SODIUM

On peut retirer le sodium :

A l’état métallique.

( Eleclrolyse du chlorure..

( Eleclrolyse de la soude. . .

A l’état d’alliage avec le plomb .

A l’état d’amalgame .

( Appareil Bouchers.

■( Appareil Grabau.

. Appareil Castner.

i Procédé Vautin.

'/ Procédé Hulin.

Procédé Castner-Kellner.

Les procédés d'extraction du sodium à l’état d’amalgame sont donnés pour mémoire. Ils ne sont pas intéressants dans le cas présent, car il est pratiquement impossible d’en retirer le métal en nature par suite des quantités considérables de mercure à distiller, l’alliage à 3 0/0 étant déjà solide. A l’élat d’alliage avec le plomb, il semble encore difficile de retirer le métal par distillation, il est peu probable que ce procédé soit économique.

L’extraction directe du métal réussit, au contraire, parfaitement. Les appareils Borchers et Grabau ne sont pas utilisés, en raison des inconvénients que présente l’électrolyse du chlorure de sodium ; par contre, le procédé Castner est employé dans plusieurs usines et sert à préparer actuellement la presque totalité du sodium.

Cette industrie a pris naissance il y a une quinzaine d'années et avait pour objet l’extraction de l’aluminium par action du sodium sur la cryolithe (procédé Castner). Malgré les résultats obtenus, la préparation de l’aluminium par les procédés chimiques dut être abandonnée en raison de sa préparation directe par voie éleclrolytique. Le sodium ne peut être employé pour obtenir la soude, par action directe sur l’eau ; son prix est encore trop élevé; d’ailleurs, comme nous l’indiquons, c’est généralement la soude qui sert de matière première. Par contre, on peut l’utiliser dans la fabrication de certains produits, tels que : oxyde et bioxyde de sodium, cyanure double de potassium et de sodium, etc.

ÉLECTROMÉTA LLUHGIE

Le procédé Castner. présente l’inconvénient de partir d’une matière première chère, la soude caustique ; par contre, il a l'avantage de permettre d’employer des appareils touten métal, sans crainte de les voir rapidement détériorés, comme dans le cas de l'électrolyse des chlorures.

L’appareil [fit). 142) se compose d’un vase de fusion en fer A, dans lequel la cathode C est introduite par le fond, au moyen d’une tige B amenant le courant. Pour éviter les fuites, un tube D fait suite à ce fond ; il est rempli de soude caustique non fondue, qui forme joint hermétique. La soude est maintenue en fusion dans le vase A par un procédé de chauffage quelconque, en général une rampe de gaz. L’anode E est fixée au couvercle F, isolé du vase par de l’amiante. Cette anode, de forme cylindrique, entoure la cathode. Entre les deux électrodes se trouve une toile métallique suspendue à un manchon en fer, C. Le sodium se trouve à la partie supérieure du liquide dans ce manchon collecteur. Les gaz se dégagent soit par le trou II, soit par le couvercle I, incomplètement fermé.

Le métal est recueilli au moyen d’une cuiller percée de petits trous que traverse l’alcali, mais que ne peut franchir le métal.

Le sodium est préparé, aux Etats-Unis, par la «Niagara Electrochemical Cy », à Niagara- Falls; en Angleterre, par la « British Aluminium Cy », à Oldbury; en Allemagne, par la maison Meister-Lucius et Bruning à Hochstam-Main et par 1’ « Electrochemische Fabrik Natrium », de Rheinfelden, et « l’Electrochemische W erke », de Bitterfeld, ces deux dernières Sociétés étant des filiales de la Chemische Fabrik Griesheim-Elektron de Francfort-surle-Mein. Toutes ces usines emploient le procédé Castner, plus ou moins modifié. Seules les maisons allemandes ont exposé dans l’Expo sition collective allemande de l’Industrie chimique.

Ai.liages a base de sodium. — Procédé Hulin. — L’emploi d’une cathode en plomb dans l’électrolyse de chlorures alcalins, dans le but d’obtenir un alliage de plomb et du métal alcalin, avait été utilisé par Vautin, qui traitait ensuite cet alliage pour en extraire de la soude.

L’appareil se composait d’un cylindre en fer à fond hémisphérique rempli de plomb. Les côtés du cylindre étaient protégés par un revêtement en magnésie. L’anode, formée d’un charbon de cornue, imprégnée de sirop de sucre, séchée et calcinée, était fixée sur le couvercle, dont elle était isolée électriquement. Lorsque le plomb renfermait 20 0/0 de sodium, on le faisait couler par la partie inférieure de l’appareil et on traitait l’alliage par l’eau chaude ou la vapeur pour en retirer la soude.

Ce procédé présentait les inconvénients suivants : le sodium forme à la surface du plomb un alliage plus léger et finalement y reste en globules brillants, lesquels peuvent remonter dans le chlorure fondu et venir circuler à la surface du bain au contact du chlore ; le métal grimpe dans la matière réfractaire isolante, la rend conductrice et la désagrège ; enfin le sodium, en se dissolvant dans le chlorure, donne un sous-chlorure non conducteur qui s’oppose de plus en plus au passage du courant. Ce procédé était donc très imparfait.

La disposition générale de l’appareil de Hulin rappelle celui de Vautin; mais il comporte en plus des récipients ouverts renfermant du plomb fondu, immergés dans le bain de chlorure de sodium. Ce plomb communique non pas avec le pôle négatif, mais avec le pôle positif; il agit comme anode soluble. Le bain renferme ainsi constamment du chlorure de plomb qui empêche

Fig. 142. — Appareil Caslner pour la fabrication du sodium.

L’ELECTHICITE A L’EXPOSITION

la formation de sous-chlorure de sodium. En outre, ce transport du plomb de l'anode à la cathode facilite le dépôt du sodium sur celle-ci et le métal s'allie mieux avec le plomb.

On établit donc une dérivation de façon à faire passer par l’anode soluble environ 12 0/0 de la quantité d’électricité totale. Cette perte est évidemment considérable ; mais elle régularise la réaction et lui permet de se passer d’une façon normale en évitant l’élévation de la différence de potentiel aux bornes.

Dans ces conditions, l'alliage formé par l’électrolyse renferme environ 1 partie de plomb pour 2 de sodium.

Le métal de la cathode, formé primitivement de plomb, s'enrichit donc peu à peu en sodium ; lorsqu'il en renferme environ 25 0/0, on le recueille ; sa densité est de 3 à 3,3.

Par lessivage progressif, la soude que l’on obtient peut arriver à renfermer de 750 à 800 gr par litre d’alcali. La perte en plomb est de 1 0/0; celle en chlorure est de 4 0/0.

Chaque électrolyseur demande 7 volts et 2 000 ampères, à raison de 7,5 amp : cm2 d’anode.

Les essais industriels de ce procédé furent fails dans la papeterie Mathussière frères et Forest, à Modane, et réussirent très bien ; mais l’usine montée à Clavaux par la société des Soudières électrolytiques ne put fonctionner. La principale cause de l'insuccès paraît avoir été l’attaque des anodes et l'impureté du chlore obtenu qui ne permettait pas d’avoir du chlorure de chaux au titre commercial.

C’est en effet l’écueil de tous les procédés basés sur l’électrolyse des chlorures par fusion ignée, les appareils étant rapidement détériorés par les chlorures liquides et par le chlore qui détruit tout à ces températures.

Le procédé est actuellement entre les mains de la Société d’Electrochimie, qui en essaie l’exploitation ; il donne naissance à la préparation de produits accessoires intéressants. Outre l’avantage de marcher à très forte densité de courant, ce qui permet d'augmenter beaucoup la production relative par appareil, on peut, du premier jet, obtenir des lessives excessivement concentrées, ce qui est précieux pour les usines hydrauliques, où le charbon est en général difficile à se procurer et revient très cher en raison des frais de transport. On peut également obtenir du sodium (par distillation), de l’oxyde de sodium (par fusion avec la soude caustique), du bioxyde (par oxydation de l’oxyde), du cyanure (par chauffage avec le ferrocyanure), du plomb spongieux, du bioxyde de plomb (par calcination, il y a formation directement de soude et de bioxyde de plomb), etc. Le plomb et le bioxyde peuvent servir à la fabrication d'accumulateurs.

Parmi les produits exposés par la Société d’Electrochimie dans la classe 24, il faut citer du plomb-sodium, de l'étain-sodium, de la soude caustique cristallisée, du plomb spongieux, de l’étain spongieux.