Brevet FR2280719A1 — publié le 19760227

L'invention concerne un procédé de récupération des métaux adsorbés dans des résines échange-ionique par électrolyse. Les résines échange-ionique permettent d'extraire d'une solution les ions en solution en les fixant sur des groupes actifs contenus dans la résine même. Une fois que la résine est saturée, on peut procéder à la régénération soit en utilisant un acide concentré dans le cas d'une résine cationique soit en utilisant une base concentrée dans le cas d'une résine anionique. Les volumes de produits chimiques nécessaires pour la régénération est de deux à cinq fois le volume de la résine, suivant la concentration du produit. Les résines échange-ionique. sont généralement utilisées pour purifier les liquides de traces de substances ioniques. Elles pourraient trouver aussi un emploi dans la dépuration des effluents et dans la récupération des produits dissous. Pour ces applications, toutefois, la nécessité d'utiliser un volume important de produits chimiques à traiter ultérieurement est un inconvénient notable. La régénération faite par électrolyse permet d'obtenir d'une part les produits retenus par la résine directement sous forme métallique, d'autre part minimise la quantité de produits chimiques nécessaire. L'invention consiste à effectuer une électrolyse des produits "lourds" adsorbés dans la résine de façon à les déposer sous forme métallique à la cathode. On appelle produits lourds ces produits qui peuvent être déposés par électrolyse à partir de solution aqueuse, c'est-à-dire, Cu, Ni, Co, Fe, Sn, Zn, etc. Pratiquement, sont exclus seulement les alcalins et les alcalino-terreux. On procède de la façon suivante. La résine est située entre deux électrodes verticales dans une colonne de section rectangulaire. Une solution contenant les cations intéressés passe à travers la résine jusqu'8 ce que cette dernière soit saturée. Après lavage, dans la colonne est introduite une solution acide ayant un pH désiré. On applique alors un voltage de l'ordre de 1 à 10 volts. Le courant résultant dépendra aussi du pH et dès-lors de la conductibilitéde la solution ; il varie généralement entre 50 et 500 m & Lorsqu'on applique le voltage, les cations migrent et se déposent à la cathode pendant que, à l'anode il y a libération de 02 Le courant parfois tend à décroître pendant que la résine est régénérée. Après 5 ou 6 heures, la régénération est pratiquement complétée. La fin de la régénération est décelée par le dégagement à la cathode de bulles d'hydrogène. Pour vérifier la méthode, on a effectué des essais avec des solutions de cuivre, de zinc et des solutions mixtes cuivre-zinc. On a effectué des essais soit avec les électrodes nues, soit avec les électrodes recouvertes d'une chaussette isolante consistante de Si02 de façon à éviter le contact direct entre les électrodes et les résines échange-ionique. Les Les électrodes avaient dans chaque essai une surface de 45 cm et consistaient de platine. Il est bien entendu que d'autres métaux peuvent être utilisés. Avec les résines saturées en cuivre, les meilleurs résultats ont été obtenus en utilisant un voltage de 2 volts avec une solution 0,1 M en H2S04 (pH = 0,7). Le courant au début est de l'ordre de 200 mA avec la chaussette et de 100 mA sans chaussette. Des essais ont été conduits aussi à des voltages plus bas,par exemple à 1,7 volt. Le courant avec la chaussette est dans ce cas d'environ 50 mA alors que sans chaussette il est de 40 mA. Dans les meilleures conditions (2 volts avec chaussette) la régénération est complète après 12 heures. On prenait une quantité de 100 g de résine avec une humidité de 70%-en poids et on récupérait 3,57 g de cuivre ou bien 86% en poids du cuivre adsorbé. Avec la résine saturée en zinc les meilleurs résultats ont été obtenus en utilisant un voltage de 7 volts et une solution 0,1 M d'acide acétique (pH = 2,9). Le courant correspondant aux électrodes avec chaussette était de 400 mA. La régénération était pratiquement complète après 6 heures. La décroissance du courant était négligeable. Là aussi, on prenait une quantité de 100 g de résine avec une humidité de 70% en poids. On récupérait 3,17 g de zinc, c'est-à-dire 75% en poids du zinc adsorbé. Un dernier essai a été conduit avec la résine saturée par un mélange de cuivre et zinc. Les conditions étaient égales à celles utilisées pour le Zn. Les résultats ont été excellents. L'examen de la cathode a montré que premièrement se déposait le cuivre et, après une zone mélangée, le zinc. Le départ était bien adhérent, compact et translucide. L'invention permet d'utiliser les résines échange-ionique aussi pour la purification des effluents et pour la récupération d'éléments comme le Cu, Ni, Zn,etc. de solutions diluées. Elle n'est pas applicable à la récupération des métaux alcalins et alcalino-terreux, opération qui d'ailleurs ne présente pas d'intérêt économique. Les métaux retenus par la résine sont obtenus sous forme métallique à la cathode et peuvent être ensuite récupérés intégralement par un traitement métallurgique approprié. Il n'y a pas d'effluents pendant la régénération is résines. Les seuls matériaux chimiques demandés sont ceux nécessaires pour former, pendant l'électrolyse, la solution du pH demandé. REVENDICATIONS 1. Procédé de récupération des métaux adsorbés dans des résines échange-ionique, par électrolyse, caractérisé en ce qu'on effectue l'électrolyse en milieu acide et avec un voltage bas. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le voltage appliqué est de l'ordre de 1-10 volts.