AFM, Maison de la Mécanique, 39/41 rue Louis Blanc, 92400 Courbevoie, France(FR)
Abstract
En raison de l’importance de la problématique du réchauffement climatique, il est vital de trouver des procédés de substitution aux procédés actuellement utilisés. La production de fer par la réduction des oxydes de fer par le charbon est un des procédés qui émet de grandes quantités de CO2 : ce constat a suscité la recherche d’autres types de procédés. Parmi les différentes voies possibles, c’est le procédé électrochimique de réduction du minerai de fer qui a été retenu [1]. Dans le procédé pilote en écoulement continu, l’anode est constituée de lames parallèles perpendiculaires au plan de la cathode. Il est connu que, dans les réacteurs électrochimiques, la présence de gaz augmente la chute ohmique [2]. L’objectif de ce travail est de proposer une conception optimisée de l’anode, permettant de réduire au mieux le temps de séjour de gaz afin de réduire la consommation énergétique. Dans ce but, nous avons étudié le désengagement des bulles d’oxygène dans une cellule de laboratoire. Une cellule fonctionnant en discontinu vis-à-vis de la solution a été conçue dans un premier temps dans le but d’évaluer le taux de vide et la vitesse ascensionnelle des bulles. Les bulles d’oxygènes atteignent leur vitesse terminale au bout de 20mm d’hauteur de l’anode. Aucune coalescence n’a été observée. Ceci est expliqué par les forces de répulsion dû à l’existence des charges négatives auteur de la bulle électrogénérée. Ces résultats expérimentaux ont montré que seule une portion de l’anode était effectivement efficace. Ces résultats ont ensuite été utilisés pour la réalisation d’une deuxième cellule à lames plus courtes fonctionnant en continu. Les mesures des champs de vitesse des bulles et du liquide sont effectuées pour différentes configurations et conditions opératoires, dans le but de choisir une géométrie permettant d’avoir les meilleures conditions de circulation de liquide et des bulles électrogénérées. 1. A. Allanore et al. Electrochim. Acta 55 (2010) 4007–4013. 2. L.J.J. Janssen and E. Barendrecht, Electrochim. Acta 28 (1983) 341–346. Cette étude a été financée par l’Agence Nationale de la Recherche dans le cadre du projet ASCoPE (Acier Sans CO2 Par Électrolyse) (ANR-EESI-2009-02
