Brevet FR2083693A1 — publié le 19711217

i 2083693 La présente invention coneerne tin procédé de dépôt électrolytique de métaux. On connaît des procédés de dépôt électrolytique de métaux à partir de solutions aqueuses et on en trouve de nombreuses appli-5 cations industrielles dans le domaine de la régénération et de l'épuration des métaux. Il est bien connu qu'il est difficile de déposer sélectivement l'un de deux métaux à partir d'un électrolyte contenant des ions de ces deux métaux à moins que les potentiels électrolytiques des 10 deux métaux soient sensiblement différents. Il est encore plus difficile de déposer par vin procédé d'électrolyse classique un métal en présence d'un autre métal présentant un potentiel électrolytique plus positif (convention britannique). L'invention est basée sur le fait qu'on peut améliorer le 15 dépôt préférentiel de l'un de deux métaux contenu dans ion électrolyte en dispersant dans cet électrolyte un solvant non miscible avec celui-ci. Ainsi, suivant l'invention, un procédé pour déposer préféren-tiellement par électrolyse un ou plusieurs métaux à partir d'un 20 électrolyte aqueux contenant des ions desdits métaux et d'-un ou plusieurs autres métaux, est caractérisé en ce qu'on disperse un solvant pratiquement non miscible dans 1'électrolyte aqueux de façon à former une dispersion à deux phases, dans des conditions telles que les ions du ou des autres métaux soient transférés 25 préférentiellement dans le solvant dispersé et que par suite pendant 1'électrolyse le ou les métaux mentionnés en premier soient déposés préférentiellement. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la description ci-dessous> faite en référence 50 au dessin unique annexé qui représente, à titre d'exemple non- limitatif, un mode de réalisation d'une installation pour la mise en pratique du procédé de l'invention. Le principe essentiel du procédé de l'invention consiste dans la dispersion d'un solvant non miscible, habituellement, mais pas 55 obligatoirement, un solvant organique, dans un électrolyte aqueux. Il est important que la phase aqueuse du mélange soit homogène et constitue par conséquent un milieu conducteur pour entretenir 1'électrolyse. La fonction de la phase contenant le solvant dispersé est d'enlever préférentiellement certaines catégories d'ions de 40 1'électrolyte. Normalement ce résultat est obtenu par formation 71 11281 2 20836°3 de complexes organiques métalliques. Il n'est pas essentiel que le solvant dispersé présente une sélectivité totale puisque si l'un des métaux qui doit être déposé sur la cathode passe dans la dispersion, ce mouvement sera inversé lors de la réduction de sa 5 concentration dans la phase aqueuse pendant le processus d'électrolyse. Pour que le solvant dispersé se comporte de la manière désirée, il peut être nécessaire de régler certaines conditions par exemple la valeur du pH de 1'électrolyte. La température dans l'installation peut également être importante dans certaines 10 applications. L'invention est applicable à différents domaines. Ainsi par exemple un ou plusieurs métaux peuvent être extraits d'une solution contenant ces métaux et d'autres. Dans certaines applications, deux ou plusieurs métaux peuvent, 15 dans certaines conditions., être déposés dans une composition molaire prédéterminée à partir d'une solution contenant seulement ces métaux. Des électrolytes utilisables dans le procédé de l'invention peuvent être préparés de différentes manières. Par exemple, des 20 métaux particuliers peuvent être récupérés à partir de déchets et d'effluents industriels, qui peuvent former, ou bien être au moins partiellement dissous pour former, 1'électrolyte. Par exemple, 1'électrolyte peut être produit de façon continue par dissolution anodique à partir d'une anode brute impure, 25 un métal pur étant déposé sur la cathode ou étant retenu dans la phase contenant le solvant dispersé. En choisissant un solvant non miscible approprié, il est possible de déposer un métal en présence d'un autre métal présentant un potentiel électrolytique plus positif (convention britannique). 50 Pour permettre- une meilleure compréhension du principe de l'invention, on a donné ci-dessous des exemples d'essais de laboratoire qui comparent le procédé de l'invention avec des procédés classiques d'électrolyse et d'extraction par solvant. EXEMPLE A ; 55 Une solution acide contenant du fer et du zinc dans le rapport molaire 10:1 a été réglée à un pH approprié et elle a été soumiee à une électrolyse sous une densité de courant constante pendant trois heures. L'expérience a été ensuite répétée avec addition d'une phase organique constituée de benzène et d'acide naphténique dans le 71 11281 3 2083693 rapport 50/50, cette phase étant maintenue en dispersion pendant 1'électrolyse. Les résultats obtenus sont donnés dans le tableau ci-dessous : Composition molaire du métal déposé 5 Electrolyse seule Electrolyse + acide naphténique Zinc 0,29 0,49 Fer 0,71 0,51 On a constaté que l'acide naphténique empêchait le dépôt du 10 fer et modifiait le rapport zinc/fer dans le dépôt métallique d'environ 0,4 à 1. EXEMPLE B i On a effectué l'électrolyse d'une solution ammoniacale de nickel et de cobalt sous une densité de courant constante en 15 ajoutant du di-2-éthyl-hexyl-phosphate de sodium. Un autre essai a été réalisé en utilisant le même solvant organique mais sans électrolyse. Les résultats sont donnés dans le tableau ci-dessous, les concentrations étant exprimées en parties par million et en poids. 20 Seulement extraction par solvant Extraction par solvant CO Ni Co+eleotr2lW Produit 455 2100 455 2100 entrant organique 438 866 439,5 207,5 25 Dans cet exemple, il est à noter que, dans chaque cas, le cobalt est extrait avec le même rendement mais que, lorsque l'électrolyse est effectuée, la quantité de nickel extraite avec le cobalt est réduite d'un facteur supérieur à quatre. En référence au dessin ci-joint, on voit qu'une solution de 3.0 métaux est introduite ou formée dans une cuve de retenue 10 pourvue d'un agitateur. La solution est transférée à l'aide d'une pompe 11 dans un récipient d'électrolyse 12 équipé d'anodes et de cathodes 13, 14 ainsi que d'un agitateur 15 entraîné par un moteur. Un solvant approprié, à savoir un solvant organique dans 35 l'exemple considéré, qui n'est pratiquement pas miscible avec l'électrolyte aqueux, est introduit dans le récipient 12 par l'intermédiaire d'un tiayau 16. Le solvant est ajouté en quantité suffisante pour former une dispersion dans l'électrolyte, l'électrolyte constituant ia phase homogène. La dispersion est maintenue par l'agitateur. La valeur du pH de l'électrolyte est réglée si 71 11281 2083693 nécessaire de manière que le solvant organique absorbe préférentiellement les ions de certains des métaux contenus dans 1'électrolyte en vue d'empêcher leur participation au processus d'électrolyse. Au cours de l'électrolyse, les métaux non-transférés dans la 5 phase organique sont préférentiellement déposés sur ou dans la cathode. La dispersion située dans le récipient 12 est évacuée de façon continue ou intermittente dans une cuve de séparation 17 qui fournit une phase aqueuse et une phase organique. La phase aqueuse peut être considérée comme un produit de déchet, ou bien 10 elle peut être soumise à un autre traitement, ou recyclée dans la cuve de retenue 10. La phase organique est traitée dans une cuve 18 de manière à extraite les métaux contenus et le solvant qui est récupéré pour être renvoyé au récipient d'électrolyse 12 par l'intermédiaire du tuyau 16. Dans une autre disposition, le solvant '15 peut être renvoyé par l'intermédiaire du circuit d'alimentation provenant de la cuve de retenue 10. Lorsque le procédé de l'invention est utilisé pour affiner une anode brute constituée d'un métal impur, il n'est évidemment pas nécessaire de prévoir une cuve de retenue; l'électrolyte a 20 une action auto-régénératrice dans la cuve 12 de sorte que, par suite de la dissolution anodique, le métal pur est déposé sur ou dans la cathode ou bien il est retenu dans la phase solvante, les impuretés étant respectivement retenues ou déposées. Naturellement, l'invention n'est nullement limitée aux modes 25 d'exécution représentés et décrits qui n'ont été choisis qu'à titre d'exemples. Lorsqu'un électrolyte est formé par dissolution au moins partielle de matières solides, cette opération peut être effectuée dans la cuve d'électrolyse en même temps que l'opération d'électrolyse proprement dite. 30 II va de soi qu'on peut utiliser des matières déposées ou récupérées dans le procédé pour former un nouvel électrolyte utilisable dans line autre opération de traitement en phases multiples, qui peut être exécutée dans un seul récipient d'électrolyse ou bien dans plusieurs récipients successifs. 71 11281 5 2083693 REVENDICATIONS 1 - Procédé pour déposer préférentiellement dans une cuve électrolytique un ou plusieurs métaux à partir d'un électrolyte aqueux contenant des ions desdits métaux et d'un ou plusieurs autres métaux, caractérisé en ce qu'on disperse un solvant prati-5 quement non miscible dans l'électrolyte aqueux pour former une dispersion à deux phases, dans des conditions telles que les ions du ou des autres métaux sont préférentiellement transférés dans le solvant dispersé et que par suite, pendant l'électrolyse le ou les métaux cités en premier sont déposés préférentiellement. 10 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la dispersion est maintenue pendant l'électrolyse par agitation. 3 - Procédé suivant l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que le solvant est un solvant organique. 4 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caracté- 15 risé en ce que la valeur du pH de 1'électrolyte est réglée de manière à obtenir la répartition désirée des catégories d'ions entre les phases de la dispersion. 5 - Prodédé suivant l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la dispersion est évacuée de la cuve d'électrolyse de 20 façon continue ou périodique et est séparée en ses deux composants, les métaux contenus dans le solvant étant récupérés et le solvant étant renvoyé dans la cuve. 6 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que 1'électrolyte est préparé à l'extérieur de la cuve 25 d'électrolyse et est ensuite introduit dans celle-ci. 7 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5j caracté- s risé en ce que 1'électrolyte est préparé dans la cuve d'électrolyse en faisant dissoudre au moins partiellement des matières solides introduites dans ladite cuve. 50 8 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caracté risé en ce que l'électrolyte est produit de façon continue par dissolution anodique. 9 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le solvant est sélectionné et d'autres conditions sont réglées 35 de manière que deux ou plusieurs métaux soient déposés à partir d'un électrolyte contenant au moins lesdits métaux selon une composition molaire prédéterminée. 10 - Procédé suivant l'une des revendications 1 à 9, caracté- 71 11281 risé en ce qu'il constitue une phase d'un phases similaires, dans lequel un produit est soumis à un traitement complémentaire rieure. 2083693 processus à plusieurs provenant d'une phase dans une phase ulté-