Brevet FR2491094A1 — publié le 19820402

i 2491094 La présente invention est relative à un procédé pour utiliser la solution de dépôt d'un alliage de palladium et de nickel décrite au brevet du Royaume-Uni de Grande-Bretagne et d'Irlande No. 1.143.178. Jusqu'ici, le dépôt d'un alliage de palladium et de nickel a été effectué en utilisant une solution de dépôt élec- trolytique qui comprend de l'ammoniaque contenant de 5 à 30 grammes/litre de palladium et de 5 à 30 grammes/litre de nickel, ce qui donne un dépôt d'alliage de palladium et de nickel ayant une teneur en palladium de 30 à 90 % en poids et ayant une résistance excellente à la corrosion. Dans cette solution de dépôt, le palladium et le nickel forment des sels d'amine complexes et se dissolvent dans l'ammoniaque et en particulier le palladium se dissout dans l'ammoniaque sous la forme de chlorure de palladotétramine Pd(NH3)4C12. Dans ce procédé, au fur et à mesure que l'opération de dépôt se déroule, la quantité de palladium contenue dans la so- lution de dépôt diminue peu à peu par électrolyse. C'est ainsi, par exemple, que comme l'indique l'exemple mentionné ciaprès, quand on effectue un dépôt d'un alliage de palladium et de nickel en utilisant une solution de dépôt com- prenant de l'ammoniaque contenant 20 grammes/litre de palladium et 10 grammes/litre de nickel, on perd environ 2 grammes de palladium et environ 0,5 gramme de nickel/litre de la solution de dépôt en 3 heures dans les conditions décrites à l'exemple 1. En d'autres termes, la concentration de palladium de la solution de dépôt est passée de 20 grammes/litre à 18 grammes/ litre en 3 heures. Pour effectuer un dépôt normal, il est souhaitable de maintenir la concentration de palladium entre 18 et 22 grammes/litre et, pour continuer l'opération de dépôt, il est nécessaire de corriger la concentration de palladium en rechargeant en palladium. On effectue habituellement ce rechar- gement en ajoutant par intermittences un sel de palladium, après avoir déterminé par analyse quantitative la concentration de palladium, par exemple par analyse chimique, etc. Le sel de palladium utilisé pour cette recharge a été jusqu'ici par exemple un sel complexe de pallado-amine tel que le chlorure de pallado-diamine Pd(NH3)2C1i etc., des sels simples tels que le chlorure de palladium PdCl2 etc., des palladichlorure de métal 2 2491094 alcalin, tels que le palladichlorure de potassium K2PdCl4, le palladichlorure d'ammonium (NH4)2PdCl4 etc. Ces sels sont tous solubles dans l'ammoniaque et réagissent chimiquement sur -l'ammoniac pour former du chlorure de pallado-tétramine Pd(NH3)4C12. On peut mettre directement ces sels dans la solution de dépôt et les y dissoudre, mais comme la concentration d'ammoniac de la solution de dépôt est faible et est habituellement de plus ou moins 5 grammes/litre, il faut du temps pour dissoudre le sel et l'opération de dépôt est arrêtée pendant ce temps. C'est ainsi, par exemple, que pour dissoudre 4 grammes de chlorure de pallado-diamine qui correspond à 2 grammes de palla- dium dans 1000 cm3 de la solution de dépôt de l'exemple 1, il faut de 30 à 60 minutes, même en agitant la solution de dépôt, et avec d'autres sels de palladium, on a besoin d'un temps en- core plus long. Ceci s'oppose beaucoup à ce que l'opération se déroule sans problèmes dans une usine. En variante, il est possible aussi de dissoudre ces sels dans de l'ammoniaque et, ensuite, d'ajouter cette solu- tion d'ammoniaque à la solution de dépôt. Mais dans ce cas, bien qu'il ne soit pas nécessaire d'arrêter l'opération de dé- pôt, le volume de la solution de dépôt augmente peu à peu en répétant l'opération ci-dessus et on obtient ainsi une solution de dépôt d'un volume qui n'est pas nécessaire. C'est ainsi, par exemple, que si l'on utilise une solution ayant une concentra- tion de palladium de 150 grammes/litre (la solution saturée à C), chaque recharge de 2 grammes/litre de palladium augmente de 13 cm3 la solution de dépôt pour 1000 cm3 de celle-ci. En d'autres termes, dans les conditions de l'exemple 1, si on utilise la solution du sel de palladium dans l'ammonia- que, même s'il s'agit de la solution saturée, la solution de dépôt augmente de 13 cm3 toutes les 3 heures. Au fur et à mesure que l'opération de dépôt se déroule, la solution de dépôt continue à augmenter au-delà de la perte due à l'évapora- tion spontanée et, finalement, son volume ne devient plus négligeable pour le déroulement de l'opération et, en même temps, ce volume ajouté devient parfaitement inutile. C'est pourquoi, actuellement, ce volume ajouté est traité séparément pour en récupérer le métal noble qu'est le palladium, ou est réchauffé pour évaporer l'eau afin d'obtenir un volume plus petit et, le cas échéant, si cela est possible, est retourné à la solution de dépôt. Mais ces opérations non seulement augmentent le coût, mais rendent les opérations diffi- ciles à mener. L'invention vise à éliminer les difficultés mentionnées cidessus auxquelles on se heurte lorsque l'on régénère la solution de dépôt et on y parvient, suivant l'invention, en rechargeant la solution de dépôt par addition directe de chlo- rure de pallado-tétramine cristallin. Les sels utilisés habi- tuellement, tels que le chlorure de pallado-diamine Pd(NH3)2Ci2, le chlorure de palladium PdCl2, le palladichlorure de potassium K2PdCl4, le palladichlorure d'ammonium (NH4)2PdCl4 etc., sont tous solubles dans l'ammoniaque et réagissent chimiquement sur l'ammoniac pour former une solution d'ammoniaque du sel dit d'amine complexe dans lequel NH3 est coordinné à l'atome de métal, plus particulièrement le chlorure de pallado-tétramine Pd(NH3)4C12. Il n'y a pas d'exemple, jusqu'ici, dans lequel la régénération de la solution de dépôt s'effectue par recharge- ment de celle-ci en y ajoutant directement du chlorure de pallado-tétramine cristallin. Comme le chlorure de pallado-tétramine cristallin est facilement soluble non seulement dans l'eau et dans l'ammonia- que, mais aussi dans la solution de dépôt elle-même, l'addition directe de ce sel à une solution de dépôt ayant une faible concentration en ammoniac peut régénérer cette solution de dé- pôt sans avoir besoin d'interrompre l'opération de dépôt, et sans provoquer une augmentation de volume de cette solution de dépôt. C'est ainsi, par exemple, que lorsque l'on met 5 gram- mes de chlorure de pallado-tétramine cristallin Pd(NH4)4Ci2. H20 (2 grammes en palladium) dans 1000 cm3 de la solution de dépôt et quand on agite, il y a dissolution complète en une demi-minute à une minute. On peut également appliquer le procédé suivant l'inven- tion au cas o la solution de dépôt contient un sulfamide aroma- tique, un acide naphtalène sulfonique, un sel d'un acide organi- que ou un sel d'un acide minéral. En outre, ce procédé peut être appliqué aussi à une solution de dépôt préparée en utilisant du chlorure de pallado-diamine ou d'autres sels de palladium. On peut enfin appliquer ce procédé,quelle que soit la concentra- tion en ammoniac et donc quel que soit le pH de la solution de dépôt. Le chlorure de pallado-tétramine existe sous des formes répondant aux formules: Pd(NH3)4C12 et Pd(NH3)4C12, H20, toutes deux étant obtenues sous la forme de poudre cristalline blanche à légèrement jaunâtre. La solution aqueuse de ce produit présente une certaine alcalinité due à l'ammoniac s'expliquant par la réaction chimique suivante: Pd(NH3)4C12,: Pd(NH3) 2C12 + 2NH3 Si l'ammoniac engendré s'échappe à l'atmosphère, l'équilibre est déplacé vers la droite et la dissolution devient incomplète. C'est pourquoi pour maintenir la stabilité de cette solution aqueuse, il est souhaitable qu'un excès d'ammoniac soit toujours présent en solution. Comme la solution de dépôt est une solution d'ammoniaque, le sel utilisé suivant l'inven- tion peut être stable dans la solution. Ce sel est facilement soluble dans l'eau, dans l'ammoniaque et dans la solution de dépôt et la dimension des cristaux n'est donc pas déterminante aux fins de l'invention. Les exemples suivants illustrent l'invention. EXEMPLE 1 On prend 39,7 grammes (20 grammes en palladium) de chlorure de palladodiamine Pd(NH3)2C12 et on y ajoute 700 cm d'eau et 90 cm d'ammoniaque à 25 % pour le dissoudre. On ajoute ensuite, jusqu'à dissolution, 50 grammes de sulfate d'ammonium et 45 grammes (10 grammes en nickel) de sulfate de nickel NiSO4 6H20 et on ajuste le pH entre 8,5 et 9,0 en utilisant de l'acide sulfurique dilué, après quoi on ajoute l'eau pour avoir un volume total de 1000 cm3. En utilisant cette solution comme solution de dépôt, on effectue un dépôt par électrolyse, en respectant les conditions d'électrolyse suivantes. Pd(NH3)2C12 39,7 g/l (Pd: 20 g/l) NiS0416H20 45 g/l (Ni: 10 g/l) (NH4) 2S04 50 g/l pH 8,5 à 9,0 Température: 25 C Volume de la solution de dépôt: 1000 cm3 Type de cathode: plaque de laiton Surface de la cathode: 0,5 dm2 Densité de courant cathodique: 1A/dm2 Anode: plaque de palladium Densité de courant anodique: 1 A/dm2 Concentration de courant: 0,5 A/1 Alliage électrodéposé: 80 % en poids de Pd et 20 % en poids de Ni Masse volumique de l'alliage électrodéposé: 11,0 g/cm3 Rendement de courant: 99 % Vitesse d'électro- déposition de l'alliage: 0,0141 g/mn. (Vitesse d'électro- déposition du Pd): (0,0113 g/mn). Toutes les 30 minutes de dépôt, on échange la cathode et, quand la concentration de palladium de la solution de dépôt s'abaisse en-deçà de 18 grammes/litre, ou quand la concentra- tion de nickel s'abaisse en-deçà de 9 grammes/litre, on jette dans la solution de dépôt, en vue de la régénérer à la concen- tration initiale, une quantité calculée, soit de chlorure de palladotétramine cristallin Pd(NH3)4C12,H20,sDit de sulfate de nickel cristallin NiSO 4,6H20. On effectue l'ajustement du pH en utilisant de l'ammoniaque à 25 %. On effectue ainsi un dépôt jusqu'à la quantité totale de palladium rechargée atteignant grammes/litre. On dissout complètement du chlorure de pallado-tétra- mine cristallin en une demi-minute à une minute, temps pendant lequel on interrompt le dépôt. On n'observe rien d'anormal sur le dépôt et l'adhérence et la résistance à la corrosion de ce dépôt sont bons. On n'observe pas d'augmentation importante du volume de la solution de dépôt. 6 2491094 EXEMPLE 2 Comme brillanteur, on ajoute et on dissout dans la solu- tion de dépôt de l'exemple 1, 5 grammes/litre de 1,3,6-naphta- lènetrisulfonate de sodium. En utilisant cette solution comme solution de dépôt, on effectue une expérience dans les mêmes conditions qu'à l'exemple 1. Dans ce cas, on obtient les mêmes résultats si ce n'est que le revêtement est plus brillant. EXEMPLE 3 On prend 19,9 grammes (10 grammes en palladium) de chlorure de palladodiamine Pd(NH3)2C12 et on y ajoute pour le dissoudre 700 cm3 d'eau et 30 cm3 d'ammoniaque à 25 %. Puis on y ajoute, jusqu'à dissolution, 50 grammes de sulfate d'ammonium et 45 grammes (10 grammes en nickel) de sulfate de nickel NiS04,6H20, puis on ajoute de l'eau pour obtenir un volume total de 1000 cm3. En utilisant cette solution dans la solution de dépôt, on effectue un dépôt dans les conditions suivantes: Pd(NH3)2C12: 19,9 g/l (Pd: 10 g/l) NiSO4,6H20: 45 g/1 (Ni: 10 g/l) (NH4)2S04 50 g/l pH: 7,0 à 7,5 Température: 30 C Volume de la solution de dépôt: 1000 cm3 Type de cathode: plaque de laiton Surface de la cathode: 0,5 dm2 Densité du courant cathodique 1 A/dm2 Anode: plaque de palladium Densité du courant anodique: 1 A/dm2 Concentration de courant: 0,5 A/1 Alliage électrodéposé: 55 % en poids de Pd et % en poids de Ni Masse volumique d'alliage électrodéposé: 10,04 g/cm3 Rendement de courant: 99 % Vitesse d'électrodépo- sition de l'alliage: 0,0120 g/mn 7 2491094 (Vitesse d'électrodépo- sition de Pd): (0,0066 g/mn). Toutes les 30 minutes, on échange la cathode et, lors- que la concentration de palladium de la solution de dépôt s'abaisse endeçà de 9 grammes/litre, ou lorsque la concentra- tion de nickel s'abaisse en-deçà de 9 grammes/litre, on jette dans la solution de dépôt, en vue de régénérer une solution ayant la concentration initiale, une quantité calculée soit de chlorure de pallado-tétramine cristallin Pd(NH3) 4C12'H20, soit de sulfate de nickel cristallin NiS0416H20. On effectue ainsi un dépôt jusqu'à ce que la quantité totale de palladium rechargée ait atteint 20 grammes/litre. On dissout complètement du chlorure de pallado-tétra- mine cristallin en une demi-minute à une minute, temps pendant lequel on n'interrompt pas le dépôt. La surface ayant reçu le dépôt est brillante et on n'y observe rien d'anormal. L'adhé- rence et la résistance à la corrosion sont bonnes. On n'obser- ve pas d'augmentation importante du volume de la solution de dépôt. 8 2491094 REVENDICATION Procédé pour recharger une solution de dépôt d'un allia- ge de palladium et de nickel, dans un procédé de dépôt par électrolyse d'un alliage de palladium et de nickel utilisant à titre de solution de dépôt une solution ammoniaquée contenant de 5 à 30 grammes/litre de palladium et de 5 à 30 grammes/litre de nickel, caractérisé en ce qu'il consiste à ajouter du chlo- rure de palladotétramine à la solution de dépôt.