Electrolyse d'alliages de cuivre

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OlivierSPb
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Electrolyse d'alliages de cuivre

Messagepar OlivierSPb » 13 Juin 2017, 18:09

Bonjour,
Je cherche à raffiner des alliages de cuivre: laiton, bronze à l'étain et cupro-aluminium.
Mon idée est d'abord d'attaquer ces métaux à l'acide chlorhydrique qui dissout a priori tout sauf le cuivre et de faire une première électrolyse: pour le laiton afin de récupérer le zinc et pour les bronzes à l'étain pour récupérer l'étain.
Je vais selon les cas (Lors de l'attaque ou de l'électrolyse) générer de l'H² et du Cl² mais pour des petites quantités une hotte de cuisine aspirante devrait faire l'affaire!
Mes questions pour les bronzes et les laitons sont les suivantes:
- Quelle est la concentration d'HCl a utiliser?
- Dois-je chauffer l'électrolyte (Dans ce cas j'envisage de mettre l'ensemble du dispositif dans un récipient en verre et de chauffer celui-ci dans un bain-marie fait dans une cuve inox avec un thermo-plongeur pour la cuisine basse température), et si c'est le cas à quelle température?
- Quels sont les paramètres de l'électrolyse: tension et densité de courant (A/dcm²) selon les cas (Zinc et Étain).
Après une simple électrolyse classique du cuivre à l'acide sulfurique devrait me permettre d'obtenir un cuivre vraiment pur.
Pour les cupro-aluminiums la question est plus délicate.
Si a priori l'acide chlorhydrique dissoudra bien l'aluminium pour donner du chlorure d'aluminium, l'aluminium serait rebelle à toute électrolyse en solution aqueuse. que ce soit sous forme de chlorure ou non. Est-ce vrai?
Peut-être une solution serait alors de travailler sans électrolyse et d'épuiser le bain d'acide chlorhydrique par attaque de l'aluminium. A ce moment, j'aurais une solution aqueuse de chlorure d'aluminiumet sans doute du chlorure de cuivre que je pourrais filtrer au delà du seuil de dissolution du chlorure de cuivre dans l'eau. Dans ce cas une possibilité serait d'évaporer l'eau pour récupérer le chlorure de cuivre en solution.
Merci de vos éclaircissements!
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Maurice
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Re: Electrolyse d'alliages de cuivre

Messagepar Maurice » 13 Juin 2017, 22:29

Bonsoir,
Il faudrait savoir d'abord ce que tu entends par raffiner. Est-ce que tu cherches à séparer et à récupérer les métaux dont un alliage est formé ? Que veux-tu faire avec ces métaux ? Est-ce que la pureté du résultat est importante ? Quelle quantité d'alliage vous-tu traiter ? Quelques grammes ? Quelques tonnes ? Ceci dit, je ne sais pas comment se comportent le laiton et le bronze en présence d'acide chlorhydrique. En principe le zinc et l'étain devraient se dissoudre en dégageant H2, et le cuivre tomber au fond. Mais est-ce que cela se passe vraiment ainsi ?
Mais je sais que le zinc seul est vite attaqué en présence d'acide chlorhydrique plus concentré que 2 M. Par contre l'étain seul est très lentement attaqué, même en présence d'acide chlorhydrique concentré 35%. Il faut aussi savoir que le chlorure d'étain SnCl2 ne se conserve que dans les solutions très acides. Dans l'eau non acide, il se décompose en formant un précipité blanc et gélatineux de Sn(OH)2.
L'électrolyse de SnCl2 est difficile à mener, car elle produit du métal étain qui se dépose contre la cathode en formant des aiguilles qui s'allongent très vite en formant des sortes de fougères, et qui ont vite fait de remplir l'espace entre cathode et anode, et ainsi de créer un court-circuit. Il ne se forme pas de Cl2 à l'anode, car le Cl2 oxyde l'ion Sn2+ en formant l'ion Sn4+.
L'électrolyse devrait se faire avec un courant de l'ordre de 0.1 A/dm2.
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OlivierSPb
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Re: Electrolyse d'alliages de cuivre

Messagepar OlivierSPb » 15 Juin 2017, 12:18

Par raffinage, j'entends obtenir les produits les plus purs possibles.
Si après attaque de l'alliage par HCL, le cuivre n'est pas pur (>99,9%), je le raffinerai par une électrolyse classique dans H²SO4.
En attaquant l'alliage avec HCl, je dégage du H².
L'électrolyse va quant à elle libérer du Cl.
Ce Cl va t'il se dégager en dichlore ou le Cl va t'il se recombiner avec l'eau contenue dans l'électrolyte?
A priori mon électrolyte est assez acide pour conserver mon SnCl² en tant que tel.
En ce qui concerne la formation de "cheveux" d'étain cela devrait pouvoir se gérer. En effet, on peut faire un traitement de surface pour étamer par électrolyse des pièces, et la fabrication de cathodes n'est jamais qu'un traitement de surface très épais. Je pense que la solution est d'utiliser certains adjuvants. Dans électrolyse du cuivre on a le même problème, le cuivre peut former des dendrites qui peuvent créer des courts-circuits. cela se gère en mettant dans l'électrolyte de la gélatine et de la thio-urée.
Les quantités seront de quelques kg car si on travaille avec des grammes ou des dizaines de grammes, il est difficile de constater ce qui se passe pour le dichlore par exemple, les détecteurs bon marché n'étant pas très sensibles.
Je sais bien qu'il va falloir essayer divers paramètres, mais je cherche des pistes car je peux faire varier tellement de paramètres (pH, température, tension, intensité,...) que je risque de ne pas trouver la combinaison idéale.
La densité de courant à 0.1 A/dm² me parait faible. Par comparaison on électrolyse le cuivre avec une densité de courant entre 250 et 320 A/m².

ecolami
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Re: Electrolyse d'alliages de cuivre

Messagepar ecolami » 17 Juin 2017, 09:34

Bonjour,
Quand tu voudras dissoudre tes alliages avec HCl tu verras que l'attaque se limite a la surface et il faudra se mette dans les conditions d'une dissolution du cuivre pour dissoudre totalement l'alliage: en résumé l'attaque sélective ne sera possible qu'avec le cuproaluminum.
L'électrolyse de HCl ou des chlorures formera une quantité proportionnelle de Dichlore gaz toxique suffocant. :demon: Ce n'est pas viable.
Tu ne dis pas ce que tu compte faire des déchets liquides que tu auras nécessairement.
Il serait surement plus logique de juste trier convenablement les alliages bronze, laiton pour les revendre tel quel.
Les ferrailleurs sont embêtés avec ces alliage parce qu'il est difficile de les identifier facilement.
Tri+traitement Produits chimiques 77 (Seine et Marne). Retraité depuis Octobre 2015
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