Brevet FR2556359A1 — publié le 19850614

La présente invention concerne un revêtement pelable et conducteur de l'électricité destiné à couvrir une cathode utilisée dans les procédés de production électrolytique de métaux, pour faciliter le décollement du métal déposé sur la surface externe du revêtement. Le brevet français nO 2 471 402 décrit un revêtement conducteur de l'électricité antiadhérent destiné à couvrir une lame de coupe électrochirurgicale, mais le concept impliqué dans cette invention antérieure est différent. Le revêtement comporte une couche de matière conductrice déposée de façon adhérente sur le substrat et une couche de matière organique antiadhérente superposée à la couche conductrice et liée chimiquement à celle-ci. Le brevet français nO 2 378 877 décrit une cathode en acier inoxydable qui, soumise à une attaque anodique dans un bain d'acide sulfurique permet le dépôt puis le détachement du déport de la cathode. Le brevet français nO 2 398 117 décrit incidemment à la page 1 ligne 23-24, la tendance du zinc à coller à la cathode d'aluminium. Pour remédier à cet inconvénient le brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 2 058 259 decrit le remplacement des cathodes d'aluminium par des cathodes en zinc. Le brevet français nO 2 260 634 décrit la relation entre la tension interne du dépot avec la rugosité de surface de l'ébauche de la cathode pour faciliter le décollement du dépôt. Le brevet français nO 2 386 349 décrit un procédé de dépôt electrolytique du cuivre effectué dans des conditions de densité de courant sur les électrodes comprises entre 800 Amperes par métre carré et 4000 Ampéres par métre carré afin d'obtenir un cuivre cristallin dendritique adhérent faiblement à la cathode. Ces procédés ne permettent pas aprés décollement la protection de la surface du métal qui était en contact avec la cathode. Le cuivre par exemple se recouvre en surface à pression et température ambiante d'une couche d'oxyde qui diminue la pureté du métal. On peut définir brièvement l'invention comme ayant pour objet un revêtement pelable et conducteur de l'électricité, destiné à couvrir une cathode métallique utilisée dans les procédés de production électrolytique des métaux, pour permettre le dépot électrolytique d'un métal à partir d'un électrolyte sur la surface externe dudit revêtement puis le décollement dudit métal déposé. "Pelable" veut dire ici généralement que le revêtement adhérent faiez lement sur les substrats métalliques peut-être facilement décollé de ceux-ci, à température ambiante, en tirant manuellement le revêtement. Selon l'invention, le revêtement pelable et conducteur appliqué sur une cathode en métal ordinaire est composé par une dispersion de particules pigmentaires conductrices de l'électricité dans un liant pelable non-conducteur de l'électricité. En effet, l'électrodéposition de métal sur la surface externe du revêtement est rendue possible par les particules pigmentaires conductrices qui assurent la conductibilité électrique au travers du revêtement, entre la surface interne du revêtement en contact avec la cathode et la surface externe du revêtement en contact avec la solution d'électrolyte. Par son pouvoir garnissant, le revêtement enrobe les irrégularités de surface de la cathode, par son tendu masque ces irrégularités, de sorte que la surface du métal dépose durant l'électrolyse sur la surface externe du revêtement est lisse. L'épaisseur et la nature du revêtement assurent la protection de la cathode en supprimant quasi totalement d'une part la migration de particules métalliques ou d'ions à travers le revêtement et d'autre part le risque de corrosion de la cathode. Après électrodéposition du métal sur la surface externe du revêtement, la faible adhérence du revêtement vis à vis de la cathode métallique permet, à température ambiante, le décollement sélectif de la cathode en contact avec la surface interne du revêtement ; après ce décollement la surface du métal,déposée durant l'électrolyse sur la surface externe du revêtement, est ainsi protégée de l'oxydation. La faible adhérence du revêtement vis a vis du métal déposé durant l'électrolyse permet, à temperature ambiante, le décollement de la surface du métal en contact avec la surface externe du revêtement. Le liant pelable peut être-être composé en partie ou en totalité par un polymère vinylique, ou par un copolymère vinylique, ou par un polymère du chlorure de vinylidène, ou par de l'éthylcellulose, ou par de l'aceto- butyrate de cellulose, ou par du caoutchouc synthétique ou par du polyéthylene ou par du polyuréthane ou par un melange de macromolécules enumB- rées de façon non exhaustive. Les particules pigmentaires conductrices de l'électricité peuvent être en graphite. La figure 1 représente en coupe, selon l'invention, le revêtement (2) pelable et conducteur, le métal (3) dépose durant l'électrolyse sur la surface externe du revêtement, la cathode (1) dont la surface est en contact avec la surface interne du revêtement. La figure 2 représente en perspective , selon une forme de réalisation le revêtement (2) couvrant une cathode (1) en métal ordinaire. La figure 3 représente en perspective, une cellule d'électrolyse à l'intérieur de laquelle sont installées la cathode (1) et une anode (7). Les figures 1, 2, et 3 servent uniquement à faciliter la compréhension de la présente invention et ne sont pas à l'échelle. Pour cette même raison, l'épaisseur exagérée du revêtement (2) n'est pas en proportion avec les autres éléments des figures 1, 2 et 3. L'exemple suivant illustre l'invention sans toutefois en limiter la portée. Cet exemple décrit une composition d'enduction constituée par une dispersion de particules pigmentaires de graphite dans un liant contenant en partie de l'acétochlorure de polyvinyle solubilisé dans un véhicule organique. Cette composition d'enduction, appliquée à la surface d'une cathode en plomb ordinaire, forme aprés évaporation du véhicule organique un revêtement filmogène pelable et conducteur ayant une épaisseur supérieure à 10 microns composé par une dispersion de particules pigmentaires de graphite dans un liant contenant en partie de l'acétochlorure de polyvinyle. Cette cathode revêtue permet, par réduction électrochimique d'un ion métallique à l'état de métal sur la surface externe du revêtement, le dépôt dudit métal faiblement adhérent sur ladite surface. Suivant le temps de l'électrolyse, la densite de courant et la différence de potentiel appliquées aux électrodes, la composition du bain de l'électrolyse, le dé- pôt du métal peut-être obtenu sous la forme d'une feuille ou d'une plaque. En diminuant la concentration de particules pigmentaires de graphite dans le revêtement décrit dans l'exemple, il est possible d'obtenir le dépôt du métal sous la forme de paillettes disséminées sur la surface externe du revêtement. Le revêtement décrit selon cet exemple peut permettre la récu pération électrolytique du cuivre ou de l'argent ou de l'or ou du zinc ou du cadmium ou du nickel ou du cobalt , cette énumération n'étant pas exhaustive. Selon un exemple, le revêtement est formé par une composition d'enduction comportant 33 parties en poids de particules pigmentaires de graphite, ayant une teneur en carbone de l'ordre de 90 8 et une granulométrie moyenne d'environ 3 microns, dispersées dans 67 parties de liant solubilisé dans un véhicule organique. 100 parties en poids de liant solubilisé contiennent 56,6 parties de véhicules organique formé par. 22,6 parties de cyclohexanone, 17 parties de mèthylisobutylcètone, 17 parties de toluène. 100 parties en poids de liant solubilisé contiennent 43,4 parties de liant formé par 22 parties d'acétochlorure de polyvinyle à 85 % de polychlorure de vinyle, 14 parties de dioctyle phtalate, 2,5 parties d'additif antiadhérent, 4,9 parties de gel épaississant et antisédimentant à base de silicate hydraté mixte d'aluminium et de magnésium modifié par une substance organique à longue chaîne. La fabrication de cette composition d'enduction est réalisée de la façon suivante Dans un récipient en verre contenant la quantité totale de véhicule organique à la température & biante, la quantite7 & ceétochlorure de polyvinyle est introduite sous une agitation mécanique moyenne jusqu' à obtenir une solution claire. Puis sous une même force d'agitation, les quantités totales de dioctyle phtalate puis d'additif antiadhérent puis de graphite puis de gel épaississant sont introduites séparément et dans l'ordre à la solution d'acétochlorure de polyvinyle. La fabrication de 1000 g d'enduit nécessite environ 1h30mm pour obtenir une bonne dispertion de ses constituants. La cathode (1), représentée sur la figure 2 constituée par une plaque rectangulaire en plomb ordinaire ayant les dimensions de 20 cm pour la longueur, 10 cm pour la largeur et 5 mm pour l'épaisseur est revêtue sur une face par 1' enduit formant aprés évaporation du véhicule organique a température ambiante le revêtement (2) pelable et conducteur. L'épaisseur (4) et l'autre face (5) de la cathode étant revêtue par un vernis isolant de l'électricité et adhérent à la cathode, par exemple un vernis époxy. La cellule d'électrolyse, représentée sur la figure 3, est constituée par une cuve parallélipipedique ayant les dimensions de 20 cm pour la hauteur, 15 cm pour la longueur et 11 cm pour la largeur. La cuve possède des rainures (6) dans lesquelles sont glissées, à une distance d'environ 10 cm, d'une part la cathode (1) en plomb protégée par le revêtement, d'autre part une anode (7) en cuivre ayant une pureté inférieure à 96 %. Puis la cellule est remplie au 3/4 de son volume d'un mélange constitué par une solution aqueuse de sulfate de cuivre pentahydraté à la concentration de 157 grammes par litre et par de l'acide sulfurique à la concentration de 200 grammes par litre. Anodes et cathodes sont reliées aux bornes d'un générateur délivrant une tension continue comprise entre 0,2 volt et 0,5 volt et une densité de courant egale à 200 Ampères par métre carré sur les électrodes. Aprés 24 heures une plaque de cuivre ayant une pureté supérieure à 99,9 % et les dimensions de 10 cm pour la largeur, 13 cm pour la hauteur et 1 mm pour l'épaisseur s'est déposée sur la surface externe du revêtement. Une spatule introduite entre la surface interne du revêtement et la cathode permet le décollement sélectif de la cathode en contact avec le revêtement. On récupère ainsi une plaque de cuivre dont une face est protégée de l'oxydation par le revêtement. Puis la plaque est décollée du revêtement en la pelant manuellement. La plaque de cuivre finalement obtenue est particulièrement destinée à être utilisée comme cathode dans le procédé d'affinage électrolytique à anode soluble en cuivre. REVENDICATIONS 1) Revetement (2) destiné à couvrir une cathode (1) métallique utilisée dans les procédés de production électrolytique de métaux, pour permettre le dépôt électrolytique d'un métal (3) à partir d'un électrolyte sur la surface externe dudit revêtement (2) puis le décollement dudit métal (3), caractérisé par le fait que ce revêtement est pelable et conducteur. 2) Revêtement (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la faible adhérence du revêtement (2) vis à vis de la cathode (1) métallique permet, aprés électrodéposition du métal (3) sur la surface externe du revete- ment (2), le décollement sélectif de la cathode (1) en contact avec la surface interne du revêtement (2) à température ambiante. 3) Revêtement (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la faible adhérence du revêtement vis à vis du métal déposé permet le décollement de la surface dudit métal avec la surface externe dudit revêtement à température ambiante. 4) Revêtement (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que ledit revêtement (2) est composé par une dispersion de particules pigmentaires conductrices de 1' électricité dans un liant pelable non conducteur de l'électricité. 5) Revêtement (2) selon la revendication 4, caractérisé en ce que le liant pelable non conducteur de l'électricité est composé en partie ou en totalité par un polymère vinylique, ou par un copolymère vinylique, ou par un polymère de chlorure de vinylidène, ou par de l'éthylcellulose, ou par de l'acétobutyrate de cellulose, ou par du caoutchouc synthétique, ou par du polyéthylène, ou par du polyuréthane, ou par un mélange de ces macromolécules. 6) Revêtement (2) selon la revendication 4, caractérisé en ce que les particules pigmentaires conductrices de l'électricité sont en graphite. 7) Revêtement (2) selon la revendication 5 et la revendication 6, ca ractérisé en ce que ledit revêtement (2) est composé par une dispersion de particules pigmentaires de graphite dans un liant contenant en partie de l'acétochlorure de polyvinyle. 8) Revêtement (2) selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit revêtement (2) est formé apres évaporation du véhicule organique d'une composition d'enduction constituée par une dispersion de particules pigmentaires de graphite dans un liant contenant en partie de l'acétochlorure de polyvinyle solubilisé dans ledit véhicule organique. 9) Revêtement (2) selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit revêtement (2) est appliqué sur une cathode (1) en plomb ordinaire. 10) Revêtement (2) selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit revêtement (2) permet la récupération électrolytique du cuivre, ou de l'argent, ou de l'or, ou du zinc, ou du cadmium, ou du nickel, ou du cobalt.