WO1997033014A1 - Dispositif de production en continu de particules enrobees de metal electrolysable - Google Patents
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- WO1997033014A1 WO1997033014A1 PCT/FR1997/000398 FR9700398W WO9733014A1 WO 1997033014 A1 WO1997033014 A1 WO 1997033014A1 FR 9700398 W FR9700398 W FR 9700398W WO 9733014 A1 WO9733014 A1 WO 9733014A1
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- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C7/00—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells
- C25C7/002—Constructional parts, or assemblies thereof, of cells; Servicing or operating of cells of cells comprising at least an electrode made of particles
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- C25B9/40—Cells or assemblies of cells comprising electrodes made of particles; Assemblies of constructional parts thereof
Definitions
- the invention relates to a device for the continuous production of particles coated with electrolysable metal, by percolation of an electrolyte through granular volume electrodes, in order to carry out an electrochemical reaction.
- One of the current solutions consists in circulating through one (or more) volume electrode (s) porous (s) a liquid electrolyte at a medium flow rate Vo, and superimposing a periodic pulsation in the circulation of the electrolyte, having a specific amplitude -a- and a frequency -f-.
- the essential advantages of such a technique are to eliminate the phenomena of clogging of the porous volume electrodes and to lead to good material transfers.
- the operating conditions are as follows: - during a fraction of the cycle, the particles of the bed forming the volume electrodes are in the low position in a fixed bed with an instantaneous speed resulting from the electrolyte changing direction during this cycle fraction in order to give rise to a flow in turbulent agitated regime,
- the particles are put into a state of partial fluidization.
- the periodic partial fluidization of each volume electrode eliminates the clogging phenomenon, by separating and dislocating the particles which can no longer weld together, while operating in a fixed bed during the rest of the cycle with speed reversal of the flow of electrolyte allows electrical conduction under satisfactory conditions inside the electrode.
- the present invention seeks to overcome this drawback and aims to provide a device for the continuous production of coated pellets of electrolysable metal allowing production of the industrial type.
- the present invention relates to a production device comprising: - a reactor provided with an electrolyte inlet at the bottom and an electrolyte outlet at the top,
- - means for circulating the electrolyte in the reactor - a horizontal grid forming a compartment intended to be partially filled, over a portion of its height, with a porous volume electrode constituted by a conductive bed of solid particles resting on said grid, said compartment comprising at least one conductive counter-electrode and electrical means connected to said counter-electrode and to the volume electrode for the purpose of polarizing the latter,
- - means for supplying particles capable of delivering said particles by gravity into the upper part of the reactor comprising a reservoir disposed above said reactor and a vertical supply tube opening into the bottom of said reservoir and having a length suitable for that its lower end is disposed at a predetermined distance above the grid delimiting the compartment, said supply tube comprising closure means capable on the one hand of authorizing the gravity flow of the particles, and on the other hand to prohibit the upward passage of the electrolyte through the latter,
- the pulsation of the electrolyte in addition to its usefulness in the context of the electrochemical reaction, contributes to obtaining a homogeneous bed and to the reorganization of the particles into a homogeneous bed during understretching. given volumes of particles.
- This homogenization is, moreover, obtained thanks to the presence of the sealing means which make it possible to create a fixed bed area not disturbed by the pulsation, which blocks the supply when a bed height, equivalent to the distance separating l 'end lower of the feed tube and the lower grid of the compartment, is reached.
- This fixed bed area is, in fact, large enough so that the apparent weight of the particles in the supply tube is compensated, but small enough not to hinder the propagation of the pulsation which brings about an equalization of the height of the bed. particles, avoiding an effect of accumulation of said particles in front of said supply tube.
- the particle bed is also automatically reorganized under the effect of the pulsation of the electrolyte which causes the supply of a volume of particles intended to compensate for the volume of particles under -drawn.
- control parameters of this device are the frequency and the duration of the undershoots and it is therefore understandable that the control of such a device is very easy and offers very varied adjustment latitudes.
- the device comprises:
- At least two horizontal grids forming at least two superimposed compartments, a so-called upper compartment and at least one so-called lower compartment, each intended to be partially filled with a porous volume electrode constituted by a conductive bed of solid particles,
- shutter means able on the one hand to allow the gravitational flow of the particles, and on the other hand to prohibit the upward passage of the electrolyte through said supply tubes.
- Such a stage reactor that is to say comprising at least two superposed porous volume electrodes, allows to have a very large total cumulative porous electrode height, while at the time of destabilization obtaining the destabilization of all the particles of these volume electrodes.
- the means for closing off each supply tube comprises deflection means extending in the lower extension of said supply tube, and comprising a horizontal deflecting wall with a surface at least equal to that of the section of this supply tube, disposed under said supply tube, at a distance suitable for determining at least one lateral passage for particle flow.
- the fundamental aim sought which is to avoid the appearance of a partially fluidized zone below each feed tube and to link the flow only to the appearance of a difference in height between the lower end of said tubes and the upper part of the granular beds, is obtained, according to this embodiment, very simply by creating a sheltered area vis-à-vis the pulsation in the lower extension of each of these supply tubes.
- deflection means have the advantage of being made up of very simple elements having no movable members and therefore of optimum reliability.
- these deflection means preferably comprise a tubular element forming at least one 90 ° bend in the lower extension of each supply tube.
- each tubular deflection element advantageously has, seen in elevation, the shape of an inverted T consisting of two coaxial elbows.
- Each of these elbows preferably also has a beveled particle outlet section so as to avoid any arch phenomenon and to favor the release, during pulsations, of the external area of outlet of the supply tubes.
- the deflection means comprise a horizontal deflector plate secured under the horizontal branch of the tubular deflection element and of dimensions greater than those of said branch.
- FIG. 1 is a perspective view a production device according to the invention
- FIG. 2 is a schematic sectional view of this device filled with particles
- FIG. 3 is a schematic section of this empty device
- FIG. 4 is a schematic section of a cross-type production device according to the invention.
- FIG. 5 is a schematic detail view on an enlarged scale, of the lower portion of a supply tube of these devices.
- the production device shown in Figures 1 to 3 comprises a column 1 of vertical axis having four stages 2-5 connected by screwed flanges such as 6, and comprising at its base an electrolyte inlet 7, and in the upper part a electrolyte outlet 8.
- Each of the stages 2-5 is delimited by a polyethylene grid such as 9 held by the flanges 6.
- Each of these stages 2-5 incorporates a current supply consisting of stainless steel rods such as 10 arranged in a fan, connected to the negative terminal of an electric generator. This current supply is also arranged at a distance above the grids 9 adapted to be located substantially halfway up the bed of particles.
- each of the stages 2-5 is equipped with a counter-electrode such as 11 constituted by a platinum titanium grid connected to the positive terminal of the electric generator.
- This counter-electrode 11 is positioned high enough to avoid any risk of contact with the bed in the partially fluidized state.
- This column 1 is placed on a support
- a compressed air cylinder 14 capable of generating axial displacements of the membrane 13.
- the electrolyte is brought by a pump 16 to be delivered at constant upward speed through a flow meter at the inlet 7 of column 1.
- the means for supplying and distributing the particles comprise, for their part, a reservoir 18 disposed above the upper stage 5 of the column 1, in which the particles are delivered by means of a pipe 19.
- This reservoir 18 communicates with the upper stage 5 by means of a supply tube 20 of suitable length so that its lower end is situated at a height h above the grid 9.
- the transfer of the particles between the various lower stages 2-4 is likewise obtained by means of supply tubes, respectively 21-23 opening out in line with the upper grid 9 of these stages and of lengths adapted so that their lower ends 9 are situated at the same height h above the lower grids of said stages.
- these feed tubes 20-23 are arranged diametrically opposite of a stage with respect to the lower stage, so as to force the circulating granules to remain sufficient time in each stage 2-5.
- each of these supply tubes 20-23 has, at its lower end, a nozzle 24 having, seen in elevation, the shape of an inverted T consisting of two coaxial elbows whose sections of outlet are bevelled.
- the particles are evacuated at the base of the column 1 by means of a pipe 26 provided with a piloted under-draw valve 27, and these particles are discharged into a tank 28.
- FIG. 4 represents an alternative embodiment of the radial type, of general design identical to that described above.
- the current leads are formed by conductive rods 31 similar to the rods 10 previously described, extending immediately above the grids 9.
- This example relates to the recovery of copper in an electrolytic solution of 1N sulfuric acid containing 100 p.p.m. of copper in the form of
- the total volume is 14 liters and the total mass of granules 11 kg.
- the amplitude (a) and the frequency (f) of the pulsation were brought to vary respectively from 5.10 to 20.10 _3 m for the amplitude and from 0 to 2 Hertz for the frequency.
- sample volume (withdrawal) and therefore the supply of granules can vary in this example from 150, 200, 300 and 400 cm 3 per hour.
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de production en continu de particules enrobées de métal électrolysable constitué d'un réacteur doté d'une entrée d'électrolyte (7) en partie basse et d'une sortie d'électrolyte (8) en partie haute, à l'intérieur duquel est ménagé au moins un compartiment (2-5) destiné à être partiellement rempli d'une électrode volumique poreuse et intégrant une contre-électrode conductrice (11). Ce réacteur (1) comprend, en outre, des moyens de pulsation périodique de l'électrolyte adaptés pour superposer une pulsation périodique à la circulation dudit électrolyte, et, pour chaque compartiment (2-5), un tube (20-23) d'alimentation gravitaire des particules, s'étendant jusqu'à une distance prédéterminée du fond dudit compartiment et comportant des moyens d'obturation (25) aptes à autoriser l'écoulement gravitaire des particules et à interdire le passage ascendant de l'électrolyte au travers dudit tube.
Description
DISPOSITIF DE PRODUCTION EN CONTINU DE PARTICULES ENROBEES
DE METAL ELECTROLYSABLE
L'invention concerne un dispositif de production en continu de particules enrobées de métal electrolysable, par percolation d'un electrolyte à travers des électrodes volumiques granulaires, en vue de réaliser une réaction électrochimique.
On sait réaliser depuis longtemps des réactions électrochimiques par electrolyse d'une solution circulant à travers un lit conducteur de particules solides, polarisé négativement ou positivement selon la réaction recherchée. Ce lit forme une électrode généralement désignée par "électrode volumique poreuse", qui offre des surfaces spécifiques élevées et permet en particulier de traiter des solutions ioniques diluées, soumises à des faibles densités de courant.
Une des solutions actuelles, décrite dans le brevet européen EP 0.302.891 consiste à faire circuler à travers une (ou des) électrode(s) volumique(s) poreuse(s) un electrolyte liquide à une vitesse moyenne débitante Vo, et à superposer une pulsation périodique à la circulation de l'électrolyte, ayant une amplitude -a- et une fréquence -f- spécifiques. Une telle technique a pour avantages essentiels de supprimer les phénomènes de colmatage des électrodes volumiques poreuses et de conduire à de bons transferts de matière. En effet, selon ce procédé, les conditions de fonctionnement sont les suivantes : - pendant une fraction du cycle, les particules du lit formant les électrodes volumiques se trouvent en position basse en lit fixe avec une vitesse instantanée résultante de l'électrolyte changeant de sens au cours de cette fraction de cycle en vue de donner lieu à un écoulement en régime agité turbulent,
- pendant l'autre fraction du cycle, dite instant de déstabilisation, les particules sont mises en état de fluidisation partielle.
Ainsi, la fluidisation partielle périodique de chaque électrode volumique supprime les phénomène de colmatage, en séparant et disloquant les particules qui ne peuvent plus se souder entre elles, cependant que le fonctionnement en lit fixe pendant le restant du cycle avec inversion de vitesse du flux d'électrolyte autorise une conduction électrique dans des conditions satisfaisantes à l'intérieur de l'électrode.
Toutefois, une telle technique, ainsi que toutes les techniques connues à l'heure actuelle, s'applique uniquement à la récupération de matériaux à partir de solutions ioniques diluées, et ne saurait autoriser une production industrielle en continu de particules enrobées de métal electrolysable. En effet, de par leur conception, tous les dispositifs d' electrolyse actuels, et notamment celui décrit dans ce brevet européen, permettent de récupérer, par renouvellement complet de la charge granulaire, des quantités des métaux de l'ordre de quelques kilogrammes par mois, suffisantes pour des traitements de solutions polluées mais largement insuffisantes en vue d'une production industrielle de matériau.
La présente invention vise à pallier cet inconvénient et a pour objectif de fournir un dispositif de production en continu de granules enrobées de métal electrolysable permettant une production de type industriel .
A cet effet, la présente invention vise un dispositif de production comprenant : - un réacteur doté d'une entrée d'électrolyte en partie basse et d'une sortie d'électrolyte en partie haute,
- des moyens de mise en circulation de l'électrolyte dans le réacteur, - une grille horizontale formant un compartiment destiné à être partiellement rempli, sur une portion de sa hauteur, d'une électrode volumique poreuse constituée par un lit conducteur de particules solides
reposant sur ladite grille, ledit compartiment comprenant au moins une contre-électrode conductrice et des moyens électriques reliés à ladite contre-électrode et à l'électrode volumique en vue de la polarisation de ces dernières,
- des moyens de mise en pulsation périodique de l'électrolyte au niveau du lit de particules constituant l'électrode volumique, adaptés pour superposer une pulsation périodique à la circulation de ladite electrolyte, et comprenant un organe de déplacement périodique associé à un système d'actionnement,
- des moyens d'alimentation en particules aptes à délivrer lesdites particules par gravité dans la partie supérieure du réacteur, comportant un réservoir disposé au-dessus dudit réacteur et un tube d'alimentation vertical débouchant dans le fond dudit réservoir et présentant une longueur adaptée pour que son extrémité inférieure soit disposée à une distance prédéterminée au- dessus de la grille délimitant le compartiment, ledit tube d'alimentation comprenant des moyens d'obturation aptes d'une part à autoriser l'écoulement gravitaire des particules, et d'autre part à interdire le passage ascendant de l'électrolyte au travers de ce dernier,
- des moyens de sous-tirage des particules débouchant en partie basse du réacteur et adaptés pour permettre de prélever périodiquement un volume prédéterminé desdites particules.
Selon le principe de l'invention, la pulsation de l'électrolyte, outre son utilité dans le cadre de la réaction électrochimique, concourt à l'obtention d'un lit homogène et à la réorganisation des particules en lit homogène lors des sous-tirages de volumes donnés de particules .
Cette homogénéisation est, en outre, obtenue grâce à la présence des moyens d'obturation qui permettent de créer une zone de lit fixe non perturbée par la pulsation, qui bouche l'alimentation lorsqu'une hauteur de lit, équivalent à la distance séparant l'extrémité
inférieure du tube d'alimentation et la grille inférieure du compartiment, est atteinte. Cette zone de lit fixe est, en effet, suffisamment grande pour que le poids apparent des particules dans le tube d'alimentation soit compensé, mais suffisamment petite pour ne pas gêner la propagation de la pulsation qui amène une égalisation de la hauteur du lit de particules, en évitant un effet d'accumulation desdites particules devant ledit tube d'alimentation.
Dans la pratique, il a été constaté que le remplissage du réacteur se réalise automatiquement grâce à la mise en oeuvre des moyens de mise en pulsation périodique, et ceci jusqu'à obtention d'un lit homogène de particules.
De plus, lors de chaque sous-tirage, le lit de particules se réorganise également de façon automatique sous l'effet de la pulsation de l'électrolyte qui entraîne l'alimentation d'un volume de particules destiné à compenser le volume de particules sous-tiré.
De par cette conception, les seuls paramètres de pilotage de ce dispositif sont la fréquence et la durée des sous-tirages et on conçoit donc que le pilotage d'un tel dispositif est très aisé et offre des latitudes de réglage très variées.
Selon une autre caractéristique de l'invention, le dispositif comprend :
- au moins deux grilles horizontales formant au moins deux compartiments superposés, un compartiment dit supérieur et au moins un compartiment, dit inférieur, destinés à être chacun partiellement remplis d'une électrode volumique poreuse constituée par un lit conducteur de particules solides,
- des moyens de circulation des particules comportant pour chacun des compartiments inférieurs, un tube d'alimentation débouchant au droit de la grille délimitant supérieurement ledit compartiment et présentant une longueur adaptée pour que son extrémité inférieure soit disposée à une distance prédéterminée au-dessus de la grille délimitant inférieurement ce compartiment,
- les tubes d'alimentation de chacun des compartiments inférieurs :
. étant décalés selon une direction horizontale d'un compartiment par rapport au(x) compartiment(s ) voisin(s),
. comprenant des moyens d'obturation aptes d'une part à autoriser l'écoulement gravitaire des particules, et d'autre part à interdire le passage ascendant de l'électrolyte au travers desdits tubes d'alimentation.
Un tel réacteur étage, c'est-à-dire comprenant au moins deux électrodes volumiques poreuses superposées, autorise d'avoir une hauteur totale cumulée d'électrode volumique poreuse très importante, tout en obtenant lors de l'instant de déstabilisation, la déstabilisation de la totalité des particules de ces électrodes volumiques.
De plus, il s'avère que le remplissage d'un tel réacteur étage est obtenu également de façon automatique en cascade grâce à la mise en oeuvre des moyens de mise en pulsation périodique, et ceci jusqu'à obtention de lits homogènes de particules dans chaque compartiment.
En outre, lors de chaque sous-tirage, les lits de particules se réorganisent également de façon automatique sous l'effet de la pulsation périodique qui entraîne, outre l'alimentation dans le compartiment supérieur d'un volume de particules compensant le volume sous-tiré, le transfert en cascade d'un volume équivalent de particules dans les divers compartiments. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens d'obturation de chaque tube d'alimentation comprennent des moyens de déflexion s'étendant dans le prolongement inférieur dudit tube d'alimentation, et comportant une paroi déflectrice horizontale de surface au moins égale à celle de la section de ce tube d'alimentation, disposée sous ledit tube d'alimentation, à une distance adaptée pour déterminer au moins un passage latéral d'écoulement des particules.
Le but fondamental recherché, qui est d'éviter l'apparition d'une zone partiellement fluidisée en dessous de chaque tube d'alimentation et de lier l'écoulement uniquement à l'apparition d'une différence de hauteur entre l'extrémité inférieure desdits tubes et la partie supérieure des lits granulaires, est obtenu, selon ce mode de réalisation, de façon très simple en créant une zone abritée vis-à-vis de la pulsation dans le prolongement inférieur de chacun de ces tubes d'alimentation. De plus, de tels moyens de déflexion ont pour avantage d'être constitués d'éléments très simples ne possédant pas d'organes mobiles et donc d'une fiabilité optimale.
En outre, ces moyens de déflexion comprennent préférentiellement un élément tubulaire formant au moins un coude à 90° dans le prolongement inférieur de chaque tube d'alimentation.
De plus, en vue d'augmenter la section de passage des particules, chaque élément tubulaire de déflexion présente avantageusement, vu en élévation, la forme d ' un T inversé constitué de deux coudes coaxiaux.
Chacun de ces coudes présente, par ailleurs, préférentiellement une section de sortie des particules biseautée de façon à éviter tout phénomène de voûte et à favoriser le dégagement, lors des pulsations, de la zone externe de sortie des tubes d'alimentation.
Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens de déflexion comprennent une plaque déflectrice horizontale solidarisée sous la branche horizontale de l'élément tubulaire de déflexion et de dimensions supérieures à celles de ladite branche.
D'autres caractéristiques, buts et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui suit en référence aux dessins annexés qui en représentent à titre d'exemples non limitatifs deux modes de réalisations préférentiels. Sur ces dessins qui font partie intégrante de la présente description :
- la figure 1 est une vue en perspective
d'un dispositif de production conforme à l'invention,
- la figure 2 est une vue en coupe schématique de ce dispositif rempli de particules,
- la figure 3 est une coupe schématique de ce dispositif vide,
- la figure 4 est une coupe schématique d'un dispositif de production de type croisé conforme à 1 ' invention,
- et la figure 5 est une vue de détail schématique à échelle agrandie, de la portion inférieure d'un tube d'alimentation de ces dispositifs.
(Sur les figures 2 et 4, et à des fins de clarté, les particules sont schématisées par des points espacés. Il est toutefois entendu que ces particules, hormis lors des instants de déstabilisation, forment des lits fixes reposant sur les grilles horizontales).
Le dispositif de production représenté aux figures 1 à 3 comprend une colonne 1 d'axe vertical présentant quatre étages 2-5 reliés par des brides vissées telles que 6, et comportant à sa base une entrée d'électrolyte 7, et en partie haute une sortie d'électrolyte 8.
Chacun des étages 2-5 est délimité par une grille en polyethylene telle que 9 maintenue par les brides 6.
Chacun de ces étages 2-5 intègre une amenée de courant constituée de tiges en acier inoxydable telles que 10 disposées en éventail, reliées à la borne négative d'un générateur électrique. Cette amenée de courant est en outre disposée à une distance au-dessus des grilles 9 adaptée pour être située sensiblement à mi-hauteur du lit de particules.
En partie haute, chacun des étages 2-5 est équipé d'une contre-électrode telle que 11 constituée par une grille en titane platinée reliée à la borne positive du générateur électrique. Cette contre-électrode 11 est positionnée assez haut pour éviter tout risque de contact avec le lit à l'état partiellement fluidisé.
Cette colonne 1 est disposée sur un support
12 et est délimitée, en partie inférieure, par une membrane
13 destinée à isoler l'électrolyte du milieu extérieur.
Sous le support est en outre disposé un vérin à air comprimé 14 apte à engendrer des déplacements axiaux de la membrane 13.
Par ailleurs, l'électrolyte est amenée par une pompe 16 pour être délivrée à vitesse constante ascendante à travers un débit-mètre à l'entrée 7 de la colonne 1.
Les moyens d'alimentation et de distribution des particules comprennent, quant à eux, un réservoir 18 disposé au-dessus de l'étage supérieur 5 de la colonne 1 , dans lequel les particules sont délivrées au moyen d'une conduite 19.
Ce réservoir 18 communique avec 1 ' étage supérieur 5 par l'intermédiaire d'un tube d'alimentation 20 de longueur adaptée pour que son extrémité inférieure soit située à une hauteur h au-dessus de la grille 9. Le transfert des particules entre les divers étages inférieurs 2-4 est de même obtenu au moyen de tubes d'alimentation, respectivement 21-23 débouchant au droit de la grille supérieure 9 de ces étages et de longueurs adaptées pour que leurs extrémités inférieures 9 soient situées à la même hauteur h au-dessus des grilles inférieures desdits étages. De plus, ces tubes d'alimentation 20-23 sont disposés de façon diamétralement opposée d'un étage par rapport à l'étage inférieur, de façon à obliger les granules circulantes à séjourner le temps suffisant dans chaque étage 2-5.
Tel que représenté à la figure 5, chacun de ces tubes d'alimentation 20-23 comporte, à son extrémité inférieure, un embout 24 présentant, vu en élévation, la forme d ' un T inversé constitué de deux coudes coaxiaux dont les sections de sortie sont biseautées.
De plus, une plaque circulaire 25 de diamètre supérieur à la longueur de la branche horizontale de l'embout 24, est collée sous ladite branche.
Tel qu'il apparaît sur cette figure, ces moyens de déflexion permettent d'obtenir une zone protégée dans laquelle les particules forment un lit fixe, et une zone de lit partiellement fluidisé sous l'influence de la pulsation.
En dernier lieu, l'évacuation des particules est réalisée à la base de la colonne 1 par l'intermédiaire d'une conduite 26 dotée d'une vanne de sous-tirage pilotée 27, et ces particules sont déversées dans un bac 28.
La figure 4 représente une variante de réalisation de type radial, de conception générale identique à celle décrite ci-dessus.
Elle se différencie de cette dernière essentiellement par la présence d'un diaphragme 29 (colonne poreuse) disposé dans le réacteur, de façon à séparer les solutions baignant respectivement les anodes annulaires telles que 30 constituant les contre-électrodes, et les cathodes formées par les lits de particules. Les amenées de courant (en l'exemple négatives) sont formées par des tiges conductrices 31 similaires aux tiges 10 précédemment décrites, s'étendant immédiatement au-dessus des grilles 9.
L'exemple ci-après décrit est mis en oeuvre dans une installation telle que définie ci-dessus en référence aux figures 1 à 3. EXEMPLE
Cet exemple est relatif à la récupération de cuivre dans une solution électrolytique d'acide sulfurique 1N contenant 100 p.p.m. de cuivre sous forme de
CUSO4 (1,56 mole par litre). Un réacteur de type axial, tel que présenté a été utilisé.
Le lit est composé de billes cuivrées d'un diamètre initial de 3,7.10 -'m (surface spécifique du lit : Sp = 973 m2/m3) et de masse initiale individuelle de
0,041 g. Le volume total est de 14 litres et la masse totale de granules de 11 kg.
L'amplitude (a) et la fréquence (f) de la
pulsation ont ete amenées a varier respectivement de 5.10 à 20.10_3m pour l'amplitude et de 0 à 2 Hertz pour la fréquence.
Le volume de prélèvement (soutirage) et donc d'alimentation de granules peut varier dans cet exemple de 150, 200, 300 et 400 cm3 par heure.
Ce prélèvement peut faire l'objet de fréquences différentes. Nous avons testé et analysé le fonctionnement de 8 types suivant le tableau 1. Le résultat indiqué dans ce tableau qui représente l'augmentation de masse du lit granulaire en grammes au bout de 24 h, est à moduler en fonction de la quantité de métal déposé et donc de l'ampérage total. Dans ce tableau 1 se trouve indiquée cette augmentation dans le cas d'une unité fonctionnant à 200 A/heure et donc à 200 g/heure de métal (rendement faradique unitaire).
TABLEAU 1 :
Claims
REVENDICATIONS 1 / - Dispositif de production de particules enrobées de métal electrolysable, caractérisé en ce qu'il comprend en combinaison : - un réacteur (1 ) doté d'une entrée d'électrolyte (7) en partie basse et d'une sortie d'électrolyte (8) en partie haute,
- des moyens (16) de mise en circulation de l'électrolyte dans le réacteur, - une grille horizontale (9) formant un compartiment (2-5) destiné à être partiellement rempli, sur une portion de sa hauteur, d'une électrode volumique poreuse constituée par un lit conducteur de particules solides reposant sur ladite grille, ledit compartiment comprenant au moins une contre-électrode conductrice (11 ) et des moyens électriques reliés à ladite contre-électrode et à l'électrode volumique en vue de la polarisation de ces dernières,
- des moyens (13, 14) de mise en pulsation périodique de l'électrolyte au niveau du lit de particules constituant l'électrode volumique, adaptés pour superposer une pulsation périodique à la circulation de ladite electrolyte, et comprenant un organe de déplacement périodique (13) associé à un système d'actionnement (14), - des moyens (18-20) d'alimentation en particules aptes à délivrer lesdites particules par gravité dans la partie supérieure du réacteur, comportant un réservoir (18) disposé au-dessus dudit réacteur et un tube d'alimentation vertical (20) débouchant dans le fond dudit réservoir et présentant une longueur adaptée pour que son extrémité inférieure soit disposée à une distance prédéterminée au-dessus de la grille (9) délimitant le compartiment, ledit tube d'alimentation comprenant des moyens d'obturation (24, 25) aptes d'une part à autoriser l'écoulement gravitaire des particules, et d'autre part à interdire le passage ascendant de 1 ' electrolyte au travers de ce dernier,
- des moyens (26, 27) de sous-tirage des
particules débouchant en partie basse du réacteur (1) et adaptés pour permettre de prélever périodiquement un volume prédéterminé desdites particules.
2/ - Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce qu'il comprend :
- au moins deux grilles horizontales (9) formant au moins deux compartiments superposés (2-5), un compartiment dit supérieur (5) et au moins un compartiment dit inférieur (2-4), destinés à être chacun partiellement remplis d 'une électrode volumique poreuse constituée par un lit conducteur de particules solides,
- des moyens de circulation des particules comportant pour chacun des compartiments inférieurs (2-4), un tube d'alimentation (21-23) débouchant au droit de la grille (9) délimitant supérieurement ledit compartiment et présentant une longueur adaptée pour que son extrémité inférieure soit disposée à une distance prédéterminée au- dessus de la grille (9) délimitant inférieurement ce compartiment, - les tubes d'alimentation (21-23) de chacun des compartiments inférieurs (2-4) :
. étant décalés selon une direction horizontale d'un compartiment par rapport au(x) compartiment(s) voisin(s), . comprenant des moyens d'obturation (24, 25) aptes d'une part à autoriser l'écoulement gravitaire des particules, et d'autre part à interdire le passage ascendant de l'électrolyte au travers desdits tubes d'alimentation. 3/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens d'obturation de chaque tube d'alimentation (20-23) comprennent des moyens de déflexion (24, 25) s'étendant dans le prolongement inférieur dudit tube d'alimentation, et comportant une paroi déflectrice horizontale de surface au moins égale à celle de la section de ce tube d'alimentation, disposée sous ledit tube d'alimentation, à une distance adaptée pour déterminer au moins un passage
latéral d'écoulement des particules.
4/ - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que les moyens de déflexion comprennent un élément tubulaire (24) formant au moins un coude à 90° dans le prolongement inférieur de chaque tube d'alimentation (20-23).
5/ - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque élément tubulaire de déflexion (24) présente, vu en élévation, la forme d'un T inversé constitué de deux coudes coaxiaux.
6/ - Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que chaque coude
(24) présente une section de sortie des particules biseautée. 7/ - Dispositif selon l'une des revendications 4 à 6, caractérisé en ce que les moyens de déflexion comprennent une plaque déflectrice horizontale
(25) solidarisée sous la branche horizontale de l'élément tubulaire de déflexion (24) et de dimension supérieure à celle de ladite branche.
8/ - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de mise en pulsation périodique de l'électrolyte comprennent une membrane (13) disposée en partie basse du réacteur (1 ) et adaptée pour séparer l'électrolyte du milieu extérieur, et un vérin (14) à air comprimé apte à engendrer des déplacements axiaux de ladite membrane.
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|---|---|---|---|
| FR96/03065 | 1996-03-07 | ||
| FR9603065A FR2745823B1 (fr) | 1996-03-07 | 1996-03-07 | Dispositif de production en continu de particules enrobees de metal electrolysable |
Publications (1)
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|---|---|
| WO1997033014A1 true WO1997033014A1 (fr) | 1997-09-12 |
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|---|---|---|---|
| PCT/FR1997/000398 WO1997033014A1 (fr) | 1996-03-07 | 1997-03-06 | Dispositif de production en continu de particules enrobees de metal electrolysable |
Country Status (2)
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|---|---|
| FR (1) | FR2745823B1 (fr) |
| WO (1) | WO1997033014A1 (fr) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2330151A (en) * | 1997-10-07 | 1999-04-14 | Process Automation Internation | An electroplating apparatus with movable diaphragms |
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| DE4343077A1 (de) * | 1992-12-19 | 1994-06-23 | Kubitz Rainer | Elektrolysegerät mit Partikelbett-Elektrode(n) |
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1996
- 1996-03-07 FR FR9603065A patent/FR2745823B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1997
- 1997-03-06 WO PCT/FR1997/000398 patent/WO1997033014A1/fr active Application Filing
Patent Citations (3)
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Non-Patent Citations (1)
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|---|
| HADZISMAJLOVIC D E ET AL: "THE ANNULUS OF A SPOUTED BED AS A THREE-DIMENSIONAL ELECTRODE", HYDROMETALLURGY, vol. 22, no. 3, August 1989 (1989-08-01), pages 393 - 401, XP000050346 * |
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Also Published As
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| FR2745823A1 (fr) | 1997-09-12 |
| FR2745823B1 (fr) | 1998-06-12 |
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