Brevet FR2027316A1 — publié le 19700925

- pour cellule L'invention concerne une nouvelle structure d'ensemble anodique\ à anodes et cathodes interfoliées, destinée en particulier à l'élec-trolyse de solutions aqueuses d'halogénures de métaux alcalins. Dans les cellules conventionnelles de ce type, les plaques 5 anodiques, généralement en graphite, sont fixées verticalement par la base dans ion socle de béton armé, au moyen d'une couche de plomb ou . d'alliage à bas point de fusion recouvrant les barres d'amenée de courant anodique et assurant leur contact électrique avec la base des anodes. Un revêtement inerte protège cette couche de plomb ou d'al-30 * liage contre l'agressivité de l'électrolyte et des produits de l'élec-trolyse. - On sait que les plaques graphitiques s'amincissent au cours de l'électrolyse et qu'il est nécessaire de procéder périodiquement au ; ■„ renouvellement des anodes. Pour récupérer les barres anodiques et le 15 plomb ou l'alliage de scellement, on est généralement contraint de procéder à la démolition complète de la base de la cellule qui ne peut donc être réutilisée. - Dans les brevets belges 674 452 et 708 888, la demanderesse a apporté deux solutions à ce problème en proposant, dans un cas comme 20 dans l'autre, une fusion sur place de l'alliage de scellement par effet Joule ; il est donc indispensable d'utiliser un alliage à bas point de fusion tel qu'un alliage plomb-bismuth qui est nettement plus coûteux que le plomb généralement utilisé à cet effet. De plus, ies matériaux de construction de la base doivent résister à- la tempé-Ç rature de fusion de cet alliage. Enfin, dans les deux solutions proposées, il est indispensable d'assurer l'étanchéité'au passage des barres d'alimentation de courant qui traversent une des parois latérales du socle de la cellule. La présente invention a pour objet d'obvier à ces inconvénients JO tout en écartant la nécessité de procéder à la démolition du socle en béton lors du renouvellement des anodes de graphite. Elle concerne un ensemble anodique pour cellule d'électrolyse à anodes et cathodes interfoliées, constitué d'un socle,comprenant un fond rigide en forme de cuvette quadrangulaire et des parois latérales,et d'un 35 agrégat anodique comprenant des plaques de graphite verticales scellées par la base à des amenées de courant horizontales traversant l'une des parois latérales du socle, caractérisé en ce que cette paroi est amovible et fait partie intégrante de l'agrégat anodique qui est déposé sans aucun moyen de fixation dans le socle muni d'un 40 revêtement résistant à l'électrolyte et aux produits de l'électrolyse 69 44005 2 2027316 l'agrégat anodique étant englobé, à l'exception des plaques de graphite et des extrémités des barres anodiques, dans une enveloppe rigide et inerte constituant également la paroi amovible,1'étanchéi-té entre cette paroi d'une part et le fond quadrangulaire et deux des 5 trois parois latérales fixes d'autre part étant assurée par un Joint souple à cellules fermées logé dans une rainure ininterrompue prévue à cet effet dans ledit socle. La description qui suit et les dessins qui l'illustrent sont donnés à titre d'exemple et ne peuvent en rien limiter la portée 10 de l'invention. Bien qu'elle puisse s'appliquer à d'autres-processus électrolytiques, l'invention ëst illustrée ci-dessous par une cellule à diaphragme pour l'électrolyse d'une solution de chlorure de sodium. Les figures 1 et 2 représentent en perspective" respectivement un socle de cellule et un agrégat anodique conformes à la présente inven-15 tion. La figure 3 montre ces deux pièces complémentaires assemblées, tandis que les figures 4 et 5 montrent en détails, et toujours en perspective, le joint souple logé dans la rainure, respectivement avant et après pose du bloc anodique. Le socle représenté à la figure 1 est réalisé en béton armé 20 revêtu d'un stratifié de résine synthétique résistant à la saumure chlorée. Il est constitué d'un fond sensiblement carré (l) et de trois parois latérales (2). La.quatrième paroi latérale (3) est amovible et fait partie intégrante du bloc anodique représenté à la figure 2. L'étanchéité entre cette paroi et le socle proprement dit 25 est assurée par un joint souple ininterrompu (4) en mousse à cellules fermées, résistant à la saumure chlorée, de section rectangulaire, qui est logé dans la rainure à fond plat (5) (figure 4). Sur sa périphérie appelée à venir en contact avec le joint (4), la ,paroi amovible (3) est pourvue d'une échine (6) de section triangulaire J> dont l'arête vive, comprimant le joint (4), fait face.au fond plat de la rainure (5)> alors que les deux faces obliques de son'dièdre sont opposées chacune à une arête vive de la rainure (5) avec, également, compression locale du joint (4), ce. qui assure ài'l 'assemblage une étanchéité triple, comme le montre la figure 5» .• - 35 L'agrégat anodique représenté à la figure 2 se compose essentiel lement de plaques anodiques verticales (7), de barres anodiques et ■ de métal de scellement (non visibles dans les dessins), :d'e-pièces de connexion en cuivre (8) et de la paroi manquante (3) du.socle représenté à la figure 1. Les plaques anodiques (7) en graphite sont 40 disposées en rangées parallèles judicieusement espacées pour recevoir entre elles les éléments cathodiques et scellées par la base dans 69 44005 3 20-27316 un bloc de plomb qui assure leur contact électrique avec la barre anodique sur laquelle elles reposent j cette barre en cuivre est alimentée en courant électrique par un cuivre d'extrémité (8) traversant la paroi (3). L'agrégat anodique est ainsi constitué par la 5 juxtaposition de blocs anodiques indépendants comprenant chacun une pièce de connexion (8), une barre anodique, deux rangées de plaques anodiques (7) et leur métal de scellement ; les blocs anodiques sont séparés l'un de l'autre par une couche de polychlorure de vinyle souple. L'agrégat anodique, dans sa totalité, est enveloppé d'une cou-10 . che protectrice externe qui seule est visible sur les figures 2 et 3 et qui ne laisse saillit; que les plaques de graphite (7) et les pièces de connexion (8). Cette enveloppe, qui résiste à la saumure chlorée, consiste en une résine de polyester renfermant une matière de charge ; elle englobe également la paroi (3) solidaire de l'agrégat anodique 15 qui renferme, notamment entre les pièces de connexion (8) et au-dessus de celles-ci, des éléments en matière expansée qui participent à la rigidité de l'ensemble et permettent une économie appréciable de polyester tout en allégeant la construction. Les dimensions et la disposition de ces éléments sont telles que l'épaisseur de la couche 20 de polyester, enveloppant les contacts barres-anodes et la paroi (3) qui fait partie de l'agrégat, soit sensiblement constante afin d'éviter des contraintes dues aux dilatations thermiques. L'assemblage socle-agrégat anodique montré à la figure 3 se fait sans aucun liant ou moyen de fixation quelconque. L'agrégat est 25 simplement déposé dans le socle et seule la pesanteur le maintient en place. La saumure d'électrolyse (en faible quantité) peut s'introduire librement entre socle et agrégat, sans aucun dommage ni pour l'un ni pour l'autre. Une étanchéité efficace entre le socle et la paroi (3) s'établit d'elle-même par compression du joint (4) à la 30 mise en place de l'agrégat anodique. Point n'est besoin de recourir à de laborieux colmatages et enduisages autour de chacune des pièces de connexion (8) qui constituent un tout avec la paroi (3). Une fois les anodes usées, l'agrégat anodique est enlevé du socle au moyen d'un simple appareil de levage, et remplacé par un agrégat 35 neuf. Cette opération qui n'entraîne aucune destruction peut s'exécuter très rapidement. Quant à la récupération des barres anodiques et des blocs de scellement, elle n'exige que la destruction de l'enveloppe de polyester. La durée de vie du socle de la cellule est pratiquement illimitée. 69 44005 4 2027316 REVENDICATIONS 1 - Ensemble anodique pour cellule d'électrolyse à anodes et cathodes interfoliées, constitué d'un socle, comprenant un fond rigide en forme de cuvette quadrangulaire et des parois latérales, et d'un agrégat anodique comprenant des plaques de graphite verticales scel- 5 lées par la base à des amenées de courant horizontales traversant l'une des parois latérales du socle, caractérisé en ce que cette paroi est amovible et fait partie intégrante de l'agrégat anodique qui est déposé sans aucun moyen de fixation, dans le socle muni d'un revêtement résistant à l'électrolyte et aux produits de l'élec-10 trolyse, l'agrégat anodique étant englobé, à l'exception des plaques de graphite et des extrémités des barres anodiques, dans une enveloppe rigide ét inerte constituant également la paroi amovible, l'étanchéité entre cette paroi d'une part et le fond quadrangulaire et deux des trois parois latérales fixes d'autre part étant assurée par 15 un joint souple à cellules fermées logé dans une rainure ininterrompue prévue à cet effet dans ledit socle. 2 - Ensemble anodique selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit joint souple est de section quadrangulaire et en ce que ladite rainure présente un fond plat, tandis que la paroi amo- 20 vible est pourvue sur les trois côtés venant au contact du joint, d'une échine de section triangulaire dont l'arête saillante fait face audit fond plat, alors que les deux faces obliques de son dièdre sont opposées chacune à "une arête vive de ladite rainure, l'étanchéité de l'assemblage- étant ainsi assurée en trois points. 25 3 - Ensemble anodique selon la revendication 1, caractérisé en ce que la paroi amovible faisant partie intégrante de l'agrégat anodique renferme une âme en matière expansée rigide dont les dimensions et la disposition sont telles qu'elles assurent à l'enveloppe inerte une épaisseur sensiblement constante sur toute la 30 périphérie dudit agrégat.