Brevet FR2277912A1 — publié le 19760206

La présente invention concerne un procédé et dispositif pour l'extraction par voie électrique de métaux non ferreux de leurs solutions, procédé et dispositif qui sont utilisés dans la métallurgie. On connaît un dispositif permettant d'extraire du cuivre par voie électrique d'une solution d'acide sulfurique, dispositif qui comprend un redresseur de courant connecté aux bains électrolytiques. Ce dispositif assure une dissolution de courte durée pendant que le redresseur de courant est mis hors circuit, que les bains électrolytiques sont courcircuités et qu'un courant les traverse en raison de 1'énergie emmagasinée dans les bains. Les inconvénients de ce dispositif connu et du procédé associé sont l'intensité élevée des courants de court-circuit, qui empêche un contrale et réglage efficaces, et la nécessité de prévoir des éléments compliqués et puissants pour limiter le courant. En conséquence, un but général de la présente invention est de fournir un procédé et un dispositif qui assurent, par des moyens moins compliqués, les conditions normales de fonctionnement des bains sans entraîner des pertes importantes d'énergie électrique et qui permettent d'obtenir un rendement élevé du procédé, tout en permettant un contrôle et réglage efficaces des paramètres du procédé. Pour atteindre ce but, le procédé selon la présente invention consiste à effectuer l'extraction par voie électrique et la dissolution dans des bains électrolytiques, la dissolution étant effectuée par application d'un courant électrique dans une direction opposée à la polarité des électrodes des bains électrolytiques, courant qui a une valeur constante et une densité comprise entre 0,5 et 1,5 fois la densité de courant dans la direction coïncidant avec la polarité des électrodes des bains électrolytiques. Grace à cette mesure, la fréquence à laquelle s'effectuent l'extraction par voie électrique et la dissolution est comprise entre 1 et 8 fois par minute et la durée de la dissolution est comprise entre 0,5 et 6 % de la durée de l'extraction par voie électrique. On atteint ce but également à l'aide d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé, dispositif qui comprend un redresseur de courant réglable connecté aux bains électrolytiques et un conver tisseur de courant, branché sur le réseau qui le commande et connecté antiparallèlement au redresseur de courant réglable. Le redresseur de courant réglable ainsi que le convertisseur associé sont connectés à un bloc de commande commun, qui assure la mise en circuit du redresseur de courant pendant l'extraction par voie électrique, la mise en circuit du convertisseur de courant associé pendant la dissolution et la mise hors circuit simultanée du redresseur de courant et du convertisseur de courant pour l'amortissement des réactions transitoires pendant la commutation. Les avantages apportés par le procédé et le dispositif conformes à la présente invention sont les suivants. Le procédé est tensifié en augmentant la densité normale du courant, ce qui a pour conséquence d'augmenter le rendement. La durée du procédé, à savoir le temps s'écoulant entre la déposition du métal jusqu'à son extraction, est également augmentée, ce qui conduit à une réduction du nombre du personnel, à une réduction de l'oxydation du É tau, à une extraction (séparation) du métal plus facilement réalisable, et à des conditions technologiques plusstables. En outre, on obtient un métal de meilleure qualité et un meilleur rendement, l'action nocive des ions de plus haute valence est réduite et la polarisation de concentration diminue ainsi que la tension du bain. Une forme d'exécution de la présente invention est décrite ci-après à titre d'exemple, en référence à la figure unique qui représente un mode de réalisation préféré. Le dispositif comprend un redresseur de courant réglable 1 et un convertisseur de courant associé 2 qui sont interconnectés antiparallèlement aux points communs 4 et 5 et qui sont associés à un bloc de commande commun 3. Ce dispositif fonctionne de la manière suivante. La sortie du dispositif, aux bornes communes 4 et 5, est connectée aux bains électrolytiques 6, la polarité des électrodes des bains correspondant à celle du redresseur de courant réglable 1. Le bloc de commande 3 déclenche l'opération d'extraction du métal dans les bains électrolytiques 6 par la mise en circuit du redresseur de courant 1. Le courant électrique traverse les bains électriques 6 depuis l'électrode positive à l'électrode négative. A un moment dohné, le bloc de commande 3 met hors-circuit le redresseur de courant 1 et met en circuit le convertisseur de courant associé 2, déclenchant ainsi l'opération de dissolution du métal. Le convertisseur 2 reste en circuit pendant une période de temps correspondant à 0,5 à 6 % de la période que le redresseur de courant est en circuit.La mise en circuit du convertisseur 2, et la mise en circuit du redresseur de courant 1, serépètent entre 1 et 8 fois par minute, la densité du courant pendant la dissolution étant de 0,5 à 1,5 fois celle pendant l'extraction par voie électrique. La commutation s'effectue avec un retard, nécessaire à l'amortissement des opérations transitoires. Exemple 1 Extraction de zinc par voie électrique L'extraction de zinc de son électrolyte d'acide sulfurique s1 effectue avec une densité de courant, lors de la dissolution égale à 0,95 de celle appliquée pendant l'extraction par voie électrique. Le procédé se déroule sous une densité de courant de 800 A/m2, la durée de déposition jusqu'à l'écartement de la cathode étant com- prise entre 24 à 36 heures. Les matrices sont en aluminium, tandis que les anodes sont en un alliage de plomb contenant 1 55 d'argent, la distance entre des électrodes de même polarité étant de 80 n. La fréquence de commutation est de 3 fois par minute et la durée de la dissolution correspond à 2S de celle de l'extraction par voie électrique.La quantité de zinc récupéré par électrolyse est comprise entre 88 et 91 55 et la pureté du zinc récupéré entre 99,96 et 99,99%, la tension du bain étant comprise entre 3,7 et 3,8 volts. Exemple 2 Extraction de nickel par voie électrique L'extraction du nickel de sa solution contenant un me- lange de sulfate et de chlorure s'effectue avec les mêmes valeurs de courant pendant l'extraction et la dissolution. Le procédé se 2 déroule sous une densité de courant de 400 A/m et la durée de dépo- sition jusqu'à l'écartement de la cathode atteint 96 heures. Les matrices sont en titane, les anodes sont en graphite de haute qualité et la distance séparant des électrodes de même polarité est de 90 mm. La fréquence de commutation est de 4 fois par minute et la durée de la dissolution est égale à 4 55 de celle de l'extraction. La quantité de nickel récupéré par électrolyse est comprise entre 90 et 93 55 et la pureté du nickel récupéré entre 99,95 et 99,98 55, la tension du bain étant comprise entre 2,8 et 3,4 volts. REVENDICATIONS 1. Procedé d'extraction par voie électrique de métaux non ferreux de leurs solutions, consistant à effectuer l'extraction par voie électrique et la dissolution dans des bains électrolyti- ques, caractérisé en ce que la dissolution s'effectue par application d'un courant électrique dans une direction opposée à la polarité des électrodes des bains électrolytiques, ledit courant électrique ayant une valeur constante et une densité de 0,5 à 1,5 celle dans la direction coincidant avec la polarité des électrodes des bains électrolytiques, la fréquence de l'extraction par voie électrique et la dissolution étant comprise entre 1 et 8 fois par minute tandis que la durée de la dissolution est égale à 0,5 à 6 % de celle de l'extraction par voie électrique. 2. Dispositif pour extraction par voieélectrique de métaux non ferreux de leurs solutions, comprenant un redresseur de courant réglable destiné à être connecté aux bains électrolytiques, et permettant la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un convertisseur de courant (2), qui est branché sur le réseau qui le commande, est connecté antiparallèlement au redresseur de courant réglable (1), le redresseur de courant réglable (1) et le convertisseur de courant (2) étant connectés au bloc de commande commun (3) qui assure la mise en circuit du redresseur de courant réglable (1) pendant la période d'extraction par voie électrique, la mise en circuit du convertisseur associé (2) pendant la dissolution et la mise hors circuit simultanée du redresseur de courant réglable (1) et du convertisseur (2) pour l'amortissement des réactions transitoires pendant la commutation.