Procédé de préparation électrolytique du bore. La, présente invention est relative à l'élec trométallurgie et notamment à un procédé électrolytique de préparation de bore sensi blement pur.
Elle a pour objet un procédé de prépara tion industrielle de bore sensiblement pur, ce bore étant. obtenu, sous une forme qui lui permet. d'être aisément fondu, moulé, sous pression et fritté, afin de lui donner diverses formes et l'appliquer à divers usages en mé tallurgie, en chimie et dans d'autres domaines industriels. On peut mettre en aeuv re le pro- eédé conforme à l'invention de manière con tinue ou semi-continue.
Le bore n'existe pas à l'état libre dans la nature. Bien qu'il soit. pratiquement insoluble dans les acides et qu'il soit presque aussi dur crue le carbure de silicium, on rie l'a pas uti lisé tel quel en pratique jusqu'à la dernière décennie et on ne l'utilise encore que très peu.
On a déjà. découvert que le bore a un certain nombre de propriétés qui lui confè rent une grande valeur dans de nombreux domaines. Par exemple, sa. résistance spéci fique exceptionnellement élevée à la tempé rature ambiante diminue rapidement quand la température augmente, et cette caractéris tique lui offre de grandes possibilités d'utili sation dans des appareillages électriques de genres très variés.
De simples traces de bore dans le carbone font passer le coefficient de résistance avec la température d'une valeur négative à une valeur positive et donnent à ce carbone des caractéristiques électriques analogues à. celles d'un métal.
Le bore est un désoxydant très puissant et présente une grande affinité pour de nom breux gaz: Cette caractéristique le rend très utile en métallurgie comme agent de dégazage pour produire des pièces fondues. Il est pra tiquement complètement insoluble dans le cuivre (c'est à peu près le seul métal qui pos sède cette propriété) et, par suite, c'est pro bablement le meilleur agent connu pour trai ter le cuivre fondu afin d'en extraire les gaz occlus pendant la fabrication de produits cui vreux en général.
Par suite de sa grande dureté, le bore sous forme de métal libre et sous la forme d'alliages et de composés tels que les borures métalliques, devrait également être appliqué de nombreuses façons dans l'industrie si ce métal libre était disponible en quantités in dustrielles.
Bien qu'on ait. affirmé que l'on peut ré duire l'oxyde de bore B203 en le chauffant en présence de magnésium pour obtenir de l'oxyde de magnésium et du bore libre,<B>ce</B> procédé donne généralement le bore sous la forme d'un sous-oxyde (B70). Quand on uti lise l'aluminium au lieu de magnésium, on obtient le borure d'aluminium 41B12. On a dissocié le chlorure de bore par un arc à haute tension en présence d'hydrogène pour obtenir l'élément pur; mais les rendements sont faibles et on ne peut utiliser pratique ment ce procédé pour produire du bore en quantités industrielles.
On a essav-é d'électrolyser l'oxyde de bore dans un bain fondu d'oxyde de magnésium et de fluorure de magnésium, mais on a constaté que la température du bain devait être de 1100 à 1200 C et on a obtenu un métal dont la pureté n'était. que d'environ 92 0/0, cela probablement en partie à cause de la haute température et de la difficulté qu'il y a à séparer du produit les sels de magnésium fortement insolubles.
Le bore est un élément du groupe III de la classification périodique, groupe qui com prend l'aluminium, le lanthane, l'yttrium, etc., et parmi lesquels seul l'aluminium est pro duit et utilisé en quantités industrielles. A la connaissance du demandeur, aucun des procé dés utilisés antérieurement pour produire l'un quelconque de ces autres -.étaux à l'état libre n'est utilisable pratiquement pour produire du bore libre.
Le pocédé selon l'invention consiste à élce- trolyser un bain fondu contenant un halogé- nure de potassium, du fluoborate de potas sium et de l'oxyde de bore B203. On a déjà mis en oeuvre, pour produire les métaux dits réfractaires des autres groupes de la classi fication périodique, des procédés consistant à électrolyser leurs sels doubles fluorés, leurs oxydes, ete., mais quand on a appliqué ces mêmes procédés à l'électrolyse des sels et oxydes équivalents du bore,
ou bien ils n'ont pas du tout donné le résultat désiré, ou bien ils ont donné un produit trop impur pour qu'on puisse l'utiliser en pratique, ou bien encore ils ont présenté de telles difficultés opératoires qu'on ne pouvait pas du tout les mettre en pratique industriellement. Par suite, ces procédés antérieurs, au lieu d'indi quer la voie qui permettait d'atteindre les buts poursuivis, ont détourné les techniciens d'essayer de produire le bore par électrolyse des types précités de composés.
On peut produire efficacement le bore sous forme de fins cristaux sensiblement purs en électrolysant un bain fondu qui peut, coin- prendre du chlorure ou du fluorure de po tassium, du fluorate de potassium et de l'oxyde de bore à. des températures comprises entre environ 650 et environ 1000 C, préférable- ment entre environ 800 et environ 1000 ("., le bore se déposant sur la cathode de la eu ï e d'électrolyse sous sa forme cristalline fine en même temps que des impuretés qui, pour la plus grande partie, sont.
solubles dans l'eau et dans les acides, ce bore pouvant être aisé ment retiré de la cathode et purifié par lavage.
Une cuve électrolytique utilisable dans la mise en oeuvre du présent procédé peut com prendre un creuset en graphite ou matière réfractaire analogue conductrice de l'électri cité, creuset chauffé extérieurement et pro tégé par un revêtement extérieur d'un métal très résistant à la, chaleur, tel qu'un alliage composé de 80 % de nickel,
14 % de chrome et 6 % de fer, par exemple le produit marque Inconel . Si on le désire, on peut chauffer le contenu du creuset par induction électri que ou par des résistances électriques plongées dans le bain. Le creuset constitue l'anode de la cuve et l'on peut. connecter la chemise en. alliage à la borne positive d'une source de courant continu.
Selon une variante; on peut connecter directement au creuset en graphite le fil qui vient de la. borne positive de la source de courant continu. Pour des produc tions relativement faibles, on peut utiliser pour la cathode des feuilles ou plaques de molybdène ou d'alliage Ni-Cr-Te. Cepen dant, dans les opérations sur une grande échelle, dans lesquelles les dimensions des pla ques de cathode atteignent jusqu'à. 200 mm de large et 400 mm de long sous une épais seur de 6 à 13 mm ou plus, l'utilisation de ces métaux pour former la cathode présente un certain nombre de difficultés.
Après avoir été utilisées de manière con tinue, pendant un certain temps dans des cuves de gandes dimensions, les cathodes en molvbdène deviennent, cassantes et tendent à s'écailler et à contaminer le produit. Bien que le molybdène présente peu de tendance à se combiner ou à s'allier au bore, il est diffi cile à éliminer du produit par suite de sa faible solubilité dans les acides. Il est égale ment difficile d'obtenir des feuilles de molyb dène assez grandes et d'épaisseur suffisante, et, du reste, lorsqu'on peut les obtenir, de telles plaques sont beaucoup trop coûteuses.
Quand on utilise de manière continue ou semi-continue des cathodes en alliage Ni-Cr- Fe dans de grandes cuves, on constate que le nickel de ces cathodes contamine trop le produit en formant des borures de nickel, qui sont insolubles dans les acides et qu'il est pratiquement impossible de séparer du bore par voie chimique.
Bien que, dans de nombreux procédés électrolytiques, on ait utilisé des cathodes en enivre, on a constaté que ce métal ne conve nait pas pour mettre en ce-Livre le procédé con forme à la présente invention. Par oxydation superficielle, le cuivre tend à contaminer de manière nuisible le bain ou le produit et à se détacher avec le produit quand on racle les cathodes.
En cherchant à trouver un matériau qui donne une cathode satisfaisante, on a essayé du fer à faible teneur en carbone, malgré sa réactivité et sa facilité à donner des alliages. Quand on a retiré de la cuve des cathodes faites en ce métal, qu'on les a rapidement re couvertes de sel et laissées refroidir, on a constaté que le dépôt de bore se détachait aisément par écaillage sous le choc du mar teau, mais qu'il restait un fin revêtement adhérant de bore.
En laissant ce fin recouvre ment sur la cathode en fer au lieu d'essayer d'éliminer tout le bore par écaillage, comme on le faisait antérieurement, on a constaté que la contamination par le fer restait éton namment faible et était généralement bien in férieure à 0,51/o. On peut aisément éliminer ce fer par un lavage acide et cela ne présente pas de difficultés sensibles, tandis que l'on ne peut éliminer les impuretés provenant de ca thodes en molybdène ou en alliage Ni-Cr-Fe par aucun procédé industiel. D'autre part, les cathodes en fer à basse teneur en carbone résistent très bien au gauchissement, leur prix est faible et elles sont disponibles dans toutes dimensions et formes désirées.
Un fer convenant particulièrement pour faire les cathodes et disponible industrielle ment est le fer contenant approximativement 0,12 % de carbone, 0,017 /o de manganèse, 0,005 % de phosphore, 0,025 % de silicium, par exemple le produit marque ARIICO . Cependant,
on peut utiliser tout fer à faible teneur en carbone, renfermant de petites quantités d'impuretés seulement. On main tient de.préférence la teneur en carbone voi- sine de 0,1% ou inférieure à cette valeur parce qu'il semble que des teneurs en carbone plus élevées facilitent un gauchissement nui sible des plaques de cathode minces.
On comprendra mieux l'invention. et les effets obtenus par changement des matières premières, des conditions opératoires et des types d'appareillage, à la lecture d'un certain nombre d'exemples particuliers. <I>Exemple 1:</I> On a fondu 4000 g de chlorure de potas sium et 1500 g de fluoborate de potassium dans un creuset en graphite du type précité, creuset ayant un diamètre interne de 152 mm et une profondeur de 203 mm, et on a porté le mélange fondu à une température avoisi nant 800 C.
A ce bain fondu, on a ajouté 500 g d'oxyde de bore B203 qui s'y est dis sous rapidement; puis on a plongé et immergé complètement dans le bain une plaque catho dique en molybdène, large d'environ 82,5 mm, longue de 178 mm et épaisse de 2,5 mm et on a fait passer le courant pour mettre la -cuve en service. La tension était de 6,3 à 7,8 volts et le courant moyen qui est resté sensiblement constant pendant tout le traitement était d'en viron 580 ampères.
Pendan le traitement, du bore chimique ment pur s'est déposé sur la cathode et de l'oxygène s'est dégagé à l'anode. Il s'est formé sur la surface du bain une couche épaisse d'écume noire, mais cette écume était en fai ble quantité et on n'a pas tenté d'en déter miner la nature ni de l'éliminer. On a conti nué l'électrolyse sans interruption pendant environ 2 heures et demie, après quoi on a coupé le courant, on a retiré la cathode et on l'a recouverte rapidement -de chlorure de so dium sec, afin de protéger le dépôt de bore contre l'oxydation.
Quand la cathode a été refroidie au-delà du point où la matière qui la recouvrait donnait une lueur rouge, on l'a plongée dans l'eau pendant plusieurs heures; pendant ce temps, la plus grande partie du dépôt s'était séparée et il a été facile de racler le reste. Après avoir fait digérer longtemps le dépôt par de l'eau, puis par de l'acide chlorhydrique concentré, on a finalement lavé le résidu à l'eau, on l'a séché et on l'a tamisé pour le classer par dimensions.
Le produit avait la forme de fins cristaux dont environ 90'% passaient au tamis à 325 mailles.
Par analyse chimique, on a cons taté que la composition du produit était approximativement la suivante:
EMI0004.0008
Bore <SEP> <B>98,6811/o</B>
<tb> Fer <SEP> 0,22%
<tb> Silicium <SEP> 0,381)/o
<tb> Carbone <SEP> 0,45%
<tb> Molybdène <SEP> <B>0,27%</B>
<tb> <B>100,001/0</B> On a récupéré finalement 118 g de pro- duit. En considérant qu'il y avait 1% d'hiuni- dité dans les 500 g d'oxyde de bore introduits initialement dans le creuset et que 98,68 0/0 du produit étaient du bore pur,
le rendement final représente environ 76 /o de la quantité de bore existant dans le<B>B203</B> de la charge initiale. Etant donné que le traitement a été effectué sur une charge et qu'on a arrêté l'électrolyse avant d'avoir détecté un dégage ment de chlore qui aurait indiqué un épuise ment complet de l'oxyde de bore, on a démon tré que les possibilités. de récupération don nées par lé procédé en service discontinu étaient exceptionnellement élevées.
En essayant d'appliquer le procédé sus mentionné à des cuves d'électrolyse de grandes dimensions, et notamment en travail lant de manière continue, on a constaté que la pureté du bore diminue sensiblement et que la teneur en carbone peut rester égale à 3 ou 41/o même après lavage soigné. Cela est un inconvénient dans de nombreux usages métal lurgiques du bore, notamment, lorsqu'on l'uti lise pour produire des borures métalliques ou pour divers buts relatifs à l'énergie atomique et à la radioactivité. Etant donné que le car bone est insoluble dans tous les réactifs, à part le fer en fusion, il est pratiquement im possible de l'éliminer du produit de manière satisfaisante.
Ainsi, dans les nombreux cas dans lesquels les impuretés de carbone sont nuisibles, on n'obtient pas entière satisfaction en mettant en oeuv re l'exemple 1, sur une plus grande échelle, notamment quand. on opère de manière continue. Le procédé . d'écrit dans l'exemple 1 doit donc de préférence être limité industriellement à. des installations relative ment petites et à un traitement. par charges successives.
Ainsi qu'on l'a noté dans l'exemple précé dent., on a observé sur la surface du bain pendant l'électrolyse une écume noire. Quand on a utilisé de manière continue une cuve plus grande, cette écume s'est accumulée en quan tités un peu plus grandes. L'examen ultérieur de cette écume a montré qu'elle consiste en grande partie en carbone finement divisé qui provient vraisemblablement de l'action érosive exercée par le bain chaud sur le creuset. en graphite, le courant d'intensité élevée qui tra verse ce bain lui donnant un état. d'agitation constant; on a constaté avec surprise qu'en en levant cette écume à, des intervalles fréquents pendant l'électrolyse, de manière à empêcher la quantité de s'accroître, on supprimait pra tiquement la. contamination par le carbone.
En fait, on a facilement maintenu la teneur en carbone du produit, au-dessous de 0,501/o en fonctionnement continu et on l'a fréquem- ment réduite jusqu'à environ 0,1.5%. Un la- vage plus soigné aide parfois à réduire encore la teneur en carbone du produit.
Pour mettre en évidence les résultats obtenus lorsqu'on décrasse, on se référera aux deux exemples comparatifs suivants, dans les quels l'équipement était en principe le même que celui de l'exemple 1, mais de dimensions sensiblement plus grandes.
<I>Exemple 2:</I> Le creuset utilisé dans cet exemple avait une forme générale cylindrique et était revêtu sur ses flancs et son fond d'environ 75 mm <B>(le</B> graphite. Ce creuset avait un diamètre intérieur de 254 mm et une hauteur de 3-13 mm. La cathode utilisée était en fer et était épaisse de 4,8 mm, large de 140 mm et longue de 229 mm.
On a fondu dans ce creuset. 14 kg de chlo rure de potassium et 4,5 kg de fluoborate de potassium que l'on a portés à une température d'environ 850 C. A ce bain fondu, on a -ajouté 1,5 kg d'oxyde de bore. On a alors fait passer le courant et on a prolongé l'électrolyse pen dant 3 heures et demie à une tension moyenne d'environ 6 volts et sous une intensité moyenne d'environ 500 ampères. L'écume noire s'est produite comme auparavant, mais on l'a lais sée s'accumuler sans l'éliminer.
A la fin de la période d'électrolyse, on a retiré la cathode, on l'a recouverte rapide ment de chlorure de sodium sec et, après re froidissement, on a retiré et purifié le dépôt cathodique comme dans l'exemple 1. La quan- 1ité de ce produit. purifié était de 440 g; on l'a tamisé et on a obtenu 45 g de matière passant au tamis à 40 mailles et retenue par un tamis à, 100 mailles, 50 g de matière passant au tamis à 100 mailles et non au tamis à 200 mailles et 345 g de matière passant au tamis à 200 mail les.
En analysant séparément ces trois compo sants, on a constaté que la matière la plus grosse consistait en seulement 80 % de bore et près de 5 % de carbone et on l'a rejetée comme non
utilisable industriellement. Les deux autres fractions avaient. les compositions sui vantes
EMI0005.0028
100-200 <SEP> mailles <SEP> moins <SEP> de <SEP> 200 <SEP> mailles
<tb> Bore <SEP> 93,601/o <SEP> Bore <SEP> 96,90%
<tb> Fer <SEP> 0,58% <SEP> Fer <SEP> 0,66%
<tb> Carbone <SEP> 4,33 /o <SEP> Carbone <SEP> 0,970/0
<tb> Indéterminé <SEP> 1,49% <SEP> Indéterminé <SEP> 1,471/o
<tb> <B>100,001/0 <SEP> 100,
001/0</B> La combinaison de ces deux dernières frac tions représentait un rendement en bore d'en- viron 85 % sous la forme d'une matière qui contenait environ 96 % de bore et environ 1,
4% de carbone.
Exemple <I>3:</I> Dans cet exemple, on a utilisé le même équipement, les mêmes ingrédients et le même processus que dans l'exemple 2, mais, pendant l'électrolyse, on a enlevé l'écume noire de car bone de la surface du bain toutes les 10 à 15 minutes. En 5 heures de fonctionnement, on a récupéré 390 g de produit qui représen taient environ 861/o de récupération calculés sur la base de la quantité de bore contenue dans l'oxyde de bore chargé initialement. Sur ces 390 g, 335 g passaient au tamis à 325 mailles et le reste était composé de particules qui ne passaient pas au tamis à 40 mailles.
A l'analyse, le produit a donné la composition moyenne suivante
EMI0005.0052
Bore <SEP> 99,501/o
<tb> Fer <SEP> 0,281/0 Carbone <SEP> 0,161/o
<tb> Indéterminé <SEP> 0,061/o
<tb> <B>100,000/0</B> En comparant les teneurs en carbone des produits résultant de la mise en oeuvre des exemples 2 et 3, on voit de façon frappante l'importance qu'il y a à enlever l'écume noire de la surface du bain.
Bien que le traitement ci-dessus ait été effectué avec une seule cathode, il est évident que les améliorations que démontre cet exem ple permettent d'appliquer le procédé avec plusieurs cathodes dans des cuves encore plus grandes.
Dans tous les exemples précédents, on a -utilisé le chlorure de potassium pour dissoudre le fluoborate de potassium dans le bain. Pour mettre en évidence l'utilisation du fluorure de potassium au lieu du chlorure de potas sium, on donne l'exemple ci-dessous dans le quel on a mis en oëliv re le procédé conforme à l'invention dans l'appareil déjà utilisé dans les exemples 2 et 3.
Exemple <I>4:</I> On a fondu dans le creuset 5500 g de fluorure de potassium et 2000 g de fluoborate de potassium et on les a portés à une tempé rature d'environ 900 C. A ce bain fondu, on a ajouté 500 g d'oxyde de bore qui s'y est. dis sous rapidement. On a plongé dans le bain une cathode en fer large d'environ 83 mm, longue d'environ 178 nim et ayant une épais seur de 2,5 mm et on a fait passer le courant.
La tension est. restée voisine de 6,75 volts et l'intensité moyenne a été d'environ 725 am pères et a varié très peu, ce qui indique qu'il n'y avait. au plus qu'un faible effet, anodique malgré la haute teneur en fluorure du bain. Comme dans les exemples précédents, on a observé qu'une faible quantité d'écume noire s'accumulait sur la surface du bain et on l'a enlevée toutes les 10 à 15 minutes. On a con tinué l'électrolyse pendant 2 heures.
Au lavage, on a récupéré environ 105 g de produit que l'on a tamisé pour le classer\ par dimensions; la moitié environ de cette quan tité a passé au tamis à 40 mailles, tandis que l'autre moitié n'y a pas passé, et le produit ne contenait presque pas de particules très fines comme dans les exemples 1, ? et. 3.
On a ana lysé séparément les parties fines et. plus gros sières du produit et on a. obtenu les résultats suivants:
EMI0006.0014
parties <SEP> fines <SEP> parties <SEP> moins <SEP> fines
<tb> Bore <SEP> 9.1,1% <SEP> Bore <SEP> <B>96,71/0</B>
<tb> Fer <SEP> 0,8 <SEP> 1/o <SEP> Fer <SEP> <B>1,01/0</B>
<tb> Carbone <SEP> 1,21/a <SEP> Carbone <SEP> 0,61/o
<tb> Indéterminé <SEP> 3,9%. <SEP> Indéterminé <SEP> 1,7%
<tb> 100,0 <SEP> 0/0 <SEP> 100,0 <SEP> 0/a La quantité totale de bore récupérée a.
été d'environ 67 %. Bien que sa pureté ne soit pas si élevée que dans les exemples précé dents dans lesquels on utilisait dans le bain du chlorure de potassium comme solvant prin- eipal au lieu de fluorure de potassium, on peut attribuer en partie la différence à un plus grand nombre d'impuretés dans le fluorure de potassium utilisé.
Cependant, cette moindre pureté peut être due également en partie aux effets combinés, d'une part, clés températures plus élevées auxquelles on a dû porter le bain pour fondre le fluorure de po- tassiuni (point de fusion environ 800 C) et, d'autre part, de la. plus grande densité de cou rant et, par conséquent, de la plus grande action érosive du bain. La différence la plus frappante constatée lorsqu'on a remplacé le chlorure de potassium par le fluorure de po tassium réside dans la. forte augmentation des dimensions des particules.
On donnera maintenant l'exemple ci-des sous pour illustrer l'application de la présente invention à un traitement continu dans un appareil encore plus grand.
Exemple <I>5:</I> Le creuset utilisé dans cet exemple était de forme générale cylindrique et ses flancs et son fond étaient. recouverts d'environ 75 mm de graphite. Son diamètre intérieur était de -106 mm et sa profondeur de 762 mm.
Comme cathode, on a utilisé du fer marque Armco . La cathode, amovible, avait une épaisseur de 12,7 mm, une largeur de 203 mm et une lon- zueur de 106 mm; elle était suspendue à une ti-e de cuivre dont l'extrémité inférieure était fendue, la plaque de cathode étant introduite dans la fente et y étant boulonnée. La tige était. en cuivre afin de diminuer les pertes électriques provenant de sa résistance et de la forte intensité utilisées.
Pour éviter qu'elle soit surchauffée, ce qui aurait provoqué son oxydation superficielle et. aurait été suscep tible de contaminer le bain par de l'oxyde de cuivre, cette tige était creuse et on a introduit de l'eau de refroidissement dans un tube de faible diamètre placé dans cette partie creuse et ouvert au voisinage du fond de la tige. De la sorte, l'eau qui sortait de l'extrémité infé rieure du tube remontait autour de lui et était éliminée par un autre tuyau à la partie supé rieure de la tige creuse.
On a chauffé le creuset à l'aide de brû leurs à gaz pour fondre au départ. les eompo- sanas du bain qui jouent le rôle de solvants. On a, fondu dans ce creuset 102 kg de chlorure (le potassium et 34 kg de fluoboratede potas sium et l'on a. porté le bain à une température d'environ 860 à, l'aide des brûleurs. On a fait passer le courant, on a ajouté l'oxyde de bore à (les intervalles de 15 minutes en quantités de 1.800 kg chaque fois jusqu'à en avoir ajouté 5,400 kg.
Pendant tout. le traitement, on a ajouté ensuite des quantités supplémentaires (.l'oxyde de bore à des intervalles d'environ une demi-heure et à raison chaque fois de 1,800 kg, de faon à remplacer l'oxyde de bore consommé par l'électrolyse.
Toutes les 3 ou 4 heures, on a retiré la ca thode pour récupérer le bore, cette cathode étant rapidement recouverte de chlorure de sodium lorsqu'elle était extraite du bain. On a retiré le dépôt de la cathode de la manière décrite précédemment, de faon à laisser sub sister une couche fine et adhérente de bore et on. a ensuite remis en place la même cathode pour continuer le traitement.
A peu près toutes les 3 ou 4 heures également, on a ajouté des quantités supplémentaires de chlorure de potassium et de fluoborate de potassium pour compenser les faibles quantités perdues par évaporation et les quantités beaucoup plus grandes entraînées avec le dépôt cathodique et perdues pour le bain quand on retirait la cathode pour en récupérer le bore. La quan tité totale de chlorure de potassium ajoutée pendant, le traitement a été de 61,240 kg et la quantité totale de fluoborate de potassium a été de 34 kg.
On a continué le traitement pendant envi ron 72 heures, non compris les interruptions pendant lesquelles on a retiré les dépôts catho diques, et pendant ce temps on a maintenu L'intensité de manière très uniforme à 2500 am pères, la tension variant légèrement entre 7 à 8 volts. Puis, avant d'arrêter le traitement, on a élevé l'intensité jusqu'à 4000 ampères sous 10 volts pendant 2 heures et demie afin de re tirer aussi complètement que possible le bore disponible dans 1e bain. On a enlevé les impu retés du bain toutes les 15 à 20 minutes envi ron pendant tout le traitement. La quantité totale d'oxyde de bore utilisée pendant le traitement a été de 64,420 kg; cor respondant à environ 19,330 kg de bore.
On a lavé le dépôt cathodique avec de l'eau et, de l'acide de manière habituelle; la quantité de produit ainsi purifié était de 17,420 kg, soit une récupération d'environ 8811/o du bore con tenu dans la charge d'oxyde de bore. Le ren dement du courant pendant tout le traitement a, été extrêmement élevé et égal à environ 98 %.
Par suite de sa grande quantité, on a puri fié et analysé le produit sous forme de 14 pré lèvements séparés, à mesure qu'ils ont été reti rés de la cathode. La pureté du bore de ces prélèvements a varié légèrement entre envi- ron 90% jusqu'à plus de 99,5%, et plus de la moitié du produit montrait à l'analyse une proportion de bore supérieure à 98% et des teneurs respectives en fer et en carbone de seulement 0,
40% et 0,25% environ. Le ta- bleau ci-dessous résume la pureté en bore de la matière d'après les 14 analyses distinctes
EMI0007.0039
<B>Kg</B> <SEP> de <SEP> produit <SEP> Pourcentage <SEP> de <SEP> bore
<tb> 4,870 <SEP> <B>991)/o</B>
<tb> 4,510 <SEP> <B>980/0</B>
<tb> 3,190 <SEP> 971/o
<tb> 3,560 <SEP> 961/o
<tb> 0,290 <SEP> 95%
<tb> 1,000 <SEP> 951/o Bien entendu, les prélèvements qui présen taient le bore de plus grande pureté avaient également les teneurs les plus faibles en im puretés carbone et fer.
On voit d'après l'exemple 5 que le procédé décrit convient admirablement à un traite ment continu dans des cuves encore plus grandes susceptibles de recevoir en même temps plusieurs cathodes. Dans un tel cas, on retirera de préférence ces cathodes une par une pour en récupérer le bore et immédiate ment ou en même temps on plongera dans le bore une cathode de remplacement. Cette opé ration peut être exécutée mécaniquement grâce à un grand nombre de dispositifs méca niques de suspension de cathodes, comme cela apparaîtra aisément au technicien.
Bien que dans le présent procédé. le chlo- rure ou fluorure de potassium et le flüobo- rate de potassium restent dans le bain sans modifications et semblent n'agir que comme des agents inertes électriquement conducteurs, leur présence est essentielle dans ce but. En l'absence de chlorure ou de fluorure de potas sium, le fluoborate de potassium subirait une lente décomposition thermique aux tempéra tures du bain et deviendrait visqueux et pâ teux en présence de l'oxyde de bore. S'il n'y avait pas de fluoborate de potassium, le bain serait très pâteux et impossible à traiter, et on n'obtiendrait pas de bore.
Les proportions de chlorure ou fluorure de potassium, de fluoborate de potassium et d'oxyde de bore utilisées dans les exemples précédents ne sont pas du tout impératives et l'on peut les faire varier de manière sensible pourvu que le bain reste homogène. Etant donné que le fluoborate de potassium ne peut subir de décomposition thermique puisqu'il est dissous dans le chlorure ou fluorure de potas sium, il est nécessaire que la quantité de ce der nier produit soit suffisante à cet effet. De plus, les proportions de ces deux ingrédients agis sent sur la viscosité du bain.
Quand la quan tité de l'halogénure de potassiiun est au moins égale à la quantité de fluoborate, la première condition est plus que satisfaite et le bain a la fluidité préférée.
D'une manière générale, on s'arrange que la quantité de l'halogénure de potassium soit suffisante pour que le bain soit fluide et que la quantité de fluoborate soit suffisante pour dissoudre l'oxyde de bore.