BE480636A - - Google Patents

Description

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  BREVET d'INVENTION " Appareil et Procédés perfectionnés   d'éleotrolyse   " 
La présente invention est relative à un appareil et à un procédé perfectionnés d'électrolyse. 



   L'industrie de l'acier produit de grandes quantités de bains acides de décapage usés dont la manière d'en disposer pose un problème inquiétant. Les bains usés contiennent du sel de fer et de l'acide en excès, en general du sulfate ferreux et de l'acide sulfurique. Il estpossible de récupérer les sels de fer de l'acide résiduel et de concentrer ce dernier pour le réutiliser, mais le marché du sulfate ferreux est si limité qu'il ne peut pas absorber à un prix intéressant le produit des bains usés de toute la sidérurgie. Les lois faites pour empêcher la   polution   de rivières et des eaxx souterraines   empêchent   en beaucoup d'endroits de rejeter les liqueurs ou les bainsde décapage usés, même après les avoir neutralisées à la chaux, ou limitent cette façon de faire.

   En conséquence, il 

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 revient aussi cher de disposer des liqueurs usées ou marne plus cher que de préparer la solution décapante primitive. 



   On a proposé d'oxyder le sulfate ferreux des liqueurs usées pour donner du sulfate ferrique et de sécher et   décom   poser le sel ferrique pour donner du fer et de   l'anhydride   sulfurique, en récupérant ainsi, sous une forme utilisable, sensiblement tout l'acide sulfurique de la liqueur décapante primitive. Le principal problème à résoudre lorsque l'on veut mettre en pratique cette façon de faire, consiste à oxyder le sulfate ferreux à. bon marché et de manière efficace pour en faire une solution fortement acide. 



   L'oxydation anodique dans une cuve électrolytique avec dépôt simultané du fer donne le moyen de convertir le sulfate ferreux en sulfate   ferrique.   Toutefois, ce procédé se heurte à deux difficultés primordiales. Le fer, étant plus anodique que   l'hydrogène,   ne peut pas normalement se déposer à. partir   d'un     électrolyte   sous forme acide comme   celà   est le cas   d'habitude   pour la liqueur de décapage usée.

   En outre, si le sulfate ferrique produit à l'anode arrive à la cathode, le fer déposé se redissout,   La.   présente invention est relative à un procédé et à, un appareil pour la mise en oeuvre du dit procédé,servant à traiter une solution acide d'un sel ferreux pour donner du fer et une solution d'un sel ferrique, consistant à faire passer un courant électrique dans un électrolyte d'une solution ferreuse, entre une   ca.thode   de mercure dans laquelle le fer se dépose et une anode poreuse sur laquelle le fer ferreux s'oxyde pour donner du fer ferrique et à retirer par cette anode un anolyte contenant le sel   ferrique   tandis   qu'on   récupère le fer du mercure. 



   Selon l'invention, on utilise une cuve à deux compartiments qui sont reliés uniquement par une masse de mercure en   circu-   lation, par exemple comme dans le cas de la cuve   Castner   utilisée pour faire de la soude caustique, une anode en carbone 

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 poreux dans l'un des compartiments de la cuve et une cathode apte à recevoir le fer déposé, dans l'autre compartimenta Dans le premier compartiment, la solution de   sulfate   ferreux acidulée ou d'un autre sel ferreux s'électrolyse. Le sel de fer trivalent oxyde   anodiquement   est retiré, à mesure qu'il se forme, par l'anode poreuse et le fer se dépose sur le mercure qui a une surtension élevée pour l'hydrogène et agit effectivement comme/cathode pour cette cuve.

   Le mercure contenant du fer passe dans le deuxième compartiment où il sert comme anode. 



  Dans le deuxième compartiment, on maintient une cathode appropriée et un électrolyte dont la composition convient bien pour le dépôt de fer sous forme d'une feuille continue, cohérente et unie ou, si on le désire, de poudre,faiblement adhérente. 



   On a représenté sur la figure unique du dessin annexé, de façon schématique, un appareil selon   Itinvention.   On y   voit.   en coupe, une cuve 10 avec cloison 11, isolante électriquement, qui sépare le récipient 10 en deux compartiments A et B qui communiquent l'un à l'autre par une ou plusieurs ouvertures situées dans le bas de la cloison 11. une masse de mercure   re-   pose sur le fond du récipient 10 et elle est assez profonde pour couvrir le dessus de l'ouverture 11 pendant le fonctionne-   men t   de la cuve.

   La liqueur de décapage usée ou autre solution aqueuse acidulée de sulfate ferreux èst introduite dans le compartiment A dans lequel est une anode 13 en carbone poreux,, Un électrolyte 14 de composition désirée, est maintenu dans un deuxième compartiment B et, dans ce dernier éleotrolyte, est en suspension une cathode 15 sur laquelle du fer se dépose. La masse de mercure 12 sert de cathode pour le premier compartiment A et également d'anode pour le deuxième B. Une came 16 et un pivot 17 (à la place desquels on peut utiliser tout au. tre dispositif osoillant) servent à faire osciller la masse de meroure 12 pour provoquer cette circulation entre les   comparti..   mante A et B et pour accélérer la répartition du fer dans le mercur e. 

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   L'électrolyse de   la.   liqueur usée dans le premier compartiment A provoque le dépôt de fer sur la cathode en mercure 12 et oxyde le   sulfate   ferreux, pour donner du sulfate terrique sur l'anode 13, En retirant rapidement   l'anolyte   par l'anode en carbone poreux 13 à. mesure que le sulfate ferrique se forme, on évite la migration du sulfate ferrique vers la cathode. On peut régler la vitesse d'enlèvement de   l'andyte   par   l'anode,   de façon à retirer très peu de sulfate ferreux, mais cependant à récupérer sensiblement tout le sulfate ferrique formé. 



   Le mercure contenant du fer déposé dans le premier com-   par timent   A, passe sous la cloison de séparation 11, dans le second   compartiment B   où le fer est retiré par action anodique dans   l'électrolyte   14 et, en conséquence, il se dépose sur la cathode 14 puis dans la cathode 15 qui peut, avantageusement,   'être  en   'fer.   



   Naturellement, on peut utiliser,   à   la, place du basculement, pour faire circuler le mercure 12. tout autre dispositif moins simple mais plus efficace au point de vue mécanique. Par   exemple,.   les deux compartiments A et B pourraient être dans des récipients séparés, reliés par des -tuyaux dans lesquels des pompes ou des agitateurs font circuler le mercure. On peut améliorer la   cir-   culation en utilisant un champ magnétique tournant ou par   d'au-   tas artifices connus. 



   On peuttraiter de façon efficace, comme indiqué ci-dessus, des liqueurs ayant une teneur en acide en excès, allant jusqu'à environ 2 ou 3% en poids. En sacrifiant l'efficacité, on peut tolérer une acidité s'élevant jusqu'à 4 ou 5%,Une grande quantité de la liqueur décapante usée contient de 0,5   à,   3% d'acide libre, et, en la. mélangeant avec des liqueurs plus acides, contenant par exemple 7% d'acide libre, provenant d'opérations de décapage, il est facile de traiter toute la quantité de liqueur de décapage usée, pour ainsi dire en n'importe quel lieu   de   fabrication   d'acier.   

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   La composition de   1 électrolyte   dans le compartiment B peut être réglée pour donner les conditions optimum de dépôt en plaques. On peut obtenir des résultats intéressants avec un électrolyte cohtenant environ 350 gr. par litre de sulfate d'ammonium ferreux maintenu à l'état légèrement acide, par exemple de l'acide sulfurique 0,01 N à 0,02 N, mais il est possible de s'écarter de cette gamme de composition sans sortir du cadre de l'invention. 



   Bien que l'invention ait été mise en oeuvre surtout pour traiter des solutions de sulfate ferreux, il est évident que l'on peut traiter d'autres solutions aqueuses de sel ferreux, par exemple une solution de chlorure ferreux. Il n'est pas non plus absolument nécessaire d'utiliser le même sel de fer dans les deux compartiments A et B. 



   En outre, on peut utiliser, à la place de l'anode en carbone poreux, des conducteurs poreux autres que du carbone, par exemple des conducteurs en métal poreux, De même, il est par.* fois avantageux d'enlever le fer de la cathode en mercure du compartiment A dans une cuve distincte ou même de dissoudre le fer par des procédés chimiques, non électrolytiques.

Claims (1)

1. RESUME I- Procédé de traitement d'une solution acidulée d'un sel ferreux en vue d'obtenir du fer et une solution de sel ferrique, caractérisé par les points suivants, séparément ou en combinaisons : 1 " On fait passer un courant électrique dans un électrolyte de cette solution de sel ferreux, entre une cathode en mercure dans laquelle le fer se dépose et une anode poreux se sur laquelle le fer ferreux est oxydé pour donner du sel ferrique, après quoi on retire, par cette anode, l'a- nolyte contenant le sel ferrique et on récupère le fer du mercure. <Desc/Clms Page number 6>

   2 - Cette récupération du fer se fait en retirant le mercure afin qu'il ne soit plus en contact avec l'électrolyte acidulé et en électrolysant un deuxième électrolyte con- tenantdu fer au contact d'une cathode insoluble avec, comme anode, le merdure contenant du fer, en enlevant ainsi le fer du mercure et en le déposant sur la cathode insoluble.

   3 -La cuve électrolytique est divisée en deux compartiments; dans le premier le sel ferreux est oxydé pour donner sur l'anode du sel ferrique et le fer se dépose sur la cathode en mercure, lequel passe dans le deuxième compartiment pour y constituer l'anode dont le fer va. se déposer sur la cathode insoluble, le mercure débarrassé du fer reve. nant dans le premier compartiment.

   4 - La solution acidulée contient dm sulfate ferreux et jus- qu'à, environ 5% en poids diacide sulfurique.

   5 -On retire le fer du mercure dans un électrolyte contenant environ 350 gr. par litre de sulfate d'ammonium ferreux et de l'acide sulfurique en concentration d'environ 0,01 N à 0,02 N.

   11- Appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé,caractérisé par les points suivants, séparément ou en combinaisons : 1 - Il comporte un premier compartiment contenant une cathode en mercure et une 'anode poreuse, un conduit ou autre dis- positif évacuant l'anolyte par les pores de l'anode, un deuxième compartimentcontenant une anode en mercure et une cathode insoluble, au moins une conduite reliant la cathode en mercure du premier compartiment à l'anode en mercure du deuxième.

   2 - L'anode poreuse est en carbone et la cathode du deuxième compartiment esten métal insoluble.

   3 - 'On dispositif fait circuler le mercure d'un compartiment à l'autre.