BE521246A - - Google Patents

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BE521246A
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C7/00Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells

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Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  CELLULE ELECTROLYTIQUE PERFECTIONNEE DU TYPE A   DIAPHRAGME.   



   La présente invention est relative à une cellule électrolytique perfectionnée pour la production de métaux réfractaires de grande pureté   à   partir des halogénures de ces métaux. 



   Les cellules   électrolytiques   utilisées pour la production de métaux réfractaires peuvent être classées d'une manière générale en   cellu-   les sans diaphragme et en cellules à diaphragme, ce dernier type que la présente Invention concerne étant caractérisé par deux cathodes séparées par un ou plusieurs diaphragmes. 



   Le développement de ce type de cellule est basé sur la découverte suivante alors que certains types de halogénures de métaux réfractaires et en particulier les tétrahalogénures de titane ne sont pas solubles de manière appréciable dans les électrolytes de sels fondus, le tétrachlorure de titane peut être converti par électrolyse en composés de titane réduits, c'est-   à-dire   en chlorures trivalent et bivalent, parfois appelés ci-après trichlorure et bichlorure de titane respectivement, qui sont solubles dans un électrolyte de sels fondus. Lorsqu'ils sont en solution dans l'électrolyte de sels fondus, ces chlorures de titane réduits peuvent être facilement convertis par électrolyse en titane métallique.

   En conséquence, la cathode qui est utilisée pour réduire le tétrachlorure de titane en bichlorure de titane   et/bu   en trichlorure de titane est appelée "cathode de solubilisation" tandis que la cathode à la surface de laquelle se déposent les chlorures réduits sous forme de titane métallique est appelée 'cathode de dépôt". 



   Pour assurer le bon fonctionnement de la cellule à diaphragme, on place dans cette cellule un ou plusieurs diaphragmes de manière que le chlore libéré à l'anode ne puisse entrer en contact ni avec les cathodes ni avec l'électrolyte au voisinage immédiat des cathodes (partie de l'électrolyte que l'on nomme parfois ci-dessous catholyte) tandis que les chlorures réduits qui se forment à la cathode de solubilisation ne peuvent entrer en contact avec l'anode et avec l'atmosphère de chlore qui entoure cette dernière. 



   Suivant la présente invention, on a trouvé que dans ce type de 

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 cellule, alors que le rapport entre les composés de titane trivalent et bivalent est assez faible, c'est-à-dire de l'ordre de un à quatre et qu'il reste en substance constant au cours de la convection de la cathode de solubilisation à la cathode de   dépota   il est souhaitable qu'une différence de concentrations en composés de titane à faible valence soit maintenue entre les catholytes des cathodes de   solubilisation   et de   dépota   respectivement, dans des limites prédéterminées.

   Plus particulièrement, on a découvert que pour obtenir les résultats optima, il est essentiel de maintenir une concentration élevée en composés de titane réduits dans le catholyte de la cathode de solubilisation et une concentration faible de ces composés dans le catholyte de la cathode de dépôt 
La présente invention fournit une cellule électrolytique supérieure du type à diaphragme, de construction économique et de fonctionnement efficace, pour la production industrielle de métaux réfractaires de qualité supérieure 
La cellule électrolytique selon l'invention est pourvue de diaphragmes de construction et de disposition perfectionnées grâce auxquels on peut   cbtenir   et maintenir dans l'électrolyte une grande différence de concentrations de composés de titane réduits,

   Les diaphragmes de cette cellule sont   construits   et placés les uns par rapport aux autres et au bain de la cellule de manière que des régions à forte et à faible   concentrations.en   composés trivalent et bivalent de titane puissent être maintenues séparées dans le bain, ce qui permet d'obtenir un rendement élevé et un titane métallique   marchand.   



   Dans la description donnée ci-après on décrira à titre d'exemple et avec référence aux dessins annexés certains modes de réalisation de la présente invention. Dans les dessins 
La figure 1 est une élévation de coté, partiellement en coupe, de la cellule électrolytique perfectionnée de cette invention montrant la conception et la disposition des diaphragmes de la cellule, 
La figure 2 est une vue de la cellule éle ctrolytique, en coupe   horizontale   suivant la ligne 2-2 de la figure 1. 



   La figure 3 est une élévation de   côté,   partiellement en coupe, d'une variante de la cellule de la figure 1 et 
La figure 4 est une vue en coupe horizontale de la variante de la figure 3. 



   Les figures 1 et 2 représentent à titre d'exemple la cellule électrolytique perfectionnée de cette invention qui comprend une cuve extérieure 10 pourvue d'un couvercle amovible 11 surmonté d'une cheminée   12   à chemise. La cuve 10 peut être faite en un métal résistant à la corrosion comme par exemple l'inconel (qui est un alliage constitué essentiellement de nickel, de chrome, et de fer) ou un métal ayant des propriétés analogues, et elle a en substance la forme d'un godet cylindrique dont l'extrémité su-   périeure   ouverte est   pourvue   d'un rebord annulaire 13 tourné vers l'extérieur destiné à supporter le couvercle 11.

   Un revêtement   14   en silice ou un matériau équivalent, ayant en substance la forme d'un godet cylindrique., est p--cé à l'intérieur de la cuve 10 de la cellule. 



   Le couvercle Il de la cellule est monté sur le rebord 13 de la cuve, l'étanchéité étant obtenue à l'aide d'un joint approprié 69 et il comprend de préférence une pièce en substance en forme de disque creux pourvue de plusieurs dentelures en substance- en U 15, placées radialement à la périphérie et destinées à recevoir le dispositif de fixation du couvercle amovible sur le rebord de la cuve de la cellule.

   Comme la figure 1 le montre particulièrement bien, le dispositif de fixation peut comporter des boulons 16 articulés par leurs extrémités inférieures sur la face inférieure du rebord 13 de la cuve de la cellule et destinée à traverser vers le haut les dentelures précitées 15 du couvercle et à recevoir à leurs extrémités supérieures des écrous papillon   17.   Le couvercle est creux de manière   à   pouvoir être refroidi pendant le fonctionnement de la cellule et à cette fin il est pourvu de tuyaux d'entrée et de sortie 19 et 18 respectivement, par les- 

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 quels on peut faire circuler dans le couvercle un liquide refroidissant. 



   La cathode de solubilisation de la cellule est désignée par
20 et elle comporte un tube métallique qui peut être en nickel ou un matériau équivalent et qui est supporté par son extrémité supérieure dans le couver- cle tandis que son extrémité inférieure plonge à une profondeur appropriée dans l'électrolyte de la cellule. Le système de support de l'extrémité supé- rieure de la cathode de solubilisation 20 est constitué de préférence par un manchon métallique 21 fixé au moyen d'un joint étanche dans des ouvertures pratiquées l'une au-dessus de l'autre dans les plaques supérieure et inférieu- re du couvercle creux et dont l'extrémité supérieure est pourvue d'un chapeau
22 supportant la cathode et percé d'une ouverture centrale par laquelle sort l'extrémité supérieure de la cathode.

   Cette dernière es fixée de ma- nière appropriée dans l'ouverture du chapeau support de cathode 22 et les rentrées d'air sont évitées au moyen d'une garniture étanche., désignée d'une manière générale par 23, qui sert aussi à isoler la cathode de la cuve métal-   lique.   Les vapeurs de tétrachlorure de titane peuvent être amenées d'une source (non représentée) dans la cathode creuse de solubilisation par un   tu-   be d'alimentation 24 fixé à l'extrémité supérieure de la cathode. Un   conduc-   teur 25 est aussi attaché à l'extrémité supérieure de la cathode creuse pour connecter cette dernière à une source de courant continu. 



   L'anode 26 de la cellule est de préférence en graphite et elle est supportée par le couvercle creux de la cellule au moyen d'un assemblage manchon-coiffe désigné d'une manière générale par   27,   28 et destiné à isoler l'anode de la cuve 10. Un conducteur 29 relie l'extrémité supérieure de   l'a-   node de graphite 26 à une source de courant continu. Bien que cela ne soit pas nécessaire au bon fonctionnement de la cellule, l'anode peut être creu- se, comme c'est représenté, et dans ce cas, elle est pourvue d'un chapeau qui est amovible pour permettre l'accès de la chambre de l'anode de la cellule de façon à pouvoir faire par ce chemin les additions de sel sans devoir enlever le couvercle 11 de la cellule. 



   Afin   d'empêcher   le chlore libéré à l'anode de se diriger vers d'autres parties de la cellule et en particulier d'entrer en contact avec les cathodes,l'extrémité supérieure de l'anode en graphite est entourée par un écran tubulaire concentrique 30, en substance imperméable au gaz, qui peut être en silice ou en un matériau équivalent et qui s'étend de l'intérieur du manchon 27 supportant l'anode vers le bas jusque dans   l'électrolyte   de la cellule en un point situé juste en-dessous de sa surface. Ainsi, le chlore dégagé à l'anode reste à l'intérieur de l'écran à gaz en forme de manchon et il est conduit de là vers le haut à un orifice d'évacuation 31 adjacent au chapeau   28.   



   Dans la réalisation de l'invention représentée, l'anode est supportée par son assemblage manchon-coiffe en un point en substance   diamétra-   lement opposé à la cathode de solubilisation 20, mais il est bien entendu que la position de l'anode par rapport à la cathode n'est pas critique. Il est cependant préférable da placer les deux cathodes et l'anode en triangle comme le montre la figure 2 et comme ce sera décrit ci-après. 



   La cathode de dépôt de la cellule peut comporter une tige pleine 32 en nickel ou autre métal approprié et elle est destinée à être supportée dans le bain électrolytique de la cellule par un support monté dans la   chemi-   née à chemise précitée. A cet égard, la cheminée à chemise 12 du couvercle, la cathode de solubilisation 20 précitée et l'anode 26 sont placées en triangle c'est-à-dire que la cathode de solubilisation 20, l'anode 26 et la   catho-   de de dépôt 32 (dont la position correspond à celle de la cheminée à chemise 12) sont placées de préférence en substance aux sommets respectifs d'un triangle équilatéral. 



   Le support de cathode est formé de préférence par une tige 33 en cuivre ou autre métal approprié et elle est fixée de manière amovible par son extrémité inférieure à l'extrémité supérieure de la cathode de dépôt 32. 



  L'extrémité supérieure de la tige 33 traverse vers le haut la cheminée à chemise 12,de laquelle elle est isolée et dans laquelle elle est guidée par un 

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 dispositif de centrage (non représenté), et elle est pourvue à son extrémité supérieure d'un oeillet ou système d'attache équivalent, désigné d'une manière générale par 34, grâce auquel on peut élever ol abaisser sélectivement la cathode de dépôt   32   dans la cellule. Un conducteur 35 est attaché à l'extrémité supérieure de la tige de support de la cathode.

   Lorsqu'elle est abaissée dans la cellule,la cathode de dépôt   32   est destinée à être Immergée dans l'é-   lectrolyte   36 de la cellule en un point correspondant en substance à un sommet du triangle équilatéral formé par la cathode de solubilisation 20,   l'anode 26   et la cathode de   dépote   
Comme le montre la figure 1, la cheminée à chemise 12 de la celluis est pourvue au voisinage de son extrémité inférieure d'un coupe-air cons-   titué   par la vanne 37 par lequel la cheminée à chemise peut être isolée de l'intérieur de la cellule.

   Ainsi, lorsqu'un dépôt de métal s'est formé sur la catnode 32, on peut retirer cette dernière du bain électrolytique   36   et l'amener dans la partie supérieure delacheminée à chemise   12,     c'est-à-dire   au-dessus de la vanne coupe-air   37.   On ferme alors cette dernière et après cela le métal déposé sur la cathode peut se refroidir dans une atmosphère inerte amenée à l'extrémité supérieure de la   che@née   par les tuyaux de circulation 38 et 39 destinés à y faire circuler un gaz inerte, par exemple de l'argon.

   Pour accélérer le refroidissement du métal sur la cathode, la cheminée est pourvue d'une chemise concentrique 40 pourvue d'orifices d'entrée et de sortie 70 et 71, par lesquels on peut faire circuler un liquide refroi-   dissant.   



   Du fait que l'azote, l'oxygène ou un gaz contenant de l'oxygène nuisent à la qualité du bain de sel et du titane métallique à température élevée, il est préférable d'effectuer la réaction dans une atmosphère en substance exempte d'oxygène, de vapeur d'eau, d'azote, etc.. et à cet effet, le couvercle creux 11 de la cuve est pourvu dé tuyaux d'entrée et de sortie 41 et   42   respectivement par lesquels on peut maintenir une atmosphère d'argon ou d'un gaz inerte équivalent au-dessus de la surface de   l'électrolyte   dans la cellule. Dans la réalisation de l'invention représentée ici, les tuyaua centrée et de sortie 41 et 42 précités sont placés entre la cheminée à chemise du couvercle et l'anode et la cathode, respectivement, mais il est clair qu'on peut utiliser toute autre disposition. 



   Aux fins de   l'invention,   la cellule perfectionnée est pourvue d'un diaphragme supérieur pour obtenir des concentrations élevées en composés trivalent et bivalent de titane au voisinage de la cathode de solubilisation et des concentrations relativement faibles de ces composés réduits de titane au voisinage de la cathode de dépôt. En général, la concentration totale en trichlorure et en bichlorure de titane à la cathode de solubilisation est de préférence de 6 à 8 moles par   1.000   grammes de solution et de l'ordre de 0,2 à 0,4 mole par   1.000   grammes de solution à la cathode de dépôt, c'est-à-dire que la concentration en composés de titane à faible valence à la cathode de solubilisation est de vingt à trente fois celle du restant du bain.

   Sur la figure 2, particulièrement, les diaphragmes de la cellule sont désignés par   43   et   44,   respectivement, chaque diaphragme ayant en substance les mêmes dimensions que   l'autre   et étant fait   d'une   matière poreuse appropriée non conductrice de l'électricité, qui résiste à la température et à la corrosivité du bain de sel tout en permettant le passage des ions, et en retardant le mélange, par convexion, des différentes parties de la masse fondue. On a obtenu des résultats satisfaisants avec des diaphragmes en alumine fondue   poreuse.   



   Dans la réalisation représentée sur les figures 1 et 2, chaque diaphragme est une pièce ayant en substance la forme d'un godet cylindrique dont le diamètre est de l'ordre de deux dixièmes du diamètre de la cellule, la hauteur de chaque diaphragme étant telle qu'il dépasse le niveau de l'électrolyte dans la cellule. Il est clair que les diaphragmes cylindriques de la cathode de solubilisation et de l'anode, respectivement, servent à isoler des régions correspondantes du bain électrolytique et que le volume d'électrolyte dans chacune de ces régions isolées du bain est mesuré approximativement par le produit de la section transversale par la hauteur de l'électroly- 

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 te.

   Ainsi, dans la réalisation représentée, le volume de chaque région iso- lée du tain est en substance un -vingt-troisième du volume de la région non isolée du bain. Pour de petites installations, les diaphragmes en forme de' godets cylindriques sont très satisfaisants, mais il est clair que pour au- tant que le volume de la partie de l'électrolyte séparée par chaque   diaphrag-   me comparé au volume de la partie restante de 1?électrolyte soit maintenu dans des limites spécifiées, la disposition et la conformation des   diaphragmes   peu- vent varier suivant la grandeur de la cellule, sa forme et des facteurs con-   nexes..   



   Les deux diaphragmes reposent sur le fond de la cellule, le diaphragme   43   étant en substance concentrique à la cathode de solubilisation et le diaphragme 44 étant en substance concentrique   à   l'anode. Le diaphragme 43 de la cathode de solubilisation isole ainsi une   région   relativement pe- tite dans le bain électrolytique où la concentration initiale de composés réduits de titane est de 6 à 8 moles par 1.000 grammes de solution. Cette région est appelée ci-après région de solubilisation 72 de la cellule.

   Au cours du fonctionnement de la cellule, le niveau de 2'électrolyte dans la région 72 est surélevé et maintenu. supérieur au   ::...::veau   de l'électrolyte dans la partie de la cellule extérieure au diaphragme de cathode et ainsi la concentration en composés de titane réduits dans la région isolée de solubilisation 72 de la cellule   est@forcée,   par différence de pression hydrostatique, de traverser le diaphragme poreux   43   et de diffuser dans la partie prin-   cipale   ou région non isolée du bain dans laquelle la cathode de dépôt est   immergée.   Cette région du bain est appelée ci-après région de dépôt du métal 73 et, comme il a été dit ci-dessus,

   le volume de cette région non isolée du bain électrolytique est en substance égal à vingt-trois fois le volume de la région isolée de solubilisation 72, De cette façon, en traversant le diaphragme   43,   les composés réduits de titane sont largement diffusés dans, la   réglon   de dépôt du métal 73 du bain électrolytique et par suite la concentration de ces composants réduits de titane dans le bain entourant le diaphragme d'anode et la cathode de dépôt est relativement faible, c'est-à-dire de l'ordre de 0,2 à 0,4 mole par 1.000 grammes de solution,

   augmentant ainsi le dépôt de titane métallique cristallin   à   gros grains à l'extrémité inférieure dela cathode de dépôt et évitant les pertes de tétrachlorure de titane à l'anodeo 
Bien que les dimensions relatives des diamètres des diaphragmes et de la cellule donnés ci-dessus aient donné des résultats satisfaisants pour la production électrolytique du titane, il est bien entendu que les relations spécifiques sont données uniquement à titre d'exemple et qu'on peut utiliser d'autres relations pour obtenir une forte différence de concentrations de composés réduits de titane dans le bain dans les limites spécifiées ici. 



   Le diaphragme   44   entourant l'anode sert non seulement à empêcher les composés réduits de titane dans la région de dépôt de métal 73 du bain à entrer en contact avec l'anode mais il sert aussi, conjointement avec   l'écran.   pour les gaz 30, à empêcher le chlore libéré à l'anode de s'échapper vers les cathodes de solubilisarion ou de dépôt. A cet effet,l'extrémité supérieure du diaphragme d'anode s'adapte de façon précise sur l'extrémité inférieure de   l'écran   pour les gaz précité 30 ce qui fait que le chlore gazeux est entraîné hors   du!   la cellule par cette extrémité vers un système collecteur approprié. 



   En plus des fonctions décrites ci-dessus des diaphragmes de   la '   cellule, les effets d'électrodes bipolaires sont en substance   éliminés   en empêchant la boue, c'est-à-dire le titane métallique finement divisé, qui peut se former au voisinage de la cathode de solubilisation de se déplacer vers l'anode. En fait, on a observé que la boue qui peut se former à la cathode de solubilisation est retenue dans la zone de solubilisation 72 par le diaphragme   43   et qu'elle se dissout entièrement ou partiellement par une addition ultérieure ou continue de vapeur de tétrachlorure de titane. 



   L'électrolyte 36 remplit partiellement la cellule et il est constitué par un sel fondu formé essentiellement par un mélange fondu de ha-   logénures   d'un métal alcalin ou   alcalino-terreux   ou de magnésium et, en par- 

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 ticulier, de chlorures quipeuvent être utilisés seuls ou en combinaison. 



  On préfère les mélanges de ces halogénures qui forment des eutectiques à bas point de fusion, comme par exemple des mélanges de chlorures de sodium et de strontium ou de chlorures de sodium et de magnésium. Pour avoir le fonctionnement optimum de la cellule,   l'électrolyte   doit être maintenu-à une température comprise entre environ 670 C et 750 C et dans la réalisation représentée, le dispositif de chauffage de   l'électrolyte   comprend un four désigné   d'une   manière générale par 45, dans lequel la cellule est placée. Il est clair, cependant, que l'électrclyte peut être chauffé par d'autres moyens comme par exemple des électrodes de chauffage placées dans la cellule. 



   Lorsque la cellule sert à produire du titane, il est préférable de répartir la totalité des quatre farads de courant par mole de tétrachlorure de   titane   introduite dans la cellule, en substance également entre les deux catnodes,   c'est-à-dire,   en substance deux farads à la cathode de solubilisation et deux farads à la cathode de dépôt.

   En outre, afin de réduire la formation de boue à la cathode de solubilisation par la réduction d'une partie du tétrachlorure de titane directement en titane métallique, il peut être souhaitable de faire passer légèrement   moitié   de deux farads à la cathode de solubilisation par molécule gramme de tétrachlorure de titane afin d'assurer la présence d'une certaine quantité de composés trivalents du titane dans la région isolée 72 entourant la cathode de solubilisation.

   En supposant que l'on ait chauffé le bain électrolytique entre   670   et   750 Cret   que l'on ait introduit la vapeur de tétrachlorure de titane dans le bain par la cathode creuse, la réduction du tétrachlorure de titane en titane métallique en passant par les composés tri- et bivalents du titane s'effectue rapidement et efficacement grâce à la disposition des diaphragmes décrite ci-dessus. 



  Après l'accumulation d'un dépôt relativement important de métal sur la cathode de dépôt, on retire cette dernière du bain électrolytique et on l'amène dans la partie supérieure de la cheminée de refroidissement et après on ferme le coupe-air 37 et le dépôt de métal se refroidit dans une atmosphère de gaz inerte comme par exemple l'argon. Lorsque le dépôt est suffisamment refroidi pour éviter toute fragilité par suite de l'exposition à   l'atmosphè-   re, on enlève le couvercle étanche de la cheminée et on retire la cathode de dépôt de la partie supérieure de la cheminée. On introduit alors une nouvelle cathode dans la partie supérieure de la cheminée au-dessus, du coupe-air, on referme la partie supérieure de la cheminée et on la purge d'air en faisant circuler de l'argon ou un autre gaz inerte.

   Après cela on ouvre le coupe-air et on descend la nouvelle cathode dans l'électrolyte pour recevoir un nouveau dépôt. 



   On a observé qu'en raison de l'importance relativement grande de la zone de dépôt 73 de l'électrolyte, il se forme peu ou pas de croûte à la surface du bain et par conséquent l'arrachement intempestif du métal de la cathode de dépôt est évité. Comme une certaine quantité d'électrolyte est entraînée chaque fois qu'on enlève un dépôt de métal, le bain doit être complété périodiquement ce qui peut se faire en enlevant le couvercle ou, de préférence, en   effectuant   l'addition de sels dans la cellule par l'anode creu-   se.   



   Bien qu'une cellule du type représenté sur les figures 1 et 2 convienne particulièrement bien pour des installations relativement petites et qu'elle ait produit des quantités remarquablement importantes de titane métallique de la plus haute qualité, il est clair qu'on peut apporter des mo-   dïfications   à la cellule et à ses diaphragmes sans sortir du cadre de l'in-   vention.   



   Ainsi, comme le montrent les figures 3 et   4,   l'invention peut être réalisée au moyen d'une cellule comprenant une cuve extérieure étanche 50 en acier soudé doublée de briques réfractaires 51 ou d'une matière équivalente de manière à former la cuvette de la cellule 52 dans laquelle sont placées les cathodes, l'anode et les diaphragmes. Comme on l'a fait remarquer   ci-   dessus, pour obtenir un fonctionnement et un rendement   optimum,   il est préférable de placer les cathodes et l'anode en substance en triangle et par conséquent dans cette réalisation, la section transversale de la cellule est 

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 en substance un triangle équilatéral.

   La cathode de solubilisation creuse
53 est portée par le couvercle dans un coin de la cuvette triangulaire de la cellule, l'anode 54 est portée par le couvercle dans un deuxième coin de la cuvette de la cellule tandis que la cathode de dépôt 55 est placée ap- proximativement dans la région du troisième coin de la cuvette de la cellu- le comme le montre la figure 4. Les détails de structure des supports des cathodes respectives et de l'anode peuvent être en substance idêntiques à ceux décrits ci-dessus et par conséquent il est inutile d'en   donner   ici une des- cription détaillée.

   Il suffit de dire qu'un conducteur 56 et un tube d'ali- mentation 57 sont attachés à l'extrémité supérieure de la cathode creuse de solubilisation qui est portée par le couvercle au moyen d'un manchon isolant
23; la cathode de dépôt 55 est portée par une tige isolée 58 pourvue à son extrémité supérieure d'un conducteur 59 et placée dans une cheminée à   chemi-   se 60 surmontant la cuve et dont la   construction   est représentée sur les figures 1 et 2, tandis que l'anode est pourvue d'un conducteur 61 à sa partie supérieure et est portée par un assemblage manchon-coiffe désigné d'une ma- nière générale par 62, destiné à évacuer le chlore libéré à   l'anode.   



   Les diaphragmes cathodique et anodique de la cellule sont re- présentés en 63 et 64 respectivement, chacun étant destiné à séparer le coin correspondant de la cuvette de-la cellule du restant, l'emplacement du dia- phragme 63 de la cathode de solubilisation étant tel que la zone isolée 74 ain- si séparée de la partie de dépôt 75 de la cuvette de la cellule est en substan- ce égale au septième du volume de cette dernière ce qui permet d'obtenir une différence de concentrations relativement forte, telle que la concentration en composés réduits de titane dans le catholyte de solubilisation est de vingt à trente fois supérieure à la concentration du catholyte de dépôt. 



   Plus particulièrement, les   diaphragmes   63   et .64   sont des plaques en substance rectangulaires en matière réfractaire non conductrice de   l'élec-     tricité   supportées par leurs bords verticaux dans des adents ou rainures dans les parois latérales correspondantes de la cuvette de la cellule. Les extrémités inférieures des diaphragmes reposent sur le fond de la cuvette de la cellule et les extrémités supérieures s'élèvent au-dessus de la surface du bain de sel 65.

   Comme le montre la figure 3, l'extrémité supérieure du diaphragme anodique vient s'engager dans une rainure du bord inférieur d'un écran pour les gaz 66 qui comporte une plaque en substance rectangulaire en matière réfractaire imperméableo
Le dispositif de chauffage de la cellule, tel qu'il est représenté, comprend dans ce cas une paire d'électrodes 67 et 68 traversant les parois de la cellule au voisinage du fond de la cuvette de la cellule, comme le montre particulièrement bien la figure   3,   l'électrode 67 étant située dans une paroi latérale de la cellule en substance à égale distance de la cathode 53 et de l'anode 54 tandis que l'électrode   68'pénètre   dans la cuvette de la cellule en substance à l'opposé de l'électrode   67.   



   Le fonctionnement de la cellule modifiée est en substance le même que celui de la cellule décrite plus haut,
L'invention peut être mise à exécution d'autres façons que celles décrites ici sans sortir du cadre de l'invention et les réalisations dé-   crites   sont données uniquement à titre d'exemples. 



   REVENDICATIONS. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims (1)

  1. 1. - Cellule électrolytique pour la production de métaux réfractaires à partir de leurs halogénures, caractérisée en ce qu'elle comprend une anode, au moins deux cathodes, un électrolyte fondu, des diaphragmes non conducteurs de l'électricité placés dans l'électrolyte pour isoler une des cathodes, la cathode de solubilisation, des autres cathodes et l'anode des cathodes, ces diaphragmes étant placés les uns par rapport aux autres dans l'électrolyte fondu de manière à maintenir une grande différence entre les concentrations des halogénures réduits des métaux dans l'électrolyte au voisinage de la cathode de solubilisation et dans l'électrolyte au voisinage <Desc/Clms Page number 8> des autres cathodes,
    de préférence une concentration élevée desdits halogénures dans l'électrolyte au voisinage de la cathode de solubilisation et une concentration faible de ses halogénures dans l'électrolyte au voisinage des autres cathodes.
    2. - Cellule électrolytique suivant la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est pourvue d'un dispositif pour introduire le halogénure de métal à réduire'dans'l'électrolyte au voisinage de la cathode de solubilisation.
    3. - Cellule électrolytique suivant les revendications 1 et 2, caractérisée en ce que la cathode de solubilisation est creuse et le halogénure de métal à réduire est introduit par la cavité de cette cathode de solubilisation.
    4. - Cellule électrolytique suivant les revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'anode est creuse.
    5.- Cellule électrolytique suivant les revendications 1 à 4, caractérisée en ce qu'un écran non poreux pour les gaz est agencé conjointement avec le diaphragme anodique pour maintenir le chlore libéré dans la région isolée autour de l'anode.
    6. - Cellule électrolytique suivant les revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le volume de la région isolée de l'éleetrolyte au voisinage de la cathode de solubilisation constitue seulement une petite fraction du volume de la région non isolée de l'électrolyte ce qui fait que la concentration en halogénures réduits de métaux dans la région isolée de l'électrolyte au voisinage de la cathode de solubilisation est maintenue beaucoup plus élevée que la concentration des mêmes halogénures dans la partie de l'é- lectrolyte qui se trouve au voisinage des autres électrodes.
    7. - Cellule électrolytique suivant la revendication 6, carac- térisée en ce .que le volume de la région isolée de l'électrolyte, au voisinage de la cathode de solubilisation est environ le vingt- troisième du volume de la région non isolée de l'électrolyte.
    8. - Cellule électrolytique suivant la revendication 6, caractérisée en ce que le volume de la région isolée de l'électrolyte au voisinage de la cathode de solubilisation est environ un septième du volume de la région non isolée de l'électrolyte.
    9. - Cellule électrolytique suivant les revendications 1 à 8, caractérisée en ce qu'elle contient deux cathodes, une cathode de solublll- sation et une cathode de dépôt.
    10. - Cellule électrolytique suivant les revendications 8 et 9, caractérisée en ce qu'elle comprend une cuve destinée à contenir le bain, cette cuve ayant une section transversale en substance triangulaire et étant pourvue d'un couvercle muni d'une cheminée.,- un dispositif destiné à refroidir cette cheminée, une anode fixée par son extrémité supérieure au couvercle et dont l'extrémité inférieure plonge dans le bain dans un coin de la cuve, une cathode creuse fixée par son extrémité supérieure au couvercle et dont l'extrémité inférieure est immergée dans le bain dans un second coin de la cuve, une cathode de dépôt, un dispositif de support dans la cheminée,destiné à supporter de manière amovible la cathode de dép8t dans le bain dans le troi- sième coin de la cuve,
    des diaphragmes non conducteurs de 1-'électricité placés dans le bain pour isoler les régions du bain voisines de la cathode de solubilisation et de l'anode, respectivement, de la partie restante du bain, ces diaphragmes étant placés l'un par rapport à l'autre et au bain de manière que la concentration en composés trivalents de titane dans la région isolée autour de la cathode de solubilisation soit plus élevée, de préférence ap- proximativement trente fois plus grande que la concentration en composés trivalents de titane dans la partie du bain entourant la cathode de dépôt , un dispositif pour introduire le tétrachlorure de titane dans la cavité de la cathode de solubilisation pour la solubilisation et la réduction dans la région isolée de solubilisation du bain,
    et un écran non poreux pour les gaz <Desc/Clms Page number 9> agencé conjointement avec le diaphragme de l'anode pour maintenir le chlore libéré par cette anode dans la région isolée autour de celle-ci.
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