Brevet FR2449735A1 — publié le 19800919

Cette invention concerne la production d'un métal, comme l'aluminium, à partir d'un chlorure métallique dissous dans un bain solvant d'halogénures fondus, par électrolyse du bain dans une cellule monopolaire ou bipolaire. Plus particulièrement, l'invention concerne les électrodes de graphite utilisées dans de telles cellules et leur utilisation sélective par rapport aux caractéristiques de mouillage ou de non-mouillage de façon à prolonger la durée de vie utile de l'électrode dans de telles cellules, et des procédés déterminés de fabrication d'électrodes en graphite pour obtenir les caractéristiques de mouillage ou de non-mouillage désirées en vue de cette utilisation sélective. Un type de cellule d'électrolyse utilisé dans la production d'un métal, comme l'aluminium, à partir d'un chlorure métallique dissous dans un bain solvant de sels comprend une anode terminale, au moins une électrode bipolaire intermédiaire et une cathode terminale. Ces électrodes sont typiquement situées relativement proches les unes des autres et çnéralement parallèles, disposition dans laquelle les faces anode-cathode opposées fournissent des espaces interélectrodes dans lesquels le bain fondu peut circuler et être électrolysé par passage de courant de l'anode à la cathode. L'électrolyse du chlorure métallique se produisant dans l'espace interélectrodes donne du métal fondu se déposant à la cathode et du chlore gazeux qui se rassemble à l'anode.Des cellules de ce type sont décrites dans les brevets des E.U.A. NO 3.755.099 et 3.822.195. L'une des caractéristiques importantes de ces cellules est que l'espace ou la distance de l'anode à la cathode doit être soigneusement maintenu à un niveau prédéterminé pour obtenir les possibilités d'efficacité de courant élevée et de faible consommation d'énergie du procédé d'électrolyse du chlorure en cellule bipolaire. Eviderninent, toute usure se produisant sur la surface de l'anode ou de la cathode, par exemple par érosion ou par tout autre enlèvement de matériau d'électrode, a tendance à augmenter la distance et à augmenter de ce fait la résistance électrique sur la distance entre l'anode et la cathode.En général, l'anode présente peu de problème car dans la majeure partie des conditions, le chlore est relativement non corrosif vis-à-vis des matériaux carbonacés utilisés pour préparer les électrodes. Cependant, l'expérience a montré qu'une certaine usure se produit sur la surface de la cathode, et des efforts importants ont été faits pour réduire ou supprimer cette usure. Une usure excessive de la surface de la cathode pose des problèmes, non seulement en augmentant la consommation d'énergie comme indiqué précédemment, mais également en augmentant la résistance de sorte que la cellule est considérée comme non économique à faire fonctionner, ce qui nécessite un arrêt coûteux, une réparation ou un remplacement des électrodes, et le redémarrage de la cellule.En plus des problèmes de résistance électrique provenant de l'usure de la cathode, le matériau carbonacé éliminé de la surface de la cathode peut contaminer le bain. Ceci seul peut atteindre des conditions extrêmes pouvant nécessiter l'arrêt de la cellule. Selon la présente invention, il est fourni un procédé de production d'aluminium dans une cellule d'électrolyse contenant un halogénure d'aluminium dissous dans un bain solvant fondu de potentiel de décomposition supérieur, la cellule comprenant une série d'espaces interélectrodes entre les surfaces. d'électrodes opposées de l'anode et de la cathode en graphite, dans lequel (a) ledit bain se déplace dans une série desdits espaces interélectrodes où ledit bain est électrolysé en déposant de l'aluminium fondu à la surface de la cathode, le bain se déplaçant dans au moins un espace interélectrode à une vitesse relativement faible1 la surface de la cathode en graphite dudit espace interélectrode étant mouillée par ledit aluminium produit à partir dudit bain dès qu'il se dépose à ladite surface de cathode ; et (b) la surface de cathode en graphite de tels espaces interélectrodes dans lequel ledit bain se déplace à une vitesse relativement élevée n'est pas mouillée par ledit aluminium produit à partir dudit bain lorsqu'il se dépose à ladite surface de cathode. Selon l'invention, on a découvert que les surfaces d'électrode en graphite peuvent présenter un comportement de mouillage ou de non-mouillage par le métal déposé à la cathode, et que ce comportement peut être utilisé en association avec la vitesse d'écoulement du bain et la distance anode-cathode pour minimiser l'usure superficielle des cathodes. On a en outre découvert que la mouillabilité ou la non-mouillabilité des électrodes'en graphite peut être établie en régulant soigneusement le procédé de fabrication du graphite. Selon l'invention, on a trouvé que l'usure superficielle des cathodes en graphite est réduite si la surface de la cathode est choisie et déterminée en ce qui concerne sa mouillabilité et en ce qui concerne le débit du bain sur la surface de cathode. Les surfaces de cathode en graphite mouillées par le métal déposé à partir du bain sont utilisées quand le bain se déplace sur la cathode à une vitesse relativement lente. Cependant, on utilise des surfaces cathodiques en graphite qui ne sont pas mouillées, dans les régions où l'écoulernent du bain se fait relativement vite. On verra que, dans les cellules d'électrolyse du type concerné ici, la vitesse d'ecoulement du bain peut varier d'une cellule à une autre et dans une seule cellule.Ainsi, dans certaines cellules d'électrolyse, la vitesse d'écoulement du bain dans l'espace interélectrode anode-cathode est relativement faible et dans d'autres elle est plus élevée. En outre, il existe des cellules qui comprennent des régions dans lesquelles se- produit chaque effet. En général, dans les cellules d'électrolyse du type décrit ici et dans les brevets mentionnés précédemment comportant une ou plusieurs électrodes bipolaires horizontales entre une anode terminale supérieure et une cathode terminale inférieure permettant entre elles un écoulement de bain plus ou moins horizontal, il est difficile d'éviter l'existence de régions rapides et de régions lentes.Dans de telles cellules, une plus grande vitesse d'écoulement du bain entre les électrodes peut se produire dans les espaces interélectrodes supérieurs et une vitesse plus faible peut se produire dans les espaces interélectrodes inférieurs. Donc, la mise en oeuvre de l'invention comprend, dans une seule cellule électrolytique, l'utilisation de surfaces cathodiques non mouillables dans les régions de la cellule où se produisent des débits élevés, typiquement les régions supérieures ou éloignées de la cathode terminale, et l'utilisation de surfaces cathodiques mouillables dans les régions où se produisent des débits inférieurs, typiquement les régions inférieures ou proches de la cathode terminale. Dans les dessins annexés La Figure 1 est une vue en coupe représentant une cellule de production d'aluminium ou d'un autre métal, selon l'invention La Figure 2 est une vue en coupe schématique d'une cellule d'électrolyse permettant de mettre en oeuvre l'invention La Figure 3 est une vue en plan schématique d'une cellule du type représenté sur la Figure 2. La cellule d'électrolyse La Figure 1 représente une structure appropriée de cellule de production de métal selon l'invention. La cellule représentée comprend une enveloppe extérieure en acier 1, qui est garnie d'une brique réfractaire 3 formant paroi latérale et paroi inférieure, faite d'un matériau non conducteur de l'électricité et thermiquement isolant qui résiste au bain d'halogénures fondus contenant des chlorures de métaux alcalins et du métal et ses produits de décomposition. La cavité de la cellule comporte un collecteur 4 dans la partie inférieure destiné à recueillir le métal produit. Le fond 5 et les parois 6 du collecteur sont de préférence faits de graphite. La cavité de la cellule comporte également un réservoir 7 pour le bain dans sa zone supérieure. La cellule est fermée par un toit réfractaire 8 et un couvercle 9. Un premier orifice 10, traversant le couvercle 9 et le toit 8, permet d'insérer un tube de soutiraqe sous vide descendant dans le collecteur 4, par un passage interne décrit ci-apres, et destiné à enlever le métal fondu du collecteur. Un second orifice 11 fournit un moyen d'entré permettant d'introduire le chlorure métallique dans le bain. Un troisième orifice 12 fournit un moyen de sortie pour évacuer le chlore. Dans la cavité de la cellule, se trouve une série d'électrodes plates qui comprennent une anode terminale supérieure- 14, de préférence un nombre appréciable d'électrodes bipolaires 15 (quatre étant représentées), et une cathode terminale inférieure 16, qui sont toutes en graphite. Ces électrodes sont représentées disposées de façon superposée, chaque électrode étant de préférence placée horizontalement dans une pile verticale. On peut également utiliser des électrodes placées obliquement ou verticalement, cependant, dans d'autres dispositions de cellules à électrodes monopolaires ou bipolaires. Sur la Figure 1, la cathode 16 est portée à chaque extrémité sur les parois du collecteur 6. Les autres électrodes sont empilées l'une sur l'autre de façon espacée, l'espace étant maintenu par des colonnes réfractaires interposées 18. Ces colonnes 18 ont des dimensions telles qu'elles espacent peu les électrodes, par exemple elles les escent de sorte que leurs surfaces opposées sont séparées par 19 mm ou moins.Dans le mode de réalisation représenté, cinq espaces interélectrodes 19 sont fournis entre les électrodes opposées, un entre la cathode terminale 16 et la plus basse des électrodes bipolaires 15, trois entre les paires successives d'électrodes bipolaires intermédiaires 15, et un entre la plus haute des électrodes bipolaires 15 et l'anode terminale 14. Chaque espace interélectrode 19 est délimité par une surface supérieure 20 fournie par le bas d'une électrode (surface 20 qui agit comme surface anodique) et de l'autre côte par une surface inférieure 21 constituée par le sommet d'une autre électrode (surface 21 qui agit comme surface cathodique). L'espacement entre les surfaces anodique et cathodique est la distance anode-cathode en l'absence d'une couche métallique d'épaisseur substantielle. Quand une couche de métal est présente sur la surface cathodique, la distance réelle anodecathode est plus courte que la distance entre les surfaces des électrodes de graphite 20 et 21. Le niveau du bain dans la cellule varie en cours d'opération mais normalement est bien au-dessus;de l'anode 14, en remplissant tout l'espace par ailleurs non occupé en-dessous dans la cellule. L'anode 14 comporte une série de barres d'électrodes 24 insérées dans l'anode, qui servent de conducteurs de courant positif, et la cathode 16 comporte une série de barres collectrices 26 insérées dans la cathode qui servent de conducteurs de courant négatif. Les barres 24 et 26 traversent la paroi cellulaire et sont isolées de façon appropriée de l'enveloppe d'acier 1. Une tension appropriée est imposée entre l'anode terminale 14 et la cathode terminale 16, et ceci donne le caractère bipolaire aux électrodes bipolaires 15. Comme indiqué précédemment, le collecteur 14 est conçu pour contenir le bain et le métal fondu, et ce dernier peut s'accumuler en-dessous du bain dans le collecteur, pendant l'opération. Si l'on désire chauffer séparément le bain et le métal éventuel dans le collecteur 4, on peut y établir un circuit de chauffage auxiliaire. Un passage d'alimentation de bain indiqué par la flèche 30 va généralement du réservoir supérieur 7 vers le bas le long du côté droit (comme représenté sur la Figure 1) des électrodes et dans chaque espace interélectrode 19. Ainsi, chacun des espaces interélectrodes 19 est alimenté continuellement en bain fondu qui traverse chaque espace interélectrode 19 (en se déplaçant de droite à gauche sur la Figure 1) et sort de l'espace interélectrode 19 en remontant vers le haut comme indiqué généralement par les flèches 34 et 35. Le bain fondu L'électrolyte utilisé pour la production d'aluminium selon la présente invention comprend typiquement un bain de sels fondus composé essentiellement de chlorure d'aluminium dissous dans un ou plusieurs halogénures, en particulier des chlorures, ayant un potentiel de décomposition supérieur à celui du chlorure d'aluminium. Par électrolyse d'un tel bain, du chlore est produit sur les surfaces anodiques et de l'aluminium sur les surfaces cathodiques des électrodes de la cellule. Le métal est commodément séparé par décantation du bain plus léger, et le chlore monte et est évacué de la cellule.Dans la mise en oeuvre de la présente invention, le bain fondu peut être mis en circulation effective dans la cellule par l'effet de poussée du chlore gazeux produit à l'intérieur de la cellule, et le chlorure d'aluminium est introduit périodiquement ou continuellement dans le bain pour maintenir la concentration désirée. Le bain, en plus du chlorure d'aluminium dissous, sera généralement composé d'un chlorure de métal alcalin bien que l'on puisse également utiliser d'autres halogénures de métaux alcalins et halogénures de métaux alcalino-terreux. Une composition préférée à l'heure actuelle, comportant du chlorure d'aluminium, comprend une composition à base de chlorure de métal alcalin préparée à partir d'environ 50 à 75 % en poids de chlorure de sodium et de 25 -à 50 % de chlorure de lithium. Le chlorure d'aluminium est dissous dans une telle composition d'halogénure en donnant un bain duquel l'aluminium peut être obtenu par électrolyse, et une teneur en chlorure d'aluminium d'environ 1,5 à 10 % du bain est généralement indiquée.A titre d'exemple, une composition du bain comme la suivante (en pourcentages pondéraux) est satisfaisante : 53 % de NaCl, 40 % de LiCl, 0,5 % de MgC12, 0,5 % de KC1, 1 % de CaC12 et 5 % d'AlC13. Dans un tel bain, les chlorures autres que NaCl, LiCl et Ale13 peuvent être considérés comme des composants accidentels ou impuretés. Le bain est utilisé à l'état fondu, généralement à une température supérieure à celle de l'aluminium fondu et comprise entre 660 et 7300C, typiquement à environ 7000C. Fonctionnement Comme décrit ci-avant, le bain amené du réservoir 7 par le passage d'amenée du bain 30 est électrolysé dans chaque espace interélectrode 19 pour produire du chlore sur chaque surface anodique 20 et de l'aluminium sur chaque surface cathodique 21. Le courant électrique appliqué entre l'anode supérieure 14 et la cathode inférieure 16 fait que les électrodes bipolaires 15 placées entre, présentent leur comportement bipolaire et effectuent l'électrolyse dans chaque espace interélectrode 19. La densité de courant d'électrode peut commodément varier entre environ 0,8 à 2,3 A/cm2, mais la densité de courant préférée peut varier d'une cellule particulière à une autre et est facilement déterminée par l'observation. Le chlore produit à l'anode flotte dans le bain et son mouvement dans le bain peut être utilise pour effectuer la circulation du bain. C'est-à-dire que le chlore s'élevant le long du côté gauche, comme représenté sur la Figure l, de la cellule crée un effet de circulation du bain incluant un balayage du bain dans les espaces interélectrodes 19. Cette action de balayage balaie l'aluminium produit sur chaque surface cathodique dans et hors de chaque espace interélectrode 19 dans la même direction que le bain, c'est-à-dire vers la gauche si l'on se réfère à la Figure 1, et permet à l'aluminium de tomber ensuite dans le collecteur 4. Comme indiqué ci-avant, l'espacement entre les électrodes et la vitesse du bain dans ces espaces peut varier de cellule à cellule et dans une cellule donnée. Pour le type de cellule représenté dans le brevet des E;U.A. NO 3.755.099, on trouvera généralement que les zones inférieures proches des cathodes terminales 16 présentent une vitesse du bain inférieure dans les espaces interélectrodes, alors que les zones superieures proches de l'anode terminale 14 ont tendance à avoir des débits de bain supérieurs dans les espaces interélectrodes 19. Détermination de la mouillabilité Selon la présente invention, on détermine facilement la mouillabilité d'un matériau d'électrode en graphite donné, par l'essai que l'on décrira maintenant. Considérons les Figures 2 et 3 ; elles représentent schématiquement des dispositions pratiques permettant de determiner les caractéristiques de mouillabilité de matériaux pour électrode. Dans ce type de disposition, on a placé dans une petite cellule d'électrolyse de type laboratoire une anode 314 et deux cathodes 316. Les cathodes 316 peuvent être identiques ou peuvent être différentes si l'on désire tester deux échantillons d'électrode différents. Comme le domaine d'intérêt est la surface de la cathode, il est important que la surface 321 de la cathode 316 corresponde à la surface de cathode que l'on utilisera dans une cellule de production.C'est-à-dire que la cathode 316 doit être prelevée d'une plus grande électrode, ou au moins être représentative d'un tel matériau enlevé d'une électrode plus grande, et être telle que sa surface 321 soit représentative de la surface de la cathode pour l'électrode de production. I1 est également important que le bàin 213 contenu dans la cellule 200 ait de préférence pratiquement la même composition et la même température que celles qui sont prévues dans la cellule de production de façon à minimiser les écarts par rapport aux conditions de la cellule de production. Une dimension appropriée pour les blocs cathodiques 316 est d'environ 38 mm de longueur et 16 mm d'épaisseur pour 19 mm de large, et les cathodes sont espacées de l'anode 314 d'une distance "d" qui peut être de 14,3 mm. La surface 321 doit être alignée avec la surface opposée 315 de l'anode pour qu'elles soient parallèles et se fassent face. La cellule fonctionne à environ 7100C à une densité de courant d'environ 1,25 A/cm2. Comme c'est le cas avec les cellules de production, un bain approprié contient 70 % de chlorure de sodium, 30 % de chlorure de lithium, auxquels on a ajouté environ 7 % de chlorure d'aluminium. La teneur en chlorure d'aluminium est maintenue par addition périodique ou continue de chlorure d'aluminium.Les conditions d'opération sont maintenues continuellement pendant environ cinq jours, période pendant laquelle de l'aluminium est préparé continuellement. Après environ cinq jours, on soutire tout le bain de la cellule 20 et on prélève les cathodes. On examine les surfaces cathodiques 321, c'est-à-dire celles qui sont les plus proches et qui font face aux surfaces anodiques. On mesure comme indice de mouillabilité la plus grande goutte ou gouttelette d'aluminium trouvée sur la surface cathodique 321. Si cette gouttelette a sa plus grande dimension supérieure à 1 mm dans l'essai, on considère que la surface cathodique est mouillée par l'aluminium dans le bain d'électrolyte. Si par ailleurs, la plus grande dimension de la plus grande gouttelette est de 1 mm ou moins, on considère que la surface cathodique 321 est non mouillable. Choix de l'électrode Comme indiqué ci-avant, l'invention comprend le choix des électrodes cathodiques en fonction de la mouillabilité ou de la non-mouillabilité de la surface cathodique en association avec la vitesse d'écoulement du bain d'électrolyte sur la surface cathodique. La vitesse d'écoulement du bain est facilement déterminee en utilisant un modèle à eau simulé da la cellule, soit à la même échelle soit à une échelle inférieure. Selon l'invention, on place les surfaces cathodiques qui présentent un comportement de mouillage pour qu'elles soient en contact du bain là où la vitesse d'écoulement du bain sur la surface cathodique est relativement faible, 0,45 mètre par seconde ou moins, par exemple 0,09 ou 0,15 à 0,42 ou 0,45 mètre par seconde. Ces valeurs se trouvent typiquement dans les régions inférieures des cellules du type décrit dans le brevet des E.U.A. NO 3.755.099. Une mise en oeuvre de l'invention comprend l'utilisation d'électrodes relativement espacées dans les régions de la cellule qui présentent un écoulement de bain relativement faible, en particulier là où des quantités importantes d'aluminium peuvent s'accumuler sur les surfaces cathodiques.Dans ces régions, l'espace entre les électrodes, c'est-à-dire la distance entre la surface anodique et la surface cathodique opposées, peut etre supérieur à 12,7 mm, par exemple 16 à 19 mm, bien que des distances pouvant aller jusqu'à 25,4 mm puissent être utilisables, en particulier quand un recueil important d'aluminium fondu se produit à la surface cathodique, comme ceci peut parfois se produire dans les portions de bain inférieures dans une cellule du type représenté sur la Figure 1 et décrite dans le brevet des E.U.A. NO 3.755.099, c'est-à--dire les régions inférieures de la cellule près de la cathode terminale 16. Dans les régions des cellules d'électrolyse où la vitesse d'écoulement du bain à la surface cathodique est relativement élevée, plus de 0,45 mètre par seconde et 0,48 à 0,90 mètre par seconde par exemple, la surface cathodique ne doit pas être mouillée par l'aluminium qui s'y dépose à partir du bain. Les régions d'écoulement rapide existent typiquement dans les régions relativement supérieures des cellules d'électrqlyse du type représenté sur la Figure 1 et décrit dans le brevet des E.U.A. NO 3.755.099, c'est-à-dire les régions proches de l'anode terminale 14. Dans les régions de vitesse d'écoulement du bain supérieure, une pratique préféree consiste à utiliser des électrodes relativement peu espacées, 12,7 mm ou moins, par exemple 9,5 mm. La mise en oeuvre de l'invention comprend l'utilisation, dans une seule cellule d'électrolyse, de régions à écoulement rapide et à écoulement lent, et l'utilisation sélective d'électrodes en graphite dans les régions correspondantes en fonction de la non-mouillabilité ou de la mouillabilité de leurs surfaces cathodiques. Donc, un mode de réalisation de l'invention comprend l'utilisation de régions à vitesse d'écoulement rapide et lente dans une cellule d'électrolyse, de sorte que l'écoulement du bain entre l'anode et la cathode dans un ou plusieurs espaces interélectrodes 19 est relativement élevé, par exemple supérieur à 0,45 m par seconde. Cette même cellule comprend également un débit inférieur d'environ 0,45 m par seconde ou moins dans un ou plusieurs autres espaces interélectrodes.La vitesse relativement élevée d'écoulement peut être de 1,5 ou deux fois, ou plus, la vitesse d'écoulement relativement faible. La mise en oeuvre de l'invention place les cathodes ayant des surfaces non mouillables dans les régions d'écoulement rapide et une ou plusieurs cathodes ayant des surfaces mouillables dans les régions d'écoulement inférieur, toutes dans la même cellule. L'utilisation de plus grandes distances anode-cathode pour les régions d'écoulement inférieur et de distances inférieures anode-cathode pour les régions d'écoulement rapide comme on vient de le décrire peuvent également s'appliquer à une seule cellule. Les électrodes Les électrodes, comprenant les électrodes bipolaires 15, sont constituées d'un matériau carbonacé, de préférence du charbon de qualité graphite qui peut être obtenu à partir de coke provenant de la houille ou du pétrole. Dans le cas du coke de pétrole, celui-ci est typiquement calciné à une température d'environ 800 à 16000C pour éliminer les impuretés volatiles. Pour fabriquer une électrode, le coke calciné est mélangé à un liant de type brai pour obtenir un mélange ayant une teneur en brai d'environ 10 à 30 %. Ce mélange est façonné, par exemple par extrusion, pour donner a dimension et la configuration désirées pour l'utilisation comme électrode ou pour le découpage d'électrodes. Un élément façonné peut être découpé pour donner deux ou plusieurs blocs d'électrode, après quoi l'électrode est cuite à environ 7000-1600aC pour éliminer les matières volatiles du liant de type brai.L'étape suivante comprend généralement l'immersion du bloc cuit pour l'imprégner avec du brai liquide pour augmenter sa masse volumique, après quoi il est à nouveau cuit à environ 700-1600 C. Le traitement de cuisson et d'imprégnation par le brai peut être répété une ou plusieurs fois pour encore augmenter la masse volumique. Finalement, le matériau carbonacé est transformé en graphite à une température typique d'environ 2000 à 31000C. Dans la fabrication des matériaux pour électrodes carbonées graphitiques, les caractéristiques de surface non mouillable sont généralement favorisées par l'utilisation de températures de graphitisation supérieures, une cristallinité supérieure de la structure graphitique, une masse volumique supérieure du graphite et par l'utilisation de coke aciculaire ou non aciculaire, c'est-à-dire distinct du coke isotrope, comme substance de départ. Par ailleurs, les caractéristiques de mouillage sont généralement favorisées par des températures de graphitisation inférieures et une cristallinité inférieure et, à un certain degré par une masse volumique inférieure et par l'utilisation de coke isotrope comme substance de départ. Comme on l'a indiqué précédemment, la structure du coke de départ, la masse volumique et la cristallinité du graphite produit à partir de ce coke et, particulièrement, la température de graphitisation ont une nette influence sur la mouîllabi.lité ou la non-mouillabilité du graphite en contact avec de l'aluminium dans une cellule de réduction de chlorure, et ces aspects seront maintenant décrits plus én détail. En général, le coke présente l'une de trois structures internes, isotrope, aciculaire et non aciculaire. La structure isotrope, comme le nom l'indique, est généralement caractérisée par des grains ou cellules à axes étaux. Le coke aciculaire, comme son nom l'indique par ailleurs, est caractérisé par des grains ou cellules allongés en forme d'aiguilles.Le coke non aciculaire peut être considéré comme étant entre les extrêmes représentés par les structures isotropes et aciculaires. Dans la structure non aciculaire, les grains ou cellules n'ont pas des axes égaux pour être distingués de la structure isotrope, mais peuvent également être facilement distingués du caractère de type aiguilles de la structure aciculaire. Ces caractéristiques sont généralement connues dans le domaine et les expressions telles qu'utilisées ici correspondent à l'interprétation générale dans le domaine. On a trouvé qu'une considération importante pour savoir si un échantillon particulier de graphite présente un comportement mouillable ou non mouillable, est le degré de cristallinité de la structure graphitique. On sait généralement que plusieurs mesures utiles de la cristallinité du graphite peuvent être obtenues à partir de la diffraction des rayons X à large anale de la taille du cristallite et de l'espacement intercouches des échantillons de graphite. Le diamètre L et a la hauteur Lc du cristallite peuvent être obtenus en mesurant l'élargissement des pics de diffraction des rayons X appropriés. L'espacement intercouches d002 et dlo, et le diamètre du cristallite L restent plus ou moins identiques en dépit de a changements importants de la cristallinité. Cependant, le degré de cristallinité est lié, selon une corrélation correcte, à la hauteur du cristallite Lc, ce qui fournit une approche simplifiée pour la. détermination par rayons X de la cristallinité comparative du graphite. Cette corrélation est considérée comme valide en dépit d'une analyse simplifiée pour déterminer L c qui est basée essentiellement sur "l'élargissement de taille" sans tenir compte des effets de contrainte ou de la distribution des espacements de couches. C'est-à-dire que la détermination de L c peut être faite sans détermination précise des paramètres d'élargissement par une analyse rigoureuse des résultats obtenus aux rayons X, qui est compliquée par un certain nombre de corrections comme on le sait généralement dans le domaine. I1 convient pour les besoins de l'invention d'évaluer directement les paramètres d'élargissement à partir des traces expérimentales du diffractomètre et d'une courbe régulière tracée d'après le profil de la trace. Pour déterminer Lc, on determine une valeur de base de l'intensité et l'on trace une ligne paralèlle à la ligne de base à la moitié de la hauteur du pic au-dessus de la ligne de base. On peut alors utiliser l'équation de Scherrer pour déterminer la valeur de Lc. 0,089 # B cos # Dans cette équation, X, B et O sont respectivement la longueur d'onde des rayons X, la demi-largeur en radians et l'angle du pic en degrés. Ce procédé est décrit dans une publication intitulée Measurement of Interlayer Spacings and Crystal Sizes in Turbostratic Carbons" de M.A. Short et P.L. Walker, Jr., Carbon, Vol. 1 (1963), pp. 3-9. En général un degré inférieur de cristallinité, indiqué par une valeur L inférieure, correspond à une c caractéristique de mouillage, tandis qu'un degré élevé de cristallinité, indiqué par une valeur Lc supérieure, correspond à une caracteristique de non-mouillage. Par exemple, une Lc de 350 ou plus correspond à des caractéristiques de non-mouillage, alors qu'une valeur Lc inférieure à 350 A a tendance à caractériser un comportement mouillable. Quand du coke isotrope sert de matière de départ, le graphite résultant présentera toujours, pour toutes les utilisations pratiques, une caractéristique de mouillage par rapport à l'aluminium dans les cellules de réduction de chlorure. Le matériau carbonacé peut être graphitisé à pratiquement une quelconque température entre 18000 et 30000C et presentera toujours un comportement mouillable qui est plus ou moins insensible aux changements de masse volumique. En outre, la valeur Lc sera pratiquement toujours inférieure à 350 et généralement comprise entre moins de 100 et un maxLnum d'environ 300 A. Quand on utilise comme substance de départ du coke aciculaire, un comportement non mouillant est favorisé quand la température de graphitisation est égale ou supérieure à 23000C. Ceci a tendance à produire une Lc qui dépasse 350 A. On peut produire du coke aciculaire pour qu'il présente un comportement mouillant en le graphitisant à une température de moins de 2300"C, ce qui a tendance à donner une cristallinité caractérisée par une valeur Lc inférieure à 350 A. Dans le cas où l'on utilise du coke aciculaire comme substance de départ pour produire le graphite, la masse volumique du graphite final peut avoir une certaine influence sur son comportement mouillant ou non mouillant. En général, une masse volumique supérieure a tendance à favoriser un comportement non mouillant, tandis qu'une masse volumique inférieure a tendance à favoriser un comportement mouillant. En général, on peut régler la masse volumique par l'imprégnation de brai utilisé pour fabriquer le graphite.La répétition de l'imprégnation du brai une ou plusieurs fois a tendance à augmenter la masse volumique. Dans le cas où l'on utilise comme substance de départ du coke non aciculaire, le comportement non mouillant est favorisé par une température de graphitisation de 25000C ou plus, qui a tendance à donner une cristallinité caractérisée par une valeur L de 350 AO ou plus. Le graphite produit à partir c de coke non aciculaire peut être traité pour présenter un comportement mouillable en le graphitisant à une température de moins de 25000C, ce qui a tendance à donner une cristallinité caractérisée par une valeur Lc de moins de 350 A. La masse volumique n'est pas aussi importante qu'avec le coke aciculaire. D'après les explications précédentes, on voit facilement que la température de graphitisation a une importance nette en ce qui concerne le coke aciculaire et non aciculaire, dans la production du graphite. Dans le cas du coke aciculaire, le réglage de la masse volumique est un facteur mais à un degré nettement inférieur à la température de graphitisation. Le coke isotrope donne pratiquement toujours des caractéristiques de mouillage indépendamment de la température de graphitisation. La température la plus élevée à laquelle le graphite a été chauffé est facilement déterminée par analyse ultérieure de diffraction des rayons X. Comme on le sait dans le domaine, on peut déterminer la courbe d'étalonnage reliant le paramètre des rayons X à la température la plus élevé rencontrée, pour un type de coke donné et une séquence de fabrication donnee. On considère donc que cette analyse indique de façon fiable la température la plus élevée utilisée dans la fabrication du graphite, c'est-à-dire la température de graphitisation. I1 est important lorsque l'on utilise le graphite mouillable de noter qu'il peut être moins coûteux à produire que le graphite non mouillable, ce qui permet de réduire les prix de revient, pourvu qu'il soit correctement utilisé selon l'invention. Jusqu'à présent, l'invention a été décrite en envisageant de partir d'un seul type de coke pour une production d'électrode en graphite donnée car ceci est l'usage normal dans la pratique industrielle. Cependant, il est possible d'utiliser plus d'une qualité de coke pour la production d'une électrode au graphite. Dans ce cas, les règles décrites précédemment s'appliquent en se basant sur le type dominant de coke utilisé, principalement en se basant sur la proportion et ensuite sur l'influence comparative. En ce qui concerne l'influence comparative, le coke isotrope a plus d'influence que le coke aciculaire ou non aciculaire, et le coke non aciculaire a plus d'influence que le coke aciculaire. Si un mélange de types de coke comprend 60 ou 70 % ou plus d'un quelconque type particulier, ce type domine.Cependant, quand différents types sont présents en quantités plus ou moins égales, l'ordre indiqué précédemment d'influence s'applique. Evidemment, au fur et à mesure que le degré de dominance diminue, la certitude du résultat peut diminuer de la même manière. I1 est donc préférable de mettre en oeuvre l'invention en n'utilisant qu'un seul type de coke comme substance de départ ou au moins, quand on utilise un mélange, il est préférable d'utiliser un mélange caractérisé par une claire dominance, comme une dominance basée sur une proportion d'au moins 80 %. L'invention et les améliorations qu'elle permet d'obtenir sont illustrées dans les exemples suivants indiqués sous forme de tableaux. Les données des Tableaux I et II montrent la vitesse d'usure de la cathode en fonction de la mouillabilité du graphite de la cathode et de la vitesse d'écoulement du bain, dans des bains contenant environ 70 % de NaCl et 30 % de LiCl auxquels on a ajouté environ 7 % d'AlCl3. La mouillabilité est déterminée selon l'essai décrit ici (Figure 2,et particulièrement Figure 3). Les bains à une température d'environ 7100C sont électrolysés pour produire de l'aluminium et l'on détermine la vitesse d'usure pendant un temps déterminé et on la transforme en mm d'usure par an pour obtenir une estimation d'usure comparative. TABLEAU I Graphite Taille des Mouillage m/s Vitesse du Vitesse gouttelettes bain d'usure Exemple Coke Lc( ) (mm) (m/s) (mm/an) 1 aciculaire 330 2,2 mouillable Le Tableau I illustre la sensibilité du graphite mouillable à une vitesse d'écoulemént du bain relativement élevée de 0,75 m/s (Exemple 2) mais indique une vitesse d'usure nettement inférieure pour une vitesse d'écoulement de bain faible de moins de 0,03 m/s (Exemple 1). Un essai similaire à une vitesse de bain de 0,43 m/s donne une vitesse d'usure comparative d'environ seulement 3 mm/an sur une surface cathodique en graphite mouillable.Le graphite non mouillable (Exemples 3 et 4) a dans cet essai des vitesses d'usure acceptables quel que soit le débit mais elles ne sont pas aussi bonnes que le graphite mouillable dans des conditions de débit de bain faibles. On verra qu'un avantage de l'utilisation des électrodes mouillables est qu'elles peuvent être moins coûteuses à produire, ce qui réduit les coûts, pourvu qu'elles soient utilisées correctement selon l'invention dans les régions de vitesse d'écoulement de bain inférieure plutôt que dans les régions où la vitesse du bain est élevée. TABLEAU II Production du graphite Essai de mouillage Exemple Coke Température de Lc ( ) Taille des Mouillage graphitisation gouttelettes (mm) 5 aciculaire 2000 C 200 2,0 Mouillable 6 aciculaire 2600 C 360 0,1 Non mouillable 7 non acicul. 1800 C 92 9,0 Mouillable 8 non acicul. 2800 C 370 0,5 Non mouillable 9 Isotrope 1800 C 82 9,0 Mouillable 10 Isotrope 2800 C 300 5,0 Mouillable Le Tableau II donne les Exemples 5 à 10 dans lesquels, en partant de coke aciculaire (Exemples 5 et 6) ou de coke non aciculaire (Exemples 7 et 8),le graphite produit peut être mouillable ou non mouillable par l'aluminium fondu, selon l'invention.Par exemple, dans les Exemples 5 et 6, l'augmentation de la température de graphitisation de 20000C à 2600"C transforme le graphite de mouillable en non mouillable. Cependant, avec le coke isotrope (Exemples 9 et 10), la graphitisation à 18000C ou à 28000C donne toujours une surface mouillable. Bien que l'invention ait été décrite en se référant particulièrement aux cellules d'électrolyse du type représenté sur la Figure 1 comportant des électrodes horizontales et des espacements interélectrodes horizontaux entre les électrodes, pour permettre un écoulement du bain essentiellement hoizontal entre les espacements interélectrodes, on pense que l'invention peut également être utile dans les cellules utilisant des électrodes non horizontales, comme des électrodes verticales. Dans un tel cas, les surfaces cathodiques non mouillables doivent être utilisées avec un mouvement du bain de vitesse supérieure tandis que les surfaces cathodiques mouillables doivent être utilisées avec une vitesse de bain inférieure sur la surface cathodique. REVENDICATIONS 1. Procédé de production d'aluminium dans une cellule d'électrolyse contenant un halogénure d'aluminium dissous dans un bain solvant fondu ayant un potentiel de décomposition supérieur, la cellule comportant une série d'espaces interélectrodes entre des surfaces d'électrode opposées d'anode et de cathode en graphite7 caractérisé en ce que (a) ledit bain se déplace dans une série desdits espaces interélectrodes où ledit bain est électrolysé en déposant de l'aluminium fondu à leurs surfaces cathodiques, le bain se déplaçant dans au moins un espace interélectrode à une vitesse relativement faible, la surface cathodique en graphite dudit espace interélectrode étant mouillée par ledit aluminium produit à partir dudit bain lorsqu'il se dépose auxdites surfaces cathodiques ; et (b) la surface cathodique en graphite desdits espaces interélectrodes dans lequel ledit bain se déplace à une vitesse relativement élevee n'est pas mouillée par ledit aluminium produit à partir dudit bain lorsqu'il se dépose à ladite surface cathodique. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse du bain sur ladite surface cathodique en graphite mouillee est de 0,45 m/s ou moins, de préférence 0,15 à 0,45 m/s. 3. Procédé selon l'une ou l'autre des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la vitesse du bain sur ladite surface cathodique non mouillée est supérieure à 0,45 m/s. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisé en ce que le bain se déplaçant à une vitesse relativement faible se déplace dans un espace interélectrode supérieur à 12,7 mm entre les surfaces anodique et cathodique opposées. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le bain se déplaçant à une vitesse relativement élevée se déplace dans un espace interélectrode de 12,7 mm ou moins entre les surfaces anodique et cathodique opposées. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le bain se déplaçant à une vitesse relativement élevée vient en contact d'une surface cathodique en graphite qui est produite (1) à partir de coke isotrope graphitisé à une température de 1800 à 30000C ; ou (2) de coke non aciculaire graphitisé à moins de 25000C ; ou (3) de coke aciculaire graphitisé à une température inférieure à 23000C. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le bain circulant à une vitesse relativement élevée vient en contact d'une surface cathodique en graphite qui est produite (1) à partir de coke non aciculaire graphitisé à une température d'au moins 25000C ; ou - (2) de coke aciculaire graphitisé à une température d'au moins 23000C. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que ledit halogénure comprend le chlorure d'aluminium. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'on utilise une cellule dans laquelle une anode terminale est située dans la région supérieure de ladite cellule et une cathode terminale se trouve dans la région inférieure, et où des électrodes bipolaires essentiellement horizontales définissent, entre l'anode et la cathode terminales, des espaces interélectrodes essentiellement horizontaux entre des surfaces anodique et cathodique opposées. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que le bain se déplaçant à une vitesse relativement faible se déplace dans un espace interélectrode situé près de la cathode terminale.