CA2001847C - Procede continu de fabrication de perchlorate de metal alcalin - Google Patents
Procede continu de fabrication de perchlorate de metal alcalinInfo
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Abstract
Procédé continu de fabrication perchlorate de métal alcalin par électrolyse d'une solution aqueuse de chlorate dudit métal en une seule étape électrolytique avec un électrolyte uniforme et de composition stationnaire, caractérisé en ce que ladite composition est celle d'une solution aqueuse de perchlorate de laquelle celui-ci est isolable directement par cristallisation, maintenue ainsi en faisant entrer en continu dans l'étape d'électrolyse, du chlorate et de l'eau simultanément, chacun en quantité égale respectivement à celle du chlorate et de l'eau qui, en l'état ou sous forme combinée, sortent en continu et définitivement de ladite étape. Ce procédé évite les inconvénients des procédés de l'art antérieur et permet, par exemple, d'obtenir du perchlorate solide de degré de pureté élevé et la quantité d'énergie consommée.
Description
4~7 PROCEDE CONTINU DE FABRICATION DE PERCHLORATE
DE METAL ALCALIN
La presente invention concerne un procede continu de fabrication de perchlorate de metal alcalin par electroly-se d'une solution aqueuse de chlorate dudit meta,l Dans tout ce qui suit on designera, sauf precision 5 ou év;dence, le chlorate de metal alcalin e~ le perchlorate dudit metal par chlorate et perchlorate respectivement.
L'avantage a operer en continu est evoque par exemple dans le brevet francais n-1402590. Ce brevet et, par exemple, les brevets des Etats Unis d'Amérique n-351g173, 10 n-3518180, n'3475301 et le brevet anglais n-125608, illustrent la technique connue~
Celle-ci consiste a electrolyser le chlorate dans une succession dletapes electrolytiques individuelles, chaque etape etant differente d'une autre, tributaire d'une autre, 15 et n~assurant qu'un resultat d'electrolyse partiel par rapport au r~sultat 1ndustriel ~ina~ vise~
C'est ainsi en e~fet qu'est produl~e, ~usqu'a aujourd'hu;,une solution aqueuse de perchlorate sortant de l'electrolyse du chlorate, qui est telle que le perchlorate 20 puisse en etre separe directement par cristallisation, par exemple par refroidissement ou par evaporation d'eau En effet il était connu qu'une electrolyse du chlorate en une seule etape n'aboutissai~ pas a une telle solution dans les conditions pratiques de realisation de 25 l'etape unique decrites par exemple dans le brevet des Etats Un~s d'Amerique n-2512973.
Operer successivement dans un grand nombre d'etapes individuelles est par contre recommandé, par exemple dans le brevet des Etats Unis d'Amérique n-34753û1 deja cite.
3o Dans un procede en plusieurs etapes, dit commune-ment "en cascade", l'equilibre elec~rolytique global est perturbe par le deséquilibre electrolytique d'une seule étape et ne se retablit pas par simple mise hors service de l'etape - defaillante.
Il a ete maintenant trouve un procede con~inu en '~
Z~ 7 une seule etape electrolytique qui ne presente pas l'inconve-nient ci-dessus et qui delivre une solution de perchlorate conduisant directement par cristallisation au perchlorate solide de degre de purete eleve.
~ans tout ce qui precede et dans touc ce qui suit, on designe par :
- etape electrolytique ou etape d'electrolyse, l'ensemble forme de l'electrolyse et de ce qui en sort pour y entrer a nouveau - electrolyte, le liquide auquel sont appliquees dans l'electrolyse les conditions eleclriques permettant de transformer du chlorate en perchlorate, et qu; contient ces deux composes a l'etat dissous, -- solution de perchlorate de laquelle celui-ci est 15 isolable directement par cristallisation : solution qui depo-se, par evaporation d'eau ou par refroidissetnent, le perchlo-rate solide sous forme monohydrate, dlhydrate ou anhydre ; on peut se reporter en la ma~re a l'ouvrage publie sous la dtrec~ion de Paul PASCAL, Nouveau traité de Chimie Minerale, 20 1966, Tome II, fascicule 1, p~353 et f~gure 37 qui montre le diagramme ternaire NaClO -NaClO -H 0.
La presente invention consiste en un procede conti-nu de fabrication de perchlorate par electrolyse dlune solu-tion aqueuse de chlorate en une seule etape electrolytique 25 dans laquelle l'electrolyte est uniforme et a une composition stationnaire, caracterise en ce que ladite composition est celle d'une solution aqueuse de perchlorate de laquelle celui-ci est isolable directement par cristallisation, maintenue ainsi en faisant entrer en continu dans l'etape d'electroly-30 se, du chlorate et de l'eau simultanement, chacun en quantiteegale respectivement a la quantite de chlorate et a la quantité d'eau qui, en l'etat ou sous forme combinee, sortent en continu et definitivement de ladite etape.
Dans la definition ainsi donnee de l'invention, comme dans tout ce qui suit, on entend par :
- électrolyte uniformer un electrolyte qui est le meme en tout point de l'espace qulil occupe, pour ce qu~ con-cerne en particulier sa composition, son pH, sa temp~erature, ' ' '' ~ ' ' '' ~ :
' - composition stationnaire, une CQmposition stable~
constanter dans le temps L'electrolyte est uni~orme grace à son agitation due par exemple au degagement gazeux dans l'electrolyse, 5 associe le cas echbant a une recirculation externe ~a celle-ci par exemple a l'aide d'une pompe.
L'electrolyte, dont la composition~ seLon l'inven-tion~ est la meme que celle de la solution aqueuse de perchlo-rate qui sort de ~'e~ape unique d'electrolyse, renferme, dans le cas de l'électrolyse du chlorate de sodium en perchlorate de sodium, de preference au moins 100 9. de chlorate par litre pour obtenir un rendement FARADAY depassant 90 Z.
Le maintien de la concentration de l'electrolyte en chlorate et en perchlorate, respectivement, à une valeur constante dans le temps, permet d'eviter une augmentation de la tension aux bornes des electrodes.
La consomma~ion energetique par tonne de perchlora-te finalement produit est ~nferieure a celle concedbe en operant selon les procedbs connus.
L'electrolyse est realisee dans un equ;pement connu, comme par exemple une cellule non compartimentee a electrodes monopolaires, anode a base de platine, comme par exemple une feuille de platine massif ou du platine depose sur un substrat conducteur, cathode par exemple en acier doux 25 ou en bronze.
Les conditions electriques adoptees sont celles permettan~ la transformation du chlorate en perchlorate, par exemple, pour le perchlorate de sodium, une densite de courant anodique comprise par exemple entre environ 10 et 70 A/dm et souvent de l'ordre de 40 A/dm .
Le pH de l'electrolyte peut etre compris entre des limites assez eloignees, par exemple entre environ 6 a 10. Il est atteint a l'aide par exemple d'acide perch~orique ou d'un - hydroxyde de metal alcalin tel que l'hydroxyde de sodium dans - 35 le cas de l'electrolyse du chlorate de sodium.
L'eau qui entre dans l'etape unique d'electrolyse avec par exemple les composés ci-dessus ou avec d'autres ingredients possibles de l'electrolyte tel que le blchromate de sodiu=, u~iLise ~e pLus souven~ a raison d'environ 1 9 a 5 9. par litre d'electro~yte dans le cas de l'electrolyse du chlorate de sodiumt doit etre prise en compte dans la condui-te du procede selon l'invention.
Il en est de meme le cas echeant de l'eau apportee 5 a l'etape unique d'electrolyse qui a pour origine la cristal-~isation de ~a solution aqueuse telle qu'elle sort de ladite etape : condensat d'eau evaporée de ladite solution, eaux-meres et eau de lavage du perchlorate solide produit La temperature de l'électrolyte est generalemen~
10 comprise entre environ 40 C et 90'C. Des moyens d'echange ca-lorif;que qui peuvent etre aussi bien internes qu'externes a l'electrolyte permettent de la maintenir a la valeur choisie~
L'addition ,imultanee et continue du chlorate et de ;
l'eau qui entrent dans L'etape unique d'electrolyse est 15 réalisable en faisant entrer dans cette etape une solution aqueuse de chlorate conlenant tout le chlorate et toute l'eau nécessa1res a l'invention~ La concentration de cette solution en chlorate peut etre tres elevee, par exempLe ~00 ~. de chlorate de sodium par lltre, en formant la solution a une 20 temperature elle-meme elevee, par exemple 80 C.
Des quantites relatives de chlorate et d'eau telles que celles indiquees par exemple ci-dessus peuvent encore etre atteintes en additionnant séparement le chlorate et l'eau, le chlorate étant mis en oeuvre sous forme solide.
25 Dans ce cas, le courant de recirculation externe dans l'etape unique d'electrolyse peut servir de vecteur au chlorate.
Une partie de celui-ci peut etre apportee a l'etat solide et la partie complementaire apportee sous forme de solut10n aqueuse, par e~emple sous forme d'une solution contenant 700 g~ de chlorate par litre, formee a ZO'C.
Le procedé selon l'invention permet de conserver l'avantage relatif a une consommation reduite de platine constate dans le brevet des Etats Unis d'Amerique n-3475301.
Le perchlorate qui constitue la production finale-ment visbe est separe sous forme solide pratiquement puredirectement par cristallisation de la solution aqueuse de per-chlorate telle qu'elle sort de l'etape unique d'electrolyse selon l'invention. Dans le cas de la fabrication de perchlora-te de sodium~ le produit particulièrement Yise par l'indus-trie est le perchlorate de sodium monohydrate plutot que le perchlorate anhydre ou que le perchlorate dihydrate dont ~a fabrication, selon la composition de l'electrolyte que l'on 5 slimpose, est aussi realisable selon lTinvention~
Les exemples suivants, donnes a ~itre indicatif mais non limitatif, illustrent l'invention.
Exemple 1 :
Dans cet exemple, du perchlorate de sodium est 10 fabriqué par electrolyse de chlorate de sodium dans un equi-pement comportant essentiellement une cellule d'electrolyse avec boucle de recirculation externe~ ensemble dans lequel est realisée l'etape unique d'electrolyse, des moyens d'echange calorifique, de mesure et de controle de la tempe-15 rature et du pH. La cellule d'electrolyse est non comparti-mentee et est equipee d'électrodes monopolaires, anodes en platine et cathodes en acier doux, parcourues par un courant électrique tel que la densite de courant anodique soit egale a 40 A/dm . Le dégagement gazeux dans la cellule et la 20 recirculation suffisamment importante assurent l'uniformlté
de l'electrolyte dans ladite cellule On forme initialement dans cette derniere~ soit directement a partir de ses constituants, soit deja par électrolyse progressive de chlorate de sodium~ un electrolyte 25 qui est une solution aqueuse de chlorate de sodium et de perchlorate de sodium en presence d'une petite quantite de bichromate de sodium, de laquelle le perchlorate de sodium est isolable directement par cristallisation.
Dans le cas present l'électrolyte contient, pour 30 100 g. dleau, 26 9. de chlorate de sodium, 180 g. de perchlo-rate de sodium et 0,3 9. de b~chromate de sodium.
La composition de l'électrolyte ainsi fixee est maintenue stable dans le temps en faisant entrer en continu ~ dans l'etape unique d'electrolyse 96 cm /h.dm anodique d'une ;35 solution de chlorate de sodium a 80-C contenant, par litre, 90Q 9. de chlorate de sodium, 1,5 9 de bichromate de sodium et la quantite d'acide perchlorique necessaire pour que, dans la cellule d'electrolyse, le pH de l'electrolyte dont la temperature est de 65 C~ soit egal a 6,5. 85 cm /h.dm anodique d'une solution aqueuse qui, selon l'invention, a la composition de l'electrolyte, sor~ en continu de l'etape unique d'electrolyse pour en isoler directement par crista~-5 lisation le perchlorate de sodium monohydrate qui represente La production visee.
Exemple Z :
Cet exemple est réalise dans l'équipement et selon le processus operatoire de l'exemple 1. L7electrolyse est 10 réalisee en particulier a la meme temperature et au meme pH
que dans llexemple 1. ~'electrolyte contient cette fois, pour 100 9. d'eau 36 9. de chlorate de sodium, 220 g. de perchlora-te de sodium et 0,3 9. de bichromate de sodium. Cette composi-tion est maintenue stable dans le temps en ~aisant entrer en 15 continu dans l'etape unique d'electrolyse 46 g/h.dm anodique de chlorate de sodium solide par l'intermediaire du courant de recirculatTon, et 8h cm /h.dm anodlque dlune solution aqueuse ~ 20~C contenant, par litre~ 500 g~ de chlorate de sodium, 1,5 g. de bichromate de sodium et la quantite d'acide 20 perchlorique nécessaire ~our atteindre dans l'electrolyte un pH de 6,5. 76 cm /h.dm anodique de solution aqueuse de perchlorate sort de l'etape unique d'électrolyse d'ou le perchlorate de sodium monohydrate peut etre recueilli directement par cristallisation.
25 Exemple 3 Cet exemple est realise encore dans l'equipement et selon le processus operatoire de l'exemple 1. L'electrolyse est conduite a la meme temperature et au meme pH que dans l'exemple 1.
3~ L'electrolyte dont La composition est ce~le de la solution aqueuse de perchlorate de sodium d'ou le perchlorate de sodium fabrique pourra etre isole directement par cristal-lisation, contient, pour 100 9. d'eau~ 30 9. de chlorate de sodium et 290 9. de perchlorate de sodium a cate de 0,3 g. de 35 bichromate de sodium.
L'électrolyte est maintenu a cette composition stable dans le terps en ~aisant enerer en continu dans I'eta-' ' ~
2pe unique d~electrolyse 45 g/h~dm anodique de chlorate de sodium solide par l'intermediaire du courant de recircu~a-tion et 74 cm /h.dm anodique d'une solution aqueuse de chlorate de sodium de ~'exemple Z, tandis que sort de l'etape unique d'electrolyse 66 cm /h.dm anodique de solution aqueuse de meme composition que l'electrolyte et d'où ~e perchlorate fabrique peut être isole directement sous forme anhydre par cristallisation.
Le rendement FARADAY, exprime comme etant le o rapport de la quantite d'electricite effectivement utilisee pour la conversion du chlorate en perchlorate, en un temps donne, a la quantite totale d'electricite consommee dans le meme temps, es~ superieur a 90 % pour les trois exemples ci-dessus Il est de plus de 93 ~ meme en l'absence de bichromate de sodium en repetant l'exemple 1 avec une temperature d'electrolyse egale a 55 C au lieu de 65'C.
DE METAL ALCALIN
La presente invention concerne un procede continu de fabrication de perchlorate de metal alcalin par electroly-se d'une solution aqueuse de chlorate dudit meta,l Dans tout ce qui suit on designera, sauf precision 5 ou év;dence, le chlorate de metal alcalin e~ le perchlorate dudit metal par chlorate et perchlorate respectivement.
L'avantage a operer en continu est evoque par exemple dans le brevet francais n-1402590. Ce brevet et, par exemple, les brevets des Etats Unis d'Amérique n-351g173, 10 n-3518180, n'3475301 et le brevet anglais n-125608, illustrent la technique connue~
Celle-ci consiste a electrolyser le chlorate dans une succession dletapes electrolytiques individuelles, chaque etape etant differente d'une autre, tributaire d'une autre, 15 et n~assurant qu'un resultat d'electrolyse partiel par rapport au r~sultat 1ndustriel ~ina~ vise~
C'est ainsi en e~fet qu'est produl~e, ~usqu'a aujourd'hu;,une solution aqueuse de perchlorate sortant de l'electrolyse du chlorate, qui est telle que le perchlorate 20 puisse en etre separe directement par cristallisation, par exemple par refroidissement ou par evaporation d'eau En effet il était connu qu'une electrolyse du chlorate en une seule etape n'aboutissai~ pas a une telle solution dans les conditions pratiques de realisation de 25 l'etape unique decrites par exemple dans le brevet des Etats Un~s d'Amerique n-2512973.
Operer successivement dans un grand nombre d'etapes individuelles est par contre recommandé, par exemple dans le brevet des Etats Unis d'Amérique n-34753û1 deja cite.
3o Dans un procede en plusieurs etapes, dit commune-ment "en cascade", l'equilibre elec~rolytique global est perturbe par le deséquilibre electrolytique d'une seule étape et ne se retablit pas par simple mise hors service de l'etape - defaillante.
Il a ete maintenant trouve un procede con~inu en '~
Z~ 7 une seule etape electrolytique qui ne presente pas l'inconve-nient ci-dessus et qui delivre une solution de perchlorate conduisant directement par cristallisation au perchlorate solide de degre de purete eleve.
~ans tout ce qui precede et dans touc ce qui suit, on designe par :
- etape electrolytique ou etape d'electrolyse, l'ensemble forme de l'electrolyse et de ce qui en sort pour y entrer a nouveau - electrolyte, le liquide auquel sont appliquees dans l'electrolyse les conditions eleclriques permettant de transformer du chlorate en perchlorate, et qu; contient ces deux composes a l'etat dissous, -- solution de perchlorate de laquelle celui-ci est 15 isolable directement par cristallisation : solution qui depo-se, par evaporation d'eau ou par refroidissetnent, le perchlo-rate solide sous forme monohydrate, dlhydrate ou anhydre ; on peut se reporter en la ma~re a l'ouvrage publie sous la dtrec~ion de Paul PASCAL, Nouveau traité de Chimie Minerale, 20 1966, Tome II, fascicule 1, p~353 et f~gure 37 qui montre le diagramme ternaire NaClO -NaClO -H 0.
La presente invention consiste en un procede conti-nu de fabrication de perchlorate par electrolyse dlune solu-tion aqueuse de chlorate en une seule etape electrolytique 25 dans laquelle l'electrolyte est uniforme et a une composition stationnaire, caracterise en ce que ladite composition est celle d'une solution aqueuse de perchlorate de laquelle celui-ci est isolable directement par cristallisation, maintenue ainsi en faisant entrer en continu dans l'etape d'electroly-30 se, du chlorate et de l'eau simultanement, chacun en quantiteegale respectivement a la quantite de chlorate et a la quantité d'eau qui, en l'etat ou sous forme combinee, sortent en continu et definitivement de ladite etape.
Dans la definition ainsi donnee de l'invention, comme dans tout ce qui suit, on entend par :
- électrolyte uniformer un electrolyte qui est le meme en tout point de l'espace qulil occupe, pour ce qu~ con-cerne en particulier sa composition, son pH, sa temp~erature, ' ' '' ~ ' ' '' ~ :
' - composition stationnaire, une CQmposition stable~
constanter dans le temps L'electrolyte est uni~orme grace à son agitation due par exemple au degagement gazeux dans l'electrolyse, 5 associe le cas echbant a une recirculation externe ~a celle-ci par exemple a l'aide d'une pompe.
L'electrolyte, dont la composition~ seLon l'inven-tion~ est la meme que celle de la solution aqueuse de perchlo-rate qui sort de ~'e~ape unique d'electrolyse, renferme, dans le cas de l'électrolyse du chlorate de sodium en perchlorate de sodium, de preference au moins 100 9. de chlorate par litre pour obtenir un rendement FARADAY depassant 90 Z.
Le maintien de la concentration de l'electrolyte en chlorate et en perchlorate, respectivement, à une valeur constante dans le temps, permet d'eviter une augmentation de la tension aux bornes des electrodes.
La consomma~ion energetique par tonne de perchlora-te finalement produit est ~nferieure a celle concedbe en operant selon les procedbs connus.
L'electrolyse est realisee dans un equ;pement connu, comme par exemple une cellule non compartimentee a electrodes monopolaires, anode a base de platine, comme par exemple une feuille de platine massif ou du platine depose sur un substrat conducteur, cathode par exemple en acier doux 25 ou en bronze.
Les conditions electriques adoptees sont celles permettan~ la transformation du chlorate en perchlorate, par exemple, pour le perchlorate de sodium, une densite de courant anodique comprise par exemple entre environ 10 et 70 A/dm et souvent de l'ordre de 40 A/dm .
Le pH de l'electrolyte peut etre compris entre des limites assez eloignees, par exemple entre environ 6 a 10. Il est atteint a l'aide par exemple d'acide perch~orique ou d'un - hydroxyde de metal alcalin tel que l'hydroxyde de sodium dans - 35 le cas de l'electrolyse du chlorate de sodium.
L'eau qui entre dans l'etape unique d'electrolyse avec par exemple les composés ci-dessus ou avec d'autres ingredients possibles de l'electrolyte tel que le blchromate de sodiu=, u~iLise ~e pLus souven~ a raison d'environ 1 9 a 5 9. par litre d'electro~yte dans le cas de l'electrolyse du chlorate de sodiumt doit etre prise en compte dans la condui-te du procede selon l'invention.
Il en est de meme le cas echeant de l'eau apportee 5 a l'etape unique d'electrolyse qui a pour origine la cristal-~isation de ~a solution aqueuse telle qu'elle sort de ladite etape : condensat d'eau evaporée de ladite solution, eaux-meres et eau de lavage du perchlorate solide produit La temperature de l'électrolyte est generalemen~
10 comprise entre environ 40 C et 90'C. Des moyens d'echange ca-lorif;que qui peuvent etre aussi bien internes qu'externes a l'electrolyte permettent de la maintenir a la valeur choisie~
L'addition ,imultanee et continue du chlorate et de ;
l'eau qui entrent dans L'etape unique d'electrolyse est 15 réalisable en faisant entrer dans cette etape une solution aqueuse de chlorate conlenant tout le chlorate et toute l'eau nécessa1res a l'invention~ La concentration de cette solution en chlorate peut etre tres elevee, par exempLe ~00 ~. de chlorate de sodium par lltre, en formant la solution a une 20 temperature elle-meme elevee, par exemple 80 C.
Des quantites relatives de chlorate et d'eau telles que celles indiquees par exemple ci-dessus peuvent encore etre atteintes en additionnant séparement le chlorate et l'eau, le chlorate étant mis en oeuvre sous forme solide.
25 Dans ce cas, le courant de recirculation externe dans l'etape unique d'electrolyse peut servir de vecteur au chlorate.
Une partie de celui-ci peut etre apportee a l'etat solide et la partie complementaire apportee sous forme de solut10n aqueuse, par e~emple sous forme d'une solution contenant 700 g~ de chlorate par litre, formee a ZO'C.
Le procedé selon l'invention permet de conserver l'avantage relatif a une consommation reduite de platine constate dans le brevet des Etats Unis d'Amerique n-3475301.
Le perchlorate qui constitue la production finale-ment visbe est separe sous forme solide pratiquement puredirectement par cristallisation de la solution aqueuse de per-chlorate telle qu'elle sort de l'etape unique d'electrolyse selon l'invention. Dans le cas de la fabrication de perchlora-te de sodium~ le produit particulièrement Yise par l'indus-trie est le perchlorate de sodium monohydrate plutot que le perchlorate anhydre ou que le perchlorate dihydrate dont ~a fabrication, selon la composition de l'electrolyte que l'on 5 slimpose, est aussi realisable selon lTinvention~
Les exemples suivants, donnes a ~itre indicatif mais non limitatif, illustrent l'invention.
Exemple 1 :
Dans cet exemple, du perchlorate de sodium est 10 fabriqué par electrolyse de chlorate de sodium dans un equi-pement comportant essentiellement une cellule d'electrolyse avec boucle de recirculation externe~ ensemble dans lequel est realisée l'etape unique d'electrolyse, des moyens d'echange calorifique, de mesure et de controle de la tempe-15 rature et du pH. La cellule d'electrolyse est non comparti-mentee et est equipee d'électrodes monopolaires, anodes en platine et cathodes en acier doux, parcourues par un courant électrique tel que la densite de courant anodique soit egale a 40 A/dm . Le dégagement gazeux dans la cellule et la 20 recirculation suffisamment importante assurent l'uniformlté
de l'electrolyte dans ladite cellule On forme initialement dans cette derniere~ soit directement a partir de ses constituants, soit deja par électrolyse progressive de chlorate de sodium~ un electrolyte 25 qui est une solution aqueuse de chlorate de sodium et de perchlorate de sodium en presence d'une petite quantite de bichromate de sodium, de laquelle le perchlorate de sodium est isolable directement par cristallisation.
Dans le cas present l'électrolyte contient, pour 30 100 g. dleau, 26 9. de chlorate de sodium, 180 g. de perchlo-rate de sodium et 0,3 9. de b~chromate de sodium.
La composition de l'électrolyte ainsi fixee est maintenue stable dans le temps en faisant entrer en continu ~ dans l'etape unique d'electrolyse 96 cm /h.dm anodique d'une ;35 solution de chlorate de sodium a 80-C contenant, par litre, 90Q 9. de chlorate de sodium, 1,5 9 de bichromate de sodium et la quantite d'acide perchlorique necessaire pour que, dans la cellule d'electrolyse, le pH de l'electrolyte dont la temperature est de 65 C~ soit egal a 6,5. 85 cm /h.dm anodique d'une solution aqueuse qui, selon l'invention, a la composition de l'electrolyte, sor~ en continu de l'etape unique d'electrolyse pour en isoler directement par crista~-5 lisation le perchlorate de sodium monohydrate qui represente La production visee.
Exemple Z :
Cet exemple est réalise dans l'équipement et selon le processus operatoire de l'exemple 1. L7electrolyse est 10 réalisee en particulier a la meme temperature et au meme pH
que dans llexemple 1. ~'electrolyte contient cette fois, pour 100 9. d'eau 36 9. de chlorate de sodium, 220 g. de perchlora-te de sodium et 0,3 9. de bichromate de sodium. Cette composi-tion est maintenue stable dans le temps en ~aisant entrer en 15 continu dans l'etape unique d'electrolyse 46 g/h.dm anodique de chlorate de sodium solide par l'intermediaire du courant de recirculatTon, et 8h cm /h.dm anodlque dlune solution aqueuse ~ 20~C contenant, par litre~ 500 g~ de chlorate de sodium, 1,5 g. de bichromate de sodium et la quantite d'acide 20 perchlorique nécessaire ~our atteindre dans l'electrolyte un pH de 6,5. 76 cm /h.dm anodique de solution aqueuse de perchlorate sort de l'etape unique d'électrolyse d'ou le perchlorate de sodium monohydrate peut etre recueilli directement par cristallisation.
25 Exemple 3 Cet exemple est realise encore dans l'equipement et selon le processus operatoire de l'exemple 1. L'electrolyse est conduite a la meme temperature et au meme pH que dans l'exemple 1.
3~ L'electrolyte dont La composition est ce~le de la solution aqueuse de perchlorate de sodium d'ou le perchlorate de sodium fabrique pourra etre isole directement par cristal-lisation, contient, pour 100 9. d'eau~ 30 9. de chlorate de sodium et 290 9. de perchlorate de sodium a cate de 0,3 g. de 35 bichromate de sodium.
L'électrolyte est maintenu a cette composition stable dans le terps en ~aisant enerer en continu dans I'eta-' ' ~
2pe unique d~electrolyse 45 g/h~dm anodique de chlorate de sodium solide par l'intermediaire du courant de recircu~a-tion et 74 cm /h.dm anodique d'une solution aqueuse de chlorate de sodium de ~'exemple Z, tandis que sort de l'etape unique d'electrolyse 66 cm /h.dm anodique de solution aqueuse de meme composition que l'electrolyte et d'où ~e perchlorate fabrique peut être isole directement sous forme anhydre par cristallisation.
Le rendement FARADAY, exprime comme etant le o rapport de la quantite d'electricite effectivement utilisee pour la conversion du chlorate en perchlorate, en un temps donne, a la quantite totale d'electricite consommee dans le meme temps, es~ superieur a 90 % pour les trois exemples ci-dessus Il est de plus de 93 ~ meme en l'absence de bichromate de sodium en repetant l'exemple 1 avec une temperature d'electrolyse egale a 55 C au lieu de 65'C.
Claims (14)
1. Procédé continu de fabrication de perchlorate de métal alcalin par électrolyse d'une solution aqueuse de chlorate dudit métal en une seule étape électrolytique dans laquelle l'électrolyte est uniforme et a une composition stationnaire, caractérisé en ce que ladite composition est celle d'une solution aqueuse de perchlorate de laquelle celui-ci est isolable directement par cristallisation, maintenue ainsi en faisant entrer en continu dans l'étape d'électrolyse, du chlorate et de l'eau simultanément, chacun en quantité égale respectivement à la quantité de chlorate et à la quantité d'eau qui, en l'état ou sous forme combinée, sortent en continu et définitivement de ladite étape.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que tout le chlorate et toute l'eau qui entrent dans l'étape unique d'électrolyse sont contenus dans une solution aqueuse de chlorate.
en ce que tout le chlorate et toute l'eau qui entrent dans l'étape unique d'électrolyse sont contenus dans une solution aqueuse de chlorate.
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé
en ce que la solution aqueuse de chlorate a une concentration de 900 g/L et est préparée à une température de 80°C.
en ce que la solution aqueuse de chlorate a une concentration de 900 g/L et est préparée à une température de 80°C.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que tout le chlorate entre sous forme solide dans l'étape unique d'électrolyse.
en ce que tout le chlorate entre sous forme solide dans l'étape unique d'électrolyse.
5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce qu'une partie du chlorate entre sous forme solide dans l'étape unique d'électrolyse, le reste du chlorate entrant sous forme de solution aqueuse dans ladite étape.
en ce qu'une partie du chlorate entre sous forme solide dans l'étape unique d'électrolyse, le reste du chlorate entrant sous forme de solution aqueuse dans ladite étape.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé
en ce que la solution aqueuse de chlorate a une concentration de 700 g/L et est préparée à une température de 20°C.
en ce que la solution aqueuse de chlorate a une concentration de 700 g/L et est préparée à une température de 20°C.
7. Procédé selon la revendication 1, 2 ou 4, caractérisé en ce que l'électrolyte est maintenu tel qu'il contient, par litre, au moins 100 g. de chlorate de sodium dans le cas de l'électrolyse du chlorate de sodium en perchlorate de sodium.
8. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que l'électrolyse est réalisée dans une cellule d'électrolyse non compartimentée équipée d'électrodes monopolaires.
en ce que l'électrolyse est réalisée dans une cellule d'électrolyse non compartimentée équipée d'électrodes monopolaires.
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé
en ce que le matériau anodique est à base de platine, le matériau cathodique est l'acier doux ou le bronze.
en ce que le matériau anodique est à base de platine, le matériau cathodique est l'acier doux ou le bronze.
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé
en ce que le matériau à base de platine est choisi parmi le groupe constitué par une feuille de platine massif ou du platine dépose sur une substrat conducteur.
en ce que le matériau à base de platine est choisi parmi le groupe constitué par une feuille de platine massif ou du platine dépose sur une substrat conducteur.
11. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
en ce que, dans le cas de l'électrolyse du chlorate de sodium en perchlorate de sodium, l'électrolyse est réalisée avec une densité de courant anodique égale à une valeur comprise entre 10 et 70 A/dm2, à une température égale à une valeur comprise entre 40°C et 90°C et à un pH égal à une valeur comprise entre 6 et 10.
en ce que, dans le cas de l'électrolyse du chlorate de sodium en perchlorate de sodium, l'électrolyse est réalisée avec une densité de courant anodique égale à une valeur comprise entre 10 et 70 A/dm2, à une température égale à une valeur comprise entre 40°C et 90°C et à un pH égal à une valeur comprise entre 6 et 10.
12. Procédé selon la revendication 11, caracté-risé en ce que la densité de courant anodique est égale à
40 A/dm2.
40 A/dm2.
13. Procédé selon la revendication 12, caracté-risé en ce que le pH est atteint à l'aide d'un composé
choisi parmi le groupe constitué par l'acide perchlorique et les hydroxydes de métal alcalin.
choisi parmi le groupe constitué par l'acide perchlorique et les hydroxydes de métal alcalin.
14. Procédé selon la revendication 13, caracté-risé en ce que l'hydroxyde de métal alcalin est l'hydroxyde de sodium.
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