CH278928A - Procédé d'électrolyse et cuve pour la mise en oeuvre de ce procédé. - Google Patents

Description

  Procédé d'électrolyse et cuve pour la mise en     #uvre    de ce procédé.    Cette invention concerne un procédé     d*élee-          trolyse    d'une solution d'un électrolyte dans       iine        el-ive   <B>à,</B> électrodes multiples dont toutes       les    cathodes sont disposées dans     un        comparti-          nient    commun et les anodes séparées     indivi.-          duellement    des cathodes par des diaphragmes,

    et     une    cuve d'électrolyse pour la mise en       #uvre    de ce procédé.  



  L'invention a pour but de permettre     l'eni-          ploi    d'une conduite d'alimentation unique  pour la solution, au lieu de conduites d'ali  mentation distinctes pour chaque cathode, de  permettre la, disposition     tic    toutes les     eatho-          (les    dans un compartiment cathodique     coin-          mun,    avec     un    électrolyte cathodique de     coin-          position    sensiblement -uniforme, ce qui permet  un accroissement substantiel du volume de  la solution cathodique, par rapport<B>à</B> celui  de la solution anodique,

   sans provoquer de  difficultés dues<B>à</B> la dilatation des sacs for  mant diaphragmes, remplis de boues, comme  dans les tentative,,; précédentes pour mainte  nir un tel rapport de volumes, et sans accroî  tre l'espacement des électrodes. Cet arrange  ment rend le     contrÔle    du<B>pH</B> et des concen  trations de la solution plus aisé.  



  L'invention se propose également de réali  ser une cuve d'électrolyse capable de contenir  un grand volume de solution cathodique par  cathode, sans augmenter l'espacement des       éleetrode.,;,    de     facon    que le métal amené par  la -solution d'alimentation reste longtemps, en  tant     que        eatholvte,    dans la cuve. Cette cuve    petit ainsi être utilisée sous     une    densité de       eourant    beaucoup plus élevée qu'il n'a été  possible jusqu'à présent.  



  L'invention permet donc     d#accroître    la  quantité de métal qui peut être retirée d'un  volume donné de solution passant,<B>à</B> travers  la     euve,    et de diminuer l'encombrement et le  prix de l'installation destinée<B>à</B> la préparation  et<B>à</B> la, purification     de,cette    solution.  



  .-Jusqu'à présent, dans les cuves<B>à</B> un seul  compartiment anodique,' -utilisées dans les  procédés d'électrolyse de ce genre, les bottes  anodiques s'amassaient au fond du compar  timent anodique, si les cathodes étaient en  fermées dans des châssis supportant les dia  phragmes, ou alors dans le fond des sacs     a-no-          diqu-es,    lorsque les anodes, étaient complète  ment enfermées dans des diaphragmes. Dans  les deux cas,     l'aceumulation    des boues crée  des difficultés considérables. Pour remédier  <B>à</B> ces difficultés, il fallait accroître l'espace  ment des électrodes et le volume des compar  timents, anodiques. Les inconvénients  &  ces  dispositions sont. évidents.

   Si les anodes sont  complètement enfermées dans des diaphrag  mes formant. enveloppes, -ceux-ci se     remplis-          peu   <B>a</B> peu avec lies boues accumulées et  éclatent.  



  Le procédé     délectrolyse    suivant la pré  sente invention est caractérisé par     Falimen-          tation    continue     du    compartiment cathodique  avec une, solution fraîche d'électrolyte,     cir-          eulant    en contact direct avec toutes     les,        ca-_              Iliodes,    par l'évacuation de la solution     anodi-          queet    des boues anodiques par gravité, depuis  les compartiments anodiques individuels jus  qu'à une chambre<B>à</B> boues commune,

   et par  la vidange constante de la solution épuisée  de ladite chambre<B>à</B>     une    vitesse sensiblement  égale<B>à</B> celle de     lai-rivée    de la solution fraî  che dans le compartiment cathodique,<B>de</B>     la-          con   <B>à</B> maintenir<B>à</B> peu près constant le niveau  de la solution     #eathodique.     



  La cuve d'électrolyse pour la mise en       #uvre    du procédé suivant l'invention est ca  ractérisée par le fait qu'elle comprend un bac  formant le -compartiment !cathodique, -une con  duite unique pour amener la solution fraîche  dans le compartiment cathodique, des catho  des et des anodes -suspendues dans, ledit bac,  des diaphragmes séparant individuellement les  anodes du compartiment cathodique, une  chambre<B>à</B> boues, disposée clans le fond du  bac, communiquant avec chacun dm     eompar-          timents    anodiques, et destinée<B>à</B> recueillir les  boues anodiques     qui    se déposent, et un     cou-          duit,    d'écoulement pour la solution anodique  épuisée,

   connecté<B>à</B> ladite chambre.  



  <B>A</B> titre d'exemple, on a décrit ci-dessous et  représenté sur le dessin annexé une forme  de réalisation de     Finvention    appliquée<B>à</B>     l'élec-          trol-        yse        du        mang        ganése.   <B>'</B>  La     fig.   <B>1</B> est     une    élévation latérale dune  cuve conforme<B>à</B> l'invention, certaines parties  étant en retrait et vues en coupe.  



  La     fig.        '21    est une vue en plan, par-dessus,       d'Lin    diaphragme anodique muni     #d'un    châssis.  La fi-.<B>3</B> est une vue de face     acrandie        du     diaphragme anodique muni d'un châssis.  



  La     fig.    4 est une coupe partielle transver  sale<B>à</B> travers le centre de la cuve.  



  Les signes de référence sont les mêmes  pour chaque figure.  



  Le bac<B>1,</B> formant compartiment .,cathodi  que, peut être fait en bois     ou    en tout. autre  matière inattaquable par     Félectrolyte;    il sup  porte des anodes suspendues 2, montées sur  des barres transversales<B>3,</B> en contact<B>à</B> leurs  extrémités avec des barres longitudinales 4,  ces anodes étant maintenues dans des châssis  <B>5</B> également     suispendus    dans le bac<B>1.,</B> et pour-    vues de diaphragmes en toile<B>6</B> sur leurs faces  n  opposées (voir     fig.    2 et.<B>3).</B>  <B>C</B>  Des plaques cathodiques<B>7</B> sont suspen  dues dans le.

   bac à (les barres transversales<B>8,</B>  en contact<B>à</B> leurs extrémités avec des barres  longitudinales<B>9-</B> Ces plaques peuvent être  supportées par des cadre,, (non représentés)  qui peuvent être faits en résines phénoliques       au    autres matières. Les cathodes sont     mainte-          nuesen    place par des cales entaillées<B>1.0.</B>  



  La partie inférieure du     bac   <B>1</B> est munie  d'un     double-fond   <B>1-1,</B> de préférence en bois,  qui forme avec le fond (lu bac une chambre  <B>à</B> boues inférieure.  



  Le double fond présente des ouvertures  rectangulaires, dont la largeur correspond<B>à</B>  celle des châssis anodiques., et des cales trans  versales 12 sont disposées au-dessous de     eha-          que    cathode, de manière<B>à</B> séparer la chambre  <B>à</B> boues du compartiment cathodique.     Les     extrémités inférieure,,; ouvertes des châssis  anodiques sont disposées de façon<B>à</B>     eommu-          niquer    directement avec la chambre<B>à</B> boues,  inférieure.  



  Une solution d'électrolyte purifiée est in  troduite dans le compartiment cathodique par  une conduite unique<B>13,</B> placée de préférence  <B>à</B> une extrémité du compartiment, et     l'électro-          Ivte    anodique épuisé est évacué de la chambre  <B>à</B> boues par le     [u-.#7au    de vidange 14.  



  Dans     cetexemple,    le tuyau de vidange re  monte au-dessus     (lu    double fond, jusqu'au ni  veau désiré de la solution dans la cuve, de  sorte que. la solution anodique s'écoule par  gravité.  



  Un bac ordinaire en bois (non représenté)  est utilisé comme réservoir d'accumulation  pour l'électrolyte épuisé, d'où celui-ci est  pompé vers l'installation de lessivage du mi  nerai. Les, boues accumulées sont évacuées<B>pé-</B>  riodiquement ou de façon continue,<B>à</B> travers  une conduite     1.5.    au fond de la chambre<B>à</B>  boues. Le fond présente une forme facilitant  l'évacuation de toutes les boues par gravité.  



  La solution     d#électrolyte    est refroidie, de  préférence, de<B>la</B> façon habituelle, par     eircu-          lation    d'eau froide<B>à</B> travers des serpentins  (non représentés) en plomb. L'eau peut être      refroidie artificiellement, en été, par un pro  <B>cédé</B> quelconque de réfrigération.  



  Pendant le fonctionnement de la cuve  d'électrolyse, on doit. enlever     les    anodes     pé-          riodiquenient,    c'est-à-dire<B>à</B> des intervalles de  six ou huit semaines, pour nettoyer les pla  ques et remplacer les diaphragmes colmatés.  En effet, des     eristaux    de sulfate de calcium       tic    forment sur les     facas    anodiques des dia  phragmes et réduisent leur porosité clans une  proportion telle, que la solution ne     s'écotile     plus ait travers de ceux-ci. Il est donc néces  saire de les remplacer quand les plaques et  les, châssis sont enlevés.  



  Les cathodes sont faites de préférence en  acier spécial inoxydable, et les barres sont,       avanta-eusement,    recouvertes de plomb, tan  dis que les anodes. sont, de préférence, cons  tituées de<B>99</B> % de plomb et de<B>l</B> % d'argent  et percées de trous de     Taqon   <B>à</B> diminuer d'en  viron<B>-10</B> % leur surface. De telles anodes pro  duisent une quantité minimum de boues.  



  La     eiwe,    fonctionne, de     faqon    continue, et  les cathodes peuvent être retirées<B>à</B> intervalles  d'environ 24 heures et plongées dans la     sola-          tion    usuelle -de bichromate de potassium ou  de sodium, pour prévenir l'oxydation du     man-          (ranèse;    elles sont ensuite lavées par     ruisselle-          1     ment dans une cuve et séchées<B>à</B> l'air.  



  Le manganèse déposé est détaché des pla  quas cathodiques de la manière habituelle avec  récupération de pratiquement tout le métal.  



  <B>A</B> titre d'exemple, on a donné ci-dessous  les     caractéristique,%    dune cuve et d'un pro  cédé selon l'invention:  Anodes:<B>99</B> %     Pb,   <B>1</B> %     Ag;     dimensions:<B>381</B> X<B>813</B> X<B>6</B> mm (environ);  vides: 40<B>0/a</B> -de la     7arface;   <B>28</B> anodes par  cuve.  



       Cathode%:    Acier inoxydable, contenant envi  ron<B>1-7</B> '/o de chrome,<B>8 à,</B> 12 % de nickel  et 2<B>à</B> 4 % de     molybdène;     dimensions- 457 X 914 X<B>1.,6</B> mm (envi  ron);<B>27</B> cathodes par cuve.  



  Densité de courant anodique: environ<B>9 à 10</B>  ampères par     dm2.     



  Voltage aux bornes de     lacuve:   <B>5,0 à 5,3</B> volts.    Solution fraîche d'électrolyte: Mn: 34<B>à 36 g</B>  par litre.  



  <B>135 à</B> 140<B>g</B> par litre.       SO.:   <B>0,15 g</B> par litre.  



  Solution cathodique: Mn:<B>8 à<I>10</I> g</B> par litre.       (NH-1)21SO4:   <B>155 g</B> par litre     (calculé-   <B>à</B>  partir     du    dosage de la teneur en ammo  niaque).  



       802:   <B>0,10</B> g     parlitre.     



  Solution anodique: Mn:<B>8 à<I>10</I> g</B> par litre.       (NH4)2SO4:   <B>135 à</B> 140<B>g</B> par litre.       II#SO,j.    43<B>à 50 g</B> par litre.  



       Diaphragine:    toile de<B>600 g</B> par M2.  Durée de l'électrolyse: 24 heures.  



  Mn déposé par cathode: 4,5<B>à</B> 5,4<B>kg.</B>  Rendement en courant..<B>60 à 65</B> %.

Claims (1)

1. REVENDICATION<B>1:</B> Procédé d'éiectrolyse dune solution d'un électrolyte, dans une cuve<B>à</B> électrodes multi ples, dont toutes les cathodes sont disposées dans un compartiment commun et les anodes séparées individuellement des cathodes par des diaphragmes, caractérisé par l'alimenta tion continue du edmpartiment, cathodique avec une solution fraîche #d'électrolyte, circu lant en contact direct avec toutes les catho des, par l'évacuation de la solution anodique etdes boues anodiques par gravité, depuis les compartiments anodiques individuels juisqu'à une chambre<B>à</B> boues commune, et par la, vi dange constante de la,

   solution épuisée de la dite chambre<B>à</B> une vitesse sensiblement égale <B>à</B> celle, de l'arrivée de la solution fraîche dans le compartiment cathodique, de<B>f</B>açon<B>à</B> main tenir<B>à</B> peu prèr,# constant, le niveau de, la sol-a- tion cathodique. SOUS-REVENDICATIONS: <B>1.</B> Procédé suivant la revendication I, ca ractérisé par le fait que les boues anodiques qui s'accumulent dans la chambre<B>à</B> boues sont évacuées périodiquement. 2.

   Procédé suivant la revendication<B>1,</B> c & ractérisé par le fait que la solution anodiquE épuisée s'écoule par gravité. <B>3.</B> Procédé suivant la revendication I, ca ractérisé par le fait que les boue,-, anodique5 sont évacuées de tous les compartiments ano- cliques. de facon continue.

   <B>REVENDICATION Il:</B> Clive délectrolyse <B>polir</B> la illise en #uvre du procédé selon la revendication,<B>1,</B> earaeté- risée par le fait qu'elle comprend un bac for- niant le compartiment cathodique, une cou- duite unique pour amener la solution frai- che dans le compartiment eathodique, des cathodes et des anodes suspendues dans ledit bac,

   des diaphragmes séparant individuelle ment les anodes du -compartiment eathodiqueî une chambre<B>à</B> boues, disposée dans le fond du bac, communiquant avec chacun des coin- partiments anodiques et destinée à recueillir les boites anodiques qui se déposent, et Liii. conduit d'écoulement pour la solution anodi que épuisée, connecté<B>à</B> ladite :chambre. SOUS-REVENDICATIONS: 4.

   Cuve suivant la revendication<B>11,</B> earac- térisée par le fait que les anodes sont main- tenue.,; dans d & , (lui supportent les diaphragme,, et forment, avec ceux-ci des coin- partinients anodiques, dont l'extrémité infé- iieure ce onveile. <B>5.</B> Cuve suivant lit revendieatiou <B>11</B> et la .S()Ills-llevelldieati,#)

   ii 4# caractérisée par le fait que le bac comporte un double fond qui pré sente de-; ouvertures communiquant avec les extrémités inférieures ouvertes des eonipartî- inents anodiques et forme, la chambre<B>à</B> boites.

   <B>6.</B> Ctive suivant lit revendieation <B>Il</B> et -la -ilevelidie#itioii 4. earaetérisée par le fait que les diaphragmes de#,, châssis anodique-, sont formés de toile à voile. <B>7.</B> Cuve suivant la revendication<B>11,</B> carac térisée par le fait que<B>Je</B> conduit d'écoulement relié<B>à</B> la eliainibre <B>à</B> boites reinontè jusqu'au- dessus du niveau de la solution anodique.

   <B>8.</B> Cuve suivant la revendication<B>11,</B> carae- térisée par le fait qu'un conduit d'écoulement des boites ce relié ait fond de la chambre<B>à</B> boites.