Elaboration de zirconium par reduction de tetrachlorure de zirconium par magnesothermie etude experimentale et modelisation

par NICOLAS BASIN

Thèse de doctorat en Sciences et techniques

Sous la direction de Michel Soustelle.

Soutenue en 2001

à l'INP GRENOBLE .

    mots clés mots clés


  • Résumé

    Actuellement, la plupart du zirconium produit industriellement est elabore selon le procede kroll qui consiste a reduire du tetrachlorure de zirconium par du magnesium suivant la reaction globale : zrcl 4 + 2 mg = zr + 2 mgcl 2 cette reduction est effectuee sous atmosphere inerte dans un reacteur de type batch. Dans ce travail, la cinetique de la transformation a ete etudiee experimentalement en utilisant une methode thermogravimetrique. Avant d'entreprendre l'etude experimentale, une analyse thermodynamique a ete realisee afin de determiner les conditions operatoires les plus adaptees. Les influences de la temperature, de la composition en reactifs, et de la dilution en argon sur la composition du systeme a l'equilibre ont ete examinees. La cinetique de la transformation a ete ensuite mesuree par une methode thermogravimetrique. Un dispositif experimental a ete developpe specialement pour cette etude par cezus a pechiney crv. Un modele theorique a ete elabore pour expliquer l'influence du debit et de la pression partielle de tetrachlorure de zirconium sur la cinetique globale du procede. Cette derniere est interpretee comme un ensemble de processus physico-chimiques. Le magnesium s'evapore, se transfere dans la phase gazeuse et reagit avec le tetrachlorure de zirconium suivant une reaction de precipitation. La diffusion des reactifs est le processus limitant du procede. Le phenomene de base est donc un transfert de matiere avec reaction chimique simultanee. Enfin, cette interpretation a ete validee en comparant les predictions du modele avec les resultats experimentaux obtenus a partir des mesures thermogravimetriques.


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Informations

  • Détails : 149 p.
  • Annexes : 157 ref.

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