Brevet FR2224207A1 — publié le 19741031

La présente invention se réfère aux procédés permettant l'élimination de la couche de carbonates qui se forme sur les cathodes lorsque l'eau ou le liquide dans lequel baignent les électrodes utilisées pour l'électrolyse ou l'électro-flottation, contient des bicarbonates de calcium et/ou de magnésium, ce qui est le cas des eaux potable et industrielle. Pour opérer cette décarbonatation, il est connu d'inverser régulièrement la polarité des électrodes, le dépôt de carbonates qui s'est formé sur une cathode disparaissant au bout d'un certain temps lorsque la dite cathode devient anodee Cependant ce procédé, ne peut tre employé lorsque les électrodes fonctionnant normalement en anodes sont faites en matériaux hétérogènes, comme par exemple le titane revtu d'une couche de métal noble tel que le platine ou d'une couche d'oxyde métallique comme le bioxyde de plomb ou l'oxyde de ruthénium, matériaux qui sont couramment utilisés en raison de leur grande résistance à la corrosion. En effet, les anodes constituées au moyen de ces matériaux sont détruites très rapidement si on les porte à une polarité négative. Le procédé décrit dans le brevet français 72 29809 déposé au mme nom le 21 août 1972 permet d'effectuer la décarbonatation des cathodes tout en utilisant comme anodes des matériaux hétéro- gènes tels que le titane revtu de métal noble ou d'oxydes métal liques, Dans ce procédé, les cathodes sont divisées en deux groupes alternés dans l'espace, chaque groupe étant connecté à tour de rôle, pendant un court laps de temps qui est de l'ordre de quelques minutes, au pôle positif pour le rendre anode et assurer sa décarbonatation, la disposition et les dimensions relatives des électrodes étant d'autre part déterminées pour que le processus de décarbonatation s'effectue dans les meilleures conditions. Conformément à la présente invention on utilise un ensemble d'électrodes formé de deux cathodes situées de part et d'autre d'une anode, la décarbonatation des cathodes étant obtenue en connectant lesdites cathodes alternativement au pôle positif de la source de courant pendant un temps sensiblement égal ou peu inférieur à celui pendant lequel elles fonctionnent en cathodes La Demanderesse a en effet constaté que l'effet de décarbo- natation est fonction du temps pendant lequel les cathodes sont rendues positives et que cet effet est peu influencé par l'inten- sité du courant. Comme d'autre part la corrosion d'une cathode connectéemomentanànent au pôle positif est proportionnelle à l'in- tensité du courant qui la traverse pendant cette période, on voit que, tout en obtenant une décarbonatation efficace des cathodes, on peut les soumettre à une intensité de polarisation anodique faible, ce qui n'occasionne qu'une faible corrosion et permet par suite de prolonger la vie des électrodes. Par ailleurs les dispositifs réalisés conformément à l'in- vention sont d'une construction simple et peu onéreuse. Les électrodes peuvent tre disposées verticalement ou inclinées ou encore tre disposées horizontalement. Dans le cas notamment où elles sont horizontales ou faiblement inclinées sur l'horizontale, les électrodes sont perforées ou constituées par un treillis ou du métal déployé. Suivant une autre caractéristique de l'invention, on peut utiliser plusieurs ensembles d'électrodes groupant chacun deux cathodes associées à une anode, une cathode pouvant, suivant une variante, tre commune à deux anodes successives. La figure 1 du dessin annexé montre un ensemble réalisé conformément à 1'invention et qui comprend une anode A et deux cathodes C-C'situées de part et d'autre de l'anode. Cet ensemble est utilisé en position horizontale ou sensiblement horizontale et l'anode ainsi que les cathodes sont ajourées pour permettre le passage des bulles dégagées au cours de l'électrolyse. L'anode A, constamment reliée au pâle positif, peut tre constituée de matériaux composites et résistants à la corrosion tels que titane revtu d'un métal noble par exemple platine, ou d'une couche d'oxyde métallique comme le bioxyde de plomb ou l'oxyde de ruthénium. Les cathodes C-C'sont reliées alternativem ment et pendant des temps sensiblement égaux aux piles positif et négatif de la source. Ces cathodes peuvent tre constituées de métaux, tels que le fer ou d'alliages usuels comme l'acier ino oxydable, On remarquera que lorsqu'une des cathodes est reliée au pôle positif, l'anode forme écran pour s'opposer au passage du courant de la dite cathode rendue momentanément positive vers la cathode maintenue négative et fonctionnant normalement. Cet effet d'écran se trouve augmenté si les perforations ou parties ajourées des cathodes et de l'anode se trouvent en ali gnement les unes avec les autres. L'expérience montre que dans une telle disposition d'élec- trodes dont les plaques perforées sont distantes de quelques millimètres, l'intensité qui passe dans la cathode reliée au pile positif peut tre 10 à 20 fois inférieure a l'intensité totale traversant l'ensemble des électrodes, tout en assurant une bonne décarbonatation, à la condition que le temps pendant lequel la dite cathode est rendue positive soit sensiblement égal à celui pendant lequel elle fonctionne normalement en cathode. Dans ces conditions la durée de vie des électrodes se trouve multipliée par 10 ou 20 par rapport à celle des électrodes constituées de deux plaques en mmes matériaux reliées alternativement aux piles positif et négatif. Comme représenté schématiquement fig. 2, on peut utiliser plusieurs ensemblesCAC'-ClA'C'1 formés chacun de deux cathodes associées à une anode, la cathode telle que C'd'un groupe étant rendue positive en meme temps que la cathode C I de l'élé- ment suivant. Dans la variante représentée fig. 3 et qui réalise les mmes conditions de fonctionnement que celles de la disposition précé- dente, une seule cathode est prévue entre chaque anode. Exemples d'application : 1 ) I1 a été procédé aux essais d'une électrode composée de trois plaques parallèles de métal déployé, d'épaisseur 1 mm, de dimensions 10 cm x 10 cm et distantes entre elles de 3 mm. La plaque centrale est constituée de titane revtu de bioxyde de plomb et est reliée au pole positif. Les deux plaques extérieures sont constituées d'acier inoxydable, nuance NS225. Elles sont reliées alternativement toutes les 6 minutes aux p8les positif et négatif d'une source de courant continu. Les intensités qui passent dans les plaques sont les suivantes : -anode centrale 0, 88 ampère -cathode reliée au pole moins 1 ampère -cathode reliée au pile plus 0, 12 ampère L'essai a été poursuivi dans ces conditions pendant deux semaines sans aucune carbonatation des électrodes. La durée de vie estimée d'après les pertes de poids est d'environ 20. 000 heures. 2 ) Un deuxième essai a été effectué à titre de comparaison avec deux électrodes identiques aux précédentes, l'une constituée de titane revtu de PbO2 et l'autre d'acier inoxydable. Les électrodes sont reliées à une source de courant sans inversion et ont conduit à une carbonatation interdisant leur utilisation au bout de 4 heures. 3*) Au cours d'un troisième essai, également à titre de comparaison, on a essayé une électrode composée uniquement de deux plaques perforées inoxydables de dimensions identiques aux premières et reliées alternativement toutes les 6 minutes aux pâles positif et négatif. L'essai a été poursuivi pendant 250 heures au bout desquelles les électrodes étaient trop corrodées pour pouvoir tre utilisées plus longtemps. REVENDICATIONS 1) Perfectionnement à la décarbonatation des électrodes utilisées notamment pour l'électrolyse et l'électtoflottation, ce perfectionnement, qui permet d'utiliser comme anodes des matériaux composites résistant à la corrosion électrolytique, tels que le titane revtu de métal noble ou d'oxyde métallique, étant caractérisé en ce que l'on utilise un ensemble formé de deux cathodes en Métal ou alliage, situées de part et d'autre d'une anode, la décarbonatation des cathodes étant obtenue en connectant lesdites cathodes alternativement au p8le positif de la source de courant pendant un temps sensiblement égal ou peu inférieur à celui pendant lequel elles fonctionnent en cathodes. 2) Perfectionnement suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on utilise plusieurs ensembles groupant chacun deux cathodes associées à une anode. 3) Perfectionnement suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la cathode d'un ensemble est commune avec la cathode de l'ensemble suivant. 4) Perfectionnement suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, notamment dans le cas d'électrodes disposées horizontalement, les cathodes et l'anode coopèrent avec lesdites cathodes sont constituées par des plaques perforées ou en treillis. 5) Perfectionnement suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les perforations ou les vides des treillis des électrodes de l'ensemble sont en alignement les uns avec les autres.