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Perfectionnements apportés à la fabrication du ferro-cobalt.
La présente invention est relative à la produc- tion électrolytique du ferro-cobalt.
D'après l'invention, le ferro-cobalt est obtenu par dépôt électrolytique d'une solution de fer et de cobalt qui est maintenue sensiblement neutre, mais-du côté acide de la neutralité réelle, pour assurer que le fer et le cobalt se présentent à la cathode sous forme de métaux et non pas sous celle d'hydrates, comme cela serait le cas si la solution devenait basique. L'acide libre en présence doit être au-dessous de trois grammes par litre (proportion calculée sur la base d'emploi d'acide sulfurique), et l'on doit convenablement observer la proportion d'un à deux grammes par litre, pour tenir l'acidité de la solution sous contrôle.
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L'invention a encore trait à la production électrolytique de ferro-cobalt avec une matière contenant du fer, du cobalt et un autre métal, tel que le cuivre ou un métal plus basique le cuivre dans la série électro-chimique, qui doit être exclu du ferro-cobalt, et qui en soi peut être un produit de valeur.
Sous ce rapport, l'invention comprend le traitement de la matière première en vue de former une solution de fer et de cobalt, renfermant comme impureté, du cuivre ou autre métal comme celui ci-dessus mentionné, en quantité aussi grande que celle qui pour des considérations techniques ou économiques doit nécessairement entrer dans la solution.
Celle-ci est ensuite soumise à une purification en vue d'éliminer cette impureté métallique ou de la réduire dans une mesure où elle ne sera pas préjudiciable.
La solution purifiée est continuellement amenée comme catholyte à un élément électrolytique dans lequel les ions de l'anode sont exclus du voisinage de la cathode. A cet effet on peut employer l'élément de forme connue, où la cathode et l'anode sont séparées par une cloison suffisamment poreuse pour que l'électrolyte puisse la traverser, en passant du compartiment de cathode au compartiment d'anode à une vitesse suffisante pour empêcher la migration ou diffusion d'ions anodiques dans le compartiment de cathode. La solution ainsi introduite dans le compartiment de cathode est maintenue à l'état d'acidité ci-dessus mentionné, et dans ces conditions, il se dépose sur la cathode du ferro-cobalt sensiblement pur.
La solution qui est ainsi à purifier et à électrolyser peut être obtenue par exèmple par lessivage d'un minerai ou produit de minerai. Dans un tel cas, on ménage des anodes insolubles dans l'élément électrolytique, et l'anolyte acide, chassé de l'élément par le catholyte qui entre, est
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renvoyé à l'installation de lessivage.
Mais lorsque la matière première renferme des métaux à l'état métallique, il est préférable d'employer de ces matières premières comme anode dans l'élément électrolytique, de façon que la dissolution du métal brut etle dépôt de ferro-cobalt aient lieu simultanément dans le même élément.
Le liquide qui s'écoule de l'élément est dans ce cas neutre, et il est soumis à la purification dans l'intervalle entre son évacuation du compartiment d'anode et son retour au compartiment de cathode. Par cette façon de procéder, on réduit aussi la quantité de cuivre pris dans la solution, vu le fait que beaucoup de cuivre est précipité directement dans l'élé- ment sous forme de boue.
Dans les dessins schématiques explicatifs de l'invention ci-joints : Fig.l se rapporte à la méthode d'après laquelle la dissolution de la matière première et le dépôt électro.. lytique du ferro-cobalt s'opèrent dans le même élément.
Figs. 2 et 3 montrent le procédé par lequel la dissolution s'effectue à l'extérieur de l'élément servant au dépôt électrolytique, par dissolution anodique et par lessivage, respectivement.
Dans la figure 1, 2 est un récipient électrolytique contenant des anodes coulées 3. Ces anodes peuvent être faites d'un alliage ou mélange de métaux obtenus par la réduction de laitier produit dans la fusion de minerais de cuivre renfermant du fer et des quantités notables de cobalt.
Les cathodes 4 peuvent être constituées par des matières variées, telles que le cobalt, le fer, le cuivre ou l'acier inoxydable, laminés. Les anodes et les cathodes sont séparées par une cloison 5, suffisamment poreuse pour laisser passage à l'électrolyte; une chute hydraulique est maintenue
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dans le compartiment de cathode, suffisante pour faire couler le catholyte dans le compartiment d'anode, à une vitesse correspondant à 0,053 litre par décimètre carré de la surface filtrante, et par heure. Un écoulement à cette vitesse empêche sensiblement les ions des anodes d'avoir accès au catholyte. 6 est un système pour faire circuler le catholyte, dans le but de maintenir sa composition uniforme, et d'aider au dépôt.
Une solution purifiée de sulfate de ferro-cobalt est continuellement amenée aux compartiments de cathode de la cuve d'approvisionnement 7. Une quantité correspondante d'anolyte est continuellement évacuée du récipient 2 à la sortie 8, et conduite à l'appareil de purification 9. Dans cet appareil, la solution est traitée en vue d'enlèvement du cuivre qu'elle contient, et après purification, elle est par la conduite 10 renvoyée à la cuve 7.
Le radical acide libéré dans le compartiment de cathode est porté à travers la cloison 5 par l'électrolyte qui coule, et il détermine la corrosion des anodes 3. Une faible densité de courant est désirable en vue de limiter la tendance à migrer ou diffuser qui est celle des ions libérés aux anodes. On a trouvé convenable une densité de courant d'environ 1,07 ampère par décimètre carré.
Dans ces conditions, les anodes 3 sont corrodées; leur teneur en fer et en cobalt passe en solution. Une partie de cuivre passe également en solution, tandis que le restant se dépose dans le récipient sous forme de boue d'anode 11.
Par suite de la chute hydraulique dans les compartiments de cathode, la solution ainsi produite s'écoule du récipient en 8, et elle est soumise à traitement dans l'appareil 9. Par ce traitement, le cuivre contenu dans la solution est enlevé.
A cet effet, on fait passer la solution par un filtre de
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métal, fer ou cobalt par exemple, auquel le cuivre adhère. La teneur en cuivre de la solution purifiée ne doit convenablement pas dépasser 0,05 grammes par litre.
La solution qui va à la cuve d'approvisionnement 7 est sensiblement neutre. Dans cette cuve, on ajoute à la solution un peut d'acide, de façon qu'elle soit sensiblement neutre, mais décidément pas basique dans les compartiments d'anode. On a trouvé convenable la présence dans la solution, d'un ou deux grammes d'acide libre par litre (proportion calculée sur la base d'emploi d'acide sulfirique), afin d'être certain que la solution ne devienne pas basique autour des cathodes, car si cela arrivait, des hydrates de fer et de cobalt se présenteraient à la cathode. Ainsi légèrement acidifiée, la solution passe de la cuve 7 aux compartiments de cathode ; étant ici protégée contre contamination par des ions positifs des compartiments d'anode, la solution dépose du ferro-cobalt sensiblement pur sur les plaques cathodiques.
Dans la figure 2 est représenté le même élément électrolytique 2, comprenant les cathodes 4, la cloison poreuse 5, une entrée pour le catholyte purifié venant de la cuve 7, et la sortie 8. Mais ici les anodes 3a sont insolubles, de sorte que le liquide déchargé du récipient en 8 est acide. Ce liquide acide est employé pour dissoudre la matière première.
Ainsi que le montre la figure 2, le liquide est à cet effet envoyé à travers l'élément électrolytique 12, lequel comprend des anodes 15, faites d'une matière première qui peut être de la même composition que les anodes 3. Les cathodes 14 ne font que de servir de conducteurs d'électricité et peuvent être des plaques de cuivre, On ajoute de l'acide en 15 pour maintenir l'électrolyte dans cet élément à une acidité dépassant trois grammes d'acide libre par litre (en
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supposant l'emploi d'acide sulfurique). Dans ces conditions, le fer et le cobalt que contiennent les anodes 13 passent en solution.
Une partie du cuivre contenu dans lesdites anodes se dépose sur les cathodes 14, et une partie tombe au fond du récipient sous forme de boue. Un peu de cuivre passe en solution et va à la cuve de purification 9, où il est enlevé de la solution. La solution de fer et de cobalt purifiée est conduite à la cuve d'approvisionnement 7, et elle est introdui te domme catholyce dans le récipient 2, où tout comme dans l'installation décrite précédemment, le catholyte est sensiblement neutre, et où par conséquent du ferro-cobalt est déposé sur les cathodes.
D'après la figure 3, le liquide acide, déchargé de l'élément 2, est conduit à une cuve d'emmagasinage 16, d'où il est tiré pour le lessivage d'une matière 17 qui renferme du cobalt et du fer, comme par exemple un oxyde obtenu en grillant des minerais concentrés, renfermant du cuivre, du cobalt et du fer. On ajoute en 18 l'acide additionnel nécessaire pour lessivage. Le liquide de lessivage est traité dans la cuve 9 pour enlèvement du cuivre qu'il contient, et il est ensuite conduit à la cuve d'emmagasinage 7.
Le dépôt cathodique de ferro-cobalt est lavé et séché ; il est ensuite fondu et coulé sous une forme convenable pour la vente. Le cuivre est traité de manière appropriée, par exemple par fusion et moulage en formes commerciales.
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