<Desc/Clms Page number 1>
Nouvea.u procédé de fabrication d'oxydes de plomb et d'oxydes analogues.
Cette invention a. pour objet un nouveau procédé de fa.bri- cation d'oxydes de plomb (litharge) par voie électrique en pro- duisa,nt par dépôt cathodique du plomb pulvérulent que l'on soumet ensuite à l'oxydation.
Les tenta.tives de fabrication industrielles d'oxyde de plomb pa.r voie électrolytique ont jusqu'ici échouées pour les ra.isons suivantes : a) Le produit obtenu par les procédés électrolytiques connus n' éta.it jusqu'ici qu'imparfaitement oxydé et sa.ns valeur ma.r- chande à cause de la. grosse teneur en plomb libre. b) Le fonctionnement des cuves à électrolyse était fréquem- ment interrompu pa.r des réactions secondaires prena.nt naissance da.ns le bain et qui arrêtaient la. production.
La présente permet de réa.liser une production industrielle
<Desc/Clms Page number 2>
continue, ininterrompue et d'obtenir un produit bien défini et parfaitement oxydé.
Le procédé consiste essentiellement da.ns le fait de conduire les opérations d'électrolyse et d'oxydation en présence d'un ou plusieurs ca.ta.lyseurs, convenablement choisis, de ma.nière à :
1 - obtenir le plomb pulvérulent qui se produit da.ns les cuves à électrolyse sous un éta.t très divisé et poreux le rendant particulièrement a.pte aux réactions ultérieures.
2 - transformer le produit ci-dessus en oxyde (li'tha.rge) non pas pa.r simple oxyda.tion na.turelle ou par grilla.ge ou séchage progressif (ces moyens ne permettant d'obtenir que des oxydes fortement souillés de métal non oxydé) mais l'aidant par for- mation d'un couple électrique entre le méta.l à oxyder et un métal auxiliaire. Ce métal auxiliaire étant disséminé dans la masse sous forme de fines pa.rticules et pouva.nt être le même que celui qui sert de catalyseur da.ns la. première opéra.tion ci-dessus.
L'incorporation du catalyseur et du métal auxiliaire se fait soit en introduisant à l'éta.t de se a.u cours ou après l'électrolyse soit en l'introduisa.nt dans le plomb fondu a.u moment de la. coulée des anodes.
Comme catalyseur on prend en principe un corps voisin du plomb da.ns la. série des tensions et comme métal auxiliaire on prend un métal légèrement plus électronéga.tif que le métal à oxyder. Le but recherché est de former entre le plomb'à oxyder et le métal auxiliaire un couple électrique dont le plomb sera. l'élément positif, élément par conséquent sur lequel se produira l'oxydation diaprés la. théorie bien connue des couples électriques.
L'ordre des métaux dans la. série des tensions étant sus- ceptible d'être modifié selon leurs concentrations respectives il s'ensuit qu'en employant le catalyseur et le métal auxiliaire
<Desc/Clms Page number 3>
en très minime quantité on peut faire jouer à un même méta.l ces deux rôles. En fa.it, la présence de petites quantités de cata- lyseur de l'ordre de 1/10 % peut suffire dans la. plupart des ca.s pour a.ssurer la. bonne marche de la réaction.
A titre indicatif, le catalyseur employé pour l'obtention d'oxyde de plomb dans de bonnes conditions peut être l'étain, l'arsenic ou le cuivre, il peut être adjoint sous forme de métal frais ou en utilisant dans la fabrication une proportion déter- minée de vieux plomb aya.nt subi la. soudure et où se révèle par conséquent la. présence d'étain et éventuellement des traces de cuivre.
D'a.près ce qui précède, seul un métal plus électronégatif que le plomb pourra jouer le rôle de métal auxiliaire.
Par conséquent, (étant donné ce qui est dit plus haut de l'influence des concentrations sur l'ordre des métaux dans la. série des tensions), on ne pourra s'adresser pour jouer ce rôle, qu'à des métaux qui, ou bien sont plus électro-négatifs que le plomb dans la série normale des tensions, ou bien qu'ils sont plus électropositifs, sont cependant très voisins du plomb da.ns la série des tensions et peuvent devenir plus électronégatifs; selon les concentrations envisagées. C'est le cas de l'étain en particulier.
Mais en aucun cas, on ne saurait s'adresser à un métal fortement électropositif, et ceci fait comprendre pourquoi on n'a. pû obtenir que de mauva.is résultats par l'emploi de cata.ly- seurs alcalins comme cela. a. pu être parfois proposé.
La ma.rche de l'opération est la suiva.nte:
On coule, le.plomb en plaques qui, dans des cuves à électro- lyses appropriées, servant d'électrodes pour constituer les anodes.
<Desc/Clms Page number 4>
Le bain est constitué d'une solution à l'eau d'un sel de plomb de préférence basique, avec addition de sels alcalins conducteurs si celà est jugé nécessaire. Il y a. ava.ntage à élever un peu la, tempéra.ture pour diminuer la. résistance du bain.
L'électrolyse a lieu selon les règles générales connues pour obtenir un dépôt boueux à la cathode.
L'introduction du ca.talyseur et du méta.l auxiliaire se fa.it comme il a. été indiqué ci-dessus.
Le plomb sous forme de boues est recueilli dans des cuves d'essora.ge et est ainsi débarrassé de son excès d'humidité -tout autre moyen donnant le même résultat pouvant être également utilisé-.
Puis il est disposé en couches ou en tas dans des chambres closes ou la réa.ction se produit et où la masse s'échauffe avec évaporation d'eau. La ventilation de ces chambres est réglée pour obtenir un échauffement de la. masse au degré le plus fa.vo- ra.ble, une éva,poration et une évacuation de va.peur d'eau ralen- ties, une oxydation en atmosphère humide. Eventuellement on peut même exercer une influence favorable en introduisant dans les chambres une certa.ine quantité de va.peur d'eau apportant un appoint de calories et maintena.nt à chaque instant le degré d'humidité convenable. Si la. réaction est bien conduite, on arrive à une masse complétement oxydée qu'il suffit de,sécher ou de broyer pour obtenir un produit ne contenant plus de parti- cules de métal inaltéré.
L'essorage peut s'effectuer dans tous appareils appropriés et l'oxydation dans des chambres à parois isolantes ou non, chauffées si besoin pour décla.ncher la. réaction ou l'activer, à ventilation réglable naturelle ou forcée, -ou encore dans des a.utoclaves-.
<Desc/Clms Page number 5>
Il va sa.ns dire que le procédé est applicable à l'obtention de divers oxydes méta.lliques a.utres que celui de plomb par voie électrolytique.
<Desc / Clms Page number 1>
New process for the manufacture of oxides of lead and analogous oxides.
This invention has. The subject of the invention is a new process for the production of lead oxides (litharge) by electrical means, produced by cathodic deposition of powdered lead which is then subjected to oxidation.
Industrial attempts to manufacture lead oxide by electrolytic route have so far failed for the following reasons: a) The product obtained by known electrolytic processes has hitherto been only imperfect. oxidized and its ma.r- value changes because of the. high free lead content. b) The operation of the electrolysis cells was frequently interrupted by side reactions which started in the bath and which stopped it. production.
The present allows to realize an industrial production
<Desc / Clms Page number 2>
continuous, uninterrupted and to obtain a well defined and perfectly oxidized product.
The process essentially consists of carrying out the electrolysis and oxidation operations in the presence of one or more ca.ta.lyseurs, suitably chosen, in the following manner:
1 - obtain the pulverulent lead which occurs in the electrolysis tanks under a very divided and porous state, making it particularly suitable for subsequent reactions.
2 - transform the above product into oxide (li'tha.rge) not by simple natural oxidation or by grilling or gradual drying (these means only making it possible to obtain heavily soiled oxides of non-oxidized metal) but helping it by forming an electric couple between the metal to be oxidized and an auxiliary metal. This auxiliary metal being disseminated in the mass in the form of fine pa.rticules and can be the same as that which serves as a catalyst in the. first opera.tion above.
The incorporation of the catalyst and the auxiliary metal is done either by introducing at the eta.t of se a.u course or after the electrolysis or by introducing it into the molten lead at the time of. casting of the anodes.
As a catalyst, in principle a body similar to lead is taken in the. series of voltages and as an auxiliary metal we take a metal slightly more electronegative than the metal to be oxidized. The desired aim is to form between the lead to be oxidized and the auxiliary metal an electric couple of which the lead will be. the positive element, therefore an element on which oxidation will occur in various colors. well-known theory of electric couples.
The order of the metals in the. series of voltages being liable to be modified according to their respective concentrations it follows that by employing the catalyst and the auxiliary metal
<Desc / Clms Page number 3>
in very small quantities we can make the same meta.l play these two roles. In fact, the presence of small amounts of catalyst of the order of 1/10% may be sufficient in the. most of the cases to ensure the. smooth running of the reaction.
As an indication, the catalyst used to obtain lead oxide under good conditions can be tin, arsenic or copper, it can be added in the form of fresh metal or by using a proportion determined from old lead that has not undergone the. weld and where the. presence of tin and possibly traces of copper.
From the above, only a metal more electronegative than lead can act as an auxiliary metal.
Consequently, (given what is said above about the influence of concentrations on the order of metals in the series of tensions), we can only apply to play this role to metals which, either are more electro-negative than lead in the normal series of voltages, or else they are more electropositive, are however very close to lead in the series of voltages and can become more electronegative; according to the concentrations envisaged. This is the case with tin in particular.
But in any case, one could not address a strongly electropositive metal, and this makes one understand why one does not have. Only bad results can be obtained by using alkaline catalysts like this. at. could sometimes be offered.
The procedure for the operation is as follows:
The lead is cast in plates which, in suitable electrolysis tanks, serving as electrodes to constitute the anodes.
<Desc / Clms Page number 4>
The bath consists of a solution in water of a preferably basic lead salt, with the addition of conductive alkaline salts if this is deemed necessary. There is. adva.ntage to raise the temperature a little, to decrease the. resistance of the bath.
The electrolysis takes place according to the general rules known to obtain a muddy deposit at the cathode.
The introduction of the catalyst and the auxiliary meta.l is done as it has. been indicated above.
The lead in the form of sludge is collected in dewatering tanks and is thus freed of its excess moisture - any other means giving the same result which can also be used.
Then it is placed in layers or in piles in closed rooms where the reaction occurs and where the mass heats up with evaporation of water. The ventilation of these rooms is regulated to obtain a heating of the. mass to the most fa.va- ra.ble degree, eva, poration and evacuation of water vapor slowed down, oxidation in a humid atmosphere. Optionally, one can even exert a favorable influence by introducing into the rooms a certain quantity of water va.peur providing additional calories and maintaining the appropriate degree of humidity at all times. If the. The reaction is well carried out, a completely oxidized mass is obtained which it suffices to dry or grind to obtain a product which no longer contains any particles of unaltered metal.
The spinning can be carried out in any suitable apparatus and the oxidation in chambers with insulating walls or not, heated if necessary to décla.ncher. reaction or activate it, with natural or forced adjustable ventilation, -or in a.utoclaves-.
<Desc / Clms Page number 5>
It will sa.ns say that the process is applicable to obtaining various metal oxides a.autres than that of lead by electrolytic route.