CH172430A - Procédé pour le raffinage électrolytique de l'aluminium. - Google Patents
Procédé pour le raffinage électrolytique de l'aluminium.Info
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Description
Procédé pour le raffinage électrolytique de l'aluminium. La présente invention se rapporte aux procédés dans lesquels l'aluminium à raffiner allié à un métal lourd, du cuivre par exemple, occupe le fond de l'appareil, à l'état d'anode fondue, plus dense que l'électrolyte, tandis que l'aluminium libéré par l'électrolyse forme une couche liquide qui flotte sur l'électro lyte et fonctionne comme cathode.
On a d'abord préconisé dans cette voie l'emploi d'un électrolyte composé de cryo- lithe et de chlorure de baryum.
Mais il a été constaté qu'un tel bain ne se prête pas en réalité au raffinage électro lytique de l'aluminium, c'est-à-dire n'est pas sélectif. On a remarqué en outre qu'un tel _-ainy lorsqu'il renferme une proportion de 1èlorure de baryum suffisante pour lui donner une densité supérieure à celle de l'aluminium, produit vers 1000 0 C une quantité excessive d fumée. On accordait finalement une préférence exclusive à des bains contenant des fluorures de métaux alcalino-terreux, bien qu'avec un électrolyte constitué par un mélange de cryo- lithe et de fluorure de métal alcalino-terreux,
il se forme à la cathode un dépôt gênant de sodium métallique. En vue de supprimer ce dernier inconvénient, on augmentait la teneur en fluorure d'aluminium, de telle sorte que ce corps se trouvait dans le bain en plus forte proportion par rapport au fluorure de sodium que dans la cryolithe.
On a trouvé, maintenant, que, contraire ment aux indications publiées antérieurement, un bain renfermant du fluorure d'aluminium, un ou des fluorures de métaux- alcalins et un chlorure d'un métal alcalino-terreux, pré sente toutes les qualités requises de sélec tivité, pourvu que le rapport entre ses teneurs en fluorure d'aluminium et en fluorure de métal alcalin soit supérieur à celui qui cor- respond à 1 mol. de fluorure d'aluminium (PAl) pour 3 mol. de fluorure de métal al calin.
'Un tel bain est plus économique que ceux contenant exclusivement des fluorures, les chlorures alcalino-terreux étant moins chers que les fluorures correspondants. En outre, fait plus important du point de vue pure ment technique, il permet de travailler vers 700-800 0 C, au lieu de 1000 0 C avec les bains uniquement fluorés. Grâce à cet abais sement de température, il n'y a pas de dé gagement sensible de fumée.
Il permet de travailler dans une cuve dépourvue de ceinture d'eau, ce qui supprime les dangers permanents et les difficultés créées par cette dernière. D'autre part, il réduit fortement la perte par oxydation de la couche supérieure d'aluminium raffiné et fondu. En outre, du fait qu'il diminue énormément la production de métal alcalin, il entraîne, lors qu'on emploie des cathodes de charbon pour amener le courant dans la couche d'aluminium fondu, une usure bien moindre de ces élec trodes.
On peut employer, pour former le bain, à côté du chlorure de métal alcalino-terreux, soit des fluorures doubles d'aluminium et du métal alcalin, avec adjonction de fluorure d'aluminium, soit des fluorures simples dans les proportions -voulues.
Bien entendu, il est nécessaire que l'élec trolyte ait une densité intermédiaire entre celle de l'aluminium et celle de l'alliage em ployé comme cathode, ce qui règle la teneur en chlorure alcalino-terreux, la composition de l'électrolyte étant en outre choisie pour lui donner un point de fusion suffisam ment bas.
Voici, à titre d'exemple, la composition d'un électrolyte répondant à ces diverses conditions
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PA1 <SEP> -= <SEP> 23 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> FNa <SEP> = <SEP> 17 <SEP> % <SEP> "
<tb> C12Ba <SEP> = <SEP> 60 <SEP> % <SEP> " Cet électrolyte, qui fond vers 750 0 C, se montre très sélectif. Il ne se volatilise que d'une façon très modérée et permet le raffinage industriel de l'aluminium.
On obtient également d'excellents résul tats avec un bain plus riche encore en fluo- rure d'aluminium
EMI0002.0006
FOAI <SEP> = <SEP> 27 <SEP> % <SEP> en <SEP> poids
<tb> FNa <SEP> = <SEP> 13 <SEP> % <SEP> "
<tb> C12Ba <SEP> = <SEP> 60 <SEP> % <SEP> " Il est bien entendu que ces compositions n'ont rien de limitatif et que tout mélange à densité et point de fusion convenables de fluorure d'aluminium, de fluorures alcalins et d'un chlorure alcalino-terreux peut convenir, à la condition que le rapport de sa teneur en fluorure d'aluminium à sa teneur en fluo- rure alcalin soit plus élevé que celui indiqué.
Le procédé suivant l'invention peut être réalisé dans les divers types d'appareils antérieurement proposés en vue du raffinage de l'aluminium par la méthode connue des trois couches fondues d'alliage anodique, d'électrolyte et d'aluminium cathodique. Grâce à l'abaissement de température de travail rendu possible par les bains suivant l'inven tion, et grâce à la présence dans ces bains d'une forte teneur en chlorures qui n'attaquent pas la magnésie, on peut utiliser une cuve simplement revêtue intérieurement de briques de magnésie et en l'absence de toute cein ture d'eau.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, en coupe verticale, une forme d'exécution d'une telle cuve, permettant le raffinage électrolytique de l'aluminium, sans les dangers et les difficultés que fait naître la ceintura d'eau.
Cet appareil comprend une cuve<B>a</B>, de forme circulaire, rectangulaire ou autre, dont la paroi interne est simplement maçonnée en briques de magnésie b. Le fond de la cuve est garni d'une sole c, de préférence plane, en carbone compact, reliée au pôle positif du circuit d'électrolyse. Cette sole sert à amener le courant dans l'alliage ano dique d qui la surmonte.
L'électrolyte fondu e flotte sur l'anode. Il a été vérifié que cet électrolyte n'attaque pas la cuve en briques de magnésie dans laquelle il est renfermé,, alors qu'il est connu que de telles briques sont sévèrement atta quées dans les bains fluorés habituels, utili sés vers 1000 0 C. Comme il n'y a pas de paroi froide, tout l'électrolyte reste fondu, sa composition ne varie pas et il ne se forme pas de crasses sur l'alliage anodique.
Sur l'électrolyte flotte le métal pur ca thodique f, auquel on amène le courant au moyen d'une tige de carbone g, ou par tout autre moyen approprié.
Il n'est pas indispensable d'employer de la magnésie très pure. On a pu obtenir d'excellents résultats avec une cuve revêtue de briques de magnésie très ordinaires, con tenant plusieurs unités pour cent de silice et d'oxyde de fer. Après un faible dégorgeage de quelques jours, les briques ne cèdent plus aucune impureté. Il a été possible d'obtenir dans une telle cuve en briques de magnésie ordinaires de l'aluminium titrant 99,995%.
Claims (1)
- REVENDICATION I: Procédé de raffinage de l'aluminium par électrolyse, comportant la superposition d'une couche d'alliage d'aluminium avec un métal lourd, formant anode, d'une couche d'électro lyte fondu et d'une couche d'aluminium for mant cathode, l'électrolyte étant constitué d'un mélange de fluorure d'aluminium, d'un fluorure de métal alcalin et d'un sel d'un métal alcalino-terreux, destiné à donner la densité voulue à la couche intermédiaire d'électrolyte, caractérisé en ce que le sel alcalino-terreux est un chlorure et en ce que le rapport entre les teneurs de l'électrolyte en fluorure d'aluminium et en fluorure de métal alcalin est supérieur à celui qui cor respond à 1 mol. de fluorure d'aluminium (F'A1) pour trois molécules de fluorure de métal alcalin.SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé suivant la revendication I, dans lequel le chlorure de métal alcalino-terreux est du chlorure de baryum. 2 Procédé suivant la revendication I et la sous-revendication 1, dans lequel le fluorure de métal alcalin est, au moins pour sa plus grande partie, du fluorure de sodium. REVENDICATION Il: Appareil pour la réalisation du procédé suivant la revendication I, caractérisé par une cuve à revêtement intérieur en magnésie, et dont le fond comporte une sole de carbone servant d'amenée de courant à l'anode.
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