Brevet FR2267383A1 — publié le 19751107

L'invention concerne un procédé électrolytique d'élaboration a l'état pulvérulent d'un métal, à partir d'un composé de ce métal en solution ionisée, ainsi qu'une cellule d'électrolyse pour l'élaboration d'un métal à l'état pulvérulent par ce procédé. Lorsqu'un métal doit être utilisé sous forme de poudre, il est économiquement avantageux de l'élaborer sous une forme qui permet une pulvérisation aisée, et mieux encore de l'élaborer directement sous forme de poudre. C'est le cas notamment pour la poudre de zinc. On a tenté d'obtenir une poudre de ce dernier métal en partant de solutions alcalines d'oxyde de zinc. Or, le zinc obtenu par électrolyse de ces solutions avec des cathodes classiques se présente sous forme d'un dépôt spongieux de dendrites ramifiées fragiles dont l'adhérence à la cathode est très irrégulière. Pour récupérer le dépôt et le mettre sous forme pulvérulente, on a mis en oeuvre des cathodes tambour tournantes avec un râcleur. Le dépôt, de structure spongieuse, se lamine progressivement au cours du raclage. la feuille détachée sera ensuite broyée. La structure spongieuse, l'adhérence irrégulière du dépôt, avec pour conséquence une épaisseur de dépôt variable, ne sont favorables ni a l'extraction continue sans rupture de la feuille, ni à un broyage régulier. 3 On a tenté également d'obtenir le zinc directement à l'état pulvérulent en le déposant sur une cathode vibrante, dont il se détacherait en grains sous l'effet des vibrations. La structure du dépôt et l'irrégularité de l'adhérence sur la cathode vibrante conduisent à des résultats alézatoires. De plus, pour une élaboration à l'échelle industrielle, l'encombrement des installations, les complications mécaniques et l'énergie à mettre en åeu apparaissent comme prohibitifs. Dans le but d'élaborer un métal directement sous forme de poudre fine, régulière et de récupération aisée, l'invention a pour objet un procédé électrolytique d'élaboration sous forme pulvérulente d'un métal à partir d'un composé de ce métal en solution ionisée, caractérisé en ce que l'on constitue une cathode avec un lit de poudre de ce métal, oui induit l'électrolyse dans des conditions favorisant, de façon connue, un dépôt pulvérulent, et on récupère la poudre déposée. De préférence le métal est du zinc. Avantageusement la solution ionisée d'un composé du zinc est une solution alcaline d'oxyde de zinc en milieu aqueux. Avantageusement cette solution contient, par litre desolu- tion, de 10 à 350 g de zinc métal dissous sous forme d'oxyde dans une solution aqueuse d'hydroxyde de potassium à la concentration de 100 à 800 g par litre. L'invention a également pour objet une poudre de métal obtenue par le procédé précité. Un autre objet de l'invention est une cellule d'électrolyse pour la mise en oeuvre du procédé précité, caractérisée par une cathode constituée par un lit de poudre dudit métal avec une entrée de courant cathodique en forme de réseau noyée dans ledit lit, et par une anode inattaquable au-dessus de ladite cathode. De préférence ladite entrée de courant cathodique est constituée du même métal que le métal déposé, ou d'un alliage de ce métal. Selon une variante préférée, ladite entrée de courant cathodique est revêtue d'une couche du même métal que le métal déposé. Avantageusement l'anode est plane, ajourée, et disposée horizontalement. Elle est de préférence en acier inoxydable. Les caractéristiques et avantages de l'invention ressorti ront d'ailleurs de l'exemple suivant, présenté à titre descriptif et non limitatif. Exemple On constitue une cellule expérimentale d'électrolyse dans un récipient large au fond duquel on dispose un grillage à maille carrée de 12 mm en fer galvanisé. Ce grillage est muni d'une connexion pour la liaison au pôle négatif d'un générateur de courant continu. Puis on dépose une couche de poudre de zinc sur le fond du récipient en tassant légèrement et en égalisant la surface pour constituer un lit homogène de poudre qui enrobe complètement le grillage. On dispose ensuite une anode, faite d'une plaque ajourée d'acier inoxydable avec une connexion pour la liaison au pale positif du générateur, parallèlement au lit cathodique à quelques centimètres au-dessus de celui-ci. On prépare un électrolyte à 30 g/l de zinc métal par dissolution d'une quantité mesurée d'oxyde de zinc dans une solution aqueuse d'hydroxyde de potassium à la concentration de 675 g/l. Cet électrolyte est versé dans la cellule précédente de façon que l'anode soit largement immergée. L'électrolyse est conduite sans chauffage ou refroidissement artificiel avec une densité de courant cathodique apparente de 12 A/dm2. Cette densité de courant cathodique est dite apparente car elle est rapportée à la surface macroscopique du lit de poudre, et non à la surface effective des grains de poudre. Après un temps suffisant la poudre déposée à la cathode est recueillie et soumise à une analyse de répartition des dimensions granulométriques. Résultat d'analyse grains 100 wa 70 % grains 40 pm 19 % Il est à remarquer que la constitution de la poudre déposée est la même que celle du lit cathodique d'origine, qui peut d'ailleurs être fait d'une poudre déposée dans une opération précédente. Il en résulte que la nature de la cathode ne change pas tout au long du dépit, et que la poudre qui se dépose peut entre récupérée soit par intermittence, soit en continu sans modifier les conditions opératoires. Il est évident que pour une cellule travaillant en continu, avec extraction intermittente ou continue de la poudre, la concentration en zinc et llalcalinité sont maintenues constantes ou rétablies périodiquement de façon usuelle. Il est également évident que la température de l'électrolyte pourrait litre maintenue dans une certaine plage par des moyens classiques de chauffage ou de refroidissement. Ces dispositions additionnelles ne seraient pas, pour autant, de nature à sortir du cadre de l'invention. Bien que ltexemple précédent concerne l'élaboration du zinc par électrolyse d'une solution d'oxyde de zinc dissous dans la potasse concentrée, naturellement la composition de lfélectro- lyte, sa nature ou le métal déposé pourraient entre changés sans sortir pour autant du cadre de llinvention. On choisit de préférence pour constituer l'arrivée de courant cathodique un réseau constitué avec le même métal que celui que l'on veut déposé ou un réseau en alliage de ce métal, ou encore un réseau revetu d'une couche du métal à déposer, ceci pour réduire ou supprimer des différences de potentiel de contact parasites à la jonction du lit de poudre cathodique et de l'entrée de courant cathodique. Mais il est évident que le choix, pour l'entrée de courant, d'un métal différent du métal à déposer ne sortirait pas du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé électrolytique d'élaboration à l'état pulvérulent d'un métal à partir d'un composé de ce métal. en solution ionisée, caractérisé en ce que l'on constitue une cathode avec un lit de poudre de ce métal, on conduit l'électrolyse dans des conditions favorisant, de façon connue, un dépôt pulvérulent, et on récupère la poudre déposée. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que ledit métal est le zinc. 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite solution ionisée est une solution alcaline d'oxyde de zinc en milieu aqueux. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce que ladite solution ionisée contient, par litre de solution, de 10 à 350 g de zinc métal, dissous sous forme d'oxyde dans une solution aqueuse d'hydroxyde de potassium à la concentration de 100 à 800 g par litre. 5. Poudre de métal obtenue par un procédé suivant une quelconque des revendications 1 à 4. 6. Cellule d'électrolyse pour la mise en oeuvre du procédé suivant une quelconque des revendications I à 4, caractérisée par une cathode constituée par un lit de poudre dudit métal avec une entrée de courant cathodique en forme de réseau noyée dans ledit lit, et par une anode inattaquable au-dessus de ladite cathode. 7. Cellule d'électrolyse selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite entrée de courant cathodique est constituée du même métal que ledit métal déposé, ou d'un alliage de ce métal. 8. Cellule d'électrolyse selon la revendication 6, caractérisée en ce que ladite entrée de courant cathodique est revê- tue d'une couche du même métal que ledit métal déposé. 9. Cellule d'électrolyse selon une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisée en ce que ladite anode est plane, ajourée et disposée horizontalement. 10. Cellule d'électrolyse selon la revendication 9, caractérisée en ce que ladite anode est en acier inoxydable.