ÉLEGT II OG II I M I K

Parent Cn » a breveté la fabrication d'un système d'anodes permettant d’utiliser des morceaux de charbon de cornue. Cette anode composée [fi g. 58) est constituée par un support B en matière non conductrice renfermant le conducteur A, contre lequel sont pressés, au. moyen de tiges à écrous C et par l’intermédiaire de cylindres creux en charbon D, des morceaux de charbon de cornue E. Le logement de l’écrou est rempli d’une matière isolante F; de même, les morceaux et les cylindres de charbon sont séparés du support B par des pièces en matière non conductrice G. L’intérieur du support B est également rempli d'un corps isolant, un liquide, de l’huile par exemple.

Dans l'appareil employé à l’usine de Farnwor th- i n-\V i d n ess (Angleterre), la disposition de l'appareil est un peu différente. Les anodes A [fig. 59, 00 et 01) forment une sorte de grille contre laquelle le sel vient se reposer; on a ainsi une solution constamment saturée. Les anodes sont fixées de la façon suivante : une des extrémités traverse la plaque extrême correspondante, D par exemple, et est assujettie en coulant entre la tête d’électrode et la plaque par un

joint en plomb antimonié a ; l'autre côté de l’électrode repose simplement dans une échancrure, ménagée dans la plaque opposée et ne la traversant pas complètement; les électrodes sont disposées de telle façon que les têtes alternent et soient tantôt à droite, tantôt à gauche; la partie interne des plaques extrêmes est enduite d'une épaisse couche isolante de goudron.

Les cathodes-diaphragmes C sont serrées dans les cadres E au moyen des plaques de fonte D et des tirants L. Au milieu du cadre E se trouve un dispositif M destiné à charger le sel sans perte de chlore, au moyen d’un rebord M plongeant au-dessous du niveau mn du liquide et formant joint hydraulique ; l’ouverture ménagée dans le cadre E est elle-même fermée par un couvercle N à joint hydraulique. Le courant est amené aux électrodes au moyen de barres d'accouplement, O et 0', reliées par des barres horizontales P et P'; il arrive aux cathodes par l’intermédiaire des plaques de fonte D et des bornes Q.

Le liquide anodique circule d’une façon continue; il entre en I et sort par le tuyau J, en entraînant le chlore. Le mélange de vapeur d’eau et d’anhydride carbonique entre dans la chambre cathodique par les tubes E et la solution de carbonate de soude sort par les tubes F. Au cas où le sel employé renferme des matières insolubles et des impuretés en grande quantité, le sel n’est pas introduit dans la chambre anodique et la saumure appauvrie, sortant de l’électrolvseur, est saturée dans un vase spécial à double fond et double fermeture hydraulique.

Ces appareils ont les dimensions suivantes : longueur, 3,3 m; hauteur, 1,0 m et largeur,

0,9 m. Les diaphragmes ont 3,15 m sur 1,65 m ; leur surface utile est d'envirou 9 m2. Chaque appareil absorbe 2 300 ampères sous 3,6 volts, et produit par vingt-quatre heures 105 kg de carbonate de soude (calculé en C03Na2), ce qui, d'après un rapport de Ramsay, correspond à un rendement chimique, calculé d’après la quantité d’électricité fournie à l’appareil, de 97 0/0; la densité de courant est de 2,5 amp : dm2 de diaphragme.

Les manufactures de Saint-Gobain, Chauny et Cirev exposaient, dans la classe 87 (Produits chimiques), une réduction du modèle de cellule employée dans l'usine de Chauny et un bocal de carbonate de soude. Elle paraît d'ailleurs accorder peu d'importance à ce procédé, qui, paraîtil, ne peut fonctionner actuellement, en raison du prix du charbon. 11 est à remarquer, en outre, que l’emploi d’un procédé électrolytique présente déjà des difficultés dans le cas de préparation d’alcali dont le prix, assez élevé, ne doit plus êlre rémunérateur lorsqu’il s’agit de carbonate de soude, dont la valeur est insignifiante.

«The General Eleclrolytic Parent C°», propriétaire des brevets, fit des essais à l’usine de Farnworlh-in-YVidness (Lancashire) et céda sa licence pour l’Angleterre à « The Electrolytio Alcali C° », qui construit actuellement une usine importante à Middlewich (Cheshire).

Appareil Outhexix-Chalandre. — Cet appareil à diaphragmes tubulaires est employé par

les différentes sociétés « Yolta ».

11 se compose, en principe, d'un récipient ( fig . 62 et 63) divisé en trois compartiments A, B, C. Les compartiments A et C sont reliés entre eux par des tubes en faïence poreuse T, agissant comme diaphragme ; l’ensemble des compartiments A, C. et l’intérieur des tubes poreux constituent la cellule cathodique ; la partie du compartiment E extérieure aux tuhes poreux constitue la cellule anodique. Les anodes sont formées de plaques de charbon A, les. cathodes d’une sorte de peigne en fer c. Pour faciliter le dégagement d’hydrogène, les tubes T sont légèrement inclinés.

L’appareil est constitué de telle façon que les pièces en soient facilement interchangeables. Il se compose d’une cuve E [fig. 64, 65 et 66) dans laquelle on peut en introduire une autre à laquelle sont assujettis les diaphragmes. Cette seconde cuve est formée de quatre côtés F, F', F", F'" et d’un fond G, le tout assujetti par des tirants et des boulons «, b, c. Les tirants correspondants aux boulons c, qui se trouvent dans le voisinage des anodes A, sont entourés de tubes en ébonite d pour éviter les courts-circuits. Les tubes en faïence renfermant les cathodes sont montés de la façon suivante : la cloison F' est percée de trous inclinés et d’un diamètre légèrement supérieur à celui des tubes; la cloison F est percée, au contraire, de trous de diamètre un peu inférieur, mais munis de collereltes de diamètre égal à celui des trous de F'. La cathode C est munie (fig. 67 et 68), d'un côté, d'une échancrure permettant de la fixer à la plaque d’amenée de courant C au moyen de rondelles et d’écrous ; les boulons sont remplacés par une tige filetée e, rendant solidaires entre elles les cathodes d’une même rangée et, par conséquent, toutes les tiges d’amenée de courant. Ce dispositif permet un ajutage facile de toutes ces pièces. L’autre extrémité des cathodes est percée d'un trou /*, dans lequel vient se fixer un crochet g terminé par une lige filetée qui, par l'intermédiaire d’un écrou à oreille h et d’un étrier, permet de serrer le tube contre la collerette de la paroi F. Deux anneaux de caoutchouc j et f, en assurant le serrage, permettent de faire un joint étanche et empêchent toute communication entre les compartiments anodique et cathodique. Les anodes A sont fixées par une tête commune en plomb antimonié E qui repose dans des échancrures h ménagées dans les parois. Les têtes d’anode d’un appareil sont réunies entre elles au moyen d’écrous spéciaux à joint de mercure; à cet effet, chaque .tête d’anode est munie

Fig. 62 et 63. — Principe de l'appareil Outhenin-Lhalandre.

ELECTROCHIMIE

d'une vis l qui traverse le couvercle du compartiment anodique E et à laquelle est fixé un écrou m , portant à la partie supérieure une cavité remplie de mercure. La tige d’amenée de courant I porte autant de dents J qu’il y a de séries d’anodes, chaque dent plongeant dans un des godets à mercure. On a ainsi un contact parfait et un montage facilement ajustable. Le

la

Fig. 6i, 6"> et G6. — Appareil Outhenin-Chalandre.

chlore formé se sépare par la tubulure K ; l’hydrogène, réuni dans une sorte de cloche L, sort de l’appareil par le tube M. On fait arriver de l’eau en N ; cette eau traverse les diaphragmes et sort, chargée d’alcali, en O. Naturellement toutes les pièces métalliques autres que les cathodes en fer ou pièces en relation avec elles sont recouvertes d’une couche de goudron pour les isoler.

Le liquide anodique circule d’une façon continue; un dispositif spécial permet de maintenir ce liquide continuellement acide par addition d'acide chlorhydrique formé directement en eom-

binant une partie du chlore et de l'hydrogène obtenus. Dans ce but, la cloche L de l’appareil précédemment décrit est remplacée par une cloche de forme différente b (fig. 69 et 70), qui repose simplement sur une cornière contenue dans la caisse de l’électrolyseur ; un dispositif spécial permet de canaliser tout l’hydrogène produit dans cette cloche; de son extrémité supérieur part un tube </, qui arrive au brûleur y, placé dans un verre analogue aux verres de

lampe, mais fermé en haut et en bas par deux plaques l réunies par des tiges m. Une toile métallique entoure le tout. A la partie supérieure du verre de lampe débouche un tube o, qui se raccorde avec un tuyau p de sortie du gaz chlore venant du compartiment anodique. Du bas de la platine inférieure l du brûleur part un tube q par lequel sort l’acide chlorhydrique formé par la combustion de l'hydrogène au contact du chlore. Ce tube q vient déboucher dans

Fig. 07 et 08.

de

- Détail d’un diaphragme et d'une cathode l'appareil Outhenin-Chalandre.

le tuyau de circulation du liquide anodique. La quantité d'acide chlorhydrique ainsi produite se règle facilement d’après le courant d’hydrogène employé ; on peut le rendre plus ou moins abondant au moyen d'un robinet fixé sur le tube g.

L’appareil Outhenin - Chalandre est la propriété de la « Société anonyme suisse de l’Industrie électrochimique Volta », dont le siège est à Genève et qui avait exposé, dans la section suisse de la classe 24 (Electrochimie), différents produits provenant de son usine de Chèvres, laquelle emprunte son énergie à la station municipale.

Les produits exposés étaient : du chlorure de sodium, matière première; des lessives de soude, du chlorure de chaux à titre élevé, de l'hypochlorite de soude à titre élevé (préparé naturellement par voie indirecte) et de

Fig. Cf) et 70.

Vue de côté.

- Dispositif pour la formation d'acide chlorhydrique dans l’appareil Outhenin-Ohalandre.

grands bocaux de soude caustique cristallisée en magnifiques lamelles hexagonales. Cette soude titre 75,6 0/0 d'oxyde de sodium (Na20), soit 97,5 0/Ode soude caustique (NaOH). Celle Société monte actuellement la fabrication du chlore liquide.

La « Volta Suisse » a cédé licence de ses brevets à deux autres Sociétés importantes: en France, « la Volta, Société lyonnaise pour l’Industrie électrochimique », ou « \ olta Lyonnaise », au capital de 6 500000 francs et dont l’usine, située à Mont-Girod, près de Moutiers (Savoie), est en voie d’achèvement, ; une collection complète de vues de celte usine, qui disposera de 15 000 chevaux se trouvait dans l’annexe de la classe 24 ; — en Italie, la « Société Italiana di Elettrochimica Volta », ou « Volta Italienne », au capital de 10 millions de lires, dont 1 usine, qui disposera de 4000 chevaux, est en construction à Bussi (Aquila).

ÉI.ECTIlOCIllMIË

L’Exposition collective allemande de l’Industrie chimique renfermait, dans la vitrine consacrée à l'Electrochimie, les échantillons suivants :

Chlorure de potassium brut, lessive de potasse à 50°, lessive de soude à 50°, potasse caustique à 90°, soude caustique, carbonates de potassium et de sodium, chlorure de chaux 110-120°.

D’après le rapport sur celle Exposition rédigé par M. Otto Wilt, professeur de chimie industrielle à l’Université de Charlottenbourg, « la décomposition électrolytique des chlorures alcalins convient, comme le procédé Leblanc, à la fabrication des deux sortes d’alcalis; mais, par suite du poids atomique du potassium, plus grand que celui du sodium, la séparation électrolytique est un peu plus favorable pour le potassium ; aussi, parmi le nombre des usines qui pratiquent l’électrolyse en vue d’obtenir les alcalis caustiques, une seule traitele chlorure de sodium. L’industrie électrochimique des alcalis emploie deux procédés, dont la différence repose sur le mode de séparation des produits de l’électrolyse ; la première emploie les diaphragmes poreux en ciment (procédé de la fabrique Elektron), et la seconde le mercure, c’est-à-dire le procédé Castner, rendu pratique et mis en œuvre par Solvay. Les deux procédés électrolytiques fournissent, à côté des alcalis caustiques, du chlore très pur, qui est utilisé pour fabriquer le chlorure de chaux. Actuellement déjà, en Allemagne, la plus grande quantité de ceproduitest fabriquée avec le chlore électrolytique. On ne possède pas de renseignements sur la production du chlorure de chaux en Allemagne. L’exportation de ce produit, en 1898, a été de 16 813 tonnes d une valeur de 1 763 000 marks (2 206 230 francs), et l'importation s’est élevée à 134 tonnes d’une valeur de 17 000 marks (21 230 francs). »

Plus loin, le rapporteur, fait remarquer que l’énorme quantité de soude caustique exigée par l’industrie allemande des matières colorantes nécessitait l’importation d’une certaine quantité de ce produit, mais que la production du pays suffit actuellement. Il y a lieu de noter que précisément la plus importante fabrique de produits chimiques, la « Badische Anilin-und Soda- Fabrik », est précisément celle, dont parle le rapporteur, qui fabrique actuellement sa soude par voie électrolylique.

Nous avons vu que le procédé Castner-Kellner-Solvay est exploité en Allemagne par la « Deutsche Solvay Werke Aktien Gesellschaft », dans son usine d’üsternienburg, et nous avons signalé, dans les considérations générales sur l’électrolyse des chlorures alcalins, que l’on n’était pas bien fixé sur le procédé employé dans les usines exploitant les procédés de la « Chemische Fabrik Griesheim Elektron ». Voici ce qu'écrivait, en 1896, au sujet de cette Société, le professeur Lunge, du Polytechnicum de Zurich :

« A la suite d’un brevet obtenu par Ilœpfner, en 1881, trois Sociétés industrielles (Mathes et Weber, à Duisburg ; Kunheim et Cic, à Berlin, et la Chemische Fabrik de Griesheim, à Francfortsur-le-Mein), auxquelles s’adjoignirent deux maisons particulières, fondèrent une association pour l'étude d’un procédé de fabrication électrolytique du chlore et de la soude caustique. Les premières recherches furent faites par M. Fabian, associé delà maison Mathes et Weber. M. Fabian étant mort en 1885, la Chemische Fabrik de Griesheim fit continuer les recherches pour le compte de l’Association. Elles aboutirent à un projet d’usine, qui fut mis à exécution vers la fin de 1888. L’usine en question fut établie à Griesheim, près de l’ancienne manufacture, et disposait, dès le début, d’une force motrice de 200 chevaux. Elle fut mise en marche dans le courant de l’année 1890 et, depuis lors, n’a cessé de fonctionner à aucun moment. En 1892, elle fut même doublée.

« Ce premier succès fut décisif. M. J. Slroof, qui avait dirigé depuis 1888 l’usine de Griesheim, fut chargé, en 1892, par la Société « Chemische Fabrik Elektron », d’une nouvelle entreprise dont il est encore actuellement le directeur. En matière d’électrotechnique, on sait que l’économie de force motrice est un point d’importance capitale. Les chutes d’eau naturelles étant assez rares en Allemagne, on ne pouvait songer à établir une usine hydraulique. Mais on trouva à Bitlerfeld (Saxe) un gisement de houille de qualité médiocre, il est vrai, mais d'un extrême bon marché. La construction de l’usine de Bitterfeld fut entreprise en 1893; sa mise en

L’ÉLECTitICITÊ A L’ËXPOSlîlON

marche date de 1894, et sa production a été doublée en 1895. Les procédés de la Société « Elektron » seront exploités sous peu dans deux usines d’Allemagne et dans deux autres en construction à l’étranger pour le compte de la même Société. M. Strooff présenta, en 1891, un rapport détaillé sur les détails de cette entreprise, dont les produits figuraient à l'Exposition de Chicago en 1893. »

En 1898, la « Chemische Fabrik Elektron » et la « Chemische Fabrik Griesheim » furent réunis en une société : « Chemische Fabrik Griesheim-Elektron », au capital de 9000000 de marks (11250000 francs) dont 4 500 000 francs, furent apportés par « l’Allgemeine Elektricitats Gesellschaft » de Berlin. Cette Société fabrique des produits chimiques de toutes sortes dans ses usines de Griesheim, Bilterfeld, Rheinfelden, Küpperstey, Spandau et Mainthal. Les trois premières usines sont plus spécialement consacrées à la fabrication des produits par voie électrochimique : alcalis caustiques, chlorure de chaux, chlore liquide, hydrogène, phosphore jaune et rouge, magnésium, sodium et peut-être chromâtes et permanganates. Nous avons dit que les usines de Bitterfeld et Rheinfelden, qui avaient autrefois fabriqué du chlorate de potassium, avaient dû abandonner cette fabrication. En outre, les procédés de la « Chemische Fabrik Griesheim-Elektron » pour la fabrication des alcalis sont utilisés dans un certain nombre d’usines allemandes :

Ludwigshafen, dans l’usine de la « Badische Anilin- und Soda-Fabrik », qui prépare par ce procédé la soude caustique, dont elle utilise de grandes quantités en raison de sa forte production de matières colorantes, Bitterfeld (deux usines), » Salzbergwerk Neu-Stassfurt » et Westergeln, » Consolidirte Alkaliwerke ».

Ces procédés sont également exploités par la « Société industrielle des Produits chimiques », qui avait une vitrine importante dans la classe 87 (Produits chimiques), où elle exposait des produits de toute sorte : lessive de soude, soude caustique, chlorure de chaux, hypochlorite de soude, fabriqués dans son usine de la Motte-Breuil, près de Compiègne, qui dispose d’une puissance de 3000 chevaux.

Enfin, les usines de Monthey (Suisse), 800 chevaux ; Zombkowitz (Russie), 1 200 chevaux; Slaviansk (Russie méridionale); Flix, sur l’Ebre (Espagne), exploitent également ces procédés.

Ajoutons, pour terminer, que la Société d’Electrochimie présentait des échantillons de soude et potasse caustiques obtenus par le procédé Hulin, dont nous reparlerons à propos de l'électrolyse par voie ignée. Cette même Société avait fait figurer à l’annexe un électrolyseur à diaphragme ressemblant à un grand élément de pile soigneusement calfeutré et qui devait fabriquer du chlore que l’on pouvait recueillir dans un ballon.

Nous donnons ci-joint un tableau donnant l’indication des usines établies en vue de la fabrication des alcalis électrolyliques. Ce tableau a été mis à jour autant que cela est possiblei étant donnée la difficulté de se procurer des renseignements. 11 est certain qu’il est incomplet et renferme encore quelques inexactitudes.

électrochimie: