CH322349A - Procédé de préparation électrolytique, de métaux appartenant aux groupes IV (A), V (A) et VI (A) du système périodique - Google Patents

Procédé de préparation électrolytique, de métaux appartenant aux groupes IV (A), V (A) et VI (A) du système périodique

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CH322349A
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Ervin Guy Jr
George Ueltz Herbert Frank
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Norton Co
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25CPROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/26Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of titanium, zirconium, hafnium, tantalum or vanadium

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Description


  Procédé de préparation électrolytique, de métaux appartenant aux groupés  IV<B>(A),</B> Y<B>(A)</B> et     VI   <B>(A)</B> du système périodique    La présente invention a pour objet un pro  cédé de préparation électrolytique de métaux  appartenant aux groupes IV<B>(A),</B> V<B>(A)</B> et     VI     <B>(A)</B> du système périodique,<B>à</B> partir des carbu  res métalliques correspondants.  



  Ce procédé relativement peu     coÛteux    peut  être mis en     #uvre    au moyen d'un appareillage  simple d'un fonctionnement sûr, permettant de  transformer en une seule étape des carbures  métalliques directement en leurs métaux purs,  de telle manière qu'il n'y ait pas risque d'alté  ration de ces métaux par l'oxygène ou l'azote  ou d'autres impuretés nuisibles qui seraient dif  ficiles<B>à</B> enlever.  



  On peut, par ce procédé, produire des mé  taux     ductibles    et des métaux<B>à</B> gros grains.  



  Le procédé est caractérisé par le fait qu'on  soumet<B>à</B> l'action d'un courant électrique con  tinu, dans une cellule comprenant une anode et  une cathode solide, un bain de sel en fusion  sous atmosphère inerte constitué par au moins  un     halogénure    d'un métal des groupes I<B>à 111</B>    du système périodique, de poids atomique in  férieur<B>à</B> 41, dans lequel est immergé, isolé de  la cathode, le carbure du métal<B>à</B> obtenir, de  façon<B>à</B> provoquer le dépôt de ce métal sur ou  au voisinage de la cathode.  



  Le dessin annexé représente,<B>à</B> titre d'exem  ple, un dispositif pour la mise en     #uvre    du  procédé selon l'invention.  



  La figure unique du dessin en est une  coupe verticale axiale.  



  On peut utiliser soit une anode dissociable  (par électrolyse) faite en le carbure métallique  <B>à</B> traiter, ou une anode faite d'une matière con  ductrice de l'électricité, mais -chimiquement  inerte, telle que le carbone ou le graphite, cette  anode étant entourée des carbures métalliques  granuleux ou pulvérulents.

   Le bain électrolyti  que se compose d'un halogénure     d#un    métal des  trois premiers groupes     dù    tableau périodique,  de poids atomique inférieur<B>à</B> 41, ou d'un mé  lange de tels     halogénures.         Les points de fusion des chlorures de ces métaux sont indiqués dans le tableau ci-dessous  
EMI0002.0001     
  
    <B><I>TABLEAU</I></B><I> <SEP> I</I>
<tb>  <I>Chlorure <SEP> Point <SEP> de <SEP> fusion <SEP> <B>0 <SEP> C</B></I>
<tb>  Chlorure <SEP> de <SEP> lithium <SEP> Lici <SEP> 613o
<tb>  Chlorure <SEP> de <SEP> sodium <SEP> NaCI <SEP> 804o
<tb>  Chlorure <SEP> de <SEP> potassium <SEP> KCI <SEP> 776o
<tb>  Chlorure <SEP> de <SEP> magnésium <SEP> <B>MgC12</B> <SEP> 712o
<tb>  Chlorure <SEP> de <SEP> calcium <SEP> CaCI2 <SEP> <B>772()

  </B>
<tb>  Chlorure <SEP>  & aluminium <SEP> <B>AlC13 <SEP> 1900 <SEP> à <SEP> 2,5</B> <SEP> atmosphères       On voit, d'après ce tableau, que     l'halogé-          mire    d'aluminium est un cas<B>à</B> part; néan  moins, le chlorure d'aluminium, comme les  autres chlorures cités, est un chlorure facile<B>à</B>  obtenir d'un métal très actif.<B>Il</B> est recomman  dable de mettre en     #uvre    le procédé<B>à</B> des tem  pératures raisonnablement basses, par raison  d'économie et pour faciliter l'exploitation.  C'est pour cela que le chlorure d'aluminium  offre un certain avantage, quoique, si on l'uti  lise seul, la cellule doive être mise sous pres  sion, mais la pression de<B>2,5</B> atmosphères est  modérée.  



  Un mélange eutectique<B>de</B> 40 moles de  chlorure de potassium et<B>60</B> moles de chlorure  de lithium ayant un point de fusion d'environ  <B>3500 C</B> convient parfaitement pour le procédé.  



  Le métal constitutif de la cathode est, de  préférence, le même que celui qu'il s'agit de  séparer de son carbure si l'on veut obtenir un  métal non contaminé. On peut utiliser d'autres  métaux ou des alliages suffisamment réfractai  res aux températures en cause, pourvu qu'ils  résistent chimiquement<B>à</B>     l'halogénure    libre et  <B>à</B> l'halogénure fondu et ne constituent pas d'al  liage avec le métal<B>à</B> produire. Parmi ceux-ci,  le nickel occupe une place prépondérante.<B>Il</B>  est possible d'utiliser différents alliages<B>de</B>  nickel, par exemple l'acier inoxydable au  nickel. La cellule     ellQ-même    peut servir de ca  thode ou bien la cathode peut être distincte de  la paroi de la cellule.  



  En se reportant au dessin, on voit que<U>la</U>  cellule comprend un bac métallique<B>1</B> dont le  métal satisfait aux conditions ci-dessus énon-         cées,    ce bac possédant un pied de support 2<B>à</B>  sa base.<B>A</B> l'intérieur du bac<B>1</B> est monté un  tube poreux<B>3</B> cylindrique et qui est composé       d#une    matière céramique inerte, alumine po  reuse par exemple. La base du tube<B>3</B> entoure,  sur une faible hauteur, une coupelle céramique  poreuse 4 de plus petit diamètre, qui peut être  constituée<B>de</B> la même matière que le tube<B>3</B>  ou d'une autre substance céramique appro  priée.

   La coupelle 4 est suspendue au tube<B>3</B>  par des doigts de support<B>5</B> en céramique tra  versant des perforations du tube et de la cou  pelle<B>;</B> ces doigts peuvent avantageusement être  constitués d'alumine frittée ou d'une autre cé  ramique frittée suffisamment solide. On remar  quera que le sel fondu<B>6</B> peut passer de l'inté  rieur vers l'extérieur du tube<B>3</B> ou     inversé'ment.     



  Une barre d'anode<B>7,</B> en carbone ou gra  phite, est entourée sur la majeure partie de sa  longueur par un manchon<B>8</B> en céramique non  poreuse, pouvant être constituée d'alumine frit  tée et traitée<B>à</B> la presse. Le manchon<B>8</B> tra  verse une perforation axiale verticale<B>9</B> dans  une pièce obturatrice<B>10</B> en céramique,

   qui est  maintenue par un épaulement rentrant<B>11</B> dans  une grande ouverture 12 d'un bouchon annu  laire en acier<B>13</B> en prise par une partie filetée  avec un couvercle d'acier 14 dont la face infé  rieure taraudée est en prise sur une bride<B>15</B>  de l'extrémité supérieure du bac<B>1.</B> Le man  chon<B>8</B> est supporté par un collier métallique  <B>16</B> portant une vis de     blqcage   <B>17</B> et la barre<B>7</B>  est soutenue au moyen d'un collier métallique  <B>18</B> portant une vis de blocage<B>19.</B> Le collier<B>16</B>  est représenté, en place dans un logement fraisé  20, mais ce détail     Wa    pas d'importance.

        La bride<B>15</B> et<B>le</B> couvercle d'acier 14 repo  sent sur une pièce annulaire 21 formant un  panneau en fibres d'amiante supporté<B>à</B> sa  périphérie par une enveloppe métallique cylin  drique 22 ouverte<B>à</B> son extrémité supérieure  et formant une seule pièce avec son fond<B>23.</B>  Une plaque réfractaire 24 occupe le fond de  l'enveloppe 22 et peut être constituée en une  matière céramique de tout genre, tel que de  l'alumine contenant un liant argileux. Cette  plaque 24 présente,<B>à</B> sa' face supérieure, une  rainure annulaire<B>25</B> dans laquelle prend appui  un cylindre réfractaire<B>26</B> en céramique s'éten  dant verticalement jusqu'à la face inférieure  du panneau 21 en fibres d'amiante. Ce cylin  dre<B>26</B> peut être en alumine frittée et moulée,  de manière<B>à</B> présenter la forme cylindrique.

    La surface latérale extérieure du cylindre<B>26</B>  présente une rainure hélicoïdale dans laquelle  est inséré un enroulement de fil<B>28</B> présentant  une résistance électrique appropriée et une     ré-          fractairité    suffisante pour supporter la tempé  rature utilisée. De nombreux métaux et alliages  connus donnent de bons résultats et il suffira  de mentionner l'alliage     nickel-chrome    décrit  dans le brevet américain     No   <B>811859.</B> On peut  cependant supprimer la rainure hélicoïdale du  cylindre<B>26</B> suivant les convenances. On peut  appliquer<B>à</B> l'extérieur du fil<B>28</B> un revêtement  de ciment réfractaire<B>30</B> après avoir placé l'en  roulement. Le ciment d'alumine convient<B>à</B> cet  effet.

   Entre la pièce de ciment<B>30</B> et l'intérieur  de l'enveloppe 22 se trouve un bourrage<B>31</B> de  matière isolante convenable qui doit être assez  réfractaire et l'on peut citer de nombreuses ma  tières, telles que la terre de     Fuller    et une terre  d'infusoires. Cette matière de bourrage<B>31</B> peut  être simplement versée en particules dans l'es  pace disponible.  



  Une extrémité<B>32</B> de l'enroulement<B>28</B> est  connectée<B>à</B> une borne<B>33</B> et<B>à</B> un<B>fil</B> 34, tan  dis que l'autre extrémité<B>35</B> de l'enroulement  <B>28</B> aboutit<B>à</B> une borne<B>36</B> connectée<B>à</B> un fil  <B>37.</B> Les bornes de     connection   <B>33</B> et<B>36</B> font  saillie au-dessus du panneau de fibres 21,  comme cela est représenté. Les fils 34 et<B>37</B>  sont reliés<B>à</B> une     sourc    c, d'énergie électrique<B>à</B>  courant continu ou<B>à</B> courant alternatif, cette    dernière étant plus facile<B>à</B> obtenir, et l'on pré  voit les moyens de commande nécessaires pour  chauffer l'appareil<B>à</B> la     températrue    voulue.

    Une vis terminale 40 sert<B>à</B> connecter un<B>fil</B> 41  au couvercle d'acier 14 et le fil 41 est connecté  au pôle négatif     d'uné    source de courant con  tinu. Un collier de serrage 42 est fixé sur la  barre<B>7</B> au moyen d'une vis 43<B>à</B> laquelle est  connecté un fil 44 qui est<B>à</B> son tour relié au       pÔle    positif de ladite source de courant. Une  rondelle en amiante 45 est intercalée entre le  couvercle 14 et la bride<B>15</B> et une autre ron  delle en amiante 46, entre la base du bouchon  <B>13</B> et un épaulement 47 du couvercle 14.

   Ce  couvercle plat 14 présente une perforation  dans laquelle est encastré un tube métallique  <B>50</B> relié<B>à</B> un tuyau flexible en caoutchouc<B>51.</B>  La barre<B>7</B> présente une perforation axiale<B>52</B>  et constitue ainsi un tube portant<B>à</B> son extré  mité supérieure une tubulure en plastique<B>53,</B>  par exemple en un chlorure polyvinylique ré  sistant au dégagement de chlore gazeux. La  rondelle 46 enserre et maintient le tube po  reux<B>3.</B>  



  On a représenté au dessin un carbure mé  tallique sous forme granuleuse<B>55</B> dans la cou  pelle 4 et au début de l'électrolyse, la coupelle  4 est pratiquement remplie de ce carbure mé  tallique. On voit également dans le fond du bac  <B>1</B> une certaine quantité de métal sous forme  spongieuse<B>56</B> et cette matière spongieuse se  rassemble dans le fond mais se forme sur toute  la paroi intérieure du bac<B>1</B> jusqu'au niveau de  liquide occupé par le sel en fusion<B>6.</B> Au fur et  <B>à</B> mesure de leur formation, des particules de  cette matière métallique spongieuse tombent  de temps en temps au fond du bac<B>1</B> et s'y ras  semblent.

   Un boîtier<B>57</B> pouvant contenir un       thermo-couple,    non représenté, est disposé<B>à</B>  la partie supérieure du bac afin que     Popérateur     puisse maintenir la cellule<B>à</B> la température<B>dé-</B>  sirée.  



  On utilise du carbone ou du -graphite pour  la barre<B>7</B> parce que ces substances sont abso  lument inertes dans le processus et qu'elles sont  bonnes conductrices de l'électricité. En utilisant  <B>le</B> chlore<U>comme</U> halogène et du carbure de ti  tane, la réaction de l'anode qui est constituée      par la coupelle 4 est exprimée par l'équation  suivante<B>:</B>       Equation   <I>primaire</I>       4CI-   <B>-</B> 4e 2C4       Equation   <I>secondaire</I>       TiC2   <B>+</B>     2CI2   <B>=</B>     TiCI4   <B>+ 2C</B>       Equation   <I>globale<B>:

  </B></I>       4CI-   <B>+</B>     TîC2   <B>-</B> 4c<B>=</B>     TiCI4   <B>+ 2C</B>  Si l'on utilise, par exemple, un sel de li  thium, la réaction<B>à</B> la cathode, qui est consti  tuée par toute la surface interne du bac<B>1</B> en  contact avec le sel<B>6 à</B> l'état fondu, est expri  mée par l'équation suivante       Equation   <I>primaire<B>:</B></I>       4Li+   <B>+</B> 4e<B>=</B>     4Li          Equation   <I>secondaire<B>:

  </B></I>       TiCI4   <B>+</B>     4Li   <B>=</B>     4LiCI   <B>+</B>     Ti          Equation   <I>globale<B>:</B></I>       4Li+   <B>+</B>     TiCI4   <B>+</B> 4e<B>=</B>     4LiCI   <B>+</B>     Ti     Une sommation de l'équation globale de la  réaction<B>à</B> l'anode et de l'équation globale de  la réaction<B>à</B> la cathode aboutit<B>à</B> l'équation  simple suivante<B>:

  </B>       TiC2        Ti   <B>+ 2C</B>  En ce qui concerne le fonctionnement de  la cellule et des diverses parties de l'appareil  lage, le carbure<B>55</B> est progressivement réduit  en carbone au fur et<B>à</B> mesure de l'électrolyse  de la charge primitive et pendant que se ras  semblent les particules du métal spongieux<B>56</B>  au fond du bac<B>1.</B> Le processus s'accompagne  d'une agitation du sel fondu qui provoque une  dispersion de la matière, de sorte que     l'halogé-          nure    de métal dissous passe de la coupelle 4 au  bac<B>1</B> en traversant l'intervalle entre la cou  pelle 4 et<B>le</B> tube<B>3,

  </B> et le courant électrique  détermine la circulation des ions dans la direc  tion voulue.<B>Il</B> est très souhaitable d'éviter la  contamination du métal<B>à</B> l'état naissant par  de l'oxygène ou de l'azote, et c'est pourquoi on  pompe de     Pargon    par le tuyau flexible<B>51</B> et  le tube<B>50</B> dans le bac<B>1</B> avant et pendant tout  le déroulement du procédé. On rappellera que  le tube<B>3</B> est poreux,<B>dé,</B> sorte que l'argon peut    le traverser. La pièce obturatrice<B>10</B> ne consti  tue pas une fermeture complètement étanche,  de sorte que l'argon gazeux peut s'échapper du  tube<B>3.</B> D'autre part, cette fermeture doit être  assez serrée pour éviter un échappement ra  pide de ce gaz.

   On peut utiliser     d7autres    gaz  inertes, mais     Pargon    est parmi les meilleurs en  raison de sa grande densité (plus lourd que l'air).  



  La forme d'exécution du procédé ci-dessus  mentionné suppose que le chlore gazeux libéré  <B>à</B> l'anode réagit avec le carbure métallique en  contact avec l'anode pour engendrer le chlo  rure métallique correspondant; le procédé se  rait tout aussi efficace si la totalité du chlore  nécessité pour la     chloruration    du carbure était       fournies    depuis l'extérieur de la cellule, c'est  pourquoi on a prévu le tube plastique<B>53</B> et  la perforation axiale<B>52</B> dans la barre de car  bone<B>7</B> pour l'adduction du chlore pendant le  passage du courant. Alors le chlore qui est  libéré<B>à</B> l'anode s'échappe simplement par le  haut de la cellule qui peut, dans ce cas, être  modifiée de manière<B>à</B> récupérer le chlore.

   On  peut exécuter<B>le</B> procédé efficacement suivant  toute variante intermédiaire entre ce dernier  cas et le premier cas dans lequel il     West    pas  fourni de chlore depuis     rextérieur   <B>;</B> le résultat  est sensiblement le même, la seule différence  résidant dans la quantité de chlore récupérée  et remise dans le cycle opératoire.  



  Si     Pon    utilise un ou plusieurs sels de ma  gnésium, de calcium ou d'aluminium, il im  porte     qu%ucun    de ces métaux ne contamine  le métal<B>à</B> produire. C'est pourquoi, si l'on em  ploie un sel quelconque de magnésium, de  calcium ou d'aluminium dans le bain,<B>il</B> faut  introduire du chlore libre ou un autre halo  gène dans la cellule. Dans le cas des sels de  lithium, potassium et sodium,- toutefois, une  distillation sous vide enlèvera -tout métal libre  provenant de ces derniers sels.  



  Si l'halogène est du fluor, on peut aussi en  alimenter l'appareil par le tube<B>53</B> parce que  ce corps est gazeux<B>à</B> la température ordinaire.  On pourrait réaliser     le.procédé    en utilisant des  bromures ou iodures, mais, en pareille occur  rence, il serait plus difficile d'introduire     l'ha-          logùne    libre dans la cellule.      Quand bien même la température de fonc  tionnement de la cellule ne doit être que<B>légè-</B>  rement supérieure au point de fusion du bain  en ce qui concerne     Padmission    du courant élec  trique, il est toutefois préférable d'opérer avec  une température supérieure dans la cellule pour  d'autres raisons.

   L'une de ces raisons justifiant  la marche<B>à</B> température plus élevée est que la  réaction entre le carbure métallique et le  chlore s'effectue plus rapidement. Une autre  raison est que le métal est produit sous la  forme de cristaux plus gros<B>à</B> température plus  élevée, ce qui rend plus facile la fusion de la  poudre métallique en un lingot sans risque de  contamination. On a<B>déjà</B> précisé que, par éco  nomie, le procédé devrait être mis en     #uvre     <B>à</B> des températures raisonnablement basses.  Ainsi, le choix de la température dépend de  l'allure que l'on veut réaliser<B>:</B> soit une réaction  rapide et des cristaux grossiers, soit une ré  action plus lente et des cristaux plus ténus  mais avec un moindre prix de revient.  



  Lorsque le processus électrolytique est  achevé, il ne reste plus qu'à séparer le métal  produit du sel (matière première) et de toutes  traces de lithium métallique, de potassium       et/ou    de sodium qui peuvent avoir été for  mées. Ces métaux sont un peu plus difficiles<B>à</B>  éliminer et c'est pourquoi<B>il</B> convient d'intro  duire suffisamment de chlore par la perfora  tion axiale<B>52</B> de la barre<B>7</B> pour     qWaucun    de  ces métaux ne soit libéré.  



  Les métaux des groupes IV<B>(A),</B> V<B>(A)</B> et       VI   <B>(A)</B> peuvent être séparés du sel de diverses  manières. Un moyen pratique de séparer le  métal de ces groupes est le suivant<B>:</B>    <B>Il</B> faut d'abord enlever le tube poreux<B>3,</B> la  coupelle céramique 4, la pièce obturatrice<B>10</B>  et le bouchon<B>13,</B> tout en permettant<B>à</B> l'argon  d'arriver continuellement par le tube<B>50.</B> Cette  opération devrait être faite avant que le sel  se solidifie.

   Si, en variante, on utilise des  moyens d'obturation<B>à</B> vis différents, par exem  ple une combinaison de la pièce obturatrice<B>10</B>  et du bouchon<B>13</B> constituée exclusivement en  métal et munie d'un tube de siphon qui la tra  verse et d'un bon anneau de scellement fora       mant    joint étanche avec l'épaulement 47, le  sel surnageant<B>à</B> l'état fondu est extrait par     si-          phonage    pendant que l'on pompe<B>de</B>     l'argpn     par le tube<B>50</B> et ensuite la boue métallique  avec les restes de sel qui ne peuvent pas être  enlevés sans entraîner un peu de métal, ont le  temps de se solidifier et se refroidir.

   On peut       pomper'l'argon   <B>à</B> une pression suffisante pour  chasser hors de l'appareillage le sel liquide  sans faire usage d'une pompe additionnelle.  Quand le sel solide riche en métal est refroidi  suffisamment pour que le métal ne réagisse  plus avec     rair,    on enlève le bac<B>1</B> puis on le  nettoie du sel et du métal qu'il contenait. Le  produit ainsi enlevé consiste en un métal mé  langé avec une grande quantité du sel utilisé  auparavant pour préparer le bain. On peut  alors mettre ce produit complexe dans un ré  cipient convenable, le chauffer et le distiller  sous vide. La distillation<B>à</B> vide chasse les va  peurs du sel qui se sépare du métal et, si le  mélange est chauffé suffisamment, tout métal  du groupe lithium, sodium et potassium sera  aussi enlevé.

   Les points de fusion généralement  admis et les points d'ébullition des métaux en  cause sont représentés au tableau     H    ci-dessous<B>:</B>  
EMI0005.0013     
  
    <B><I>TABLEAU</I></B><I> <SEP> II</I>
<tb>  <I>Point <SEP> de <SEP> fusion <SEP> Point <SEP> d'ébullition</I>
<tb>  <I>Métal</I> <SEP> <B>0 <SEP> C <SEP> 0 <SEP> C</B>
<tb>  Lithium <SEP> <B>186()</B> <SEP> 1336c)
<tb>  Potassium <SEP> 62o <SEP> 760o
<tb>  Sodium <SEP> 97,5o <SEP> 880o
<tb>  Colombium <SEP> 2500o <SEP> 3700o         Les points d'ébullition ci-dessus sont don  nés pour la pression atmosphérique, mais na  turellement que les points d'ébullition sous  vide approprié diminueront beaucoup pour  chaque cas, c'est-à-dire ne dépasseront guère  les points de fusion dans la plupart des cas.  



  Le produit final résultant de la prépara  tion est un métal<B>à</B> l'état spongieux qui peut  être pressé en blocs et coulé en lingots dans  des moules chauffés dans une atmosphère d'ar  gon afin d'éviter la contamination par l'air. Les  moules peuvent être en graphite.  



  Une autre méthode de se débarrasser du  sel résiduel consiste<B>à</B> laver la boue de métal  ,et de sel au moyen d'un solvant organique.  Plusieurs des chlorures préconisés sont solu  bles dans un solvant organique. Le chlorure de  lithium est soluble dans     ralcool    méthylique,  l'alcool éthylique et dans l'éther éthylique. Les  chlorures de magnésium et de calcium sont so  lubles dans l'alcool éthylique, alors que le chlo  rure d'aluminium est soluble dans l'éther éthy  lique et le tétrachlorure de carbone. On peut  enlever le sodium, le potassium et le lithium  par lavage au moyen d'alcool méthylique ou       éthylique-          Il    est aussi possible     d7enlever    le sel en le  dissolvant dans l'eau.

   En pareil cas, il est pré  férable d'éliminer les dernières traces d'eau du  métal spongieux en plaçant ce dernier dans un  appareil<B>à</B> extraction par le vide. Si l'appareil  <B>à</B> dépression est muni de moyens pour chauf  fer le métal spongieux aux points de fusion in  diqués au tableau II, on peut alors couler le  métal dans un moule dans     Pappareil   <B>à</B> dépres  sion aussitôt que toute l'eau a été éliminée. La  vapeur étant un agent oxydant pour le métal  spongieux, il convient     d!éviter    tout contact de  ce dernier avec de la vapeur (aux pressions  atmosphériques ou plus élevées) ou tout con  tact avec de l'air chaud, qui n'agit pas seule  ment comme oxydant, mais comme agent de       nitruration    par rapport au métal spongieux.  



  <B>Il y</B> a ainsi, d'une part, des avantages<B>à</B>  utiliser les     halogénures    des métaux alcalins<B>:</B>  sodium, potassium et lithium, parce que le mé  tal alcalin libre de ce groupe peut être extrait  par distillation<B>à</B> basse température<B>;</B> d'autre    part, il est avantageux d'utiliser des     halogénu-          res    des terres alcalines<B>:</B> magnésium et calcium  et de l'aluminium, parce que, dans le cas des  chlorures tout au moins, on peut enlever faci  lement le sel par lavage dans un liquide orga  nique aisément disponible et cet avantage tient  aussi pour le chlorure de lithium.

   La titulaire  n'a pas trouvé que le chlorure de sodium ou de  potassium soit soluble<B>à</B> un degré appréciable  dans l'alcool méthylique ou éthylique ou dans  l'éther éthylique.  



  Au lieu de faire intervenir le carbure mé  tallique sous forme granulaire, on peut utiliser  une barre<B>7</B> en carbure métallique et, dans ce  cas, le manchon<B>8</B> serait supprimé ou du moins  ne s'étendrait pas si bas. La coupelle 4 pourrait  être aussi supprimée dans ce cas.  



  En ce qui concerne la force électromotrice  et l'intensité de courant dans le circuit d'ali  mentation de la cellule, dans un essai du pro  cédé, avec une cellule dont le bac<B>1</B> avait un  diamètre de<B>8,9</B> cm, les autres éléments étant  proportionnés comme le montre le dessin, la  force électromotrice était de<B>5</B> volts et le cou  rant de<B>10</B> ampères avec une densité de cou  rant de<B>2,5</B> ampères par décimètre carré. Bien  entendu, avec des cellules de dimensions dif  férentes et en cas d'utilisation de sels et de  températures différentes, on trouvera d'autres  valeurs pour la force électromotrice et le cou  rant.  



  De ce qui précède, il apparaît clairement  que le chlorure métallique est dissous par le  sel<B>à</B> l'état fondu.     L'halogénure    du métal est  en tout cas dissous dans     l'halogénure    fondu  appartenant au groupe du lithium, potassium,  sodium, magnésium, calcium et aluminium et  des mélanges de ces métaux.  



  Quand le carbure métallique est présent  sous forme granuleuse, il convient de l'isoler  de la cathode (bac métallique<B>1)</B> et cela est  réalisé de la manière représentée sur le dessin  ci-joint. Quand on n'ajoute pas d'halogène ou  seulement une très faible quantité, le carbure  précité doit être adjacent<B>à</B> l'anode afin que  l'halogène libéré (voir équation primaire pour  la réaction<B>à</B> l'anode) puisse réagir avec ce  carbure. Mais le carbure isolé pourrait être      disposé ailleurs dans le bain lorsque la totalité  de l'halogène (chlore) qui est requise poux  l'halogénation du carbure, est fournie depuis  l'extérieur de la cellule, si l'on prend la pré  caution de disperser ou diffuser suffisamment  cet halogène pour qu'il atteigne<B>le</B> carbure en  quantité suffisante pour entretenir la réaction.

    Dans le cas où l'anode est faite d'un carbure  métallique, elle est, bien entendu, isolée de la  cathode et l'halogène est engendré aux endroits  voulus (le long de la surface exposée de  l'anode).

Claims (1)

  1. <B>REVENDICATION :</B> Procédé de préparation électrolytique de métaux appartenant aux groupes IV<B>(A),</B> V <B>(A)</B> et VI <B>(A)</B> du système périodique,<B>à</B> partir des carbures métalliques correspondants, ca ractérisé par le fait qu'on soumet<B>à</B> l'action d7un courant électrique continu, dans une cel lule comprenant une anode et une cathode so lide, un bain de sel en fusion sous atmosphère inerte constitué par au moins un halogénure d'un métal des groupes I<B>à</B> III du système<B>pé-</B> riodique, de poids atomique inférieur<B>à</B> 41, dans lequel est immergé, isolé de la cathode, le carbure du métal<B>à</B> obtenir,
    'de façon<B>à</B> pro voquer le dépôt de ce métal sur ou au voisinage de la cathode. SOUS-REVENDICATIONS <B>1.</B> Procédé selon la revendication, caracté risé par le fait que, pendant le passage du courant, on introduit un halogène gazeux dans la cellule, au-dessous du niveau du bain de sel fondu, en quantité suffisante pour convertir le carbure métallique en l'halogénure métallique correspondant. 2. Procédé elon la revendication, caracté risé en ce que ledit carbure constitue l'anode. <B>3.</B> Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que ledit sel est un halogénure al- cahn. 4.
    Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que ledit sel est un halogénu-re alca lino-terreux. <B>5.</B> Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que le carbure métallique est du carbure de titane. <B>6.</B> Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que le carbure métallique est du car bure de zirconium. <B>7.</B> Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que le carbure métallique est du car bure d'hafnium. <B>8.</B> Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que le carbure métallique est du carbure de thorium. <B>9.</B> Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que le carbure métallique est du carbure d'uranium. <B>10.</B> Procédé selon la revendication, carac térisé en ce que<B>le</B> carbure métallique est du carbure de niobium.
    <B>11.</B> Procédé selon la revendication, carac térisé -en ce que le carbure métallique est du carbure de molybdène. 12. Procédé selon la revendication, carac- téris6 en ce que le carbure métallique est du carbure de tantale. <B>13.</B> Procédé selon la revendication, carac térisé en ce que le carbure métallique est du carbure de vanadium. 14. Procédé selon la revendication, caràc- térisé en ce que le carbure métallique est du carbure de tungstène. <B>15.</B> Procédé selon la revendication, carac térisé en ce que le carbure métallique est du carbure de chrome.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1121817B (de) * 1958-12-12 1962-01-11 New Jersey Zinc Co Verfahren zur Herstellung von Titan durch Schmelzflusselektrolyse

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE1121817B (de) * 1958-12-12 1962-01-11 New Jersey Zinc Co Verfahren zur Herstellung von Titan durch Schmelzflusselektrolyse

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