Brevet FR2492415A1 — publié le 19820423

Anode en plomb allié résistant à la corrosion. L'invention concerne l'utilisation d'une anode résistant à la corrosion, faite d'une feuille de plomb allié, ayant une surface plane, destinée à être utilisée dans des cellules (piles) industrielles dans lesquelles on emploie des solutions acides pour l'obtention électrolytique de métaux non ferreux tels que Zn, Cd et métaux similaires. Il est connu que dans les cellules électrolytiques industrielles destinées à la production de métaux par électro- lyse, par exemple pour la production du zinc, les anodes doivent posséder les propriétés suivantes: - les feuilles planes doivent posséder une rigidité appropriée pour empêcher les déformations et une dureté ap- propriée pour minimiser l'érosion mécanique; - de telles anodes doivent être pratiquement à l'abri d'une attaque par les solutions acides utilisées dans les cellules électrolytiques, et - la matière formant l'anode ne doit pas contenir des impuretés susceptibles de polluer l'électrolyte et par conséquen le produit final, c'est-à-dire le dépôt cathodique ou bien de diminuer l'efficacité faradique et énergétique de l'électrolyte. La matière qui est utilisée habituellement est un alliage binaire de plomb et d'argent ayant une teneur en argent variant de 1% à 0,75%. Cet alliage peut être coulé sous forme plane normalisée ayant des dimensions appropriées ou bien il peut être coulé sous forme de plaque métallique que l'on lamine ensuite.en vue d'obtenir des feuilles planes ayant l'épaisseur désirée et qu'on divise ensuiteen dimension désirée. Quelle que soit la façon dont elles ont été obtenues, les plaques sont ensuite soudées sous forme de barre-omnibus (barresde cuivre revêtuesde plomb). En résumé, l'alliage Pb-Ag est la portion immergée dés anodes classiques en contact direct avec l'électrolyte circulant (anode active) ayant les spécifications mécaniques et physico- chimiques ci-dessus indiquées. Pour chaque 100 kg d'alliage Pb-Ag, on utilise de 0,75 à 1,00 kg d'argent pur. La durée de service (durée de vie) d'une anode est de deux ans, après quoi on la remplace car elle a perdu environ la moitié de son poids et elle est refondue pour produire un alliage fraîchement préparé. Plus particuliè- rement, l'argent qu'on peut récupérer directement ne représente que la moitié de la quantité utilisée à l'origine. On a découvert qu'une possibilité existe de remplacer partiellement (ou totalement) l'argent par un autre métal allié moins cher, tout en maintenant (et en améliorant) les propriétés mécaniques et physico-chimiques de l'anode et tout en évitant toute pollution de l'électrolyte, c'est-à-dire en produisant un dépôt cathodique pur ainsi qu'une efficacité faradique et énergétique satisfaisante de la cellule. Plus particulièrement, on s'est assuré que l'utilisa- tion de calcium allié avec de faibles quantités d'autres éléments, par exemple l'argent lui-m9me, conduit à un alliage ternaire qu'on peut transformer en1anodes par des procédés ci-dessus indiqués. Il résulte d'essais d'utilisation que ces anodes se sont montrées aussi appropriées sinon meilleures que les anodes classiques Pb-Ag, car elles présentent les msmes propriétés mécaniques, la même efficacité faradique et ênergé tique de la cellule, la même résistance à la corrosion, une pollution identique ou plus réduite pour les cathodes et la mgme durée de service ou une durée de service plus longue que celle des anodes classiques jusqu'ici utilisées. On a découvert que le coût d'une anode ainsi produite est de 20%-25% inférieure au coût d'une anode classique, en prenant en considération que le prix de l'argent augmente constamment par rapport au prix du plomb. Une composition parti- culièrement avantageuse pour l'anode selon l'invention a une teneur en plomb de 98,9% à 99,9%, une teneur en calcium de 0,1% à Z1% et une teneur en argent de 0% à 0,1%, ces teneurs étant exprimées en poids. A titre d'exemple, on indique ci-après quelques données des performances de cellules expérimentales pour l'électrolyse de solution contenant du zinc, les compositions des anodes étant les suivantes: ANODE TYPE N 1 anode classique (Pb 99,15% - Ag 0,85%) ANODE TYPE N 2 - anode à faible teneur d'argent (Pb 99,9%-Ag 0,10%) 24924 15 ANODE TYPE N 3 - anode alliée seulement au Ca (Pb 99,5% - Ca 0,5%) ANODE TYPE N 4 - anode alliée au Ca et Ag (Pb 99,4%-Ca 0,5%- Ag 0,1%) Les paramètres opérationnels des cellules ont été, pour toutes les anodes essayées: densité du courant 450 A/m2 Zn g/litre 65 H2SO4 g/litre 122 Colle g/litre 0,005 Les résultats des essais ont été les suivants: ANODE TYPE N 1 2 3 4 Pb (%)dans les cathodes produites 0,0024 0,010 0,010 0,0022 Pb (g/l) dans la solution rejetée 0,0013 0,0033 0,0033 0,0013 24924 1 5 REVENDICATION Anode résistant à la corrosion faite en une feuille de plomb allié, à utiliser dans les cellules d'électrolyse in- dustrielle dans lesquelles circulent des solutions acides, caractérisée par le fait qu'elle est constituée de 98,9% à 99,9% de plomb, de 0,1 à 1% de calcium et de 0% à 0,1% en argent, pourcentagesexprimésen poids.