が、粒子形態である、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３３】
前記粒子が球形である、請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記粒子が、形状において規則的または不規則である、請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記粒子が、５００μｍまで、好ましくは２０−３００μｍである平均粒子径を有する、請求項３２から３４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３６】
前記処理工程前または前記処理工程中に、前記複合材料を追加成分と組み合せることをさらに有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３７】
前記追加成分が、（ｉ）酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックス、例えば金属ハライドを、前記マトリックス中に分散した１つ以上の金属元素とともに有する複合材料、（ｉｉ）金属元素または化合物；（ｉｉｉ）非金属元素または化合物、（ｉｖ）半金属元素または化合物、および（ｖ）これらのうちの２つ以上の任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記追加成分が、ベリリウム、ホウ素、炭素、窒素、酸素、アルミニウム、ケイ素、亜リン酸、硫黄、スカンジウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ヒ素、セレニウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、カドミウム、インジウム、錫、アンチモン、テルル、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、鉛、ビスマス、希土類、それらの化合物およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択される、請求項３７に記載の方法。
【請求項３９】
前記金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）が前記製品金属（ＭＰ）からなり、かつ、前記方法が前記複合材料から前記製品金属（ＭＰ）を回収することを有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
前記の回収された製品金属（ＭＰ）の後処理をさらに有する、請求項３９に記載の方法。
【請求項４１】
前記後処理が、摩砕、研削、塗装、加圧、熱処理（例えば、熟成、焼鈍、焼入、焼戻）、回転、成形、鋳造、熱間等方加圧もしくは冷間等方加圧（ＨＩＰｉｎｇもしくはＣＩＰ）、面取、溶融、焼結、混合、押出、延伸、鍛造、旋回、溶接、散布および／または噴霧を有する、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
前記処理工程前に前記複合材料を前処理することをさらに有する、先行する請求項のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記前処理が、前記複合材料を締固すること、摩砕することおよび研削することのうちの少なくとも１つを有する、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
請求項１から４３のいずれか一項の方法により製造される、金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）。
【請求項４５】
前記金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）が、５００μｍより小さい、好ましくは２０−３００μｍである粒子径を有する粒状製品金属（ＭＰ）を有するか、または、前記製品金属（ＭＰ）のインゴットを有する、請求項４４に記載の金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）。
【請求項４６】
前記金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）が合金、例えばチタン、バナジウムおよびアルミニウムのうちの２つ以上の合金である、請求項４４または４５に記載の金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）。
【請求項４７】
前記合金がＴｉ６４に近似している、請求項４６に記載の金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の分野
本発明は、複合材料からの金属含有材料の回収のための方法に関する。特に、本発明は、酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックスと、酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックス中に分散した製品金属（ＭＰ）と、酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックス中に分散した１つ以上の酸化状態にある製品金属（ＭＰ）の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）とを有する、新規な複合材料からの金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）の回収のための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
国際公開第２００６／０４２３６０号は、四塩化チタンとマグネシウムとを、流動床を有していてもよい反応器内で反応させることによりチタンを製造するための方法を提供する。反応器内の温度は、マグネシウムの融点を上回るが、塩化マグネシウムの融点を下回る。該方法は、反応器から除去され、かつ、通常５００μｍより大きい粒子径を有するチタン粒子を回収するために処理される、チタンを含む粒子を製造する。従来の考えに従えば、国際公開第２００６／０４２３６０号の方法は、過剰なマグネシウムの下で運用され、未反応のマグネシウムは任意に収集され、かつ、反応器へ再循環される。このことは、亜塩化物であるＴｉＣｌ２およびＴｉＣｌ３の成形を妨げつつ、ＴｉＣｌ４のチタン金属への完全な変換を達成することが理解される。
【０００３】
本出願人は、少なくとも１つの金属化合物から複合材料を製造するための方法を特定しており、ここでは、処理中、過剰な酸化剤が反応器に供給される。該複合材料は通常微細形態であるだろうし、かつ、該方法は、通常複合材料における副産物の排除に重きを置かない。該複合材料の製造のための方法は、本願と同日付で出願された、「過剰な酸化剤を用いた複合材料の製造のための方法」と題する、ともに係属している国際特許出願において詳細に説明される。ともに係属している出願の内容は、その全体が本明細書に組み込まれる。
【０００４】
本明細書において請求される主題は、任意のデメリットを解消する実施形態、または、上記のもののような環境でのみ運用される実施形態に限定されない。むしろ、この背景は、本明細書に記載のいくつかの実施形態が実施されてもよい、１つの例示的な技術分野を説明するものとしてのみ提供される。
【発明の概要】
【０００５】
上述のように、本発明は概して、複合材料からの金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）の回収のための方法に関する。
【０００６】
本発明の１つの態様によれば、金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）の回収のための方法が提供され、当該方法は：
酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックス、酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックス中に分散した製品金属（ＭＰ）および酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックス中に分散した１以上の酸化状態にある製品金属（ＭＰ）の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）を有する複合材料を提供すること；ならびに
複合材料を処理して、酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックスから１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）を少なくとも部分的に除去し、金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）を成形することを有する。
【０００７】
便宜上、用語「複合材料」は、金属−塩複合材、合金−塩複合材または金属間化合物−塩複合材である、複合材料を説明するために用いられるであろう。すなわち、本明細書において用いられる用語「複合材料」は、塩と（ｉ）１つの金属元素および金属元素の還元された金属化合物、（ｉｉ）２つ以上の金属元素および２つ以上の金属元素の還元された金属化合物、または（ｉｉｉ）１つ以上の非金属元素と一緒になった１つ以上の金属元素および１つ以上の金属元素の１つ以上の還元された化合物とを有する複合材をその範囲に含むことが意図される。
【０００８】
同様に、用語「製品金属」は、金属、合金または金属間化合物である製品を説明するために用いられるであろう。すなわち、本明細書において用いられる用語「製品金属」は、（ｉ）１つの金属元素、（ｉｉ）２つ以上の金属元素、または（ｉｉｉ）１つ以上の非金属元素と一緒になった１つ以上の金属元素を有する製品をその範囲に含むことが意図される。
【０００９】
本明細書で用いられるように、用語「除去する」は、例えば蒸留または他の物理的メカニズムによるような、酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックスからの１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）の物理的除去を説明するために用いられるであろう。それはまた、例えば還元による、金属化合物（ＭＰＣＲ）の変換を説明するためにも用いられるであろう。
【００１０】
本明細書を通して、文脈が逆のことを要求しなければ、用語「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）」または「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」もしくは「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」のような変形は、言及された工程、要素もしくは整数または工程、要素もしくは整数の群の包含を暗示するが、いかなる他の工程、要素もしくは整数または工程、要素もしくは整数の群の排除を暗示しないことが理解されるであろう。したがって、本明細書の文脈では、用語「有する（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」は、包含的な意味で用いられ、したがって、「主に含むが、必ずしも単独ではない」ことを意味するものとして理解されるべきである。
【００１１】
本発明の１つの実施形態によれば、当該処理工程は、酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックスから１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）を蒸留することを有する。当該蒸留はさらに、酸化された還元剤（ＲＯ）を少なくとも部分的に除去してもよい。１つの実施形態では、当該処理工程は、酸化された還元剤（ＲＯ）の揮発をもたらす条件に複合材料を曝すことを有する。例えば、当該条件は、酸化された還元剤（ＲＯ）の昇華をもたらしてもよい。
【００１２】
当該処理工程は、（ｉ）１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）の揮発および（ｉｉ）１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）の製品金属（ＭＰ）への還元のうちの少なくとも１つを有していてもよい。
【００１３】
１つの実施形態によれば、１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）と、任意には酸化された還元剤（ＲＯ）とが、真空蒸留により複合材料から除去される。当該真空蒸留は、アルゴンガス下のような不活性条件下で、実行されてもよい。その場合、不活性（例えばアルゴン）ガスは、バリアガスとして、作業の規模と適用される真空とに基づく割合で加えられる。本実施形態によれば、真空蒸留は、０．０１から０．０１５ｋＰａの圧力で実施されてもよい。真空蒸留は、好ましくは、酸化された還元剤（ＲＯ）の昇華が起こる条件で実施される。
【００１４】
１つの特定の実施形態では、製品金属（ＭＰ）はチタンを有し、かつ、酸化された還元剤（ＲＯ）は塩化マグネシウムを有し、かつ、真空蒸留は７００℃から９５０℃の温度で実行され、かつ、製品金属（ＭＰ）は任意にチタンを有する。
【００１５】
比較的低圧での処理は、複合材料から回収される製品金属（ＭＰ）の形態を維持することが見出された。例えば、複合材料が粒状であって、かつ、複数の小さな粒子を有すれば、以下に詳述されるように、これらの条件下での処理は、粒子形態である製品金属（ＭＰ）の回収をもたらし得る。
【００１６】
別の実施形態では、当該処理工程は、還元剤（Ｒ）の存在下で、製品金属（ＭＰ）の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）を製品金属（ＭＰ）に還元することを有する。還元剤（Ｒ）は、酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックス内に含まれていてもよく、かつ／または、還元剤（Ｒ）は、蒸留前もしくは蒸留中に複合材料と組み合されてもよい。
【００１７】
代替的な実施形態では、当該処理工程は、複合材料のうち少なくとも酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックスを溶融させることと、溶融物から金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）を回収することとを有する。溶融が実行される温度は、複合材料の酸化された還元剤の成分により、いくぶん予想されるであろう。特定の実施形態では、溶融は、亜共晶組成物と過共晶組成物とを含む組成物の成形により、マトリックスの各成分の個別の溶融温度を下回る温度で実行されてもよい。好ましい実施形態では、複合材の成分の組成物は、共晶組成物を成形してもよい。溶融は、溶融槽に複合材料を導入することにより実行されてもよい。溶融槽は、下がった融点の１つ、例えば共晶混合物であってもよい。
【００１８】
本実施形態では、溶融物からの金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）の回収は、製品金属（ＭＰ）と、１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）と、酸化された還元剤（ＲＯ）とが溶融物中に別々の層を成形する条件に溶融物を曝すことと、製品金属（ＭＰ）の層を回収することとを有していてもよい。例えば、分離は、密度分離、重力分離または遠心分離を有していてもよい。回収はまた、１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）と酸化された還元剤（ＲＯ）のような複合材料の成分の溶解を有していてもよい。
【００１９】
本発明の本実施形態によれば、製品金属（ＭＰ）の形態は維持されないかも知れないが、代わりに、（ＭＰ）は回収され、かつ、例えば製品金属（ＭＰ）のインゴットに成形されてもよい。
【００２０】
還元剤（Ｒ）は、固体、固体粒子、液体または蒸気であってもよい。特定の実施形態では、還元剤（Ｒ）は、他の選択肢もまた適しているかも知れないと理解されるが、Ｍｇ、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉ、Ｂａ、Ｃａ、ＢｅおよびＡｌからなる群より選択される。特定の実施形態では、１つ以上の金属還元剤（ＭＲ）を含んでいてもよい、２つ以上の還元剤（Ｒ）が存在してもよい。他の実施形態では、還元剤（Ｒ）は、合金、例えばＭｇ−ＡｌまたはＭｇ−Ｐｄ合金のような多成分の還元剤を適切に有していてもよい。通常、複合材料は、２０重量％まで、好ましくは３重量％までの還元剤（Ｒ）を有する。
【００２１】
特定の実施形態では、１以上の酸化状態にある製品金属（ＭＰ）の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）は、製品金属（ＭＰ）の１つ以上の金属ハライド（ＭＰＸ）を有する。例えば、１以上の酸化状態にある製品金属（ＭＰ）の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣ）は、チタン、アルミニウム、バナジウム、クロム、ニオブ、モリブデン、ジルコニウム、ケイ素、ホウ素、錫、ハフニウム、イットリウム、鉄、銅、ニッケル、ビスマス、マンガン、パラジウム、タングステン、カドミウム、亜鉛、銀、コバルト、タンタル、スカンジウム、ルテニウムおよび希土類のハライドからなる群より選択される金属ハライドまたはそれらの任意の２つ以上の組み合わせを有していてもよい。１以上の酸化状態にある製品金属（ＭＰ）の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）は、少なくとも２つの金属ハライドを有していてもよい。その場合、金属ハライドは好ましくは、チタン、アルミニウムおよびバナジウムのハライドからなる群より選択されてもよい。
【００２２】
特定の実施形態では、酸化された還元剤（ＲＯ）は、金属ハライド（ＭＲＸ）を有する。例えば、金属ハライド（ＭＲＸ）は、ＭｇＣｌ２、ＮａＣｌ、ＫＣｌ、ＬｉＣｌ、ＢａＣｌ２、ＣａＣｌ２、ＢｅＣｌ２、ＡｌＣｌ３およびそれらの任意の組み合わせからなる群より選択されてもよい。
【００２３】
複合材料は、１つ以上の金属（Ｍ）をさらに有してしてもよい。例えば、複合材の調製中に複合材料に組み込まれる、追加の金属。金属（Ｍ）は、チタン、アルミニウム、バナジウム、クロム、ニオブ、モリブデン、ジルコニウム、ケイ素、ホウ素、錫、ハフニウム、イットリウム、鉄、銅、ニッケル、ビスマス、マンガン、パラジウム、タングステン、カドミウム、亜鉛、銀、コバルト、タンタル、スカンジウム、ルテニウムおよび希土類からなる群より選択されてもよく、またはそれらの任意の２つ以上の組み合わせであってもよい。例えば、他の金属（すなわち金属元素）は、固体または液体としてのアルミニウム金属であってもよい。
【００２４】
好ましい実施形態では、複合材料は、粒子の形態である。粒子は、略球形であってもよい。それらはまた、形状において規則的であっても不規則であってもよい。好ましくは、粒子は、５００μｍまで、より好ましくは２０−３００μｍの平均粒子径を有する。
【００２５】
複合材料内の金属成分（ＭＰ）は、通常、約１ミクロンまでの粒子径を有する。保護マトリックス内の金属成分（ＭＰ）の容積に対する表面積の比は、好ましくは６ｍ２／ｍＬより大きい。
【００２６】
その点、複合材料が、流動床反応器内でＭｇを過剰なＴｉＣｌ４と接触させることにより成形され、ＭｇＣｌ２マトリックス中に分散したＴｉ金属を成形する例を採用すると、粒子のサイズの下限において、ＴｉＣｌ４の１つの分子がＭｇの１つの原子と反応し、ＭｇＣｌ２とＴｉＣｌ２を製造してもよいと考えられる。その後、Ｍｇのもう１つの原子がＴｉＣｌ２と反応し、第２のＭｇＣｌ２と単一のＴｉ原子とを成形する。したがって、その限界において、微細金属成分（ＭＰ）は、原子スケールでＭｇＣｌ２の保護マトリックス中に存在してもよいことが理解される。そのような例は、金属成分（ＭＰ）の本当の「１次粒子」を示すであろう。実際、金属成分（ＭＰ）の一部について、特に発生期の場所において、かつ、いくぶんの局所加熱、混合、部分的に溶融した塩を通した考え得る電子移動などの存在下、核になる、または塊になる（かつ、場合によっては焼結する）という固有の要求がある。そのようであるので、一緒に癒合して、分析下で観察されるより現実的に実行可能な「１次粒子」を成形する多くの原子があってもよいと考えられる。これらの粒子は極めて小さく、例えばナノスケールであってもよい。いくつかの点においては、しかしながら、少なくともこの実施形態によれば、ＭｇＣｌ２と均一に分散したチタン粒子との氷海をもたらす、Ｔｉをその現在の凝集状態においてカプセルに包むためのＭｇＣｌ２の「凍結」により、さらなる凝集は不可能である。したがって、この特定の実施形態では、酸素バリア層のない超高表面積金属は、ＭｇＣｌ２が除去されなければ、より大きな粒子を成形すること、または、そうでなければ反応することから完全に保護される。しかしながら、保護マトリックス、この場合ＭｇＣｌ２が（例えば溶融により）除去される時、チタン粒子は、自由に動き回り、かつ、さらに凝集し、かつ、Ｔｉの殻のようなより大きい構造を成形する。これらは、「２次粒子」と考えられてもよい。これらのコメントは、保護マトリックス中の金属成分（ＭＰ）の容積に対する表面積の比の上限に同等に関連することが理解されるであろう。
【００２７】
本発明のこれらの好ましい実施形態の金属成分（ＭＰ）の別の有利な特徴は、保護酸素層の欠如である。これらの実施形態の金属成分（ＭＰ）粒子は、金属成分（ＭＰ）のより低い活性エネルギー（反応性の増大）と相関する活性化バリアを有さない。上記のメリットに加え、通常小さい粒子は、高度に自然発火性である。本発明の好ましい実施形態の複合材料は、比較的、そうではない。ほぼ＜１０ｕｍである従来の金属粉体について、自然発火性は大きな問題であったが、いくつかの条件下では、かなり大きいサイズ（＞１００ｕｍ）においてさえ重大になり得る。本発明の複合材料の保護マトリックスは、この問題を有利に解消する。
【００２８】
本発明の方法は、処理工程前または処理工程中に、複合材料を追加の成分と組み合わせることをさらに含んでいてもよい。追加の成分は、（ｉ）酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックス、例えば金属ハライドを、マトリックス中に分散した１つ以上の金属元素とともに有する複合材料、（ｉｉ）金属元素または化合物、（ｉｉｉ）非金属元素または化合物、（ｉｖ）半金属元素または化合物、および（ｖ）これらのうちの２つ以上の任意の組み合わせからなる群より選択されてもよい。例えば、複合材料は、ベリリウム、ホウ素、炭素、窒素、酸素、アルミニウム、ケイ素、亜リン酸、硫黄、スカンジウム、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ゲルマニウム、ヒ素、セレニウム、イットリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、銀、カドミウム、インジウム、錫、アンチモン、テルル、ハフニウム、タンタル、タングステン、レニウム、オスミウム、イリジウム、白金、金、鉛、ビスマス、希土類およびそれらの化合物からなる群のうちの任意の１つ以上と組み合されてもよい。
【００２９】
金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）は、製品金属（ＭＰ）からなっていてもよく、かつ、当該方法は、複合材料から製品金属（ＭＰ）を回収することを有していてもよい。当該方法は、回収された製品金属（ＭＰ）の後処理をさらに有していてもよい。例えば、当該後処理は、摩砕、研削、塗装、加圧、熱処理（例えば、熟成、焼鈍、焼入、焼戻）、回転、成形、鋳造、熱間等方加圧もしくは冷間等方加圧（ＨＩＰｉｎｇもしくはＣＩＰ）、面取、溶融、焼結、混合、押出、延伸、鍛造、旋回、溶接、散布および／または噴霧を有する。
【００３０】
当該方法は、処理工程の前に複合材料を前処理することをさらに有していてもよい。例えば、当該前処理は、複合材料を締固すること、摩砕することおよび研削することのうちの少なくとも１つを有していてもよい。
【００３１】
本発明の別の態様によれば、上記の方法により製造された金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）が提供される。
【００３２】
本発明により成形される金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）は、５００μｍより小さい、好ましくは２０−３００μｍである粒子径を有する粒状金属を有していてもよく、製品金属（ＭＰ）のインゴットを有していてもよい。
【００３３】
特定の実施形態では、製品金属（ＭＰ）は合金であり、例えば、チタン、バナジウムおよびアルミニウムのうちの２つ以上の合金である。例えば、当該合金は、Ｔｉ６４に近似していてもよい。
【００３４】
その点、Ｔｉ６４合金は、通常、６％がアルミニウムであり、４％がバナジウムであり、０．２５％（最大）が鉄であり、０．２％（最大）が酸素であり、かつ、残りがチタンである化学組成を有する合金を表すことが理解されるであろう。Ｔｉ６４はまた、一般にグレード５チタンとも呼ばれる。
【００３５】
別の実施形態では、パラジウムが複合材料に組み込まれ、グレード７チタンの回収を容易にしてもよい。その点、グレード７チタンは、パラジウムを０．１２から０．２５％含む。少量のパラジウムが、低温かつ高ｐＨにおいて、増大した耐隙間腐食性を提供する。
【００３６】
粒状金属は、多くの粉末冶金工程での利用に適していてもよいと考えられる。その点、上述のように、回収される製品金属（ＭＰ）の形態は、粒子の所望の形状および粒子径という意味において、当該回収の方法を操作することにより、かつ、当該複合材料の製造の方法も操作することにより、予測されてもよいことが理解される。すなわち、粒子のサイズおよび形状は、特有の粉末冶金工程に適した粒子を達成するために操作されてもよい。
【００３７】
本発明は、以下で完全に説明され、かつ、添付の図面に示された特徴および部分の組み合わせからなるが、本発明の範囲から逸脱することなく、または、本発明のいかなるメリットも犠牲にすることなく、詳細における様々な変更がなされてもよいことが理解される。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
添付の図面の簡単な説明
本発明のいくつかの実施形態の様々な態様をさらに明確にするために、本発明のより特有の説明が、添付の図面に示されたそれらの特定の実施形態を参照してなされるであろう。これらの図面は、本発明の典型的な実施形態を描いているのみであり、したがって、その範囲を限定するものとは考えられるべきではないことが理解されるべきである。本発明は、添付の図面を通して、さらなる特殊性および詳細とともに記載され、かつ、説明されるであろう。
【００３９】
【図１】図１は、複合材料を取得するための例示的な方法もまた示す、複合材料からの金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）の回収のための方法のフローチャートを示す。
【図２】図２は、実施例４による、５００℃まで急速に熱せられ、かつ、一定の期間その温度で保持されたチタン複合材の重量損失を示す。
【図３】図３は、実施例５およびいくつかのそれに続く回収された材料のサンプルの供給材料のＸＲＦにより判定されたチタンとマグネシウムの全量を示す。
【図４】図４は、図３に類似のプロットを示すが、チタンとマグネシウムの個別含有量を別々に示す。
【発明を実施するための形態】
【００４０】
好ましい実施形態の詳細な説明
以下、本明細書は、好ましい実施形態による本発明を説明するであろう。説明を本発明の好ましい実施形態に限定することは、単に本発明の説明を容易にするためのものであり、それは、添付の請求の範囲から逸脱しないと予想されることが理解されるべきである。
【００４１】
図１を参照すると、複合材料からの金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）の回収のための方法２００が示されている。また、便宜上かつ本発明の回収の方法に対していかなる限定もすることなく、１以上の酸化状態にある製品金属（ＭＰ）の１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）を含む適切な複合材料の製造のための例示的な方法１００も示されている。我々は、例示的な方法１００の以下の非限定的な説明を提供し、本発明の方法２００のより詳細な説明がそれに続く。
【００４２】
複合材料の回収のための方法１００によれば、製品金属（ＭＰ）の金属化合物（ＭＰＣ）１１０と、製品金属（ＭＰ）の金属化合物（ＭＰＣ）１１０を還元することが可能な還元剤（Ｒ）１２０とが、反応器１３０に供給される。あらゆる再循環した金属化合物（ＭＰＣ）１４０を含んだ反応器１３０に供給される金属化合物（ＭＰＣ）１１０の量は、反応器１３０に供給される還元剤１２０の量に対して過剰である。複合材料１５０は、反応器１３０から回収される。複合材料は、酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックスと、酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックス中に分散した製品金属（ＭＰ）と、酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックス中に分散した１以上の酸化状態にある製品金属（ＭＰ）の金属化合物（ＭＰＣＲ）とを有する。複合材料は、還元剤（Ｒ）をさらに有していてもよい。
【００４３】
図１を参照して流動床反応器に関して説明されるであろう反応器１３０は、酸化された還元剤（ＲＯ）の融点を下回り、かつ、通常複合材料１５０の一部を成形してもよい還元剤（Ｒ）の融点を上回る温度で動かされる。反応器１３０内の温度が還元剤（Ｒ）の融点と酸化された還元剤（ＲＯ）（例えば、その酸化塩）の融点との間であるとき、還元剤（Ｒ）１２０の酸化剤との反応は、大部分または全体が固体の特徴を有する複合材料１５０の成形をもたらす。この「凍結」反応は、有利なことに、微細かつ高度に純粋な反応産物を作成するという影響を有する。理論により拘束されることを求めることなく、複合材料１５０の粒子径は、中に含まれる微細元素が、それらがそれらの大量の対応物よりは可視光と別々に相互作用する程十分に小さくなるようになっていると考えられる。例えば、それらは、黒または濃い色に見えるかも知れない。複合材料１５０の微細構造は、同一の微細構造を有さない類似の名目的な組成の複合材料と比較して、メリットを有する。これらのメリットは、以下で詳細に説明されるであろう。
【００４４】
還元剤（Ｒ）１２０が固体または固体粒子として反応器１３０内に供給されるとき、反応器１３０内の一般的な条件は、十分な時間での還元剤１２０の溶融を確実にする。固形還元剤１２０の溶融に必要な時間は、供給機構、還元剤１２０が他の材料とともに供給されるか否か、反応器１３０の温度、単位容積あたりの反応器１３０の反応強度、任意の単一の位置における還元剤１２０供給の粒子密度および、他の還元剤もしくは試薬もしくは不活性流が反応器内にあるか、またはそこに入っていっている場合には、還元剤１２０の粒子に衝突する時のこれらの成分およびそれらの各温度への近接を含む、多くの要因に基づく。
【００４５】
反応器１３０内で他の表面と接触する際の還元剤（Ｒ）１２０の相互作用は、その時におけるその相に基づくであろう。還元剤１２０粒子が固体であれば、還元剤１２０粒子が衝突し、かつ、はね返るであろうことが可能である。それは、その後、反応器１３０内で他の表面および環境と相互作用し続けるであろう。
【００４６】
還元剤１２０粒子が溶融した外表面と固体である内表面とを有せば、粒子が、それが衝突する任意の表面に付着し、２つの物体の複合材を作成するであろうことが可能である。粒子は、その後、反応器１３０内で他の表面および環境と相互作用し続けるであろう。
【００４７】
還元剤１２０粒子が、それが他の表面と相互作用する時に溶融していれば、それは表面を湿らすかも知れない。固体−液体相互作用の性質に基づいて、成形される層の厚さは変動してもよい。これは、相互作用の強度、還元剤１２０供給の密度、温度と時間などを変動させることを通して操作されてもよいと考えられる。
【００４８】
反応器１３０内の溶融した還元剤の端部位置が、独立の塊として表面上で湿っているにせよ、他の表面と組み合されているにせよ、いつかそれは、酸化剤と相互作用して反応するであろう。この時点で、溶融した塊もしくは粒子の厚さまたは湿潤層またはサイズは、還元剤（Ｒ）１２０の反応の程度と最終複合材料１５０の形態を判定するのにいくぶん重要であると考えられる。
【００４９】
粒子または湿潤層がこの時点で十分に大きいか、完全に溶融していなければ、先に説明した反応の凍結性質は、還元剤（Ｒ）の一部が複合材１５０によりカプセルに包まれるようになることをもたらし得る。酸化剤に曝された表面が反応して固体を成形するとき、それは、残りの還元剤のさらなる還元への関与を制限または除外し得るバリア（すなわち、殻）を成形してもよい。粒子が十分に小さいか、湿潤層が十分に薄ければ（例えば、反応層の厚さが粒子の半径または湿潤層の厚さと同等であれば）、工程は、すべてではなくとも大部分の還元剤（Ｒ）を消費し得る。
【００５０】
還元剤（Ｒ）に対する反応器内の酸化剤の量は、上述の相互作用の確率を判定するのに重要な要因である。相互作用の１つの形態に他のものよりも重きを置くことは、運転条件、供給形態などを変更することにより操作され得る。相互作用に利用可能な反応器内の表面の性質、還元剤と酸化剤が接触する順番および形態の潜在性は、複合材が多様な特徴を有して成形されることをもたらし得る。これらは、限定されないが、過剰または完全に消費された還元剤、複合材の層、マグネシウム介在層を有する複合材の層を含んでいてもよい。新規な構造化された材料は、規定の組成の非類似の層の連続的な成層により成形されてもよいと考えられる。
【００５１】
複合材料が一旦回収されると１５０、それは、後で利用するために適切な条件下で貯蔵されてもよい。
【００５２】
本発明は、複合材料１５０からの金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）の回収のための方法２００に関する。特定の実施形態では、当該方法は、複合材料からの直接の製品金属（ＭＰ）の回収２１０を有するか、または、複合材料の、他の製品金属（ＭＰ’）の複合材料２２０、および／もしくは他の配合材（ＣＭ）２３０との組み合わせ後の回収を有していてもよい。そのようであるので、限定はされないが、金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）２４０、金属含有製品の合金または混合物２５０（ＭＰｒｏｄ／ＭＰｒｏｄ’）、および混合物または複合材金属含有製品（ＭＰｒｏｄ／ＣＭ）２６０を含む種々の製品が回収されてもよいことが理解される。これらの回収工程のいずれかにおいては、還元剤（Ｒ）を回収することもまた所望されてもよい。一旦所望の複合材料が配合されると（すなわち、追加の材料あり、または追加の材料なしで）、それは、金属含有製品２４０、２５０、２６０を回収するために処理される２７０。
【００５３】
複合材料の処理２７０は、酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックスから１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）を少なくとも部分的に除去し、金属含有製品（ＭＰｒｏｄ）を成形することを目的とする。通常、処理工程２７０の目的は、酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックスから１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）を実質的に完全に除去することである。
【００５４】
処理２７０の２つの方法が、酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックスからの１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）の除去に特に有用であることが、現在理解されている。これらは、蒸留、特に真空蒸留と、還元剤の存在下での１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）の製品金属（ＭＰ）への還元を含む。これらの２つの選択肢は、独立に実行されてもよく、また、組み合わせて実行されてもよい。しかし、他の適切な選択肢が採用されてもよいことは理解されるであろう。例えば、処理工程２７０は、複合材料を溶融することと、それに続く１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）の分離とを適切に有していてもよい。
【００５５】
処理工程２７０はまた、複合材料からの酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックスの除去をもたらしてもよい。一例として、１つ以上の金属化合物（ＭＰＣＲ）と酸化された還元剤（ＲＯ）とが、真空蒸留により複合材料から除去されてもよい。処理２７０はさらに、存在すれば還元剤供給１２０に再循環されるか、そうでなければ回収されてもよい還元剤（Ｒ）の除去をもたらしてもよい。そのような場合、金属含有製品２４０、２５０、２６０は、製品金属（ＭＰ）２４０、製品金属の合金または混合物（ＭＰ／ＭＰ’）２５０および混合物または複合材（ＭＰ／ＣＭ）２６０からなってもよい。
【００５６】
上記のような回収工程への様々な組成入力とは別に、複合材料１５０中の製品金属（ＭＰ）の微細性質は、それらの生成の性質により、それ自身に対して化学的に不活性な材料内に包まれる。内包工程により生成された、類似の組成特性を有するが同一の物理特性は有さない製品金属は、類似の結果をもって同一の回収工程に反応しないであろう。すなわち、表面には、いかなる保護層または不活性化層がなく、このことは、それが、その肉眼で見える大量の対応物よりも、物理的相互作用に対して様々に反応するであろうことを意味する。
【００５７】
不活性材料に内包された製品金属の個別の成分は、回収の工程を通して、様々な程度で、かつ、様々な駆動力により組み合されても組み合されなくてもよいブロックを形成し、製品金属（ＭＰ）を産出することを提供する。そのようであるので、複合材マトリックスからの製品金属（ＭＰ）の解放が進行する条件と、回収工程全体にわたる条件とは、ブロックを形成するそれぞれの細分された製品金属が他のものと相互作用する方法、ならびに究極的には、それらが組み合されるか組み合されない方法ならびに回収された製品金属の形態および微細構造に確定的な影響を有する。
【実施例】
【００５８】
以下の実施例は、例示のためのみに提供されるのであって、本発明をいかなる方法で限定するものとしても解釈されるべきではない。
【００５９】
実施例１−主としてＭｇＣｌ２であるマトリックスからのＣＰ２チタンの回収
塩化マグネシウムと、チタン金属と、マグネシウムと、多量のチタンサブハライド（ＴｉＣｌ２およびＴｉＣｌ３）とのマトリックスを有する、球形粒子形態で黒色の複合材料３０ｇが、ステンレス鋼製の容器内に配置された。容器は、ほぼ０．０１ｋＰａの圧力において真空下で配置された。アルゴンパージが、１０ｍｇ／ｍｉｎの割合で供給された。容器は、その後、１分間に３１℃の加熱率で外側から９００℃の温度まで熱せられた。容器は、その後、室温まで冷却される前に１時間の間９００℃の温度で放置された。
【００６０】
容器が空気でパージされ、かつ、残留材料が、ほぼ５ｇのチタン金属を有して容器から回収された。金属は、容器内に供給された複合材料の粒子径のほぼ半分のサイズを有する、ゆるく焼結した球体の形状であった。
【００６１】
回収工程は、化学的に純粋なグレード２チタンを製造した。 
【００６２】
実施例２−複合材料の組み合わせ
塩化マグネシウムと、チタン金属と、アルミニウム金属と、マグネシウムと、多量のチタンサブハライド（ＴｉＣｌ２およびＴｉＣｌ３）とのマトリックスを有する、球形粒子形態で黒色の複合材料１５ｇが、塩化マグネシウムと、チタン金属と、バナジウム金属と、マグネシウムと、多量のチタンサブハライド（ＴｉＣｌ２およびＴｉＣｌ３）と、場合によってはバナジウムサブハライドとのマトリックスを有する、球形粒子形態で黒色の複合材料１５ｇと組み合された。
【００６３】
合計３０ｇの複合材料が、均一な組成物を成形するために不活性条件下で研削され、その後、ステンレス鋼製の容器内に配置された。摩砕の程度は、均一性のレベルを様々なものにするために変更され得た。容器は、ほぼ０．０１ｋＰａの圧力において真空下で配置された。アルゴンパージが、１０ｍｇ／ｍｉｎの割合で供給された。容器は、その後、１分間に３１℃の加熱率で外側から９００℃の温度まで熱せられた。容器は、その後、室温まで冷却される前に１時間の間９００℃の温度で放置された。
【００６４】
容器が空気でパージされ、かつ、残留材料が、入力複合材料中の製品金属の合計の割合で、ほぼ５ｇのチタン、アルミニウムおよびバナジウムを含有する金属を有して容器から回収された。金属は、不規則な形状を有する、ぎっしり詰まって焼結した粒子の形態であった。
【００６５】
実施例３−大気条件における主としてＭｇＣｌ２であるマトリックスからの製品金属の解放
塩化マグネシウムと、チタン金属と、マグネシウムと、多量のチタンサブハライド（ＴｉＣｌ２およびＴｉＣｌ３）とのマトリックスを有する、球形粒子形態で黒色の複合材料３０ｇが、不活性条件下で研削され、その後、ステンレス鋼製の容器内に配置された。摩砕または篩分の程度は、複合材料の最初の粒子径のサイズ決めおよび形態を様々なものにするために変更され得た。容器は、大気圧においてアルゴンでパージされ、その後、１分間に３１℃の加熱率で外側から９００℃の温度まで熱せられた。容器は、その後、室温まで冷却される前に１時間の間９００℃の温度で放置された。
【００６６】
容器の内容物が、回収され、かつ、チタン金属と塩化マグネシウムとからなる白および銀色の塊であることが見出された。塩相中のチタンサブハライドの存在を示す緑または紫色は見られなかった。
【００６７】
塊は破砕され、かつ、粉体へと摩砕され、かつ、ステンレス鋼容器へと戻された。容器は、ほぼ０．０１ｋＰａの圧力において真空下で配置された。アルゴンパージが、１０ｍｇ／ｍｉｎの割合で供給された。容器は、その後、１分間に３１℃の加熱率で外側から９００℃の温度まで熱せられた。容器は、その後、室温まで冷却される前に１時間の間９００℃の温度で放置された。
【００６８】
容器が空気でパージされ、かつ、残留材料が、ほぼ５ｇのチタン金属を有して容器から回収された。
【００６９】
大気工程下で、製品金属が保護マトリックスから解放され、かつ、焼結によりある程度まとまることが可能になった。同様に、マトリックスの溶融は、部分的に還元もしくは酸化された化合物がマトリックス構造から解放される機会と、マトリックス中の他の化合物と相互作用し、かつ、反応するか、または、煮沸により除去される有意に増大した機会を提供する。
【００７０】
実施例４−サブハライド含有量が減少した金属含有製品の回収
塩化マグネシウムと、チタン金属と、マグネシウムと、多量のチタンサブハライド（ＴｉＣｌ２およびＴｉＣｌ３）とのマトリックスを有する、角度を持った粒子形態で黒色の複合材料５０ｇが、開口したアルミナカップ内に配置された。カップは、ほぼ０．０１ｋＰａの圧力で真空炉内に配置された。アルゴンパージが、２ｍｇ／ｍｉｎの割合で供給された。炉は、その後、１分間に１００℃の加熱率で５００℃の温度まで熱せられたが、これは、真空下でチタンを除去し、かつ、チタンサブハライドの不均一化を促進するのに十分である。容器は、その後、室温まで冷却される前に１時間の間５００℃の温度で放置された。
【００７１】
図２は、工程中の一定の期間の材料の重量損失を示す。重量は、短い期間の後に安定することが分かる。
【００７２】
残留材料が、サブハライド含有量が有意に減少した、ほぼ３０ｍｇの金属含有複合材料を有して容器から回収された。この複合材は、さらなる回収工程に送られ得、ここでは、相当な揮発性サブハライド含有量の影響が低減されるか除去されたであろう。そのような影響は、揮発性物質総含有量の有意な増大、サブハライドの金属への変換または除去の制御の困難性を含み得た。
【００７３】
実施例５−サブハライド含有量が減少した金属含有製品の回収
相当なサブハライド含有量を含むチタン複合材が、２時間の滞留時間で６００℃において真空を通過した。供給複合材は、粒子径が＜２ｍｍである均一な黒い球体からなっていた。
【００７４】
熱せられた領域から出る際、複合材料は色が薄くなっていたが、このことは、何らかの形の化学処理が起こったことを示している。
【００７５】
図３は、供給材料およびいくつかのそれに続く回収された材料のサンプルの、ＸＲＦにより判定されたチタンとマグネシウムの全量を示す。図４は、類似のプロットを示すが、チタンとマグネシウムの個別含有量を別々に示す。
【００７６】
図３に示されるような供給材料と回収された材料との間の金属イオンの総含有量の増加は、複合材の金属成分が工程中に凝縮したことを示している。図４は、回収された材料のチタン含有量が処理後に減少していることを示しており、このことは、総金属含有量の増加と組み合わせると、チタンハライド相が残りの複合材構成物に影響を与えることなく処理により除去されたことを示唆している。 
【００７７】
該工程が、チタンのマグネシウムに対する質量比を、１．１２からチタン金属と塩化マグネシウムとの２相混合物についての理論的な割合である０．９８５に向けて実質的に減少させることが注目される。そのようであるので、次の処理への回収された複合材の安定性および予測性は、増大するであろう。
【００７８】
実施例６−カプセル化塩の融点の変更を通した複合材の回収
塩化マグネシウムと、チタン金属と、マグネシウムと、多量のチタンサブハライド（ＴｉＣｌ２およびＴｉＣｌ３）とのマトリックスを有する、角度を持った粒子形態で黒色の複合材料２ｇと、塩化リチウム７．８３ｇと、塩化カルシウム１０．０１ｇとが、一緒に摩砕され、均一な灰色の粉体が成形された。
【００７９】
灰色の複合材料５０ｍｇが、開口したアルミナカップ内に配置された。カップは、アルゴン雰囲気下で炉内に配置された。炉は、その後、１分間に１０℃の加熱率で５００℃の温度まで熱せられた。材料は、冷却前の２０分間その温度で保持された。複合材は、３５０℃周辺で吸熱を示したが、このことは、複合材が溶融したことを示している。これは、元々の複合材の融点である７１５℃周辺と対称的である。
【００８０】
カップは、その後、ほぼ０．０１ｋＰａの圧力で真空炉内に配置された。アルゴンパージが、２ｍｇ／ｍｉｎの割合で供給された。炉は、その後、１分間に１０℃の加熱率で１１００℃の温度まで熱せられた。サンプルが、ほぼ３５０℃で再び溶融したことが示された。驚くべきことに、すべての揮発性物質が、７００℃より下で取り除かれ、チタン金属を後に残した。このことは、元々の複合材組成に基づく金属成分の回収のために必要な温度の有意な減少を示している。
【００８１】
実施例７−アルミニウムを含む複合材からの金属の回収
塩化アルミニウムと、チタン金属と、アルミニウムと、多量のチタンサブハライド（ＴｉＣｌ２およびＴｉＣｌ３）とのマトリックスを有する、角度を持った粒子形態で黒色から灰色の複合材料５０ｍｇが、開口したアルミナカップ内に配置された。カップは、アルゴン雰囲気下で炉内に配置された。炉は、その後、１分間に１０℃の加熱率で９００℃の温度まで熱せられた。材料は、冷却前の２０分間その温度で保持された。複合材は、６５０℃周辺で吸熱を示したが、このことは、アルミニウム金属の溶融を示している。複合材はまた、チタンアルミナイドの成形と比例して、６５０℃の上および下で発熱を示した。サンプルの１０％を超える重量損失が、ＴｉＣｌ３の除去と一致して、約５００℃で見られた。１０％より大きい重量損失が、ＴｉＣｌ２の除去と比例して、８５０℃より上で見られた。
【００８２】
ＳＥＭによる検査は、回収された金属が残留塩化物含有量の少ないチタン−アルミニウム組成からなっていたことを示した。
【００８３】
上述の実施例は、酸化された還元剤（ＲＯ）のマトリックスとして主に塩化マグネシウムを採用したが、当業者は、他のマグネシウムハライドならびにナトリウム、カリウム、リチウムおよびバリウムのハライドを含むがこれらに限定されない他の金属が、それらの同様の特性を考慮すれば同様の結果を達成することが予想されることを理解するであろう。
【００８４】
文脈が逆であることを要するか、特に逆であることが言及されるのでなければ、本明細書に単数の整数、工程または要素として記載された本発明の整数、工程または要素は、記載された整数、工程または要素の単数形と複数形の両方を明確に包含する。
【００８５】
以上の説明は、本発明の説明的な実施例として与えられたものであり、かつ、当業者に明らかな修正および変形はすべて本明細書で規定された本発明の範囲および領域に属するものと見なされることが理解されるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
2018526538.tif 000007
2018526538.tif 000008
2018526538.tif 000009