Brevet FR2130529A1 — publié le 19721103

i 2130529 L'invention concerne un procédé de régénération d'électrolytes pour la séparation chimique de métaux par remplacement du métal séparé. Les bains réducteurs chimiques trouvent actuelle-5 ment des applications variées, en particulier pour la métallisa-tion de surfaces de matières plastiques convenablement préparées. La séparation du métal au cours de l'opération s'accompagne naturellement d'un appauvrissement très rapide en ions métalliques, de sorte que la vitesse de séparation du métal 10 diminue fortement. Pour cette raison, on complète à intervalles réguliers le métal consommé par la séparation en ajoutant des solutions concentrées de sels métalliques. Ces solutions contiennent pour la plupart d'importantes quantités d'une substance complexante. 15 L'inconvénient de cette méthode couramment appli quée jusqu'à présent réside en ce que les sels métalliques et substances complexantes amenés au bain entraînent un enrichissement indésirable en anions acides. L'invention a pour but de rendre possible le 20 remplacement du métal consommé par suite de la séparation chimique, sans enrichissement en anions acides et en substances complexantes. Ce but est atteint selon l'invention par un procédé qui est caractérise en ce que la solution d'électrolyte est déplacée de façon continue à travers une cellule, dans laquelle 25 la quantité d'ions métalliques consommée par séparation chimique est complétée par des ions métalliques mis en solution par voie électrochimique. Conformément à l'invention, on utilise à cet effet une cellule de régénération qui est subdivisée en deux comparti-30 ments par une plaque laissant passer 1'électrolyte, par exemple en une matière plastique poreuse, en céramique, ou en un autre matériau perméable. Chacun de ces deux compartiments contient une électrode polarisée en cathode ou en anode, qui est raccordée à un 35 redresseur. Dans le compartiment contenant l'électrode polarisée en cathode est déversé un électrolyte approprié 3 par exemple une solution d'hydrate de potassium ou de sodium, tandis que le compartiment contenant l'électrode polarisée en anode reçoit *0 1'électrolyte d'où le métal est séparé. Les ions métalliques 72 09967 2 2130529 sont complétés dans cette chambre anodique, du fait que l'électrolyte appauvri en ions métalliques est déplacé de façon continue en circuit fermé à travers cette chambre, par exemple au moyen de pompes, puis ramené après le remplacement au réci-5 pient de travail dans lequel a lieu la séparation. Pour amener dans le récipient de travail la solution complétée ou régénérée, il est judicieux d'utiliser un trop-plein par exemple. L'électrode polarisée en cathode est avantageuse-10 ment en acier inoxydable, tandis que le matériau de l'anode est évidemment le métal qui doit être complété.- L'importance de la reconstitution des ions métalliques dans la chambre anodique peut être très aisément commandée par un réglage de l'intensité de courant du redresseur. Une 15 commande du redresseur, par exemple au moyen d'un instrument mesurant la concentration en ions métalliques dans le récipient de travail, permet alors de compléter continuellement le métal séparé et, par suite, ae maintenir constante la concentration en ions métalliques dans le récipient. De ce fait, la métallisation 20 peut être effectuée sans interruption, ce qui est particulièrement intéressant notamment pour l'exploitation d'installations automatiques. Le procédé selon l'invention est décrit ci-après de façon plus détaillée en référence aux conditions de travail ré-25 gnant en service dans des bains métalliques chimiques. Exemple 1 : On utilise une cellule de régénération, dans laquelle la distance entre les électrodes est maintenue aussi faible que possible. 30 Une telle cellule est représentée à la figure 1, dans laquelle 1 désigne une électrode en acier inoxydable, 2 une plaque poreuse en céramique et 3 une électrode en cuivre. La solution à régénérer arrive en A et la solution régénérée s'é-coule en B. 35 Les figures 2 et 3 montrent l'agencement de cette cellule de régénération. Les références 1,2,3 A et B ont la même signification que dans la figure 1. La référence 5 désigne la paroi en matière plastique du récipient et la référence 6 des plaques, pareillement en matière plastique, qui permettent de 40 maintenir une très faible distance entre les électrodes. La 72 09967 3 2130529 solution d'électrolyte est représentée par E et la solution d'hydrate alcalin par F. Les plaques anodiques sont formées naturellement du métal devant être complété. 5 Les chambres anodiques sont branchées en série, par exemple à l'aide de tuyaux flexibles et la solution d'électrolyte devant être régénérée est ensuite refoulée par des pompes à travers ces chambres. Dans ce but, la solution est aspirée du récipient de travail dans lequel a lieu la séparation chimique du 10 métal, introduite dans la chambre anodique de la cellule de régénération, et ramenée dans le récipient de travail après avoir été complétée par des ions métalliques. La chambre cathodique est remplie d'une solution d'hydrate de sodium. Pour régénérer un électrolyte de cuivre de com- 15 position : sulfate de cuivre (CuSO^ . 5 HgO) 5 g/litre complexant (sel bisodique de l'acide éthylènediaminetétracétique) 20 g/litre hydrate alcalin (NaOH) 3 g/litre 20 stabilisant (rhodanine) 0,003 g/litre réducteur (formaldéhyde) 5 g/litre de pH 12,5, on a atteint une intensité de courant de 10 ampères avec des anodes branchées en parallèle pour une tension continue appliquée de 40 volts par exemple. La concentration en cuivre 25 dans la cellule de régénération s'est élevée ainsi de 3,5 g/litre ce qui correspond à un complément de métal de 11 g/heure pour une vitesse d'écoulement de 3 litres/heure. On peut ainsi réaliser dans le récipient de travail une séparation chimique continue de métal d'environ 10,5 g de cuivre par heure, ce qui représente 30 une surface de 1,18 m^/h avec une épaisseur de couche de 1 micron Exemple 2 : La cellule décrite dans l'exemple 1 a été utilisée pour la régénération d'un électrolyte ayant la composition suivante : 35 chlorure de nickel (NiCl2 . 6 H20) 26 g/litre hypophosphite de sodium 30 g/litre acide lactique . 27 g/litre acide propionique 2 g/litre Chlorure de plomb 0,0027 g/litre. 40 Dans ce but, la solution a été aspirée dans.le 72 09967 2130529 récipient de travail, refoulée par des pompes dans la chambre anodique, puis ramenée dans le récipient de travail après avoir parcouru la cellule de régénération. La chambre cathodique contenait d'autre part une solution approximativement normale d'hydrate 5 de sodium. Ln appliquant une tension continue de 40 volts, on a atteint une intensité de courant de 8,2 ampères. Pour une vitesse de circulation de 3 litres/h on a obtenu un accroissement de concentration de 2,7 g de nickel/litre, correspondant à un complément de métal de 8,1 g/h dans le récipient de travail. 72 09967 5 2130529 REVENDICATIONS 1. Procédé de régénération d'électrolytes pour la séparation chimique de métaux par remplacement du métal séparé, caractérisé en ce que la solution électrolytique est déplacée 5 de façon continue à travers une cellule, dans laquelle la quantité d'ions métalliques consommée par séparation chimique est complétée par des ions métalliques mis en solution par voie électrochimique . 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé 10 par l'utilisation d'une cellule qui est subdivisée en deux compartiments par une plaque perméable à 1'électrolyte. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé par l'utilisation d'une cellule, dont chacun des deux compartiments contient une électrode polarisée en cathode ou en anode 15 qui est raccordée à un redresseur. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que les ions métalliques sont complétés dans le compartiment qui contient l'électrode polarisée en cathode. 5. Procédé de régénération de bains chimiques de 20 cuivre suivant l'une quelconque des revendications 1 à 1.