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cependant existe dans ces lessives, en aibouD plus grande quantité que le sel de Brome, ne se manifeste qu’en second lieu. Toutefois, l’énergie électrique nécessaire pour décomposer le bromure est inférieure de 0,37 volt à la tension de décomposition du chlorure de magnésium. Il en résulte que c’est le bromure de magnésium qui doit se décomposer le premier; d’ailleurs, le Brome produit électrolytiquement contient au maximum 0,4°/, de chlore. Si la décomposition était due à une action secondaire, on obtiendrait un Brome avec une teneur en chlore d’au moins 1,2 %, ce que l’on ne pourrait même pas obtenir par un procédé purement chimique.
Dans la décomposition électrolytique des lessives, on observe diverses actions secondaires : le Brome et le magnésium rentrent à nouveau en combinaison, notamment lorsque les liquides dans lesquels plongent les deux électrodes ne sont pas séparés, il en résulte une perte pouvant atteindre 50 à 60 % de l'énergie électrique employée. On a pu remédier en partie à cet inconvénient en interposant
entre les liquides des électrodes une membrane non conduc-
trice et perméable. Dans ces conditions, le rendement effectif du courant atteint 70 à 80%. Ce dernier chiffre est un maximum, 1l est en effet impossible d’empêcher complètement le mélange des deux liquides par osmose à travers la paroi perméable qui constitue le diaphragme.
On devra naturellement tenir compte de cette diminution de rendement dans le calcul de la quantité d’énergie électrique nécessaire pour la décomposition des lessives.
De toutes facons, les rendements obtenus dans la pratique par l’emploi des méthodes électrolytiques sont toujours inférieurs, et de beaucoup, à ceux que lon obtient généralement à l’aide des réactions purement chimiques.
La séparation électrolytique du Brome, qui au premier abord semble très simple, a néanmoins présenté dans l’application pratique de sérieuses difficultés.
En effet, en raison de la faible teneur en Brome des eaux mères, il est nécessaire de faire circuler, à travers l'électrolyseur, une quantité considérable de ces dernières, et, pour permettre au courant d’agir pendant l’unité de
temps sur une faible jurantité de ces louve: il a fallu multiplier les surfaces de contact.
Les lessives débromées ne doivent plus contenir, à leur évacuation des colonnes à distilier, aucune trace de Brome libre, et n’être pas acides. Ces conditions sont plus faciles à réaliser dans le procédé électrolytique que dans le procédé chimique.
Pour avoir une conception aussi exacte que possible des différents appareils construits jusqu’à ce jour pour la récupération électrolytique du Brome, il est bon de les diviser en deux groupes :
-1° Les appareils dans lesquels les lessives anodiques et
“cathodiques sont séparées par un diaphragme:
2° Les appareils dans lesquels les liquides d’ électrolyse sont mélangés.
Les premiers appareils industriels ne comportaient pas l'emploi d’un diaphragme, mais alors, on constata la production de réactions secondaires entraînant une perte considérable d'énergie. De plus, par suite de la polarisation, les bains dégageaient de l'acide bromhydrique qui viciait l’air ambiant. On réussit à éliminer, du moins en partie, ces deux inconvénients par l’emploi du diaphragme poreux, mais ce dernier, en raison même de sa porosité, offre aussi, dans la pratique, des inconvénients qui nécessitent des démontages fréquents de l'appareil.
Procédé Kossuth. — Dans ce procédé, on utilise les mêmes appareils que ceux que l’on emploie dans la fabrication des liquides de blanchiment. C’est KossuiE qui, le premier, a indiqué cette technique.
Selon lui, il est facile de conduire l’électrolyse de ces eaux mères sans diaphragme jusqu’à la décomposition complète des bromures et d'éviter la formation de composés oxygénés du Brome. La récupération du Brome se fait ensuite dans un appareil distillatoire à marche intermittente ou à marche continue.
L'appareil employé par Kossurx (fig. 6) se compose d’une cuve en bois bien étanche et paraffinée, d’une longueur de 1" 50, largeur 81 centimètres, profondeur 35 centimètres, dans laquelle sont placées des électrodes en char-
© bon de cornue de 70 titane de largeur, 25 centimè-
tres de hauteur et 1em2 d'épaisseur.
Ces électrodes sont formées de pièces appuyées les unes aux autres; la première et la dernière sont seules reliées électriquement, l’une d’elles est en communication avec le pôle positif, l’autre avec le pôle négatif.
Les électrodes, disposées en chicane dans la cuve, sont
éloignées d'environ 3 centimètres de la paroi de Ja
Fig 6. — Appareil de KossurTx.
cuve correspondante. La distance qui sépare chaque élec-
trode est d'environ 13 millimètres. La solution, à sa sortie de lélectrolyseur, est envoyée par une canalisation de grès aux appareils de distillation. La différence de potentiel nécessaire pour vaincre la résistance de l’électrolyte est de 3 volts à 3,5 volts, la cuve comprenant 30 électrodes exige une tension d’environ 100 à 120 volts; Le rendement du courant dans ces conditions est d’environ 50 %, il baisse proportionnellement à la tension. La vitesse de
-circulation de l’électrolyte doit être soigneusement réglée
pour une utilisation rationnelle du courant, une vitesse trop grande ne permet pas la décomposition ‘complète des bromures, une vitesse trop faible entraine la formation de composés oxygénés du Brome. On tient compte, dans la vitesse de passage de l’eau mère, de ce que 1 ampèreheure libère 15° 5 de Brome. Selon Kossu1x, la température n’exercerait aucune influence sur la marche de la
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décomposition, et de 200 à 759 les rendements ne varieraient pas.
Méthode de Wünsehe. — La décomposition électrolytique des eaux mères contenant des bromures comme les dernières eaux mères de la fabrication du sel, détermine d’abord la séparation du Brome, et ce n’est que lorsque tous les bromures ont été décomposés que le chlore se dégage à son tour.
En interrompant à temps l’action du courant, on obtient une solution de Brome qu’il est facile de récupérer par distillation. Maloré l’apparente simplicité de cette opération, son exécution a cependant présenté toute une série de difficultés techniques. WünscHE a donné, à ce sujet, dans les Annales de l’électro-chimie (VIIS année), un exposé complet de l'installation faite sur ses données, aux usines de potasse de Westeregeln. ù
Les eaux mères de la fabrication du chlorure de potassium, dont nous avons donné la composition, sont réchauffées à 809 et circulent continuellement dans les électrolyseurs ; en quittant les compartiments anodiques, elles pénètrent dans une série de tuyaux de poterie armée, qui les amènent aux colonnes où la distillation du Brome se fait par entrainement de vapeur. Les eaux mères privées de Brome s’écoulent ensuite dans la chambre des cathodes, leur chaleur est utilisée pour réchauffer les eaux mères qui se dirigent aux anodes. |
Les eaux mères privées de Brome et qui sont des solutions concentrées de chlorure de magnésium, ont l’avantage de dissoudre avec une grande facilité l’oxyde hydraté de magnésium qui se forme sur les cathodes pendant l’électrolyse.
Cependant, dans la pratique, il est nécessaire d’enlever l'excès d'hydroxyde de magnésium des cathodes par un lavage à l’acide chlorhydrique, sous peine de voir augmenter la résistance au courant dans de grandes proportions.
La récupération du Brome dans les appareils à colonne se fait à l’aide de la vapeur d'échappement de la machine de l'usine de sorte que la fabrication n’exige pas d’autre
Le RS ; fol aes LOTS PRO CES Chaleur que celle nécessaire à la production du courant électrique. |
Ce procédé peut être employé sans diaphragme: il ne se forme pas, dans ce cas, de composés oxygénés du Brome, mais simplement de l’acide bromhydrique et des bromures. Néanmoins, la pratique a démontré que l’usage des diaphragmes était préférable.
Les figures 7, 8, 9 représentent la forme et la disposi- £ >] 21 LE à Q tion d’un élément électrolyseur; l'appareil en comprend
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Fig. 7.
cinquante semblables, accouplés pour travailler simultanée ment. Le volume d’eaux mères qui circule dans les électrolyseurs est réglé à l’aide d’un dispositif spécial, proportionnellement à l’intensité du courant.
Dans l’établissement de ce dispositif de répartition uniforme des masses de liquide dans les éléments de l’appareil électrolyseur, on a dû tenir compte des courts circuits et des pertes à la terre, occasionnées par les eaux mères très conductrices.
Pour cela, les bacs des électrolyseurs ont été construits en ciment. Leurs dimensions sont les suivantes :
Longueur : 60 em; largeur : 50 em; profondeur : 32 em. Ils sont recouverts d’un couvercle hermétique coulé en ciment et formé de cinq parties. Ces bacs constituent les
chambres : à anodes, elles De par une canalisation située à 2 em environ au-dessous du couvercle, avec le tuyau d'écoulement qui aboutit aux colonnes de distillation. és
L'arrivée des eaux mères se fait par un tuyau a qui pénètre dans le eouverele et débouche à 1 ou 2 em du fond (fig. 8). >
Les compartiments cathodiques sont constitués par 30 vases poreux en terre cuite de 7 cm de diamètre et
Fig. 8.
de 32 cm de hauteur; ils sont placés par rangées de six dans les cinq compartiments du couvercle et maintenus. -en place par une coulée du ciment.
Les anodes sont formées de 39 cylindres de charbon de cornue de 3°M 5 de diamètre et 42 cm de hauteur.
Les cathodes sont formées, également par 30 cylindres de charbon, de 5 em de diamètre et de 45 em de hauteur. Leur partie supérieure est formée d’un cône en ciment qui repose sur la partie supérieure des vases poreux dans lesquels sont plongées les cathodes. Les eaux mêres pénètrent dans le vase poreux par sa partie inférieure, remontent à l’intérieur du cylindre de charbon et pénètrent ensuite dans le compartiment suivant de l’électrolyseur.
Quand les eaux mères ont parcouru les six compartiments qui constituent un élément électrolyseur, elles sont
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Chacun de ces éémonts est capable de traiter environ 4 m° d’eau mère par vingt-quatre heures.
Malgré la vitesse de circulation du liquide, il se dépose
toujours de l’oxyde de magnésium hydraté et des croûtes jrésmpantes d’oxychlorure de magnésium sur les cathodes,
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