Brevet FR2520760A1 — publié le 19830805

La présente invention concerne un récipient ou une boite perfectionné(e) pour application dans le dépôt par élec trolyse de métaux à partir de solutions aqueuses. La récupération de nickel, de cuivre, de plomb, de zinc, d'argent et d'autres métaux à partir de solutions aqueuses par des procédés électrolytiques est pratiquée avec succès à l'échelle industrielle depuis de nombreuses années. Essentiellement, dans de tels procédés, on fait passer un courant électrique entre une anode et une cathode insérées dans un électrolyte aqueux approprié. Le métal à recueillir est enlevé par plaques à la cathode, tandis que diverses réactions peuvent se produire à l'anode, par exemple la dissolution de l'anode ou la libération d'un gaz comme l'oxygène ou le chlore. Dans certains cas; la cathode et l'anode sontSsépa- rées par une membrane ou un diaphragme perméable au courant électrique. Ainsi, dans la récupération de nickel à partir d'anodes au nickel impures, un diaphragme est nécessaire pour empêcher l'électrolyte impur d'atteindre la cathode où les impuretés telles que le cuivre, le plomb ou le zinc pourraient s'enlever par plaques et contaminer le nickel pur plaqué à la cathode. L'interposition d'un diaphragme entre l'anode et la cathode s'effectue communément en enfermant chaque cathode dans une boîte à cathode" se composant d'un cadre en bois rigide portant une membrane en tissu.Afin d'empêcher la rétro-diffusion d'électrolyte impur dans la boite, on main tient un flux positif d'électrolyte purifié du compartiment de la cathode au compartiment de l'anode, en maintenant une tête d'électrolyte positive dans le compartiment de la cathode. Le cadre de la boîte a pour fonction importante de maintenir la membrane tendue pour résister à sa tendance à faire saillie vers l'anode en vertu du flux d'électrolyte. Dans d'autres cas, il peut être nécessaire d'entourer aussi bien la cathode que l'anode par des diaphragmes séparés, comme il est dit dans le brevet canadien nO 463 573. Le récipient à électrode en bois décrit dans ce brevet est toujours communément utilisé et une structure analogue faite de polypropylène est décrite dans le brevet canadien n" 981 212. Dans ces deux dispositifs, des diaphragmes perméables sont étirés de façon tendue sur chaque face d'un cadre rectangulaire ouvert. Les bords de chaque diaphragme sont forcés dans une rainure continue formée dans chaque bras du cadre. On force dans la rainure (sur le diaphragme) un cordon ou un båtonnet de calfatage pour assurer l'intégrité du scellement entre Ie diaphragme et la rainure et pour maintenir le tissu tendu. Ce type de récipient à électrode souffre d'un certain nombre d'inconvénients. Afin de fixer le diaphragme dans la rainure, il faut enfoncer violemment avec la main. Ce procédé nécessitant beaucoup de travail est à la fois fatigant pour l'ouvrier et une cause importante d'usurpe pour la boite. De plus, la nécessité de maintenir le diaphragme tendu restreint le choix des tissus que l'on peut calfater avec succès aux tissus lourds apprêtés de façon grossière. Ceci exclut un grand nombre de tissus pour diaphragme excellents par ailleurs, comme les tissus en polyester et en polypropylène. L'emploi de cadres en bois a d'autres inconvénients, en ce que le métal à récupérer peut tendre à se déposer sur le cadre en bois, et au fur et à mesure que la croissance dentritique du métal continue, des court-circuits peuvent apparaître entre une cathode et une anode adjacentes, aboutissant à une plus faible efficacité de courant et à endomnager le diaphragme. De plus, des impuretés organiques peuvent fuir du cadre en bois dans l'électrolyte. Un autre des inconvénients du cadre en bois est encore la quantité de travail nécessaire pour construire une boite. Comme toute personne ayant l'expérience du travail du bois le sait, la construction d'un cadre en bois solide (en particulier à la lumière des dures conditions d'utilisation dans une installation électrolytique) ayant des joints nécessite de l'adresse et du temps. Les récipients en bois ont encore un autre inconvénient en ce que, étant donné leur flottabilité inhérente, ils ont tendance à flotter dans l'électrolyte. Cela fait qu'il est difficile de les plonger dans la cellule de placage et de les maintenir de façonsûre en position. Des moyens substantiels sont donc nécessaires pour immobiliser la boite dans la cuve. Selonl'invention, un récipient pour électrode destiné à être utilisé pour récupérer du métal à partir d'un électrolyte comprend deux éléments qui coopèrent pour former une structure à trois côtés ayant une face ouverte; un sac perméable à l'électrolyte enveloppant la structure; et un moyen d'étirage disposé entre les éléments pour maintenir le sac dans un état tendu autour de la structure. Un tel récipient peut être d'une construction beaucoup plus légère que ceux qui sont décrits ci-dessus, et le sac est facile à fixer et à remplacer. De façon intéressante, les éléments qui coopèrent et le moyen d'étirage, qui est commodément une barre d'étirage disposée au sommet ouvert du récipient, sont faits d'une matière polymérique, de préférence le polyuréthane. Les avantages en sont que le métal à recueillir ne s'accumule pas sur les éléments en plastique et la barre d'étirage, les impuretés organiques ne fuient pas de la boîte polymérique comme elles le font d'une boite en bois, et que la fabrication de la boîte ne nécessite pas beaucoup de travail. De plus, si l'on utilise une matière polymérique de densité appropriée, la boite ne flotte pas dans l'élec- trolyte. Une forme de récipient pour électrode selon l'invention sera maintenant décrite à titre d'exemple avec référence aux dessins joints, où la figure 1 est une élévation du récipient assemblé; la figure 2 est une élévation des éléments qui coopèrent; la figure 3 est un plan vu du dessus du moyen d'étirage; la figure 4 est une vue de la figure 3 prise selon la ligne 4-4. La figure 5 est une vue en perspective partielle de la partie supérieure du récipient assemblé, présentant le moyen pour attacher le sac. Comme le montrent les dessins, le récipient 10, qui peut être utilisé pour loger soit une cathode soit une anode (non montrée) comprend un sac perméable 12 étroitement suspendu au-dessus d'un cadre 14. Le cadre se compose de deux éléments 16A et 16B en matière polymérique reliés par une charnière en 18 et formant une structure support ouverte à 3 côtés 32. La charnière 18, qui est également de préférence en matière polymérique, permet aux éléments 16A et 16B de tourner d'un arc A. Les extrémités supérieures des éléments 16A et 16B sont maintenues écartées par une barre d'étirage 20 qui les pousse contre le sac 12 pour le maintenir tendu. La barre 20 comprend deux protubérances 22A et 22B qui s'adaptent dans des canaux 24A et 24B au sommet des éléments 16A et 16B respectivement. Des rainures 26 sont formées dans la barre 20, et une attache, comme une corde 28 entourant l'extrémité supérieure du sac 12 et y étant fixée par des boucles du sac 34, est enfilée de manière sineuse à travers les rainures 26, pour suspendre solidement le sac 12 à la barre 20 et l'empêcher de se déloger de la boîte 10. Les éléments 16A et 16B sont formés avec des prolongations 30A et 30B pour suspendre la boite 10 dans une rainure complémentaire formée dans une cuve électrolytique (non montrée). Comme le montre plus en détail la figure 5, les boucles 34 sont disposées précisément contre un ourlet 38 autour du bord supérieur du sac 12 Les boucles 34 comme l'ourlet 38 peuvent être fixés au sac 12 par une piqûre appropriée 36. Les éléments 16A et 16B et la barre 20 sont faits de préférence de polyuréthane à haut module moulé par un procédé d'injection par réaction, et pour accroître leur résistance et leur durabilité ils peuvent être renforcés à l'intérieur par une barre en fibre de verre. Le polystyrène et le propylène sont moins satisfaisants quant à la stabilité dimensionnelle (gauchissement et allongement) et à leur résistance. Les éléments en polyuréthane ont de bonnes propriétés physiques, sont satisfaisants à l'utilisation et peuvent être facilement produits en masse. La densité du polymère empêche la boite 10 de flotter dans la cuve, si bien que la pratique antérieure de fixation dela boite 10 à la cuve n'est pas nécessaire. Comme il n'est pas nécessaire de frapper et de calfater pour l'attacher au cadre, il n'est plus nécessaire que le sac 12 soit fait d'une matière rugueuse. Au contraire, il peut être fait de matières lisses facilement disponibles comme le polyester ou le polypropylène. De plus, comme les éléments 16A et 16B et la barre 20 peuvent être facilement et rapidement moulés, la technique antérieure coûteuse en main-d'oeuvre consistant à fabriquer les boites 10 avec du bois est également éliminée. Pour assembler le récipient1 on joint les deux éléments 16A et 16B à la charnière 18. On glisse simplement le sac 12 sur la boite 10, et lorsqu'il est en position, on écarte en forçant les deux éléments 16A et 16B au moyen d'un outil-d'étirage, en étirant ainsi le sac 12 de façon tendue au-dessus de la boite 10. Tandis que les éléments sont séparés de force, la barre d'étirage 20 est insérée dans les deux canaux 24A et 24B pour maintenir la force de traction sur les éléments 16A et 16B et le sac 12. L'outil est alors relâché et enlevé. La corde 28 est alors enroulée à travers les rainures 26 pour assurer la fixation précise du sac 12 contre les éléments 16A et 16B. Le récipient est alors disposé dans la cuve d'électrolyte et l'électrode est suspendue dans la boite 10 par des moyens connus. L'électrolyte purifiée est introduit dans la boite 10 pour maintenir une tête légèrement positive au-dessus de l'électrolyte impur circulant en-dehors de la boîte 10 dans la cuve (non montrée). REVENDICATIONS 1. Récipient pour électrode pour application dans la récupération de métal à partir d'un électrolyte, comprenant deux éléments (16A, 16B) coopérant pour former une structure à trois côtés ayant une face ouverte; un sac (12) perméable à l'électrolyte enveloppant la structure; et un moyen d'étirage (20) disposé entre les éléments pour maintenir le sac dans un état tendu autour de la structure. 2. Récipient selon la revendication 1 où les éléments sont reliés l'un à l'autre par une charnière à la base de la structure. 3. Récipient selon l'une des revendications 1 ou 2 où les éléments sont une paire d'éléments identiques en forme de L reliés l'un à l'autre par une charnière au centre de la base de la structure. 4. Récipient selon l'une quelconque des revendications précédentes où le moyen d'étirage est une barre d'étirage 5. Récipient selon la revendication 4 où la barre d'étirage est détachable de la structure. 6. Récipient selon l'une des revendications 4 ou 5 où le sac comprend un moyen (28) pour fixer le sac à la barre d'étirage, et la barre d'étirage comprend un moyen (26) pour accepter le moyen de fixation. 7. Récipient selon la revendication 6 où le moyen de fixation est une corde (28) attachée au sac et le moyen d'acceptation est constitué par plusieurs rainures (26) dans la barre dans laquelle la corde est insérée. 8. Récipient selon l'une quelconque des revendications 4 à 7 où les éléments et la barre sont faits d'une matière poly mérique. 9. Récipient selon la revendication 8 où la matière polymérique est le polyuréthane. 10. Récipient selon lune quelconque des revendications précédentes où le sac est fait de polyester ou de polypropylène.