<Desc/Clms Page number 1>
Procède pour décomposer électrolytiquement des composés alcalins ou alcalino-terreux.
Suivant un procédé connu pour décomposer électroly- tiquement des composés alcalins ou alcaline-terreux en vue de recueillir les métaux correspondants tout en utilisant une cathode de mercure on fait ruisseler le mercure sur une sur- face de support disposée verticalement ou bien on déplace la surface de support verticale,, par exemple une bande sans fin guidée par deux rouleaux, ou un disque tournant, dans un bain de mercure afin que la surface de support se recouvre d'une couche de ce métal.
Le métal mis en liberté au cours de l'élec- trolyse se rassemble dans le bain du métal cathodique, par exemple sous forme d'un amalgame de mercure et de sodiun, et le renouvellement du bain s'effectue en amenant du métal ca-
<Desc/Clms Page number 2>
thodique neuf à la surface du bain et en soutirant du bas de la cuve son contenu usé.
Or on a constaté que la façon dont on renouvelle le bain de métal cathodique est d'une importance essentielle.
Il s'effectue, suivant l'invention, en amenant le mercure neuf dans le bain et retirant le mercure usél'un et l'autre à la surface du bain. Il y a intérêt à placer le point d'arrivée et le point de sortie en deux endroits dia- métralement opposés. Il se produit ainsi un écoulement du métal liquide dans le plan horizontal de la surface du bain. 'Grâce à cet écoulement les impuretés, telles que les substances provenant de la désintégration des anodes de graphite, qui sans cela se rassemblent à la surface du bain et peuvent don- ner lieu à une décomposition de l'amalgame formé, se trouvent balayées et évacuées de l'appareil en même temps que le mé- tal, de sorte que le bain demeure indéfiniment propre.
On obtient un effet de nettoyage particulièrement bon lorsque l'admission et l'évacuation du courant de métal liquide s'ef- fectuent parallèlement aux surfaces de support et à leur voi- sinage.
Le présent procédé va être plus complètement exposé en se référant au dessin annexé qui représente à titre d'exem- ple des dispositifs propres à sa mise en oeuvre. La fig. 1 est une vue ,; perspective d'un bac fonctionnant au moyen d'une bande sans fin comme surface de support de la cathode. Lé mé- tal cathodique liquide se trouve dans l'auge 1, et sa surface est indiquée par la ligne 5-5'. L'enveloppe du bac contenant l'électrolyte n'est pas représentée afin de rendre plus visible la bande de support 2 qui se déplace sur les rouleaux 3 et 4 ainsi que l'anode 7. Les prises de courant sont indiquées en 6 et 8.
L'arrivée du métal liquide provenant de la conduite 11 a lieu à la surface du bain métallique au moyen de la paire d'ajutages 9, et son ,évacuation est assurée par la paire d'ajutages 10. -
<Desc/Clms Page number 3>
La circulation du métal liquide s'obtient au moyen de la pompe 12 qui., aspirant l'amalgame du bain., le refoule à tra- vers l'appareil 13 dans lequel s'effectue le traitement de l'amalgame. Le métal rénove est alors restitué au bain par la conduite 11 et les ajutages 9.
La fig. 2 représente un appareil de décomposition de construction connue en soi comportant comme surface de sup- port de la cathode un disque tournant. 1 désigne l'auge af- fectée au m'étal cathodique liquide, et la ligne 5-5' la sur- face de celui-ci. Le disque 2 est disposé sur l'arbre Z. A hauteur de la surface du bain métallique et au voi sinage im- médiat du disque sont disposées comme suivant la fig. 1 les paires d'ajutages 4 et '4' par lesquels le métal liquide est amené et évacué.
Les cathodes verticalement disposées dont il a été question au début présentent sur des cathodes disposées hori- zontalement 1 davantage qu'elles sont très peu encombrantes, mais elles ont par contre l'inconvénient que le gaz qui se dégage au cours de l'électrolyse prend peu à peu une forte concentration dans les régions supérieures dé l'électrolyte, si bien que dans ces régions un passage parfai't du courant nest plus assuré entre l'anode et la cathode. C'est pour cette raison qu'on ne peut donner aux bacs de décomposition à cathodes disposées verticatement qu'une hauteur limitée; l'avantage du moindre encombrement se trouve ainsi en partie reperdu.
Or on a trouvé qu'on peut supprimer ces Inconvénients en s'arrangeant pour que la position de la surface de support de la cathode relativement à l'anode varie pendant le déplace- ment de celle-ci à travers l'électrolyte, quelques exemples de cette forme de l'invention sont représentés aux figs. 3 et 4 du dessin.
Les figs. 3 A et 3 B représentent un bac de décompo-
<Desc/Clms Page number 4>
sition comportant comme cathode une bande sans fin. Le métal cathodique liquide se trouve dans l'auge 1 qui fait suite en bas à l'enveloppe 2 du bac contenant l'électrolyte. La bande cathodiaue 3 est montée sur des rouleaux 4 et 5 au moyen des- quels on la déplace à travers l'électrolyte et le métal ca- thodique liquide 6.
Cela dit pour empêcher un enrichissement des gaz engendrés par l'électrolyse dans la partie de 1-'électrolyte qui se trouve dans le canal délimité par la surface 7 de la bande et la surface 8 de l'anode 9, les rouleaux 4 et 5 sont de section ovale et montés excentriquement. Il s'ensuit que pendant le fonctionnement du dispositif la surface de support
7 se trouve alternativement approchée et éloignée de la sur- face anodique 8. La surface de support occupe suivant la fig.
3 A sa position de plus grand éloignement et suivant la fig.
3 B sa position de plus grande proximité. Grâce à ce rappro- ahanent et à cet .éloignement il y a constamment entre les électrodes expulsion d'électrolyte usé chargé de gaz avec remplacement par de l'électrolyte neuf.
Si l'on emploie comme surface de support non pas une bande mais un disque tournant dont la partie inférieure se déplace dans le métal cathodique liquide et la partie supérieure @ dans l'électrolyte, on peut/réaliser sous forme d'un disque tournant avec un mouvement de nutation (figs. 4 A et 4 B) ou présentant une surface gauche de caractère hélicoïdal (fig. 4 C).
Sur les figs. 4, 1 désigne l'auge faisant suite au-dessous au bac 2 et affectée au métal liquide 3, 4 les anodes dont les surfaces 7 et 8 sont tournées vers l'électrolyte 13, et 5 l'arbre sur lequel est calé le disque 6. Par suite de la nu- @ de support tation du disque 6 suivant les figs. 4 A et 4 B la surface/14 de la cathode est constamment rapprochée et éloignée de l'a- node. On obtient ainsi très uniformément et sans à-coups un brassage et un renouvellement de l'électrolyte.
@ --
<Desc/Clms Page number 5>
on obtient le morne résultat grâce à la disposition suivant la fig.' 4 C où. les surfaces de support 9-11 et 10-12 sont gauches et agissent à la façon d'une hélice. Même si l'on utilise une bande comme surface de support on peut ob- tenir un effet analogue en donnant à la bande une épaisseur différente suivant les régions.
Dans tous les cas on peut aussi pourvoir les sur- faces de support d'évidements, de perforations, de rugosités ou de saillies à l'effet d'exercer sur l'électrolyte un effet supplémentaire de brassage.
Les dispositifs décrits ci-dessus permettent d'ob- tenir une diminution de la consommation d'énergie grâce à une augmentation de la conductibilité globale de l'électrolyte.
Au cas où l'on utilise des anodes de graphite il existe cet autre avantage que les anodes s'usent moins, car leur usure est fonction de la qualifie de l'électrolyte. Il en résulte une augmentation de la pureté des produits de l'lectrolyse.
<Desc / Clms Page number 1>
Process for electrolytically decomposing alkaline or alkaline earth compounds.
According to a known process for electrolytically decomposing alkali or alkaline earth compounds with a view to collecting the corresponding metals while using a mercury cathode, the mercury is run off on a support surface arranged vertically or the surface is moved. vertical support, for example an endless belt guided by two rollers, or a rotating disc, in a mercury bath so that the support surface is covered with a layer of this metal.
The metal set free during electrolysis collects in the cathode metal bath, for example in the form of an amalgam of mercury and sodiun, and the bath is renewed by bringing in carbon metal.
<Desc / Clms Page number 2>
new thodique on the surface of the bath and drawing off its used contents from the bottom of the tank.
However, it has been observed that the way in which the cathode metal bath is renewed is of essential importance.
It is carried out, according to the invention, by bringing the new mercury into the bath and removing the mercury used both at the surface of the bath. It is advantageous to place the end point and the exit point in two diametrically opposed places. There is thus a flow of the liquid metal in the horizontal plane of the surface of the bath. 'Thanks to this flow the impurities, such as the substances resulting from the disintegration of the graphite anodes, which otherwise collects on the surface of the bath and can give rise to a decomposition of the formed amalgam, are swept away and discharged from the appliance along with the metal, so that the bath remains clean indefinitely.
A particularly good cleaning effect is obtained when the inlet and outlet of the liquid metal stream runs parallel to the support surfaces and their surroundings.
The present process will be explained more fully with reference to the appended drawing which shows, by way of example, devices suitable for its implementation. Fig. 1 is a view,; perspective of a tank operating with an endless belt as a supporting surface for the cathode. The liquid cathode metal is in trough 1, and its area is indicated by line 5-5 '. The casing of the tank containing the electrolyte is not shown in order to make more visible the support strip 2 which moves on the rollers 3 and 4 as well as the anode 7. The sockets are indicated at 6 and 8 .
The arrival of the liquid metal coming from the pipe 11 takes place at the surface of the metal bath by means of the pair of nozzles 9, and its evacuation is provided by the pair of nozzles 10. -
<Desc / Clms Page number 3>
The circulation of the liquid metal is obtained by means of the pump 12 which, sucking the amalgam from the bath, delivers it through the apparatus 13 in which the treatment of the amalgam is carried out. The renovated metal is then returned to the bath through line 11 and nozzles 9.
Fig. 2 shows a decomposition apparatus of a construction known per se comprising a rotating disc as cathode support surface. 1 designates the trough assigned to the liquid cathode metal, and line 5-5 'the surface thereof. The disc 2 is arranged on the shaft Z. At the height of the surface of the metal bath and in the immediate vicinity of the disc are arranged as according to FIG. 1 the pairs of nozzles 4 and '4' through which the liquid metal is supplied and discharged.
The vertically arranged cathodes discussed at the beginning have on horizontally arranged cathodes 1 more than they are very compact, but they have the disadvantage that the gas which is given off during the electrolysis takes little by little a strong concentration in the upper regions of the electrolyte, so that in these regions a perfect passage of the current is no longer ensured between the anode and the cathode. It is for this reason that one can give the decomposition tanks with cathodes arranged vertically only a limited height; the advantage of less space is thus partly lost.
However, it has been found that these drawbacks can be overcome by arranging for the position of the supporting surface of the cathode relative to the anode to vary during the movement of the latter through the electrolyte, some examples of this form of the invention are shown in FIGS. 3 and 4 of the drawing.
Figs. 3 A and 3 B represent a decomposition tank
<Desc / Clms Page number 4>
sition comprising as cathode an endless belt. The liquid cathode metal is in the trough 1 which follows at the bottom of the casing 2 of the tank containing the electrolyte. The cathode strip 3 is mounted on rollers 4 and 5 by means of which it is moved through the electrolyte and the liquid cathodic metal 6.
That said, to prevent an enrichment of the gases generated by the electrolysis in the part of the electrolyte which is located in the channel delimited by the surface 7 of the strip and the surface 8 of the anode 9, the rollers 4 and 5 are oval in section and eccentrically mounted. It follows that during operation of the device the support surface
7 is alternately located near and far from the anode surface 8. The support surface occupies according to FIG.
3 In its position of greatest distance and according to FIG.
3 B its closest position. Thanks to this approximation and this distance there is constantly between the electrodes expulsion of used electrolyte charged with gas with replacement by new electrolyte.
If one uses as a support surface not a strip but a rotating disc, the lower part of which moves in the liquid cathode metal and the upper part in the electrolyte, it is possible to produce in the form of a rotating disc with a nutation movement (figs. 4 A and 4 B) or having a left surface of a helical character (fig. 4 C).
In figs. 4, 1 designates the trough following below the tank 2 and assigned to the liquid metal 3, 4 the anodes whose surfaces 7 and 8 are turned towards the electrolyte 13, and 5 the shaft on which the disc is wedged 6. As a result of the support number for the disc 6 according to figs. 4 A and 4 B the / 14 surface of the cathode is constantly moved closer and further away from the node. Stirring and renewal of the electrolyte is thus obtained very uniformly and smoothly.
@ -
<Desc / Clms Page number 5>
the dismal result is obtained by virtue of the arrangement according to fig. 4 C where. the support surfaces 9-11 and 10-12 are warped and act like a propeller. Even if a strip is used as the support surface, a similar effect can be obtained by giving the strip a different thickness in different regions.
In all cases, it is also possible to provide the support surfaces with recesses, perforations, roughness or projections in order to exert an additional stirring effect on the electrolyte.
The devices described above make it possible to obtain a reduction in energy consumption by virtue of an increase in the overall conductivity of the electrolyte.
If graphite anodes are used there is another advantage that the anodes wear less, because their wear is a function of the grade of the electrolyte. This results in an increase in the purity of the products of the electrolysis.