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" Procédé pour la préparation d'agrégats de plomb de haute po- rosité" ayant fait l'objet d'une demande de brevet déposée en Allemagne le 7 mai 1926.
La demanderesse a trouvé qu'on peut obtenir des plaques de plomb de haute activité et très poreuses se prêtant non seu- lement à la fabrication d'accumulateurs mais aussi à une grande variété d'autres usages nouveaux, en alliant d'abord du plomb avec un métal des alcalis, par exemple le sodium, le potassium, ou avec un métal alcalino-terreux ,tel que le calcium, le baryum, le strontium ou avec des mélanges dédits métaux ou de métaux
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semblables, par exemple le zinc, tels qu'on peut facilement réé- liminer de l'alliage par un dissolvant approprié qui n'atta- ,que pas le plomb ,par exemple par de l'eau,par de l'acide sulfurique,par de l'acide hydrochlorique ou par un alcool ,etc. et en enlevant ensuite à ces alliages la plupart des métaux alliés avec le plomb.
On a fait la constatation surprenante que les alliages en question lorsqu'on en enlève les composants actifs,ne se transforment pas en corps spongieux ou en poudre, comme il est dit dans la litérature (comp. Sack , Zeitsohrift
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fur organ.Chemie, tome 34 ,page 286-552 ; joanis,comptes Rendus 114,page 585 et Caron ,ânnalen der der Uhemie ,tome 111, page 1&59 ) et que les plaques de plomb obtenues par exemple par le procédé décrit plus haut, constituent un squelette de plomb cohérent plein de pores minimes ou plus grands, ce qui permet de les employer dans une mesure tout à fait imprévue pour divers usages techniques.
On peut utiliser les aggrégats préparés de la manière indiquée plus haut non seulement dans la fabrication de plaques pour accumulateurs de haute capacité,mais aussi, et cela très avantageusement, comme moyen de filtration. On a en effet con-
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beaucoup staté que les corps de plomb en question son upérieurs à l'égard de leur stabilité et de la minceur/de couches, aux pierres à filtrer employées largement pour usages techniques.
On a fait en outre l'observation que des précipités finement divisés , qu'on ne pouvait jusqu' à présent filtrer du tout sur des pierres,se laissent très facilement filtrer à travers les nouveaux agrégats poreux.Il est possible par exemple de filtrer du sulfate de baryum récemment précipité,sans obturer les pores.On peut aussi facilement ôter les précipités et la surface du filtre conserve son activité pour être employée ultérieurement ce qui n'était pas le cas jusqu'à présent ou bien seulement quand il s'agissait de gros précipités..
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Les nouveaux agrégat s, si l'on les emploie pour la filtrat ion, présentent sur les pierres à filtrer l'avantage qu'ils res- tent très stables quand on ôte les précipités et que les agrégats de plomb,s'ils sont formés de plusieurs composants, peuvent être facilement soudés aux points de contact avec du plomb, ce qui permet de les rendre tout à fait étanches ce qui n'est pas toujours possible avec les filtres à pierres com- posés..
La présente invention est de haute importance surtout par le fait qu'en remplaçant une couche des agrégats en ques- tion devenue défectueuse et inutile par usage prolongé,la ma - tière n'est pas perdue de qui est souvent le cas avec les couches en pierres couteuses, et que la masse en la fondant peut être de nouveau utilisée directement pour la préparation de nouveaux agrégats. Il est aussi connu qu'on'ne peut employer les couches en pierres que pour des précipités acides ou alca- lins ce qui n'est pas le cas au même dégré pour les nouveaux agrégats de plomb.
Les pores extrêmement fines que les nouveaux agrégats possèdent permettent d'utiliser ces agrégats à la place de char- bon actif ou de "gel" de silice pour l'absorption de gaz et de vapeurs. La présente invention offre de bonnes chances techni- ques,car elle permet d'employer des agrégats de plomb cohérents et de haute -porosité pour la production par absorption de gaz résiduels ou de vapeurs et pour la récupération de ces corps en les chassant des adsorbants au moyen d'un courant électrique.
On peut aussi employer les agrégats en question dans l'osmose de liquides. Il est vrai que dans le brevet allemand n 86.459 et dans le brevet américain n 587.829 il est déjà décrit la préparation d'électrodes spongieuses destinées à la fabrication d'éléments primaires et secondaires par un procédé spécial de décomposition, différentdu présent procédé, en partant de mé- taux alcalins ou alcalino-terreux et de plomb,mais les électrodes
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spongieuses ainsi préparées pour ledit usage particulier n'ont trouvé aucun emploi technique.
par contre les électrodes prépa- rées d'après le présent procédé possèdent une capacité addition- nelle de 80% et au dessus en comparaison avec les accumulateurs usuels,calculée sur le poids total.
Exemples.
1. On introduit 10 parties en poids de sodium dans 100 par- ties de plomb fondu, autant que possible à l'abri de l'air et en remuant bien après quoi on remue encore pendant peu de temps jusqu'à ce que la masse soit devenue homogène ; on coule ensuite l'alliage liquide dans des moules et on laisse refroi- dir. Les plaques sont lixiviées à froid(plus rapidement à chaud) par de l'eau au moyen du"procédé à contre-courant" ,le sodium étant récupéré sous forme de NaOH. Le plomb reste comme une plaque stable,poreuse et cohérente. On obtient le même résultat si la masse contient un pourcentage plus élevé de sodium (par ex. 16-17 pour cent en poids). On ne peut observer pulvérisation du plomb qu'à un. degré très faible et au commencement de l'opé- ration,même si l'on travaille peu soigneusement.
2. On fait fondre ensemble 10 parties en poids de sodium et 100 parties de plomb .autant que possible à l'abri de l'air,on remue ensuite bien la masse fondue,on la coule dans des meules et après refroidissement on la traite par de l'acide sulfurique dilué. Au commencement il y a un. développement tumultueux d'hydrogène qui perd bientôt de son intensité et la décomposi- tion procède ensuite lentement. Cette décomposition peut être accélérée par chauffage. On peut récupérer des eaux mères du sulfate de sodium(sel Glauber).
3. On fond ensemble 5 parties en poids de zinc et 100 par- ties en poids de plomb ; on remue encore la masse fondue pen- dant quelque temps et on chauffe le tout jusqu'à ce que la mas- se soit homogène. On traite l'alliage ultérieurement comme il est indiqué dans l'exemple 2. Les eaux mères contiennent le zinc
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sous forme de sulfate de zine.
4 plâtre plaques composées d'un alliage de plomb et de sodium ( de dimensions 105 x 105 x 6 mm. ) contenant 20 pour cent en poids de sodium sont placées dans 15 litres d'alcool à 96 %, après 24 heures l'alcool est renouvelé additionné de 10% d'eau ,s'il y a lieu . Après 48 heures de plus,la dé- composition est essentiellement complète de sorte que la par- tie de sodium alcoolique qui reste encore peut être lixiviée à l'eau jusqu'à neutralisation. Pour modérer la réaction quand . il s'agit de décomposer un alliage de plomb et de sodium con- tenant un pourcentage plus élevé de sodium (par ex. 26 pour cent en poids de sodium) , il est utile d'additionner l'alcool d'un agent indifférent,par ex. du benzène, du ligroine,etc.
Au lieu d'alcool éthylique on peut avec le même avantage , employer l'alcool méthylique ,l'alcool propylique et leurs homologues supérieurs et également des alcools contenant plusieurs groupes hydroxyle.
Selon l'usage auquel les agrégats de plomb sont destinés on peut varier la quantité du métal d'alliage à extraire sub- séquemment par dissolution. En opérant d'après les méthodes indiquées dans les exemples précédente on obtient des plaques cohérentes.
En augmentant conformément la quantité du métal d'alliage à extraire subséquemment par dissolutionOn peut également ob- tenir des agrégats métalliques incohérents qui peuvent être utilisés avantageusement en remplacement du charbon actif.
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"Process for the preparation of high-porosity lead aggregates" which was the subject of a patent application filed in Germany on May 7, 1926.
The Applicant has found that it is possible to obtain lead plates of high activity and very porous which lend themselves not only to the manufacture of accumulators but also to a wide variety of other new uses, by first combining lead. with an alkali metal, for example sodium, potassium, or with an alkaline earth metal, such as calcium, barium, strontium or with mixtures of said metals or metals
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similar, for example zinc, such that one can easily remove from the alloy by a suitable solvent which does not attack lead, for example by water, by sulfuric acid, with hydrochloric acid or with an alcohol, etc. and then removing from these alloys most of the metals alloyed with lead.
It has been surprisingly observed that the alloys in question when the active components are removed, do not turn into spongy bodies or powder, as it is said in the literature (comp. Sack, Zeitsohrift
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fur organ. Chemie, volume 34, page 286-552; joanis, Comptes Rendus 114, page 585 and Caron, ânnalen der der Uhemie, volume 111, page 1 & 59) and that the lead plates obtained for example by the process described above, constitute a coherent lead skeleton full of minimal or more pores large, which makes it possible to employ them to an entirely unforeseen extent for various technical purposes.
The aggregates prepared in the manner indicated above can be used not only in the manufacture of plates for high capacity accumulators, but also, and very advantageously, as a means of filtration. We have indeed con-
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It has been widely held that the lead bodies in question are superior in stability and thinness / layering than filter stones widely used for technical purposes.
It has also been observed that finely divided precipitates, which until now could not be filtered at all on stones, are very easily filtered through the new porous aggregates. It is possible, for example, to filter recently precipitated barium sulphate, without blocking the pores. The precipitates can also be easily removed and the filter surface retains its activity to be used later which was not the case until now or only when it was big precipitates.
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The new aggregates, if used for filtrat ion, have the advantage over the stones to be filtered that they remain very stable when the precipitates are removed and that the lead aggregates, if they are formed of several components, can be easily soldered at the contact points with lead, which makes it possible to make them completely watertight, which is not always possible with composite stone filters.
The present invention is of great importance especially in that by replacing a layer of the aggregates in question which has become defective and useless with prolonged use, the material is not lost, which is often the case with the layers in question. expensive stones, and that the mass by melting it can again be used directly for the preparation of new aggregates. It is also known that stone layers can only be used for acidic or alkaline precipitates, which is not the case to the same degree for the new aggregates of lead.
The extremely fine pores that the new aggregates possess allow these aggregates to be used in place of activated carbon or silica "gel" for the absorption of gases and vapors. The present invention offers good technical chances, since it allows the use of coherent and high-porosity aggregates of lead for the production by absorption of residual gases or vapors and for the recovery of these bodies by expelling them from the adsorbents. by means of an electric current.
The aggregates in question can also be used in the osmosis of liquids. It is true that in German Patent No. 86,459 and in US Patent No. 587,829 it is already described the preparation of spongy electrodes intended for the manufacture of primary and secondary elements by a special decomposition process, different from the present process, starting from alkali metal or alkaline earth metal and lead, but the electrodes
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spongies thus prepared for said particular use have not found any technical use.
on the other hand, the electrodes prepared according to the present process have an additional capacity of 80% and above in comparison with the usual accumulators, calculated on the total weight.
Examples.
1. 10 parts by weight of sodium are introduced into 100 parts of molten lead, as far as possible in the absence of air and stirring well after which it is further stirred for a short time until the mass has become homogeneous; the liquid alloy is then poured into molds and allowed to cool. The plates are cold leached (more quickly hot) with water by means of the "countercurrent process", the sodium being recovered in the form of NaOH. Lead remains as a stable, porous and cohesive plate. The same result is obtained if the mass contains a higher percentage of sodium (eg 16-17 percent by weight). Only one lead spray can be observed. very low degree and at the beginning of the operation, even if one does not work carefully.
2. 10 parts by weight of sodium and 100 parts of lead are melted together. As far as possible away from air, the melt is then stirred well, it is poured into millstones and after cooling it is treated. with dilute sulfuric acid. In the beginning there is one. tumultuous development of hydrogen which soon loses its intensity and decomposition then proceeds slowly. This decomposition can be accelerated by heating. Sodium sulphate mother liquors can be recovered (Glauber salt).
3. 5 parts by weight of zinc and 100 parts by weight of lead are melted together; the molten mass is stirred again for a while and the whole is heated until the mass is homogeneous. The alloy is subsequently treated as indicated in Example 2. The mother liquors contain zinc.
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as zine sulfate.
4 plaster plates composed of an alloy of lead and sodium (dimensions 105 x 105 x 6 mm.) Containing 20 percent by weight of sodium are placed in 15 liters of 96% alcohol, after 24 hours the alcohol is renewed with the addition of 10% water, if necessary. After another 48 hours the decomposition is essentially complete so that the portion of alcoholic sodium which still remains can be leached with water until neutralization. To moderate the reaction when. this is to decompose an alloy of lead and sodium containing a higher percentage of sodium (eg 26 percent by weight sodium), it is useful to add alcohol of an indifferent agent, eg. benzene, ligroin, etc.
Instead of ethyl alcohol it is possible with the same advantage to employ methyl alcohol, propyl alcohol and their higher counterparts and also alcohols containing more than one hydroxyl group.
Depending on the use for which the aggregates of lead are intended, the quantity of the alloying metal to be extracted subsequently by dissolution can be varied. By operating according to the methods indicated in the previous examples, coherent plaques are obtained.
By correspondingly increasing the amount of alloying metal to be subsequently dissolved out, one can also obtain inconsistent metal aggregates which can be advantageously used as a replacement for activated carbon.