CH109526A - Procédé pour obtenir de l'aluminium d'une grande pureté et cuve pour la réalisation de ce procédé. - Google Patents

Procédé pour obtenir de l'aluminium d'une grande pureté et cuve pour la réalisation de ce procédé.

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CH109526A
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  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

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  Procédé pour obtenir de l'aluminium d'une grande pureté et cuve pour la réalisation  de ce procédé.    La, présente     invention    est relative à un  procédé pour obtenir de l'aluminium d'une  grande pureté par traitement électrolytique  d'un alliage d'aluminium, et à une cuve pour  la     réalisation    de ce procédé. L'invention per  met pratiquement d'obtenir un métal d'un  degré aussi élevé de     pureté    qu'on le désire.  Plusieurs procédés ont déjà été proposés jus  qu'ici pour obtenir un tel résultat, mais on  sait qu'aucun de ces procédés n'a permis de  travailler dans des conditions industrielles.

         4vec    le procédé     -selon    l'invention,     il    a été  produit dans des conditions industrielles et  à bas pria, un métal dont la teneur en alu  minium métallique     atteint:    99,98 %.  



  Dans     le@procédé    faisant l'objet de l'inven  tion, on électrolyse un bain fondu avec,  Pomme .anode, un alliage fondu     d'ialuminium,     composé de telle façon qu'il reste     fluide        au-          dessous    d'une température pouvant altérer le  bain d'une manière     appréciable,    l'aluminium       extrait    de l'anode par électrolyse étant dé  posé à l'état fondu sur une cathode en alu-    minium également fondu en contact avec le  bain précité, de .l'aluminium fondu raffiné  étant périodiquement éloigné.

       L'électrolyte     est     avantageusement    formé d'un ou plusieurs  fluorures, avec ou sans addition de chlo  rures. On se servira le mieux, comme anode,  d'un alliage qui, à la, température de travail,  est suffisamment mobile pour     permettre    à  l'aluminium qu'il contient de remplacer con  tinuellement, à la surface de     l'alliage-anode,     l'aluminium     extrait    de ladite .anode par élec  trolyse.

   S'il n'en était pas ainsi, les impure  tés contenues dans l'alliage pourraient se dis  soudre dans l'électrolyte et se déposer à la  cathode en quantité suffisante pour troubler  sérieusement la pureté du métal affiné.     Il     est en outre avantageux de provoquer pen  dant l'électrolyse des réactions secondaires  par l'effet desquelles les impuretés dissoutes  de l'alliage-anode sont précipitées à nouveau  sur ladite anode, tandis que celles qui se dé  posent sur la. cathode sont dissoutes à nou  veau clans le bain; on peut par     exemple    ob-      tenir ce résultat en produisant une circulation  énergique du bain baignant les surfaces     @    de  l'anode et de la cathode et des métaux en fu  sion formant ces dernières.

   Il est bon, en  outre, de maintenir une. certaine proportion  minimum d'aluminium     dans    l'allia     oe-aiiode     par exemple en enlevant une quantité plus  ou moins brande     dudit    alliage et en la rem  plaçant par une quantité     correspondante    d'al  liage frais; cette opération a pour effet,       d'assurer    l'action dissolvante sélective du  bain sur l'aluminium.  



  D'une manière générale, le bain ou élec  trolyte utilisé doit être capable, dans les con  dition; normales,     d'a.gir    sélectivement par  rapport à l'aluminium, de telle manière que  celui-ci puisse être dissous de     l'alliage-anode     à l'exclusion, d'une manière pratiquement  complète. des autres substances contenues  dans ledit alliage. Cette importante propriété  appartient, à un degré très élevé, aux     édectro-          lytes    à base de     fluorures    déjà cités et dont       i;    est parlé plus loin.  



  Dans un procédé de production de l'alu  minium extrêmement employé. procédé dans  lequel l'aluminium est obtenu par réduction  de son oxyde. on utilise un bain ou électro  lyte de cryolite, mais,     dans    le procédé qui est  décrit ici et dans lequel il est préférable de  faire flotter le métal affiné sur l'électrolyte,  un tel bain. bien qu'il convienne à. d'autres       points    de vue, ne peut pas être utilisé seul  pour le but poursuivi parce qu'il est, à l'état  clé fusion, plus léger que l'aluminium; il per  mettrait donc à ce dernier de tomber .au fond  de     la    cuve.

   D'autres sels peuvent être ajou  tés au bain pour lui donner la densité voulue,  mais une telle addition donne lieu à des dif  ficultés de natures très diverses entraînant  l'impossibilité de produire du métal pur. Un  résultat satisfaisant peut être obtenu et l'on  peut réaliser un bain réunissant les qualités  cherchées     ,de    densité, clé fluidité, de stabilité  et de pouvoir dissolvant de l'alumine, de con  ductibilité. ainsi que la propriété de dissou  dre sélectivement et de déposer l'aluminium  pendant l'électrolyse, en ajoutant à.

       la,    cryo-    lite (ou de préférence à un mélange de     fluo-          rures        d'aluminium    et de sodium plus riche  en     fluorure    d'aluminium que la     cryolite)    des       fluorures    de métaux alcalino-terreux (ba  ryum, strontium, calcium et magnésium). Ces       métaux    sont moins     facilement.    précipités du       bain    que l'aluminium.

   Ces fluorures forment       ;avec    la     cryolite    des mélanges facilement fu  sibles, mais l'expérience montre que le     fluo-          rure    de magnésium a une action moins pro  noncée que les autres fluorures pour     augmen-          i:er    la, densité du bain. Un tel bain ne donne  pas lieu à des pertes     appréciables    -de fluo  rure d'aluminium par     volatilisation    à la tem  pérature (le travail. La.     conductibilité    élec  trique et le pouvoir (le dissolution de l'alu  mine d'un tel bain sont également     bons.     



  La densité de l'aluminium à, 99,75 pour  cent de pureté     est    d'environ 2,29     grammes     par centimètre cube à la. température de  1000   C.<B>A</B> cette température, la, densité de  la cryolite fondue est d'environ 2,10 grammes  par centimètre cube. Pour augmenter la, den  sité de la,     cryolite,    de telle manière que l'alu  minium à. 99,75 pour cent de     pureté        flotte     sur elle à. la. température indiquée, on peut  ajouter environ ?0 parties de     fluorure    de     b@a-          ryum    à 80 parties de cryolite.

   Si l'on utili  sait le fluorure clé calcium, il faudrait envi  ron 40 parties de cette substance pour 60 par  ties -de cryolite. Tandis due le mélange pré  cité de cryolite et de fluorure de baryum est  complètement fluide aux températures supé  rieures à 965   C, les mélanges de fluorure de  calcium et de     cryolite    contenant environ 40  pour cent ou davantage en poids du premier  corps, doivent être portés à     tune    température  supérieure à 1000   C pour rester fluides.  Cela.     conduirait    à donner à. la température de  travail du bain une valeur indésirable et im  possible à. réaliser souvent dans la pratique.

    D'autre part, des mélanges de     cryolite    et d'un  ou     plusieurs    fluorures clé métaux     alcalino-          terreux    ayant     cleq    poids atomiques supérieurs  à 80 conviennent en     grénéra.l;    toutefois, le  radium doit être exclu pour des raisons évi  dente. Des mélanges clé cryolite et de     fluo-          rure    de baryum renfermant entre 20 et 60      pour cent en poids de ce dernier corps sont  aisément fusibles à des températures infé  rieures à<B>1000</B>   C et ont, à l'état de fusion,  des densités comprises entre environ 2,88 et  3,15 grammes par centimètre cube à<B>1000</B>   C.

    Même le plus dense de ces mélanges est en  core suffisamment léger pour flotter sur l'un  quelconque des nombreux alliages d'alumi  nium fondus qui conviennent pour être utili  sés comme anodes dans l'affinage électroly  tique de l'aluminium.  



  Un mélange fondu de cryolite et de     fluo-          rure    de strontium contenant entre     environ:    20  pour cent et 60 pour cent de .ce     dernier    corps  a une densité comprise entre les limites qui  conviennent. pour le but poursuivi,     mais    de  tels mélanges, lorsqu'ils contiennent plus de  40 pour cent de fluorure de strontium envi  ron sont en général     moins    facilement fusibles  que les mélanges contenant des quantités cor  respond antes de fluorure de baryum.  



  Un électrolyte -ou bain que l'on peut uti  liser avantageusement. dans le présent procédé  contient du     fluorure    d'aluminium .avec addi  tion d'un ou plusieurs fluorures de métaux  plus électropositifs que l'aluminium. Le bain  a de préférence la composition suivante:

    
EMI0003.0008     
  
    Fluorure <SEP> d'aluminium <SEP> 25 <SEP> à <SEP> 30
<tb>  Fluorure <SEP> de <SEP> baryum <SEP> 30 <SEP> à <SEP> 38 <SEP> %
<tb>  Fluorure <SEP> -de <SEP> sodium <SEP> 25 <SEP> à <SEP> 80
<tb>  Alumine <SEP> 0,5 <SEP> â. <SEP> 8
<tb>  Fluorure <SEP> de <SEP> calcium <SEP> et <SEP> de <SEP> magné  sium <SEP> existant <SEP> à <SEP> l'état <SEP> d'impuretés
<tb>  inévitables, <SEP> environ <SEP> 2       L'addition de fluorures d'autres métaux  alcalins ou alcalino-terreux peut être permise,  mais la présence d'anions halogènes autres  que ceux de fluor n'est. pas désirable et elle  doit être évitée à tout prix si l'on désire ob  tenir de l'aluminium à un très grand     degré     de pureté.

   D'autre part, la présence d'anions  d'oxygène n'est habituellement pas nuisible  et, par suite, l'alumine peut être un consti  tuant du bain. Dans certains cas l'alumine  est un constituant désirable mais non, en gé  néral, en quantité suffisante pour saturer le       m        élance.        e.       Lorsqu'on travaille avec un bain du type  qui vient d'être indiqué, on a observé qu'il       ss    fait un dépôt considérable de sodium mé  tallique sur la cathode et que ce sodium, qui  est à l'état de vapeur, passe vers     le    haut à  travers la cathode d'aluminium à l'état de  fusion et     s'accumule    dans la     croîlte    qui se  forme au-dessus;

   en ce point, ce sodium  donne lieu à des difficultés     dans        l'étaIlisse-          ment    des -connexions avec les conducteurs  dans lesquels passe le courant à partir du  métal formant la cathode. Les tiges de subs  tance charbonneuse- utilisées pour conduire le  courant à partir de la couche flottante d'alu  minium sont attaquées et éventuellement dé  sagrégées par le sodium;

   cette     difficulté    peut  être atténuée, sans modifier d'une manière  appréciable la densité du bain fendu, en  augmentant la, proportion de fluorure     d'-alu-          minium    par rapport au fluorure de sodium,  bien qu'une telle     augmentation    ait pour effet  d'élever d'une manière appréciable la, résis  tance électrique du bain. .  



  L'addition de chlorure de baryum aug  mente la densité du bain, mais moins rapide  ment que ne le fait l'addition de fluorure de  calcium, de strontium ou de     baryum.    Toute  fois, un bain composé de 40 pour cent de  chlorure de baryum et de 60 pour cent de       cryolite    a une densité telle qu'à<B>1000'</B> C, de  l'aluminium à<B>99,75</B> pour cent     ale    pureté  flotte tout juste sur lui, mais si la tempéra  ture est portée .à<B>1050'</B> C, sa .densité ,diminue  dans une mesure telle que le bain devient  plus léger que l'aluminium;     ce,dernier    tombe  alors au fond.

   Pour     obtenir    une densité d'en  viron 2,48 à     .1000      C, ce qui     .donnerait    une  différence de     densité    d'environ 0,19 entre le  bain et l'aluminium à 1000   C, et une,diffé  rence d'environ<B>0,17</B> à<B>1050'</B> C, il .serait né  cessaire     d'utiliser    un mélange d'environ 60       parties    de     chlorure    de     baryum    et de 40 par  ties de cryolite.  



  Les points de     solidification    de ces mé  langes sont avantageusement bas,     mais;    ils  ont l'inconvénient de produire une quantité  excessive de fumée à     cles        températures    voi-           sincs    de<B>1000</B>       C    et d'être de mauvais dissol  vants d     e    l'alumine. C'est ainsi. que le bain       ci-de.ssus    mentionné renfermant 60 pour cent  de chlorure de     baryum    ne peut dissoudre       qu'environ    1 pour cent d'alumine.

   D'autre       ?-aec.        tin    bain     contenant    de la.     cryolite    et     60     pour cent: de fluorure de     baiTum    (à la place       du        eblorure)    dissout de 4 à à pour cent d'a  lumine. Un bain semblable contenant 40 pour  cent     de    fluorure de baryum, bain     qui    aurait       mi    poids spécifique     d'environ        2,73,    dissoudra  de 8 à 9 pour cent d'alumine à.     1000      C.

   De       (#leetrolytes    de ce type sont, d'autre part,       avatitageuz.    pour les raisons suivantes:  L'alumine     devient    plus soluble dans un       bain    de     cryolite    lorsqu'on élève     fia    tempéra  ture, mai: si l'on ajoute de l'alumine ,jusqu'à.

    ce que le bain soit saturé, on observe qu'une  petite chute de température détermine la. pré  cipitation d'une certaine     quantité    d'alumine       s(pus    forme de corindon ou sous une forme       analo-me.    ce précipité entraînant avec lui  nié     caniquement        uni,    quantité plus ou moins       ,,rand(-    Île bain.

   Dans une cuve en action, la       partie    du     bain        avoisinant    les parois, ainsi       que    la partie formant la croûte supérieure oit       j-r--nant    en. contact avec elle, sont à une     lem-          '(érature    nettement inférieure à,     celle    de la  partie principale du bain;

   par suite, si l'on  introduit une     quantité        suffisante    d'alumine  pour saturer cette     partie    principale du bain,       lr#s        courant:    qui     s'étal@li#sent    naturellement       r',ans    ce dernier     détermineront    un dépôt     gr@i-          duel    d'une partie     de.    l'alumine sur les parois,

         rIF.    la     cuve    sous la forme d'une     croûte    qui     s'é-          pais.sit.    Le travail effectué     pratiquement    avec       un    tel bain a montré due, lorsque l'alumine       cristallisé    une     première    fois     sous        cette     forme, il est extrêmement difficile de le     re-          dissourtre    (la     lis    le bain.

   Une certaine quan  tité     de        cette    croûte est utile, à l'intérieur de  la.     cuve,    pour en     assurer    l'isolement     thermique     et électrique;

   mais     -polir    empêcher la forma=       tion    d'une quantité excessive de ces dépôts,  qui,     sans    cela, finiraient par remplir     gra-          r?uellement    la     cuve    et par gêner le travail, il  est important de maintenir la. teneur en alu  mine à une valeur     inférieure    à     eclle    qui cor-  
EMI0004.0079     
  
    responil <SEP> à. <SEP> la, <SEP> saturation. <SEP> Afin <SEP> de <SEP> maintenir
<tb>  cette <SEP> condition, <SEP> il <SEP> est, <SEP> par <SEP> suite, <SEP> désirable
<tb>  ilails <SEP> la.

   <SEP> praticlm- <SEP> de <SEP> donner <SEP> au <SEP> bain <SEP> le <SEP> pou  voir <SEP> de <SEP> dissoudre <SEP> une <SEP> quantité <SEP> considérable
<tb>  (l'alumine, <SEP> polir <SEP> permettre <SEP> les <SEP> variations <SEP> iné  vitables <SEP> qui <SEP> rE'sultent <SEP> des <SEP> conditions <SEP> de <SEP> tra  vail <SEP> , <SEP> l'une <SEP> quelconque <SEP> des <SEP> causes <SEP> ci-après <SEP> in  diquées <SEP> pouvant <SEP> agir <SEP> pour <SEP> ajouter <SEP> de <SEP> l'alu  mine <SEP> aux <SEP> bains:

  
<tb>  h'hydroly@@- <SEP> dit <SEP> fluorure <SEP> d'aluminium
<tb>  par <SEP> l'Humidité. <SEP> L'action <SEP> de <SEP> capillarité <SEP> fait
<tb>  monter, <SEP> d'une <SEP> iitaip.ière <SEP> continue. <SEP> une <SEP> certaine
<tb>  h.artie <SEP> du <SEP> bain <SEP> entre <SEP> hl. <SEP> couche <SEP> supérieure <SEP> du
<tb>  métal <SEP> et <SEP> la <SEP> paroi <SEP> dc- <SEP> la <SEP> .cttv@, <SEP> cette <SEP> partie <SEP> du
<tb>  bain <SEP> forni(# <SEP> uni- <SEP> ei'oitte <SEP> au-dessus <SEP> du <SEP> métal,
<tb>  croîtiv <SEP> qui <SEP> est <SEP> iiiitintenue <SEP> à <SEP> une <SEP> température
<tb>  élevage <SEP> et <SEP> qui <SEP> czzt <SEP> (exposée <SEP> à <SEP> l'air.

   <SEP> Le <SEP> bain <SEP> en
<tb>  exeE-s <SEP> qui <SEP> n <SEP> r- <SEP> pas <SEP> solidifié <SEP> pour <SEP> former
<tb>  cette <SEP> croûte <SEP> i-F#tnnibe <SEP> goutte <SEP> à <SEP> goutte <SEP> à <SEP> tra  vers <SEP> le <SEP> métal <SEP> <B>de</B> <SEP> temps <SEP> en <SEP> temps <SEP> et, <SEP> lorsque
<tb>  la <SEP> croîite <SEP> est <SEP> eVplae(e <SEP> ou <SEP> brisée, <SEP> des <SEP> fragments
<tb>  de <SEP> cette <SEP> croîtte <SEP> plongent <SEP> à. <SEP> travers <SEP> le <SEP> métal <SEP> et
<tb>  retournent <SEP> à <SEP> la <SEP> partie <SEP> principale <SEP> du <SEP> bain.

       
EMI0004.0080     
  
    B) <SEP> La <SEP> rc#acti@nl <SEP> de <SEP> l.'oxvde <SEP> de <SEP> sodium <SEP> (ou
<tb>  de <SEP> l'hvdratc@l <SEP> sm- <SEP> le <SEP> fluorure <SEP> d'aluminium.
<tb>  ITile <SEP> qu@lniitf: <SEP> plu: <SEP> ou <SEP> moins <SEP> --grande <SEP> de <SEP> so  dium <SEP> est <SEP> toujours <SEP> iptis@ <SEP> en <SEP> liberté <SEP> à <SEP> la <SEP> cathodo
<tb>  et <SEP> une <SEP> partie <SEP> (c# <SEP> cF <SEP> sodium <SEP> passe <SEP> à <SEP> travers <SEP> la
<tb>  couche <SEP> de <SEP> in  <SEP> al. <SEP> probablement <SEP> sous <SEP> forme <SEP> de
<tb>  valseur:, <SEP> et <SEP> attc-int <SEP> la:

   <SEP> croûte <SEP> supérieure <SEP> oit <SEP> ce
<tb>  omps <SEP> est <SEP> n#ï@-ili <SEP> par <SEP> le <SEP> contact <SEP> avec <SEP> l'air.
<tb>  C) <SEP> L'oxydati-jn <SEP> directe <SEP> de <SEP> la <SEP> couche <SEP> d'a  luininiuni <SEP> flouant <SEP> .sur <SEP> 1r- <SEP> bain <SEP> par <SEP> l'air <SEP> qui
<tb>  hé <SEP> nètrc <SEP> à <SEP> travei;

  @ <SEP> des <SEP> c-r.tquelures <SEP> de <SEP> la. <SEP> croûte
<tb>  snhérieure.
<tb>  <I>D) <SEP> L,,</I> <SEP> poi(s@ii@rI, <SEP> (Falinnine <SEP> (lui <SEP> existe <SEP> tou  Jouril@itp@ <SEP> tin <SEP> aicai@.r <SEP> fonctionnant <SEP> d'après <SEP> le
<tb>  Prcef#dé <SEP> Hall <SEP> pour <SEP> la <SEP> production <SEP> de <SEP> l'alumi  nium <SEP> se <SEP> dé <SEP> pose- <SEP> pur <SEP> la <SEP> croûte <SEP> de <SEP> la. <SEP> cuve <SEP> d'af  finage, <SEP> si <SEP> celle-ci <SEP> se <SEP> trouve <SEP> dans <SEP> le <SEP> même
<tb>  atelier.
<tb>  Il <SEP> 1:-s1:

   <SEP> tellf-inent <SEP> important. <SEP> d'éviter <SEP> la <SEP> sa  turation <SEP> dit <SEP> bain <SEP> due, <SEP> dans <SEP> l'industrie <SEP> (le <SEP> l'a  luminium <SEP> telle <SEP> qu'elle <SEP> est <SEP> réellement <SEP> prati  quée, <SEP> il <SEP> csi- <SEP> généralement <SEP> nécessaire <SEP> d'enlever
<tb>  d@, <SEP> l'aluniinc <SEP> de <SEP> 1,-mps <SEP> à <SEP> autre.         En général, on peut traiter tout     ailliage     d'aluminium ayant une     densité    supérieure à       celle    du bain ou     électrolyte    et conservant une  mobilité     satisfaisante    pendant le traitement.

    Lorsque     1a        densité    de l'alliage est trop faible,  on peut l'augmenter par addition d'un ou de  plusieurs métaux plus denses. Parmi les mé  taux qui peuvent être     utilisés    dans ce but,  on a     reconnu    que la préférence devait -être  donnée :au     cuivre.    Dans la pratique, la     tem-          pérature    de travail du bain préféré est com  prise entre 830 et<B>1100'</B> C approximative  ment, la     température        optimum,    étant d'en  viron 950   C.

   Un bain ayant la     :composition          précédemment    indiquée .a une densité com  prise entre 2,5 et 2,7 grammes par centi  mètre cube à la température d'environ  <B>9,50'</B> C. La présence d'environ 25 % -de  cuivre -donne un     alliage    qui, à la     température     de 950   C, a une densité d'environ 2,8. Cette  densité -est suffisamment supérieure .à :celle  du bain pour empêcher     l'alliage    de flotter et  pour que ledit alliage reste au fond.

   On peut       toutefois    utiliser une plus grande     proportion     de cuivre, pourvu que l'alliage .ait une     mo-          bilité        satisfaisante    à la limite supérieure de       température    permettant un travail facile,  c'est-à-dire à une température comprise entre  <B>1</B>050 et<B>1100'</B> C.  



  Le point de     solidification    du cuivre pur  est voisin de 1083   C, mais l'addition de 2  de silicium abaisse le point de solidification  à environ<B>1050'</B> C; un     .alliage    composé de  82 % de cuivre et de 18 % de silicium a. un  point de solidification     voisin    de 815   C. Des  additions supplémentaires de silicium ont  pour effet d'élever le point de     solidification     au-dessus de     cette    température     eutectique,     avec le résultat qu'un alliage de 31 % de si  licium :et 69 % de cuivre a un     point    de soli  dification d'environ<B>1050'</B> C.

   Le silicium  exerce une action     aussi        efficace    pour     .abaisser     le point de     solidification    d'un alliage de  cuivre et d'aluminium. Par exemple, le point  de solidification :d'un alliage d'aluminium :et  de cuivre ayant une composition correspon  dant à la formule     Cu'Al    (87,6 pour .cent de  cuivre et 12,4 pour :cent d'aluminium) -est    abaissé d'environ<B>1050'</B> C :à     environ   <B>030'</B> C  par addition de 5 pour     :cent    de     silicium    et à  environ     795'    C par     addition,de    10 pour cent  de silicium.

   La présence de silicium     dans          une    proportion     comprise    entre 2 pour cent et  32 pour cent de l'ensemble cuivre -     silicium     empêche par conséquent la     solidif#catioU    de  l'alliage à une température de 1000   C, ou  à une     température    plus élevée, et permet     ainsi     l'extraction de la totalité ou de la presque       totalité    de l'aluminium sans provoquer la     so-          lidification    de l'alliage résiduel à la.

   tempé  rature     indiquée.    La     présence    de fer et de       titans    ou d'un seul de ces métaux tend à éle  ver le -point de solidification, ce qui est, bien  entendu, .nuisible. Dies corps .autres que le  silicium peuvent être utilisés pour empêcher  la, solidification de l'alliage lorsque l'alumi  nium est extrait, mais on donne la préférence  au silicium et son prix peu élevé permet de  le jeter sous forme de scorie si     l'alliage    rési  duel est traité ultérieurement pour la récupé  ration du cuivre.

   D'autre part,     l'étain    ou  autre corps à point dé fusion bas miscible à  l'aluminium et au cuivre devrait être récu  péré au cours :du     traitement    .de récupération  du cuivre. Dans tous les cas, le     prix    de re  vient net du procédé se     trouverait    augmenté.  



  L'aluminium a. par lui-même la propriété  d'abaisser     lie    point de     solidification    du cuivre  et on     peut    profiter de :cette     particularité,    lors  que :cela est nécessaire ou     désirable,    en reti  rant l'alliage -de la cuve pendant qu'il con  tient .encore de l'aluminium.

   En -d'autres  termes, la quantité     d'aluminium    et la :quan  tité de silicium doivent être réglées par rap  port .aux autres constituants de telle manière  que     l'alliage-anode    reste mobile, à tout mo  ment, entre des     limites    de température de  travail telles qu'il n'en résulte aucune alté  ration nuisible du bain, par exemple par     vo-          latilisation    de l'un ou l'autre de     ses    consti  tuants. C'est ainsi que la teneur en     silicium,     lorsque l'aluminium a été extrait, ne doit pas  être inférieure à environ 2 pour .cent :de la  quantité totale de     cuivre-silicium;    mais si la.

    teneur en     silicium    n'est pas par elle-même  suffisante pour maintenir la mobilité voulue,      il pourra être     nécessaire    d'extraire     l'alliage     (ou d'en remplacer une partie par du métal  irais, ou bien d'ajouter du     silicium)    avant       que    tout     l'aluminium    ait été extrait.

   D'une       manière    générale, il doit y avoir     suffisam-          ment    de silicium pour maintenir     l'alliage    mo  bile à une température de 1000              C,    ou à une  température voisine, lorsque la teneur en  aluminium a été réduite dans la mesure vou  lue. Une teneur en silicium de 5 pour cent  Ut la quantité de     cuivre-silicium    est     habituel-          lement    suffisante pour le but poursuivi     pour          l'obtention    du résultat recherché, si la. teneur  en fer n'est pas supérieure à 5 pour cent en  viron.

   Il     est    bien entendu qu'il n'est pas né  cessaire dans tous les cas d'obtenir la fusion  complète de l'alliage. Dans des certaines cir  constances, la présence, en quantité limitée,  d'une substance à point de solidification  élevé, dans     l'alliage-anode,        n'est    pas     nuisible     tant -qu'elle ne réduit pas la mobilité de l'al  liage dans une mesure suffisante pour en       empêelier    la libre circulation et l'écoulement  facile.  



  Pour les raisons qui viennent d'être expo  sées, l'allia     be-anode    utilisé est de préférence  un alliage contenant du cuivre dans une pro  portion supérieure à 20 pour .cent, et     ,du    sili  cium dans une proportion comprise entre ? et       32    pour cent de la quantité totale de cuivre  plus silicium approximativement.

   L'une des  applications de la. présente invention est la  récupération de l'aluminium des alliages     alu-          minium-cuivre    produits par des procédés     élec-          tro-thermiques,    par exemple d'un alliage  ayant approximativement la composition sui  vante:

    
EMI0006.0029     
  
    Aluminium <SEP> <B>30%</B>
<tb>  Cuivre <SEP> 55 <SEP>  ô
<tb>  Silicium <SEP> 10
<tb>  Fer <SEP> moins <SEP> de <SEP> 5 <SEP>  io
<tb>  Titane <SEP> moins <SEP> de <SEP> 1       Un appareil convenant pour la mise en  ceux r e -de la présente invention est représenté,  à titre d'exemple seulement sur le dessin       annexé;    il est bien entendu que l'invention       n'est    pas limitée à ce mode de réalisation de  l'appareil.

      Sur ce     dessin:     La.     fig.    1 est     une    vue en plan de 1a. cuve;  Les     fig.    3 et 3 sont     îles    coupes transver  sales faites par 2-2     -et    3-3 de la.     fig.    1,  respectivement;

    Les fi-,. 4 et 5 sont des coupes     Ira.nsver-          sales    de détail faites par     .1-4    et 5-5,     res-          pectivement.        dt    la     fig.    1, ces coupes mon  trant les raccords     établis    pour la circulation       de    l'eau vers les chambres de refroidissement,  à partir de ces chambres et entre elles;

    La     fib.    6     est    une coupe transversale de  détail faite     par        6-6    de la     fig.    1 et montrant       1e    mode de connexion des électrodes supé  rieures aux barres omnibus     négatives;

       La     fib.    7 est une coupe     transversale    de  détail faite par le même plan que la     fig.    2  et montrant le mode de fixation des parties  supérieure et     inférieure    de la cuve, l'une à  l'autre, pour l'obtention d'une résistance mé  canique     suffisante    sans qu'il existe -de con  nexion électrique entre ces deux parties;  La fi,-.     F    est une coupe de détail mon  trant un dispositif     d'anode    qui convient pour  la     désoxy.dation    de l'électrolyte;

    La fi;. 9, enfin, est une coupe de détail  faite par le même plan que la     fig.    2 et mon  trant la croûte supérieure formée au-dessus  de la. cathode     constituée    par le métal, cette  croûte étant isolante de la chaleur.  



  Le cuve inférieure ou partie inférieure 10  de la.     .cuve    est faite de préférence en acier et  affecte la. forme d'un récipient cylindrique  avant un     diamètre    notablement     supérieur    à  la hauteur;

   à. sa     partie    supérieure (ou près  de     cette    partie)     cette    cuve est munie d'une  chambre de circulation ou de refroidissement  11 qui est de préférence obtenue en formant  sur le bord supérieur de cette partie de la  cuve un rebord 12 de largeur appropriée s'é  tendant vers l'extérieur, une bague évasée ou  conique     12a    étant soudée ou fixée de toute  autre manière     étanche    sur la. face inférieure  (lu rebord 12     ainsi    que sur le corps de la. cuve       @@    un niveau inférieur.  



  Au-dessus de la partie inférieure 10 de  la cuve est disposée une partie supérieure de      cuve<B>183</B> qui peut être faite également en acier  et qui comporte des parois creuses ména  geant une chambre supérieure de     circulation     d'eau 14. La.     surface    interne -de la partie su  périeure de la cuve s'évase de préférence       comme    l'indique le dessin. Pour assurer  l'isolement électrique des -deux     parties    de la  cuve, on peut interposer entre elles une ron  delle plate ou .garniture 15 faite en amiante  ou autre matière appropriée.  



  Afin ,de donner à la construction     une    ré  sistance mécanique suffisante, on peut réunir  l'une à l'autre les deux parties de la cuve  au moyen de goujons 16 disposés verticale  ment, traversant le rebord 12 et se fixant  dans des tampons 17 soudés sur le fond -de la  partie supérieure -de la cuve à l'intérieur de  la chambre -de     circulation    d'eau. Pour em  pêcher la connexion électrique, on peut gar  nir les trous du rebord 12 .dans lesquels pas  sent les goujons au moyen de douilles 18 et  de rondelles 19 isolantes.

   Lorsque l'installa  tion     comporte    une circulation d'eau, ce qui  a     généralement    lieu, les douilles et     les    ron  delles précitées ne sont pas soumises à une  température élevée; par suite, elles peuvent  être faites en toute substance isolante prati  quement quelconque qui .ne se ramollisse pas  à des températures inférieures à<B>100'</B> C et  qui puisse résister aux efforts     d'écrasement          exercé    par les goujons.  



  Des     raccards    appropriés pour la circula  tion d'eau peuvent être prévus;     pour-plus    de  simplicité et de commodité, ces     raccords    peu  vent être construits et organisés     @de        telle    ma  nière que     l@eau        s'écoule    à travers les deux  chambres successivement, de préférence à.  travers la chambre inférieure d'abord. A cet.

    effet, la chambre 11 peut être munie à sa  partie inférieure d'un     raccord    d'alimentation  20 relié par un tuyau 21 à une source appro  priée quelconque     -d'eau    non figurée et, à la  partie supérieure (pour empêcher la forma  tion de poches d'air) d'un     raccord    de sortie  22 relié par un tuyau 23 au raccord d'en  trée 24 par lequel l'eau provenant de la  chambre de circulation inférieure est intro-    duite à la partie inférieure de la chambre  de circulation supérieure.

   Cette dernière est  munie d'un raccord de     sortie    25     (disposé    à la  partie supérieure pour     empêcher    la formation  de poches d'air),     raccord    qui peut être     relié     par le conduit<B>'227</B> à un tuyau de décharge 26.

    Afin d'éviter les pertes d'électricité à la  terre, les tuyaux 21 et 27 peuvent être en  caoutchouc; le tuyau 28 peut également être  fait -de la même substance pour maintenir  l'isolement     électrique    des deux parties de la  cuve;     l'eau        utilisée    pour le refroidissement  quand les chambres sont réunies doit être       suffisamment    pure pour empêcher le passage  d'une .quantité appréciable de courant de  l'une des parties de la cuve à l'autre suivant  le     voltage    adopté pour le     travail.     



  Sur le fond -de la partie     inférieure    de la  cuve peut être placée une couche 28 d'une  substance isolante de la chaleur (par exem  ple bauxite     pulvérisée,        ,alumine,    magnésie ou  briques réfractaires) -dans le but de diminuer  ou. de réduire au minimum les pertes de -cha  leur à travers le fond de la cuve;

   sur cette  couche est placé un     revêtement    29 d'une ma  tière réfractaire     conductrice    de     l'électricité     (charbon de préférence)     @et    à la     partie    supé  rieure .de ce     revêtement    .est ménagée, de pré  férence, une cavité destinée à recevoir     l'al-          lia.ge    à traiter.

   Le revêtement constituant le  fond peut être formé dune     manière    commode  et satisfaisante en tassant dans la cuve mé  tallique un mélange de goudron, de brai et  de coke granulé ou pulvérisé, .ce travail étant  effectué à une température suffisamment  élevée pour rendre la masse plastique; la  cuve et son contenu sont ensuite placés dans  un four dans lequel la température est pro  gressivement élevée jusqu'à une valeur d'en  viron 600   C pour :cuire et solidifier la masse  charbonneuse.  



  Une bonne .connexion électrique peut être  assurée entre la     @e11ve    -métallique et .son re  vêtement au moyen de plaques     collectricas     métalliques 31 soudées sur la     surface    interne  de la cuve. de manière à     faire        corps    avec       celle-ci    tant -au point de     vue    électrique qu'au  point de vue mécanique.. Ces plaques, se pro-      longent à. l'intérieur du revêtement de fond  qui est moulé autour d'elles.

   Dans le plan  des plaques collectrices, la cuve peut être  munie extérieurement de tampons métalliques  de contact 32 soudés de préférence sur la. cuve  de manière à. faire corps avec     celle-.ci    au  point de vue électrique et au point de vue  mécanique; des barres omnibus en     @cu.ivre,    en  aluminium ou en tout autre métal approprié  peuvent être fortement serrées par (les bou  lons sur les tampons précités.

   Les     barras     omnibus peuvent affecter la forme de plaques       planes    allongées 33 entourant la. partie in  férieure de la cuve, les extrémités     desdites     plaques faisant saillie d'un côté de la, cuve  pour en permettre commodément la connexion  à l'une des bornes d'une source appropriée  (non figurée) d e courant continu. Pendant  l'affinage, ces barres     omnibus    sont reliées à  la. borne positive de la .source de courant, de  telle manière que le, courant pénètre dans la  cuve par la     partie    inférieure. Le revêtement  de fond en charbon 29 constitue ce qui, pour  la commodité de l'exposé, pourrait être ap  pelé l'électrode inférieure de la cuve.

   Tous  dispositifs commodes et appropriés (non     fi-          gturés)    peuvent être utilisés pour régler le  voltage et le     débit    du courant.  



  L'électrode supérieure est multiple; elle  est formée d'un certain nombre de barres 34  de graphite de fort diamètre et de faible lon  gueur,- disposées. verticalement et munies de  tiges 35 -de cuivre (ou d'un autre métal) qui  sont fixées ou vissées à la partie supérieure  de ces électrodes -de toute autre manière con  venable. Ces tiges métalliques servent. à sup  porter les cylindres de graphite et à conduire  le courant. allant à ces cylindres     -ou    partant  (lesdits     cylindres;    dans ce but, elles peuvent  être fixées de manière réglable et amovible  (par exemple au moyen     de,pinces    36) sur les  barres omnibus 37 s'étendant horizontale  ment au-dessus de la. cuve dans une direction  transversale.

   Pour faciliter l'accès aux élec  trodes, ainsi que pour en rendre plus aisés  le réglage, le remplacement, etc., on peut dis  poser les barres omnibus     ià,d-eux    ou plusieurs  niveaux différents, comme l'indique le des-    sin; elles peuvent .être     supportées    par un cer  tain nombre de montants 38     auxquels    elles  sont fixées de manière à former une char  pente rigide.

   Celle-ci peut. reposer sur la par  tie supérieure de la cuve, auquel cas il est  préférable qu'elle en soit isolée par tout  moyen approprié convenable (non figuré).     t1     proprement parler, la, couche d'aluminium  flottant     sur    le bain et la couche d'alliage se  trouvant sous le bain constituent respective  ment les électrodes supérieure et inférieure,  mai: ces couches     sont    désignées     i-ci    sous les  noms de cathode et d'anode et il semble     par          suite    admissible et commode de désigner les  cylindres de graphite et le     revêtement    infé  rieur en charbon (ou leurs équivalents) sous  le nom d'électrodes supérieure et inférieure.

    



  Le métal peut être extrait de la. partie       supérieure    de la cuve par une encoche ou  trou (le coulée 39, qui peut être obturé au  moyen de toute substance réfractaire appro  priée non susceptible de souiller le contenu  de la cuve avec lequel elle vient en contact.  Le métal. en fusion peut être extrait de la  partie inférieure de la. cuve par un trou de  coulée 40 qui est normalement maintenu  fermé par un bouchon de charbon de bois       compact    ou d'une autre matière appropriée.  



  Sur la surface interne de la     .cuve    est dis  posé un revêtement 45 situé     au-dessus    du re  vêtement en charbon 29 et recouvrant le joint       qui    existe entre les deux parties de la cuve  ci. atteignant le sommet. de la partie supé  rieure de la cuve ou passant même par dessus  ce sommet. Ce revêtement latéral doit être  fait en une substance capable d'assurer un  isolement thermique et électrique, afin de  réduire la, quantité de chaleur conduite aux  chambres de circulation d'eau et d'empêcher  l'écoulement du courant électrique autour  d'une partie quelconque du contenu de la  cuve soumis au traitement     électrolytique    ,dans  l'opération d'affinage.

   Le revêtement latéral ne  doit pas être chimiquement nuisible et il doit  être suffisamment réfractaire pour rester     al'é-          t.at    solide aux températures auxquelles il est  soumis pendant l'opération électrolytique. Un      tel revêtement est de préférence formé (le     la,     manière suivante:

   la matière destinée à cons  tituer le bain est fondue     électriquement    dans  le fond en :charbon de la cuve jusqu'à ce que  le joint situé entre les deux     parties    de la  cuve soit     recouvert;    un alliage ayant la com  position qui     convient    pour former l'anode  dans le procédé d'extraction de l'aluminium  est versé, à l'état fondu, dans la cuve en  quantité suffisante pour former une couche  ayant l'épaisseur voulue. Cet alliage étant  plus     dense    -que le bain il élève le niveau de  ce dernier.

   Une quantité plus     ,grande    de  substance constituant le bain est alors ajou  tée et l'opération de fusion est poursuivie  jusqu'à ce que la -cuve soit remplie au ni  veau voulu. Lorsque la croûte a été formée  par solidification,     .sur    les parois de la cuve  refroidies par la circulation d'eau à travers  les .chambres -de refroidissement, le courant  est coupé et une partie du bain fondu est  évacuée afin de laisser de la place pour une  couche d'aluminium à l'état de fusion, de  préférence l'aluminium le plus pur qu'il soit  possible d'obtenir; ce métal est versé sur la  partie supérieure de     l'électrolyte    ou bain  restant afin de servir de cathode:

   il est bien  entendu que le bain a une densité supérieure  à celle de l'aluminium de telle manière que  ce dernier puisse flotter sur lui. On a ainsi  formé dans la cuve (laquelle a été munie  d'un revêtement latéral offrant une grande  résistance au passage de l'électricité et de la  chaleur) une couche inférieure 46 d'alliage  contenant     -de    l'aluminium, une couche 47  d'électrolyte flottant sur l'alliage et une  couche supérieure 48 d'aluminium flottant  sur l'électrolyte, les électrodes supérieures  plongeant     dans    l'aluminium à     une,        profondeur     suffisante (25 à 50     millimètres,    par exem  ple) pour ,assurer un bon contact     électrique.     



  Le revêtement latéral ou croûte peut être  formé de toutes matières appropriées, pourvu  qu'elles ne puissent pas souiller de façon  appréciable     l'électrolyte    ou bain ultérieure  ment employé; ces matières doivent produire  une croûte ayant les     propriétés    isolantes  voulues (l'isolement doit être de     préférence       à la; fois thermique et électrique). Il a été  reconnu que la cryolite (fluorures d'alumi  nium et de sodium) avec addition d'une quan  tité relativement grande d'un fluorure à point       de    solidification élevé     (fluorure    de     calcium,     par exemple), donne une croûte qui se tient  bien.

   Dansa ce mélange, les proportions res  pectives de cryolite et de     spath-fluor    peuvent  être sensiblement égales.  



  Il est hautement désirable .d'assurer l'iso  lement électrique de la partie supérieure de  la cuve d'avec les     autres    parties' de     l'app-d-          reil.    En d'autres termes, la partie supérieure  de la cuve doit être neutre au point de vue       électrique.    Cela est     avantageux    pour diverses       raisons     Si la partie supérieure de la cuve devenait  électriquement positive, il se produirait des  pertes de     courant,    à partir de     cette    partie de  la cuve, à travers toutes les zones     conduc-          trices    pouvant exister dans le revêtement la  téral;

   le courant s'écoulerait ainsi directe  ment vers le métal supérieur; une quantité  plus ou moins grande de courant passerait       ainsi    en pure perte autour du bain ou élec  trolyte 'et il en     résulterait    une     diminution     de rendement de la cuve.

   Die plus, bien que  toutes les précautions soient prises pour ren  dre non conducteur le revêtement latéral  lorsqu'il est formé, il est souvent difficile de  l'empêcher d'être légèrement conducteur en  un ou plusieurs de ses     points.    Même si ces  derniers sont très faiblement conducteurs,  une     certaine    quantité de courant s'écoulera  du     métal    composant la partie supérieure de  la cuve, si cette partie est rendue positive,  et le passage de ce courant déterminera une       attaque    plus .ou moins prononcée de l'acier  dont est faite la cuve.     Cette    attaque.

   dété  riore la cuve et peut éventuellement amener  une pénétration de part en     part    de la cham  bre de     circulation.    D'autre part, l'affaiblis  sement graduel de la résistance de la croûte  se produit également si la     partie    supérieure  de la cuve se trouve connectée avec la     borne     négative ou devient, d'une autre manière,  négative, probablement à cause -du dépôt de  métal qui se produit le long des points par      lesquels ont lieu les fuites dues (apparem  ment) à une pénétration initiale de la. vapeur  de sodium dans la croûte et au remplacement  ultérieur résultant -du sodium par l'alumi  nium.  



  On a     reconnu    que le refroidissement le  la cuve par l'eau était préférable, mais le  refroidissement par l'air peut     également    être  pratiqué dans certains cas.  



  Comme     l'indique    le dessin, la partie su  périeure de la cuve est, de préférence, évasée.  On a reconnu que cette forme était particu  lièrement avantageuse pour de nombreuses  raisons. Dans le travail de la cuve d'affi  nage, tel qu'il est réellement pratiqué, la ca  thode constituée par le métal en fusion flotte  à l'intérieur de la partie du revêtement laté  ral qui se trouve dans la portion supérieure       de    la parie supérieure de la cuve.

   Il est  très désirable, pour maintenir la partie su  périeure de la cuve à l'état électrique neutre,  qu'un revêtement latéral isolant de     l'électri-          cité    soit     maintenu    entre la cathode     métalliqu(-          flottante    et la cuve métallique. Dans le pro  cédé d'extraction,     l'électrolyte    tend forte  ment, par suite des phénomènes de capilla  rité. à     grimper    le long de la surface qui en  toure la cathode métallique flottante.

   Si cette  surface est     refroidie,    le     bain    grimpant tend  fortement à se solidifier et, par suite, à. re  couvrir le     revêtement    latéral. notamment  lorsque le bain est presque ou     complètement     saturé d'alumine. Si la surface de contact  est verticale, le métal tend davantage à. être  englobé dans la     porion    de bain solidifiée et.  par conséquent, à produire un revêtement  latéral conducteur, que si la surface en ques  tion est évasée vers l'extérieur. De plus, il  arrive fréquemment que le revêtement latéral  est recouvert sur sa face interne par des dé  pôts qui sont meilleurs conducteurs que le  revêtement lui-même.

   Pour débarrasser de  cette partie conductrice le revêtement latéral,  on la     'brise    et on l'enlève de     temps    à, autre.  D est également désirable parfois d'enlever  une quantité plus ou moins     brande    de     revê-          temen4    latéral dans le but d'extraire de l'a-         lumine    de la cuve.     Lorsqu'on    brise le re  vêtement latéral pour l'une ou l'autre des  raisons précitée, la forme     Pvasée    facilite le  travail et permet aux ouvrier' d'extraire le  revêtement en faisant tomber la plus petite  quantité     possible    de fragments dans le con  tenu de la. cuve.

   Lorsque le revêtement la  téral est enlevé et que le     métal-cathode    vient  en contact. avec l'acier formant la partie su  périeure de la cuve (qui     ceste    alors d'être  neutre au point de vue électrique), il est re  lativement facile, si la, partie de la cuve est       évasée,    de séparer le     métal-cathode    de la     cuve     en répandant sur le bord de cette dernière  une certaine quantité de la matière dont est  fait le bain;

   cette matière, pulvérisée nu       ,granulée,        plong    rapidement à. travers le m       tal    fondu et vient reposer sur la,     surface    in  clinée de la cuve où elle se     fritte    superficiel  lement et     forma    rapidement une     croûte    iso  lante.     Un    tel renouvellement du revêtement  isolant serait très difficile à. faire si la par  tie supérieure de la cuve n'était pas évasée.  



  L'effet produit par le     passage        du    cou  rant pendant l'opération d'affinage est ap  paremment de mettre en liberté des     anions     de fluor ou     d'axV,?ène    (ou les deux à la     fois")     en contact     avec    la     surface    du     métal-anorl:

  =.     La mise en     liberté    de ces anions a pour effet  de dissoudre. dans     l'alliage-anode,        l'alumi-          iiium        ci-,    les impuretés contenues dans cet       allia.be    et plus électropositives que     l'aluni!-          iiium;    les impuretés qui     sont        moins        électro-          positives    que l'aluminium restent clan: l'al  liage.

   Celle: de ces impuretés qui     peuvent:     être attaquées par les anions tendent     il    être:       immédiatement    précipitées à. nouveau par  une réaction     secondaire    entre l'aluminium  (avec lequel     elles    sont- en contact) et les  fluorures ou les oxydes de ces métaux moins       électropositifs;    il en     résulte    que     l'alumi-          ilium    et les     impureté:    plus     électropositives          (lue    lui se dissolvent     seuls    dans le bain.

   Dans       l'alliage-anode    ci-dessus décrit, il n'existe pas       d'impuretés        plus        éloctro-positives        que    l'alu  minium;     lier        suite.    l'aluminium     ?Plll        untn-          pratiquemeni-    dans la     solution    tant que la       teneur    un aluminium     reste        relativement    éle-      v     ée    et que les réactions secondaires précitées  peuvent se produire librement.  



  Avec un bain contenant des fluorures de  sodium et de baryum, il se dépose aussi sur  la     -cathode,    en même temps que l'aluminium,  une     certaine    quantité de baryum et de so  dium, l'importance de ces dépôts dépendant,  dans une     certaine    mesure tout au moins,     .de     la densité du courant utilisé et de la. compo  sition quantitative du bain. On a reconnu  toutefois que le baryum et le sodium réagis  sent tous deux, à la température de travail,  sur le fluorure d'aluminium pour produire de  l'aluminium métallique et du fluorure de       baryum    ou du     fluorure    de sodium suivant       1c;    cas.

   En conséquence, tant que le bain ren  ferme une proportion suffisamment élevée  de fluorure d'aluminium et tant que ce bain  peut baigner librement le fond de la. couche  de métal formant cathode, ce métal ne con  tient plus de baryum; mais, à la température  de travail, le sodium, qui est presque inso  luble dans l'aluminium, est mis en     liberté     sous la forme gazeuse     etde    petites     quantités     de ce corps s'échappent avant que la réaction  secondaire ait pu le     redissoudre    complète  ment.

   Par suite, de faibles traces de sodium  se retrouvent souvent dans le     métal-cathod,     et une certaine quantité de sodium s'échappe  dans la croûte isolante de la chaleur main  tenue     au-dessus    de la couche supérieure de  métal. Mais cette quantité est habituelle  ment très faible lorsque le bain est maintenu  dans l'état voulu de fusion et qu'on ne laisse  pas tomber au-dessous d'une certaine valeur  la. teneur dudit bain en     fluorure    d'aluminium.  



  Dans l'appareil représenté, les     :courants     circulant dans les barres omnibus supérieures  transversales horizontales 37 et dans les élec  trodes verticales 34 d'une part, et dans les       baircs    omnibus     inférieures    horizontales enve  loppantes 33 et dans les     plaques    collectrices  ou     distributrices    horizontales divergentes 31,       d'autre    part, produisent dans la cuve un.  champ     magnétique    puissant et non uniforme  ayant à la fois des composantes     verticales    et  horizontales.

   Par suite de la résistance spé-         cifique    relativement élevée de     l'électrolyte,     par rapport .à celle de     l'alliage-anode    ou à  celle de la couche métallique supérieure, la  densité de couvrant à travers la     section    trans  versale horizontale de l'électrolyte et, par  suite, à sa surface supérieure et à sa surface  inférieure, est     sensiblement    uniforme.

   De  même, la densité de courant à la surface de  contact entre le revêtement conducteur cl     ii     fond de     l'alliage-anode    (ce dernier étant de  beaucoup meilleur     ,conducteur    que le premier)  est sensiblement     uniforme,    bien que les pla  ques     conductrices    ou nervures du revêtement  du fond tendent, dans une     certaine    mesure,  à. concentrer le courant.

   Mais     -dans        l'alliage-          anode,    le courant peut avoir des     composantes     horizontales aussi bien     -que    des composantes  verticales dues -en partie à l'effet de concen  tration des plaques précitées clans le revête  ment du fond et plus spécialement sans doute  à la forme rappelant celle d'une coupe du  revêtement du fond, forme en raison de la  quelle une     partie    du courant peut s'écouler  entre     l'alliage-anode    et les parois conduc  trices latérales des récipients. Ces compo  santes horizontales du courant circulant dans  l'alliage sont, pour la. plupart, dirigées sui  vant des rayons.

   L'action combinée du cou  rant circulant dans     l'alliage-anode    et du       champ        magnétique    non uniforme produit de  la     manière    ci-dessus expliquée,     oblige        l'al-          liage-anode    (qui, à l'état de fusion, est en  fait composé de conducteurs mobiles) à s'é  couler dans des     directions    diverses, ce qui  produit une circulation intense et un mélange  de l'alliage.

   De plus,     l'action    combinée des  courants et du champ     magnétique    dans le  bain et dans. la     .cathode    produit un effet     d'a-          gitation        analogue    clans -ces     couches.    Ces  effets d'agitation sont très     avantageux    parce  qu'ils assurent l'homogénéité de     composition     et de température et qu'ils     empêchent    notam  ment l'appauvrissement.

   du bain en alumi  nium à l'endroit de la surface     -en    contact  avec la     cathode.    L'effet d'agitation précité  assure également un     @contact    intime du     bain     avec l'anode et avec la cathode sur toute  l'étendue de leurs surfaces contiguës; il en      résulte que les     réactions    secondaires par  l'effet desquelles les éléments (autres que  l'aluminium) déposés sur la, cathode sont  dissous à nouveau dans le bain. réactions qui  provoquent la précipitation à     nouveau    sur  l'anode des impuretés dissoutes dans ladite  anode. ont ainsi     l'occasion    de se produire.  



  Au cours de l'opération d'extraction, l'a  luminium dissous de l'alliage-anode est dé  posé à l'état. de     fusion    sur la cathode; quand  la quantité voulue d'aluminium a été     déposée,     une partie de la. couche supérieure de métal  est extraite et     l'alliage-anode    appauvri est  extrait par Ici trou de coulée 40; une quan  tité convenable     d'alliage-anode    frais à. l'état  de fusion est. introduite de toute manière  appropriée telle que le métal affiné flottant  sur le bain ne soit pas souillé.

   Cette opéra  tion peut être commodément exécutée au  moyen d'un entonnoir en charbon qui, après  avoir été chauffé au préalable, est introduit       jusqu'à    ce qu'il     atteib    e presque le fond de  la. cuve, celle-ci ayant été de préférence mise  hors circuit. Le métal affiné pris clans l'en  tonnoir peut être puisé au moyen d'une cuil  lère à. main, après quoi le     métal-anode    frai,  est versé     clans    l'entonnoir. Celui-ci est en  suite soulevé     et    retiré.

   Le     métal-anode    frais  introduit l'est de préférence en quantité suf  fisante pour élever le niveau du bain et de  la couche métallique supérieure jusqu'à ce  que la surface     de    cette     dernière    se trouve au  même niveau qu'avant l'extraction.  



  Les opérations d'extraction et de rempla  cement peuvent être répétées de temps à  autre suivant que     .cela.    est     nécessaire    ou dé  sirable, sans interruption sérieuse du procédé  qui,     iï        part    ces interruptions. peut se pour  suivre d'une manière     continue.     



       Malgré    la plus     grande    densité du     bain,     une partie de ce dernier est entraînée vers  le haut par capillarité dans la zone de con  tact entre l'aluminium liquide el la croûte  solide environnante à. la surface de laquelle  elle s'élève pour se répandre en une couche  mince dont le poids est insuffisant pour       vaincre    la tension superficielle de l'alumi-         nium    liquide. En conséquence, cette partie  du bain se répand sur toute la. surface de       l'aluminium    et, en raison des pertes de cha  leur dans l'air, se solidifie, de manière à for  mer une croûte comme l'indique, par exem  ple, en 58. la fi-. 9.

   Ce phénomène se pour  suit jusqu'à ce que la couche ainsi formée  se soit épaissie clans une mesure telle (la  perte de chaleur étant ainsi retardée) que la  température de sa surface inférieure puisse  atteindre le point. de fusion du bain. Lors  que cette épaisseur est atteinte, les quantités  dé bain non saturé entraînées ultérieurement  par l'action de capillarité peuvent s'écouler  sous la forme liquide sous la croûte et arriver  finalement à. former une masse suffisamment       important(,    pour qu'elle puisse plonger à.     tra-          #.1erS    l'aluminium.

   Par suite, si le bain est       maintenu    non saturé d'alumine, la croûte su  périeure se forme et parvient à une certaine  épaisseur;     à,    partir de ce moment, elle cesse  de croître. D'autre     part,    si on élève le point  de solidification du bain, en lui     permettant          (le    se saturer, le bain liquide trouvant son       chemin    vers la surface intérieure de la croûte  s'y solidifie partiellement en ce point et  augmente d'épaisseur. 8i ce:

   phénomène n'é  tait pas contrarié, il aurait pour effet d'a  mener une     grande        partie    du bain sur l'alu  minium et de l'obliger à s'attacher à la  croûte     supérieure.    En même temps, la croûte  environnante, sur les côtés de la, cuve, s'é  paissit de la. même manière et le     résultat     final serait une solidification plus ou moins  complète du bain, à moins     que    la tempéra  ture de ce dernier ne soit élevée d'une ma  nière     correspondante.    De plus, si la. teneur  du bain en alumine est trop élevée, une  croûte plu:

   ou moins     étendue        peut    se former  entre le bain et la cathode, entre le bain et       l'anodo    ou en ces deux endroits à. la fois.       Dans    la     plupart    des     cas,    la. croûte est attachée  au revêtement de la ruée et s'étend vers l'in  térienr à. la. façon en quelque sorte, d'un  rayon (de     meulait-).    En général, une telle       croûte    est     nuisible,    ainsi que cela sera, expli  qué plus complètement ci-après.

   Pour les  raisons ci-dessus. il est désirable de maintenir      le bain non saturé     d'alumine    pendant     l'opé-          iation    normale d'extraction.  



  La croûte de bain formée sur la couche       d'aluminium,    ainsi que cela a     été        décrit    plus       haut,        ,sert    de moyen     commode    -et     efficace          d'isolement    .de la chaleur pour réduire les       pertes    de chaleur à la partie supérieure de  1 a cuve.

   Au     lieu    de former la croûte de la ma  nière décrite ici à titre d'exemple,     on-peut    la  produire en projetant sur la surface supé  rieure de la     couche        d'aluminium,    peu (le  temps après qu'elle se trouve en place, une  couche de bain finement     divisé.    Cette couche  est rapidement cimentée par le bain liquide  venant d'en bas et qui la baigne.

   Les pro  priétés isolantes de la croûte supérieure peu  vent être     accentuées    en projetant une     plu--          grande    quantité de la matière -composant le       bain.,    à l'état pulvérisé, sur     ,ladite        croûte    après  qu'elle a été formée, de telle manière qu'elle  se trouve recouverte par une     -couche    de ladite  matière qui constitue un     excellent        isolateur     en raison de son état poreux.  



  Il a été fait     allusion    ici à une croûte qui  peut se former entre le bain et le     métal-ca-          thode,    ainsi qu'entre le     bain    et     l'alliage-          anode.    Dans le dernier cas, la surface de  contact entre le bain et l'anode est diminuée;  par suite, la densité de courant à l'endroit  de la surface active de l'anode est accrue.

    Une densité de courant trop forte à la sur  face de l'anode provoque la     dissolution    de  l'aluminium dans l'électrolyte,     :cette        dissolu-          Lion    se faisant à une vitesse plus grande que  l'amenée, à la surface, du métal provenant de  l'alliage; il en résulte donc un appauvrisse  ment de ce dernier en surface et par suite  une accentuation de la tendance à la     4isso-          lu.tion    d'un plus grand nombre d'éléments  électronégatifs (fer et silicium, par exem  ple).

   D'autre part, si une     surface        convenable     de contact est maintenue entre le     bain    et  l'alliage-anode, non seulement il y a moins  de probabilités de dissolution     ,desdits    élé  ments, mais il y a également davantage de       probabilités    de précipitation à nouveau -de  ces éléments nu     contact    de l'anode, où l'alu  minium les     précipite    à nouveau et les eru-    pêche par     .conséquent    de souiller le bain.

   De  même, la présence d'une croûte entre le     bain     et le     métal-cathode    réduit     1a        surface    de con  tact entre ces parties et     -augmente    ainsi la  densité de courant de la     cathode.    Une den  sité de courant trop élevée tend à appauvrir  la surface du     bain    en contact avec la cathode  et il en     résulte    que, des     métaux    autres que l'a  luminium (par exemple, dans le cas présent,  les métaux     alcalinor-terreux    et le sodium)  peuvent être déposés en permanence.

   Dans  les conditions     normales,    toutefois, ces. mé  taux, lorsqu'ils sont déposés sur la     cathode,     se dissolvent à nouveau en grande partie par  l'effet de la     réaction    secondaire avec le bain  et ils sont remplacés par leur équivalent     d'a-          luminium,    sauf si le sodium s'échappe !de la  cathode sous forme de vapeur (et en propor  tion de la     quantité    de sodium ainsi volati  lisé).

   La réduction décrite de l'aire de la sur  face de contact     conductrice        existant    entre le       bain.    et les     deux    couches métalliques aug  mente la résistance électrique de la cuve;

   en  conséquence,     comme,    dans la pratique, les  cuves fonctionnent en série dans un circuit  avec du courant sensiblement constant, la  formation de la croûte précitée en forme de  rayon ,donne lieu à une élévation de voltage  entre les bornes de la cuve et, par     suite,    à  une augmentation de la dépense d'énergie  dans la cuve sans qu'il y ait     augmentation     du débit du métal.     Ainsi    que cela a déjà été  exposé, la     formation    de la croûte     précitée    est  due en grande partie à la présence d'une  trop forte quantité     ,d'alumine        dans    le bain.  



  Plusieurs procédés peuvent être appliqués  pour maintenir la teneur du bain en alumine  au-dessous du point de     saturation;        c'est    ainsi,  par exemple, que le métal supérieur (alumi  nium) peut être extrait et qu'une partie du  bain saturé ou presque saturé peut être égale  ment extraite, le bain ainsi enlevé étant rem  placé par une     quantité    convenable de     bain     liquide ou solide exempt d'alumine ou  désoxydé. Le mélange résultant sera bien  au-dessous du point de saturation.

   L'un des  meilleurs procédés consiste à rompre et à en  lever une     partie    de la croûte, après quoi elle      se     reforme    aux dépens du bain saturé clans  la. cuve, l'alumine en excès cristallisant sous  forme de corindon ou sous une forme ana  logue. Du bain frais exempt d'alumine ou  désoxydé peut être ajouté soit     sous    la forme  solide, soit sous la forme liquide pour rem  placer celui qui a formé la nouvelle croûte.  Dans le premier procédé, le bain saturé ex  trait     de    la, cuve peut être régénéré et préparé  pour repasser dans le traitement; à cet. effet,  on le broie et on     l@électrolyse.     



  Un autre procédé pour empêcher la satu  ration du bain par l'alumine consiste à  désoxyder l'alumine d'une manière continue,  ou .de temps à autre, dans la cuve d'affinage  elle-même, par exemple en électrolysant le  bain par le procédé Hall pour la. production  de l'aluminium à partir de l'alumine. Ce ré  sultat peut être obtenu en plaçant une élec  trode en charbon en .contact avec le bain et  en la reliant à la borne positive de la cuve,  de manière à faire jouer à l'électrode en  charbon le rôle d'anode.

   Le courant quittant  cette électrode en charbon sert à électrolyser  l'alumine à la, manière habituelle, l'alumi  nium se déposant sur le     métal-cathode    ou sur       l'alliage-anode    ou encore sur les deux, sui  vant le voltage utilisé; l'oxygène est mis en  liberté sur l'anode en charbon et il forme de  l'anhydride carbonique avec une partie du  carbone.  



  L'anhydride     carbonique    ainsi produit  bouillonne à travers la couche supérieure de  métal et peut être partiellement transformé  en oxyde de carbone; il sert néanmoins à en  traîner une partie de l'oxygène du bain et par  suite à le     ,débarrasser    d'une certaine quantité  d'alumine; la teneur du bain en alumine  tombe ainsi jusqu'à un point inférieur à celui  (le saturation.

   Dans la pratique, l'introduc  tion d'une anode en charbon dans le bain  présente une     certaine    difficulté due au fait  que le charbon est plus léger que le bain et  qu'il doit par suite être maintenu de force  à. l'intérieur de ce dernier; ces .difficultés sont  également dues à ce fait que     tout    dispositif  utilisé pour maintenir l'électrode     abaissée       doit nécessairement passer à. travers la couche       supérieure    du métal. Les     fig.    1 et 8 montrent  le mode préféré d'utilisation d'une anode en  charbon.

   Sur ces figures, 50 désigne un dis  que en charbon dans lequel est     vissé    un bou  ton cri charbon 51 dans l'extrémité supérieure  duquel est vissée une borne en fer 5? refroi  die par circulation d'eau. Cette dernière est  vissée dans l'extrémité inférieure d'un tuyau  53 qui sert à supporter la borne et le     disque     et qui est également utilisé pour amener le  courant     d'électrolyse    et l'eau de réfrigération.  



  son extrémité supérieure, le tuyau est  ajusté     dans    la, face inférieure d'une chambre  close 54 à l'intérieur de laquelle se projette,  vers le bas, un tuyau .d'amenée d'eau 55 pé  nétrant dans le tuyau 53 et allant jusqu'à.  l'extrémité inférieure de ce dernier. L'eau  ainsi introduite au contact de la. borne en fer  52 s'élève autour du tuyau 55 et s'échappe  de la chambre     5-1    par le tuyau 56.     Le        tuyau     53 est fixé sur un     support    isolant 57 de ma  nière à, maintenir le disque en charbon 50  immergé dans le bain     au-dessous    de la couche  d'aluminium 48.  



  Autour du bouton en charbon 51, de la  borne 52 refroidie par l'eau et de l'extrémité  inférieure du tuyau 5 3 se-trouve une couche  isolante et réfractaire 58 qui peut être for  mée d'un mélange de bain et de corindon  préalablement fondu sur place. Cette croûte       sert    à empêcher la. couche supérieure d'alu  minium de venir en contact avec le disque  en charbon ou avec     les    parties annexes reliées  électriquement à ce disque et, par suite, à  empêcher un court-circuit. entre la couche su  périeure de métal et l'anode de désoxydation.

    Cette dernière peut. être reliée électriquement  à la     barre    omnibus positive de toute manière  convenable. de préférence par l'intermédiaire  d'un coupe-circuit approprié non figuré, à  partir duquel le courant peut être conduit  par un câble 59 relié au     tuyau    53.

   Dans le  travail tel qu'il est pratiqué, il suffit Habi  tuellement de désoxyder le bain par inter  mittence, plus ou moins souvent, suivant la  vitesse (déterminée par l'expérience) avec  laquelle l'oxygène passe dans le     bain.    Si le      voltage du     courant    de     désoxydation    est infé  rieur à     celui        ,ducourant    principal     (fourni    au  fond en charbon de la cuve) et cela d'une  quantité     suffisante,

      le courant de désoxyda  tion     passera    en totalité entre l'anode de  désoxydation et la cathode en aluminium et  l'aluminium produit par la désoxydation de  l'alumine se     dissoudra    en totalité ou presque  sur la cathode. D'autre part, si le voltage  de désoxydation est supérieur au voltage  principal (entre les bornes de la cuve), une  partie au moins du courant de désoxydation  s'écoulera entre l'anode :de     désoxydation    et  le métal     au-dessous    de     l'électrolyte,    :ce qui  aura pour effet de déposer une partie de l'a  luminium sur le métal     précité.     



  Un autre procédé de désoxydation de l'é  lectrolyte consiste à extraire la couche super  ficielle d'aluminium et à inverser les con  nexions électriques, de manière que les élec  trodes supérieures deviennent l'anode et que  la couche de métal au fond devienne la ca  thode. L'alumine est ensuite réduite comme  dans le procédé Hall et. lorsque l'opération  a été poursuivie pendant un temps aussi long  qu'on la désire, on revient aux conditions  normales.  



  Dans l'opération d'extraction, l'électro  lyte, qui constitue la plus grande partie de  la résistance, doit être en couche     âussi    mince  que possible; on a reconnu qu'une couche  ayant de 65 à 100 millimètres d'épaisseur  donne en général satisfaction. Avec un bain  ou électrolyte ayant une profondeur de tra  vail prédéterminée, la densité de courant ad  mise varie entre une limite inférieure suffi  sante pour maintenir l'anode, le bain et la  cathode à l'état île fusion et une limite su  périeure pour laquelle la. volatilisation du  bain est trop forte ou pour laquelle une trop  grande proportion des impuretés de l'anode  se dissout.

   Ces limites, avec les diverses com  positions de bain qui ont été reconnues     pra-          tiques,    sont approximativement 800   C et  1000   C, respectivement, la température pré  férable de travail étant d'environ<B>950'</B> C.  



  Dans une cuve ayant une section trans  versale à travers l'électrolyte d'environ    0,90     ni-,    on a reconnu que le courant qui con  vient le mieux en général est un courant de  8500 .ampères, mais que le procédé peut être  appliqué avec des courants compris entre  <B>7500</B> et 12000 ampères. La densité de cou  rant préférable dans une cuve ayant la sec  tion transversale     .d'électrolyte    précité est donc  de 9530 ampères par mètre carré avec une  valeur minimum admise d'environ 8395 am  pères et une valeur maximum d'environ  13455 ampères par mètre .carré. Avec la den  sité de courant préférée indiquée, la force  électromotrice totale entre les bornes de la  cuve peut être d'environ 6 volts.  



  La couche d'aluminium     flottant        sur    le bain  ou électrolyte en fusion doit être suffisam  ment étendue pour venir en contact avec la  croûte environnante de la cuve tout autour  de son périmètre; elle doit être suffisamment  épaisse pour assurer un bon contact avec la  dite croûte, afin d'empêcher ou de     diminuer     la     volatilisation        @du    bain, volatilisation qui  se produit dans une .mesure plus ou moins  grande aux températures de travail et qui  augmente lorsque la.     température    s'élève.

   Par  suite de la tension     superficielle    de l'alumi  nium en fusion, la couche supérieure peut  avoir une     épaisseur    appréciable et il est par  suite désirable de maintenir à tout moment  une épaisseur .d'au moins 50 millimètres.  



  Tant que la teneur en     aluminium    de  l'alliage-anode n'est pas notablement infé  rieure à 10 pour cent en poids, on n'éprouve  aucune difficulté habituellement pour obte  nir un métal-cathode ayant une pureté telle  qu'il réponde aux exigences du commerce.  D'autre part, comme     l'allia.ge-anode    s'ap  pauvrit en aluminium, l'action -sélective du  bain est de     plLLs    en plus     contrariée,    les im  puretés de l'anode se dissolvent en     quantité          croissante    et une     quantité        de    plus en plus  grande de ces impuretés se dépose sur la ca  thode.

   Mais, en enlevant l'alliage appauvri  et en lui substituant de     l'a'llia'ge    frais toutes  les fois que la teneur en aluminium est tom  bée à une valeur trop faible, la plus grande  partie de ce métal peut être obtenue à l'état      de très grande pureté.     L'alliage    appauvri  peut être utilisé de toute manière avanta  geuse pour rendre le cuivre utilisable à nou  veau, l'alliage peut être envoyé :dans un four  de raffinage du cuivre :dans lequel la plus  brande partie du fer, du titane et du silicium  restant dans l'alliage peut être extraite par  le procédé habituel d'oxydation et d'élimina  tion des scories.     Lorsque    ces impuretés :

  ont  en faible     quantité,    l'alliage peut     aussi    être  dilué dans de l'aluminium impur (tel que.  par exemple, l'aluminium obtenu par le pro  cédé Hall) et être renvoyé ensuite à la     cuva-.     Si l'on peut se procurer commodément<B>de</B>  l'aluminium impur fondu, on peut placer  l'alliage appauvri dans un creuset     contenant     la quantité voulue d'aluminium fondu, agi  ter     soigneusement    le mélange et le     renvoyF        r     rapidement     à.    la cuve     clé-    telle manière que  l'opération     d'affi.nabe    se poursuive avec l'u  tilisation du même cuivre.

    



  Il est bien entendu que l'invention n'est  pas limitée à ce qui est décrit et représenté,  mais qu'elle peut être mise en     oeuvre    ,de di  verses autres manières sans que son économie  se trouve modifiée.

Claims (1)

  1. REVENDICATION I: Procédé pour obtenir de l'aluminium d'une grande pureté, caractérisé en ce qu'on électrolyse un bain en fusion en utilisant comme anode un alliage d'aluminium en fu sion, ayant une :composition telle qu'il reste fluide à une température inférieure à celle qui peut altérer le bain d'une manière a,ppré- eiable, l'aluminium extrait de l'anode par électrolyse étant déposé à l'état fondu sur une cathode en aluminium également fondu en contact avec le bain précité, de l'alumi nium fondu raffiné étant périodiquement éloigné.
    SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé suivant la revendication I, carac térisé en ce que la composition du bain et celle de l'anode sont réglées pour ob tenir une température commune relative ment peu élevée de fluidité, et pour main- tenir une relation définie entre leurs den sités.
    2 Procédé suivant la revendication I, carac- térisé en ce que la teneur en aluminium de l'alli.abe-anode dépasse sensiblement -celle qui est nécessaire pour que l'a.ltiage reste mobile à une température trop basse pour provoquer une altération nuisible du bain.
    d Procédé suivant la revendication I, carac térisé en ce que l'alliage-anude fondu contient du silicium en quantité convena blement déterminée pour qu'il reste mo bile à une température inférieure à celle qui provoquerait une altération a.ppré- cia.ble du bain et cela quelle que soit la diminution de sa teneur en aluminium.
    Procédé suivant la revendication I, cu- ractérisé en ce qu'on maintient une com position d'alliage (ayant une teneur ap propriée en cuivre et en silicium), une densité de courant et une circulation du bain, par rapport aux surfaces de l'anode et de la, cathoide, convenablement. déter minées pour permettre la.
    production, à l'endroit desdites surfaces, de réactions secondaires capables de précipiter, sur l'anode, les impuretés extraites de cette dernière et d'empêcher le dépôt perma nent, sur la cathode, -de composants du bain plus électropositifs que l'aluminium. à Procédé suivant la, revendication I, carac térisé en ce qu'on forme dans une cuve un bain en fusion à, base de fluorures contenant du fluorure d'aluminium, la composition de ce bain étant telle qu'il reste fluide à.
    une températuré inférieure à celle qui produit une volatilisation ap préciable du fluorure d'aluminium, une anode, à l'état de fusion, étant formée dans cette cuve- et faite de l'alliage d'a luminium à traiter. la composition de cet alliage étant telle qu'il reste mobile, entre les limites de teneur en aluminium cor- respontla,nt;
    ail travail, au-dessous de la température Îi, laquelle se produit une volatilisation appréciable du bain, une cathode constituée par de l'aluminium en fusion étant formée :dans la même cuve et le courant d'électrolyse étant fait pas ser de l'anode à la cathode, à travers le bain, en quantité suffisante pour main tenir l'anode, la cathod- et le bain à l'é tat de mobilité voulu et pour produire le transport de l'aluminium de l'anode sur la cathode.
    6 Procédé suivant la revendicâtion I, dans lequel on utilise un alliage d'aluminium pour servir d'anode, qui contient de l'a luminium, du :cuivre et du silicium en proportions telles que l'alliage reste dans un état de mobilité suffisante à une tem pérature inférieure à 1050 C et qu'il soit suffisamment mobile à cette tempé rature lorsque presque tout l'aluminium a. été extrait. 7 Procédé suivant la revendication I, dans lequel on utilise un alliage d'aluminium pour servir d'anode, qui contient du cuivre et du silicium en quantités telles que la densité de l'alliage ne soit pas inférieure à 2,7 grammes par centimètre cube à une température d'environ<B>1000'</B> C.
    8 Procédé suivant, la revendication I, dans lequel on utilise un alliage d'aluminium pour servir d'anode, qui ne contient pas moins de 20 pour .cent environ de cuivre et de 2 à 82 pour cent de silicium cal culé sur la quantité totale de cuivre et de silicium. 9 Procédé suivant la revendication I, dans lequel on utilise un alliage d'aluminium pour servir d'anode,. qui ne contient pas plus de 5 pour cent environ de fer et de titane.
    10 Procédé suivant la revendication I, carRc- téris6 en ce que l'aluminium est extrait électrolytiquement de l'anode en fusion au moyen d'un courant dont la densité est comprise entre 8395 et 18455 ampères par mètre carré de section transversale de l'électrolyte. 11 Procédé suivant la revendication I et la sous-revendication 5, caractérisé par ce fait qu'on établit dans la. cuve des cou ches superposées par ordre de densités, ces couches comprenant:
    un \bain en fu sion de fluorures, bain composé de ma nière que sa densité soit supérieure à celle de l'aluminium à l'état de fusion; une anode formée d'alliage d'aluminium en fusion, alliage ayant une composition telle que sa densité .soit supérieure à celle du bain; une :cathode formée d'aluminium en fusion. 12 Procédé suivant la revendication I, carac térisé en ce que le bain d'électrolyte en fusion est formé d'un mélange contenant . des fluorures d'aluminium et de sodium et du fluorure d'un ou plusieurs métaux alcalino-terreux.
    18 Procédé suivant la revendication I et la sous-revendication 11, caractérisé en -ce que l'on opère de façon qu'il se forme sur la couche d'aluminium servant de cathode une croûte superficielle isolante de la chaleur, croûte composée, au moins en partie, d'électrolyte provenant de la. couche située sous l'aluminium et se soli difiant au-dessus de ce dernier. 14 Procédé suivant la revendication I, carac- térisé en ce que la. teneur :en- alumine du mélange servant d'électrolyte est main tenue à une valeur inférieure à celle du point de saturation.
    15 Procédé suivant la revendication I, carac térisé en ce que l'électrolyte est désoxyde; de temps à autre pour réduire sa teneur en alumine et pour empêcher l'élévation excessive du point de solidification dudit électrolyte. 16 Procédé suivant la revendication I, carac- t6rïsé en ce que la couche d'aluminium formant cathode est maintenue à une va leur suffisante pour qu'elle s'étale de ma nière à empêcher une volatilisation exces sive de l'électrolyte.
    17 Procédé suivant la revendication I,_ carac térisé en :ce que le bain ou électroyte de fluorure en fusion est traité de temps en temps dans le but d'en régler la composi tion et de le maintenir non saturé d'alu mine. 18 Procédé suivant la revendication I. carac térisé en ec que le courant traverse un bain intermédiaire de fluorure à l'état de fusion, ce qui a pour effet d'extraire 1'a luminium du métal-anode et de le dépo ser sur la cathode, un cour,a.nt d'éle-ctro- lyse .étant envoyé de temps a autre à.
    travers le bain d'une anode en charbon en contact avec le bain vers la. cathode, de manière à désoxyder l'alumine dans le bain et à empêcher ainsi une trop brande accumulation d'alumine dans ledit bain. 19 Procédé suivant la revendication I et les sous-revendications 11 et 13, caractérisé en ce que l'extraction est effectuée dans une cuve comportant des surfaces laté rales isolantes de la chaleur, de telle ma nière que la croûte superficielle soit sen siblement. continue avec les surfaces laté rales isolantes de la chaleur précitées, dans le but de réduire la volatilisation et les pertes de chaleur.
    20 Procédé suivant la revendication I et les sous-revendications 11 et 13, caractérisé par ce fait que l'on maintient .autour et au-dessus de la -cathode une enveloppe formée des composants du bain solidifié. ?1 Procédé suivant la, revendication I, carac térisé en ce que le bain en fusion contient des fluorures d'aluminium, de sodium @! de baryum.
    ?\? Procédé suivant la revendication I, caraç- térisé en ce que le bain en fusion con tient de la, .cryolite et un fluorure métal lique servant augmenter la. densité de l'électrolyte.
    2.3 Procédé pour l'affinage de l'aluminiu,u suivant la revendication I, caractérisé en ce que le courant, électrolysant entre la<B>,</B> cathode et le circuit extérieur est conduit par un élément de connexion ayant ço@i extrémité inférieure essentiellement. com posée de graphite en contact avec la couche d'aluminium fondu.
    \?-l Procédé selon la. revendication I et les sous-revendications 11, 13 et 20, carac térisé en ce que l'on opère .dans une cuve formée de sections horizontales superpo- sées et isolée: électriquement l'une de l'autre, la cathode formée d'aluminium fondu étant disposée tout entière à l'in térieur d'une section de la. cuve niaint:,- nue électriquement neutre.
    <B>25</B> Procédé selon la revendication I et les sous-revendications <B>11,</B> 13. 211 et ?-l, ea- ractérisé par le fait que le courant d'é lectrolyse est amené à travers le fond, con- duotc ur, de la cuve d'électrolyse, sur le quel l'alliage - anode fondu repose.
    et cela de telle façon qu'il se produise un champ magnétique non uniforme qui, en combinaison avec le courant, provoque une circulation du contenu liquide de la cuve.
    2(i Proeédé clou la revendication I et les sous-revendications 11, 13, 20 et 2-I. c.@1- ractérisé litir le fait que le courant d'élee- trolyse passe, de la cathode formés d'une couche d'aluminium fondu, au circuit extérieur,
    -z travers une connexion dont l'extrémité libre est formée de graphite plongeant dhins la couche d'a.luniinitun. REVENDICATION II:
    Cuve électrolytique pour l'exécution du procédé suivant la revendication I, caract@@- risée en ce qu'elle comporte une enveloppe métallique divisée horizontalement en sec tions. celles-ci émut isolées électriquement les unes des autre:, l'une Orle ces sections t@ta:
    it organisée de manière à être maintenue neutre au point de vuv# électrique. tandis qu'une autre est orcaniséc pb.ur assurer la connexion électrique et pour servir de conducteur.
    SOUS-RE\ EN DICATION S 27 Cuve électroly tique suivant 1 < i. revciiclica-. tion <B>IL</B> cariictérisée en ee qu'elle com prend tin fond (ou partie inférieure) con ducteur muni de condilcteur# disposés de manière a. produire dans la cuve, lors qu'elle est;
    traversée par le courant d'af- finage. un clianip magnétique puissant ayant di-s composantes verticales et liori- zontales, tint. partie neutre au point de vue électriqu(:
    disposée au-dessus du fond précité et, enfin, des électrodes réfrac taires organisées de manière à plonger dans ladite cuve, mais isolées électrique ment par rapport à celle-ci. 28 Cuve d'affinage électrolytique suivant la revendication II, caractérisée par un re vêtement isolant de la :chaleur et de l'é lectricité s'étendant par dessus le joint entre les deux sections de la cuve. ?9 Cuve d'affinage électrolytique suivant la revendication II, caractérisée en ce qu'elle comporte des dispositifs pour refroidir l'enveloppe et le revêtement au voisinage du joint entre les sections de la cuve.
    30 Cuve d'affinage électrolytique suivant la revendication II, caractérisée en ce qu'elle comprend. dans la portion inférieure de l'enveloppe, un revêtement inférieur en matière réfractaire, conductrice et un re vêtement latéral isolant de la chaleur et de l'électricité, revêtement s'étendant vers le haut à partir du revêtement inférieur et par dessus le joint établi entre les sec tions de la cuve.
    31 Cuve -d'affinage électrolytique suivant la revendication II, caractérisée en ce qu'elle comporte une chambre, de circulation d'eau ,autour de la. section circulaire de l'enveloppe, au-dessus du joint établi entre cette section et la section inférieure, une chambre de circulation d'eau autour de la portion supérieure de la partie infé rieure de la cuve, au voisinage dudit joint, et des dispositifs pour faire passer de l'eau de réfrigération successivement dans les chambres précitées sans qu'il y ait de connexion électrique entre les sections.
    32 Cuve d'affinage électrolytique suivant la revendication II et la sous-revendication 28, caractérisée en ce que le revêtement réfractaire isolant est formé de matières ayant un point de solidification élevé. 33 Cuve :d'affinage électrolytique suivant la revendication II, caractérisée en ce que les sections de la cuve sont munies de re vêtements réfractaires, le revêtement de l'une des sections étant conducteur de l'électricité et relié électriquement à une source de courant, taudis que le revête ment de l'autre section est relativement mauvais conducteur.
    3-t Cuve d'affinage électrolytique suivant la revendication II et la sous-revendication 30, caractérisée en ce qu'elle :comporte des connexions électriques à l'extérieur de sa section inférieure, à des intervalles ré gulièrement espacés sur la. :
    circonférence. 35 Cuve d'affinage électrolytique suivant 1a revendication II et la sous-revendication 30, caractérisée en ce que la section in férieure possède un revêtement inférieur réfractaire et conducteur dans lequel sont noyés des conducteurs reliés à. l'intérieur de la section inférieure, celle-ci étant re liée électriquement en un :certain nombre :de points à un conducteur entourant la dite section.
    36 Cuve d'affinage électrolytique suivant la revendication II, .caractérisée en ce que la section supérieure. neutre, de l'enveloppe comporte des parois inclinées vers l'inté rieur et vers le bas, parois munies d'un revêtement latéral isolant et réfractaire. 37 Cuve d'affinage électrolytique suivant la revendication II et la sous-revendication 36, caractérisée. en ce que la section su périeure neutre présente à sa partie supé rieure un: trou de coulée muni d'un re vêtement isolant de la chaleur et de l'é lectricité.
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