CH184293A - Procédé de fabrication de borures. - Google Patents

Description

  Procédé de fabrication de     borures.       D'après le brevet français ne 638845 du       ler    décembre 1926, on peut obtenir des     bo-          rures    en électrolysant, à des températures de  1100 à 1200   C, des bains fondus formés de  mélanges d'anhydride     borique    ou de     boras,     de l'oxyde du métal dont on veut préparer le  borure, et du     fluorure    de ce même métal ou  d'un métal plus électropositif.  



  D'après le deuxième certificat d'addition  no 37559, du 17 juin 1929,à ce brevet fran  çais no     638345,    les divers     constituants    du  bain peuvent être mélangés dans les propor  tions moléculaires: 2     B20'        +    MO     -f-        MF\    ou  <B>B203</B>     +    MO     -f-        AIF2    (M     désignant    le métal  dont on se propose de préparer le borure), et  l'on extrait les produits de la cuve soit en  provoquant, par la.

   formation d'un borate ba  sique, leur agglomération autour de la ca  thode et en retirant celle-ci du bain, soit en  vidant complètement la cuve et en traitant    tout son     contenu    par l'acide     chlorhydrique     pour en séparer le     borure    formé.  



  Ce procédé présente en pratique un cer  tain nombre     d'inconvénients.    Outre que la  marche de l'électrolyse est nécessairement  discontinue, les bains deviennent de plus en  plus basiques et, par     suite,    de moins en moins  fusibles et fluides au cours de l'électrolyse  dont les difficultés augmentent ainsi avec la  durée. D'autre part, après l'opération, la  masse obtenue étant     constituée    surtout par  des borates basiques et des fluorures qui sont  insolubles dans l'eau et peu solubles dans l'a  cide chlorhydrique, la séparation des cristaux  de borures est longue, difficile et souvent in  complète.

   Enfin, les     bains    en question ont des  densités relativement élevées, quelquefois très  voisines de celles des cristaux de borures; il en  résulte que ces cristaux restent en suspension,  sont entraînés vers l'anode, et viennent en      partie brûler à la surface du     bain.    Cela expli  que le faible rendement du procédé qui, dans  les cas les plus favorables,     n'atteint    guère  que 50 %.  



  La présente invention a pour objet un pro  cédé de fabrication de borures, dans lequel on  électrolyse     un    bain fondu dont les constituants  sont formés par au moins de l'anhydride bo  rique, un composé oxygéné, du métal dont on  veut obtenir le borure et du chlorure d'un mé  tal alcalino-terreux, mais ce procédé est carac  térisé en ce que l'on maintient des proportions  relatives entre les     constituants    du bain telles  que l'on évite la     formation    de borates ba  siques et que les cristaux formés se rassem  blent au fond de la cuve d'électrolyse.  



  On évite ainsi les inconvénients indiqués  ci-dessus, en particulier ceux dus à la forma  tion de borates basiques qui nuisent à la     con-          tinuité    de l'opération.  



  Les proportions desdits constituants sont  de préférence maintenues voisines de celles  du     triborate    3     B203M0    du métal dont on veut  obtenir le     borure.     



  La proportion de chlorure dans le bain  pourra être     suffisamment    importante pour       diminuer    autant que possible la densité de ce       bain    dans les limites compatibles avec un  bon rendement.  



  Enfin, pour la bonne marche du procédé,  il est avantageux de maintenir les proportions  des     constituants    du bain sensiblement cons  tantes pendant toute la durée de l'opération,  par des additions de ces constituants, au fur  et à mesure de leur décomposition par l'élec  trolyse.  



  L'électrolyse est effectuée, de préférence,  dans des cuves en charbon servant de ca  thodes, l'anode ou les anodes, également en  charbon, étant disposées dans l'axe de ces  cuves. La température d'électrolyse est, de  préférence, de l'ordre de<B>950'</B> C, et la ten  sion aux bornes de 5 à 10 volts. La densité  de courant peut varier dans de larges limites,  par exemple de 50 à 100     A/dm@    aussi bien  à l'anode qu'à la cathode.  



  Lors de l'exécution du procédé, les cris  taux de borures se rassemblent au fond de la    cuve et on peut les recueillir en coulant la  couche     inférieure    du bain. La couche supé  rieure, restée limpide, est laissée dans la cuve,  ce qui permet une marche     continue    de l'opé  ration, notamment par une addition de ma  tières premières fraîches après chaque coulée  partielle. On peut aisément séparer les cris  taux de la masse coulée en traitant celle-ci,  après refroidissement, par de l'eau acidulée  au moyen d'acide chlorhydrique; la solution  est ensuite soumise aux traitements habituels  pour la récupération de l'acide borique ou des  borates qu'elle     contient.     



  Le rendement des ampères/heures, dans le  procédé perfectionné suivant l'invention,  peut être de l'ordre de 85 %. De plus, les di  vers     traitements    étant plus simples et les  chlorures moins coûteux que les fluorures, les  produits sont     obtenus    dans des conditions  beaucoup plus économiques que par le procédé  rappelé ci-dessus.  



  La préparation des borures des métaux  alcalino-terreux peut s'effectuer au moyen  de     bains    fondus formés respectivement soit  en mélangeant de l'anhydride borique, de  l'oxyde du métal considéré et du chlorure de  ce même métal, soit en     mélangeant    un borate  et du chlorure dudit métal.  



  Pour préparer les borures     autres    que ceux  des métaux alcalino-terreux, par exemple les  borures de manganèse, de titane, de chrome,  de zirconium, de vanadium, de tantale, etc.,  il est avantageux     d'utiliser    des     bains    fondus  composés d'anhydride     borique,    d'oxyde de  ces métaux et de chlorures des métaux  alcalino-terreux.  



  Les bains peuvent     notamment    avoir les  compositions moléculaires suivantes pour la  préparation du borure:       1o    de calcium: 3 B203 .     CaO        -i-        nCaCl2     20 de baryum:<B>3</B>     B'O3    .     BaO        +        nBaC12     <B>30</B> de titane: 3     B203.        TiO2        +        uCaC12     ou d'une manière générale:  3     B203    .

   MO     +        nMCl\     (MO désignant l'oxyde de métal dont on veut  obtenir le borure,     MCl'    désignant le chlorure  d'un métal alcalino-terreux et n le nombre  de molécules grammes de ce chlorure).      Voici un exemple d'exécution du procédé  de l'invention:

    Pour obtenir du borure de titane, on fond,  dans une cuve en charbon, un mélange  d'anhydride borique, d'oxyde de titane et de  chlorure de calcium dans les proportions sui  vantes  3     B203        +        TiO2        -I-    7     CaCl2     On effectue ensuite l'électrolyse, dans  les conditions indiquées ci-dessus, au moyen  d'une anode en charbon, la cuve jouant le rôle  de cathode. On extrait les cristaux de borure  en concassant, et en traitant la masse qui  s'est formée à la     cathode,    par de l'acide  chlorhydrique étendu. La solution chlorhy  drique est ensuite traitée en vue de la récupé  ration de l'acide borique qu'elle contient.  



  Dans la préparation des bains, on peut  remplacer en partie ou en totalité l'oxyde du  métal dont on désire obtenir le     borure    par le  carbonate ou un sel oxygéné alcalin ou  alcalino-terreux de ce métal.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de fabrication de borures, dans lequel on électrolyse un bain fondu dont les constituants sont formés par au moins de l'anhydride borique, un composé oxygéné du métal dont on veut obtenir le borure et du chlorure d'un métal alcalino-terreux, caracté risé en ce que l'on maintient les proportions relatives entre les constituants du bain telles que l'on évite la formation de borates ba siques et que les cristaux formés se rassem blent au fond de la cuve d'électrolyse.

   SOUS-REVENDICATIONS <B>:</B> 1 Procédé selon la revendication, dans lequel on maintient les proportions relatives en tre l'anhydride borique et le composé oxy géné du métal dont on désire obtenir le bo- rure, voisines de celles correspondant à la composition du triborate de ce métal. 2 Procédé selon la revendication, dans lequel on maintient le bain à une température d'environ 950 C pendant l'électrolyse. 3 Procédé selon la revendication, dans lequel on effectue l'électrolyse sous une tension de 5 à 10 volts.

   4 Procédé selon la revendication, dans lequel on effectue l'électrolyse avec une densité de courant de 50 à 100 ampères par déci mètre carré de l'une des électrodes. 5 Procédé selon la revendication, dans lequel on effectue l'électrolyse en marche con tinue en extrayant les cristaux de borure produits au fur et à mesure de leur décan tation et en maintenant la composition du bain sensiblement constante par des adjonc tions des constituants de ce dernier.