Brevet FR2463202A1 — publié le 19810220

La présente invention concerne un ensemble de cathode perfectionné pour le dépôt électrolytique de métaux, cet ensemble comprenant une cathode sur laquelle sont fixées deux baguettes de bordage non conductrices. Plus particulièrement, l'invention concerne une cathode perfectionnée sur laquelle des baguettes d'angle peuvent être fixées de façon plus aisée et permanente. Dans des processus de dépôt électrolytique de métaux, on s'est rendu compte depuis longtemps que, pour pouvoir récupérer le métal déposé à partir de la "feuille d'amorçage" de cathode qui est utilisée, il est nécessaire de protéger les bords de la cathode. Par ce moyen, on empêche l'accumulation du métal déposé entre les deux faces de la cathode. Initialement on a utilisé des baguettes en bois comportant une rainure agencée pour s'em- boiter étroitement sur le bord de la cathode. Cependant ces baguettes en bois sont affectées par de nombreux incon- vénients dont la plupart sont la conséquence de la mauvaise résistance du bois aux conditions existant dans des cellules d'électrolyse. De nombreuses tentatives ont été faites pour réaliser une baguette de bordage qui soit à la fois efficace et peu coûteuse tout en étant simultanément robuste et en pouvant être fixée solidement sur la cathode. Ces deux dernières conditions ont pris plus tard moins d'importance depuis qu'on a utilisé des appareils d'éjection de cathodes. La plupart des solutions proposées consis- tent à enlever de la matière des zones des bords de la cathode en vue de permettre la fixation de la baguette de bordage. Ainsi dans le brevet US N0 684.921, on a décrit une cathode à bord rainuré, la forme de rainure n'étant pas spécifiée, ou bien avec un bord perforé sur lequel on applique de l'asphalte. Dans le brevet US N0 1.470.883, on a décrit une cathode comportant un bord à feuillure qui est perforé; on utilise une baguette de bordage en forme de canal qui est maintenue en place par des rivets engages dans les trous. Un perfectionnement à cette technique a été décrit dans le brevet US No 1.857.903, o on utilise des rivets en caoutchouc. Le profilage de bord de cathode peut être un processus coûteux; différentes solutions ont été pro- posées pour l'éviter et assurer la fixation de la baguette de bordage par d'autres moyens. Ainsi dans le brevet US N0 1.994.144, on a proposé un procédé de vulcanisation. Dans d'autres cas, on a proposé d'employer des adhésifs. Dans le brevet US No 3.798.151, on a proposé un système à coin, dans lequel on insère un coin dans la face exté- rieure de la baguette pour assurer sa fixation plus étroite sur le bord d'une cathode non déformée. Dans le brevet US No 2.343.161, on propose une technique du même genre, faisant intervenir un raidisseur en forme de profilé en U métallique placé à l'intérieur d'une baguette de bordage en caoutchouc. Une autre variante a été décrite dans le brevet US No 3.830.710, o le bord de la cathode est enco- ché à ses extrémités supérieure et inférieure de façon à retenir une baguette de bordage qui est allongée pour s'appliquer élastiquement contre la cathode. Dans le brevet US N0 2.536.877, on a décrit un système très simple comportant un tube fendu en matière plastique et un bord rainuré de cathode; le tube est ou- vert et on insère la cathode dans la fente ainsi formée; lorsque le tube reprend sa configuration circulaire, il s'engage dans les rainures du bord de cathode. Tous ces sytèmes sont affectés par l'un ou bien les deux inconvénients suivants: complexité et fort affaiblissement des bords de cathodes. La complexité est inévitablement associée à des problèmes de coût. Un affaiblissement de bord, tel que celui causé par exemple par une rainure continue, n'est pas souhaitable du fait qu'il rend moins robuste l'ensemble formé par la cathode et les baguettes de bordage, cet ensemble ne pouvant alors pas résister aussi bien aux charges exercées dans des machines modernes de manutention mécanique, notamment des équipe- ments automatiques d'éjection de cathode. L'invention a en conséquence pour but de fournir un ensemble de cathode, comportant une baguette de bordage et qui soit comparativement simple, robuste et peu coûteux. Il est prévu des moyens de retenue de baguette n'affaiblissant pas le bord de cathode par enlèvement de métal. Ainsi, dans un premier mode de réalisation l'invention concerne un ensemble de cathode pour le dépôt électrolytique de métaux, comprenant au moins une baguette de bordage engagée sur au moins un bord de la cathode,.cet ensemble étant caractérisé en ce que la cathode comporte au moins une saillie dirigée vers le haut sur chacune de ses surfaces et à proximité dudit bord, les saillies comportant chacune une face d'orientation orthogonale et qui est à la fois sensiblement parallèle au bord de cathode et dirigée dans un sens opposé à celui-ci, lesdites faces ayant égale- ment de préférence la même hauteur et étant placées sensi- blement à la même distance du bord correspondant de la cathode, et en ce que la baguette de bordage est constituée d'une matière plastique non conductrice et a une forme de canal, les faces intérieures de la cavité de canal étant agencées pour s'accrocher solidement sur les saillies pro- ches du bord de cathode afin de retenir en place la baguette sur celui-ci. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un ensemble de cathode comprenant au moins une baguette de bordage, formée d'une matière plastique non conductrice et s'appliquant sur un bord de la cathode, pro- cédé caractérisé en ce qu'on forme, à proximité dudit bord de cathode, au moins une saillie d'orientation orthogonale sur chaque face de la cathode, les saillies comportant cha- cune une face d'orientation orthogonale et qui est dirigée à la fois parallèlement au bord correspondant de la cathode et dans un sens opposé audit bord, lesdites faces ayant également de préférence la même hauteur et étant placées à la même distance du bord correspondant de la cathode, en opé- rant par refoulement du métal de la cathode dans la zone proche dudit bord, en ce qu'on réalise une baguette de bor- dage formée d'une matière plastique non conductrice, profilée en forme de canal et comportant des faces intérieures de cavité qui sont agencées pour s'accrocher sur les saillies formées à proximité du bord correspondant de la cathode, et en ce qu'on applique la baguette sur le bord de cathode de manière à l'accrocher solidement sur les saillies formées à proximité dudit bord de cathode. Suivant un.mode préféré de réalisation de l'invention, la baguette de bordage comprend un profilé en U s'étendant longitudinalement, les faces du canal formé dans le profilé étant mutuellement inclinées l'une vers l'autre et étant pourvues, sur leurs bords extérieurs, d'une lèvre en saillie agencée pour s'accrocher sur les saillies prévues sur la cathode. De préférence, la baguette de bordage est réalisée par extrusion d'une matière plastique non conduc- trice à l'aide d'une filière appropriée. Selon un autre mode préféré de réalisation de l'invention, la cathode est pourvue de plusieurs saillies relativement courtes à proximité d'au moins un de ses bords, chaque saillie comportant la face d'orientation orthogonale qui est nécessaire et la longueur totale des faces d'orien- tation orthogonale étant bien inférieure, par exemple de 75 %, à la longueur totale du bord correspondant de la cathode. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention seront mis en évidence dans la suite de la description, donnée à titre d'exemple non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels: - la figure 1 représente un ensemble de cathode duquel on a enlevé une partie d'une baguette de bordage; - la figure 2 est une vue en perspective d'une partie de bord de la cathode de la figure 1; - la figure 3 est une vue en perspective d'une autre forme de saillie; - la figure 4 est une vue en coupe faite suivant la ligne IV-IV de la figure 1; - la figure 5 est une vue en coupe faite suivant la ligne V-V de la figure 1 et mettant en évidence la mise en place d'une baguette de bordage sur la cathode; - la figure 6 représente une filière appro- priée pour la fabrication de la cathode de la figure 1 - la figure 7 représente schématiquement un dispositif de fabrication de la cathode de la figure 3,et - la figure 8 est une vue en coupe de la cathode de la figure 3, sur laquelle est fixée une baguette de bordage. Comme le montre la figure 1, la cathode comprend une tôle métallique 10, fixée sur une barre collec- trice (sur laquelle un contact électrique approprié est à son tour établi) servant de support. On met en place sur chaque bord vertical 16 de la cathode une baguette de bordage 12. Cette baguette 12 recouvre au moins la partie du bord 16 de la cathode 10 qui est située dans ou à proxi- mité de l'électrolyte quand la cathode est placée dans une cellule d'électrolyse. Elle dépasse classiquement légèrement du bord inférieur de la cathode afin d'éviter un recouvrement indésirable par le métal déposé. Pour obtenir un dépassement continu de la baguette en dessous de la base de la cathode, on peut déformer le bord de cathode 16 à proximité de son extrémité supérieure pour empêcher un mouvement longitudinal de la baguette sous l'effet d'un choc contre l'extrémité inférieure. On a représenté une baguette de bordage 12 en vue partiellement arrachée pour montrer les saillies formées dans la zone du bord 16 de la cathode. Celles-ci sont mieux visibles sur les figures 2 et 5 qui montrent une saillie 18 d'orienta- tion orthogonale relativement courte et comportant une face 20 d'orientation orthogonale et qui est essentielle- ment parallèle à la face correspondante 22 du bord de cathode. Comme le montrent les figures 1 et 2, il est prévu plusieurs saillies 18 qui sont à la fois alignées et espacées de la même distance de la face 22 du bord corres- pondant. La figure 2 montre également qu'une rangée de saillies 18 est formée sur chacune des deux faces de la plaque cathodique 10. Comme indiqué sur la figure 5, les deux rangées de saillies sont de préférence placées de manière que leurs faces 20 soient alignées et espacées de la même distance de la face 22 du bord correspondant de la cathode. Les saillies 18 sont avantageusement for- mées par compression de la partie latérale 16 de la tôle cathodique 10 entre deux matrices, du type indiqué schéma- tiquement en vue en plan sur la figure 6. Ces matrices comportent des cavités alternées 24 et des poinçons 26. Lors du rapprochement des poinçons et cavités du bord 16 de la tôle cathodique, les poinçons 24 refoulent le métal de cathode dans les cavités 26 en formant ainsi des creux 28 qui correspondent à des saillies 18 sur l'autre côté (figure 2). Un profilage approprié de la cavité de matrice 24 permet de former sur la saillie 18 la face d'orienta- tion orthogonale 20 nécessaire. La relation entre les creux et saillies résultants a été mise en évidence sur les figures 4 et 5. On a représenté sur la figure 3 une autre forme de saillie; dans ce cas, il est prévu une seule saillie continue 30 sur chaque face de la tôle cathodique 10, cette saillie comportant une face orthogonale 32 qui est continue. Il est prévu de l'autre côté une saillie semblable qui comporte aussi une face orthogonale 32. On peut réaliser cette forme de saillie par le procédé indiqué schématiquement sur la figure 7. La tôle cathodique 10 est bloquée entre les plateaux de matriçage 34, 36 de façon à laisser dépasser la zone de bord 16 (indiquée en tirets). Un galet 38, comportant des faces biseautées 40, est ensuite appliqué contre le bord correspondant 22 de la cathode, en déformant le métal au profil nécessaire. En reconsidérant maintenant les figures et 8, on voit qu'on utilise la même forme de baguette de bordage pour les deux types préférés de saillies. Le corps 12 de la baguette est pourvu d'un canal comportant des faces intérieures 42 et une face centrale ou de fond 44. Les bords extérieurs de ces faces de canal sont pour- vus de lèvres 46 faisant saillie vers l'intérieur et com- porraiit chacune une face intérieure 48. La forme exté- i0 rieure de la baguette de bordage n'est pas importante le contour arrondi représenté sur les figures s'est avéré approprié. L'impératif essentiel consiste en ce que la baguette doit être suffisamment flexible pour s'ouvrir par écartement quand les lèvres 46 passent sur les saillies 18. Comme indiqué sur le côté gauche de la figure 5 pendant sa mise en place sur le bord de la cathode. En outre, il est avantageux que l'intervalle entre les lèvres 46, avant la mise en place de la baguette, soit un peu inférieur à l'épaisseur de la plaque cathodique 10 en vue de l'établis- sement élastique du contact avec les faces opposées de la cathode. La configuration prise par la baguette de bordage lors de sa mise en place sur le bord de cathode a été mise en évidence sur les figures 5 et 8. La face 22 du bord de cathode vient buter contre la surface de fond 44 du canal de la baguette lorsque les lèvres intérieures 46 de la baguette viennent s'accrocher étroitement sur les saillies 18 (figure 5) et 30 (figure 8), les faces 48 et 20 (figure 5) ou 48 et 32 (figure 8) étant carrément en contact l'une avec l'autre. En conséquence la baguette de bordage est fixée par "emboîtement" de façon à créer un assemblage permanent. Le cas échéant, on peut aussi utiliser une charge ou adhésif résistant à l'électrolyte pour remplir des intervalles existant entre la baguette et la cathode. Cet adhésif peut être appliqué soit sur la cathode, soit sur la face 44 de la baguette avant assemblage. La mise en place de la baguette sur le bord de cathode sert aussi à étaler l'adhésif pour le remplissage des cavités restan- tes. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus. La variante la plus évidente consiste en une modification de la distance entre la face de la saillie et le bord de cathode. Cela est clairement une question de choix on a trouvé que, pour une cathode d'environ 5 mm d'épaisseur, il était judicieux que les faces de saillies soient espa- cées d'environ 7 à 10 mm du bord. De même il s'est avéré approprié de donner aux saillies une hauteur d'environ 1 mm dans la direction orthogonale à la plaque. Lorsqu'on utilise le principe des saillies multiples (figure 2), il existe alors plusieurs variables. Il est plus facile de réaliser les saillies à l'aide de matrices coopérantes et en conséquence elles ne peuvent pas être placées directe- ment l'une à l'opposé de l'autre. Cependant on pourrait obtenir ce résultat en modifiant la technique du galet utilisée pour réaliser la saillie continue. Il est préfé- rable de faire alterner les saillies de chaque côté de la cathode. Le facteur déterminant consiste dans l'impératif que les saillies soient suffisamment efficaces pour retenir correctement en place la baguette de bordage sur la cathode. En variante à des matrices appariées, on pourrait aussi utiliser une paire de galets profilés. On dispose également d'un choix considé- rable en ce qui concerne la matière plastique servant à la fabrication de la baguette de bordage et de nombreuses compositions ont été données dans la littérature technique. Les critères essentiels consistent en ce qu'elle soit non conductrice, non fragile et qu'elle possède une élasticité et une rigidité suffisantes pour s'accrocher sur le bord de cathode. Elle doit aussi résister aux conditions assez sévères régnant dans le bain. Il est préférable d'utiliser un copolymère d'acrylonitrile-butadiène-styrène. REVENDICATIONS 1 - Ensemble formant cathode pour le dépôt électrolytique de métaux, comprenant au moins une baguette de bordage (12) engagée sur au moins un bord (16) de la cathode (10), cet ensemble étant caractérisé en ce que la cathode comporte au moins une saillie (18) orientée orthogonalement à chacune de ses faces et à proximité dudit bord, les saillies comportant chacune une face d'o- rientation orthogonale (20) qui est à la fois sensiblement parallèle au bord (22) de cathode (16) et dirigée dans un sens opposé à celui-ci, lesdites faces (20) ayant également de préférence la même hauteur et étant placées sensiblement à la même distance du bord (16) correspondant de la cathode (10), et en ce que la baguette de bordage (12) est cons- tituée d'une matière plastique non conductrice et a la forme d'un canal, les faces intérieures (42) de la cavité du canal étant agencées pour s'accrocher solidement sur les saillies (18) proches du bord de la cathode afin de retenir la baguette (12) sur ce bord. 2 - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les faces (20) des saillies (18) ont sensiblement la même hauteur dans la direction orthogonale à la plaque et sont placées à la même distance du bord correspondant (16) de la cathode (10). 3 - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cathode (10) est pourvue de baguet- tes de bordage (12) sur au moins la-partie de ses bords latéraux oui est placée dans ou à proximité immédiate de l'électrolyte de la cellule. 4 - Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que chacune des saillies orientées orthogonalement est continue (30)et possède sensiblement la même longueur que le bord de cathode (22). - Ensemble selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que la cathode (10) comporte plu- sieurs saillies (18) orientées orthogonalement à chaque surface, les faces (20) d'orientation orthogonale desdites saillies (18) étant placées, sur chaque face de la cathode, sur une ligne parallèle au bord correspondant de la cathode. G - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que les faces délimitant la partie en forme de canal dans la baguette de bordage sont pourvues sur leurs bords extérieurs de lèvres en saillie (46) agen- cées pour se déplacer sur les saillies (18) prévues sur les faces opposées de la cathode (10) et pour s'appliquer élas- tiquement contre lesdites faces opposées de la cathode. 7 - Ensemble selon l'une des revendications 1 ou 6, caractérisé en ce que la baguette de bordage est formée d'un polymère d'acrylonitrile-butadiène-styréne. 8 - Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'un adhésif ou agent de scellement est interposé entre la baguette de bordage (12) et la cathode (10). 9 - Procédé de fabrication d'un ensemble formant cathode comprenant au moins une baguette de bordage (12) formée d'une matière plastique non conductrice et s'appliquant sur un bord (16) de la cathode (10), ce procédé étant caractérisé en ce qu'on forme à proximité dudit bord de cathode, au moins une saillie (18) dirigée vers le haut sur chaque face de la cathode, les saillies comportant chacune une face (20) orientée orthogonalement et qui est dirigée à la fois parallèlement au bord correspondant de la cathode et dans un sens opposé audit bord, lesdites faces (20) ayant également de préférence la même hauteur et étant placées à la même distance du bord correspondant de la cathode, en opérant par refoulement du métal de la cathode dans la zone proche dudit bord; en ce qu'on réalise une baguette de bordage (12) formée d'une matière plastique non conductrice, profilée en forme de canal et comportant des faces intérieures de cavité qui sont agencées pour s'accro- cher sur les saillies formées à proximité du bord correspon- dant de la cathode, et en ce qu'on applique la baguette (12) sur le bord (16) de cathode de manière à l'accrocher solide- ment sur les saillies (18) formées à proximité dudit bord (16) de cathode. - Procédé selon la revendication 9, carac- térisé en ce que les saillies (18) orthogonales à la cathode sont formées sensiblement à la même distance du bord corres- pondant (16) de la cathode et ont chacune la même hauteur dans ladite direction orthogonale. Il - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'une seule saillie (30) orientée ortho- gonalement à la cathode (10) est formée sur chaque face de la cathode à proximité de son bord blement sur toute la longueur de ce bord. 12 - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que plusieurs saillies (18) sont formées sur chaque face de la cathode (10), chacune de leurs faces (20) d'orientation orthogonale à la cathode étant parallèle au bord correspondant (22) de la cathode (10) et placée à la même distance dudit bord. 13 - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la baguette de bordage (12) est formée par extrusion d'une matière plastique non conductrice. 14 - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la baguette de bordage (12) est pourvue, sur les bords extérieurs de la cavité de canal, de lèvres (46) faisant saillie vers l'intérieur et agencées pour se déplacer sur les saillies (18) formées à proximité du bord (22) de la cathode (10) et pour s'appliquer élasti- quement contre les faces opposées de la cathode. - Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'on dépose un adhésif ou agent de scellement sur le bord (22) de la cathode (10) avant la mise en place de la baguette de bordage (12). 16 - Procédé selon la revendication 9, carac- térisé en ce qu'on dépose un adhésif ou agent de scellement sur au moins une face de la cathode (10) avant la mise en place de la baguette de bordage (12).