BE494914A - - Google Patents

Description

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  PROCEDE DE PREPARATION'D'UN BAIN DE SELS FONDUS CONTENANT DU CHLORURE 
STANNEUX ANHYDRE ET PAUVRE EN OXYDES ET EN OXYCHLORURES. 



  On sait que l'on peut étamer des objets de fer  d'acier,   de cui- 
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 vre ou d9alliages de cuivre en les trempant dans des bains de sels fondus, an- hydres et contenant du chlorure stanneux. La réaction se présente comme suit g Ou + Snel2 = GuOI2 + Sn .00000...'.ooeoosoooo. (1) Fe + SnGl2 = 6nlz + Sn ooo""""""""6600""""" (2) 
Il s'agit ici d'une réaction de substitution dans laquelle il se dépose toujours sur le corps plongé dans le bain un nombre d'atomes d'étain 
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 égal au nombre d'atomes de cuivre ou de fer cédés au bain par 19objet. On . comprendra aisément que ce procédé de substitution permet   d'effectuerun   éta- mage assurant une conservation précide des dimensions 'de l'objet traité.

   Ce procédé présente des avantages techniques   considérables,   étant donné que, contrairement aux procédés d'étamage connus, il permet de conserver exacte- ment les dimensions des objets plongés dans le bain, ce qui évite tout tra- vail de mise au point ultérieure La réaction a'lieu dans un bain de sels fon- 
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 dus, c3est-à-dire à une température relativement élevée (300 à 500C)o Par suite, 19étain dégagé se diffuse dans les objets plongés dans le bain en formant un alliage et établit ainsi une liaison extrêmement solide entre le couche d'étain superficielle et la matière de l'objet à étamer. 



   En dépit des avantages indiqués   ci=dessus,.   ce procédé d'étamage particulièrement simple n'a jamais été appliqué jusqu'ici sur une échelle ap- préciableo La cause de cet insuccès est purement économique. Le chlorure stanneux, qui est pratiquement le seul sel d'étain dont on peut envisager 
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 l'emploi, a l'inconvénient de se décomposer facilement, c9est dire que sous l'influence de l'oxygène ou'de l'humidité atmosphérique ou d-'oxydants., il estsusceptible de former aisément des   oxychlorures   ou même de véritables composes oxygénés.

   Les réactions correspondantes sont les suivantes   @   
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 2 SnCl2 + H20 + 0 s 2 SnGO1 + 2 HOI oaoooooooaooooo000 (3) ou SnCl2 + X20 * Sn0 + 2 SOI 0000oooooaooooaoooeooooooooa (4) 

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 Avec des oxychlorures ou des oxydes, le processus d'étamage par réaction de substitution décrit ne se déroule pas. Les deux composés   oxygé-   nés sont insolubles tant dans le chlorure stanneux pur que dans des bains de sels fondus contenant du chlorure stanneux (formation de boue) et se refusent à la réaction d'étamage, ce qui conduit à des pertes en étain inadmissibles. 



  Ces composés oxygénés se forment en particulier lors de la préparation du bain salin, mais aussi pendant le processus d'étamage lui-même. 



   1 ) - Oxydation lors de la préparation du bain   salino-   
Le chlorure stanneux existe dans le commerce sous la forme d'eau 
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 de cirstallisation bi-moléculaire (SnClz m20)o Ce sel fond à 37,7  dans son eau de cristallisation. Si l'on continue à chauffer, l'eau de cristalli- sation s'évapore avec un bouillonnement intense. En même temps, des quantités considérables de chlorure de zinc se décomposent suivant les équations (3) et (4) Extérieurement, ce processus de décomposition est reconnaissable au chan- gement de coloration du sel fondu qui passe d'un aspect limpide à une couleur jaune sels ou verte au fur et à mesure de la formation de   l'oxyde.   



   Les réactions 3 et 4 peuvent être décalées légèrement vers la gau- che, c'est-à-dire du côté du chlorure stanneux   diaprés   la loi d'action de mas- se par addition d'acide chlorhydrique. Mais cette opération ne constitue pas un moyen de protection pratiquement efficace contre la décomposition. 
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  2 ) - Oxydation au cours du processus d'étamageo- 
Sous l'influence de l'air, la décomposition du chlorure stanneux est fortement accélérée pendant l'étamage (300 à   500 Co),   de sorte que même après un traitement de durée relativement courte, le bain salin devient inu-   tilisable.   Le chlorure stanneux oxydé est perdu pour l'étamage et ne peut être régénéré... 



   Pour freiner la décomposition du   chlorure   stanneux, plusieurs pro- cédés ont été proposés antérieuremento Ils consistent en général à ajouter du chlorure stanneux sous la forme d'un halogènure alcalin, d'un halogenure de terres alcalines, ou de chlorure de zinc, seuls ou en combinaisono a) - Chlorure de sodium. Avec le   SnC12,   il ne se forme aucun com- posé.

   Un mélange eutectique apparaît aux environs de 69 molécules-grammes % de SnCl2 et de 183  C On a proposé d'ajouter jusqu'à 90 molécules-grammes % 
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 de NaCl au SUC12. b) - Chlorure de potassium, Le diagramme 1\C1 SnC12 est représené sur la fige 1; d'après ce diagramme, les composés KC1" SnC12 et KC1" 3SnC1 se forment à un point de fusion respectif de 224  et de 208 Co Pour 62 molé- cules-grammes % de SnCl2 et à 18000 il apparaît un mélange eutectique, celui- ci se compose de 52 % de K01. SnCl2 et de 48 de KGlo3SnGl Pour freiner la décomposition du chlorure stanneux, on a proposé d'ajouter de i.7 à 38'molé-   cules-gramme s %   de KC1 Comme Limite inférieure, on a proposé la composition eutectique comportant 62 molécules-grammes % de SnC12.   :   c) - Chlorure de zinc.

   Avec le   SnC12,   il se forme un mélange eu- 
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 tectique pour 44 molécules-grammes % de ZnC12 à 171 Co Aucun composé. On a proposé d'ajouter de 5 à 70 % de ZnC12; le mélange comportant 50 % de SnC12 et z de ZnCl2 est particulièrement avantageux. Dans le diagramme KGImSnClz suivant la figo 1, les abscisses représentées des molécules-grammes % de SnC12 
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 et les ordonnées indiquent la température en  Co Sur la fig. 2 sont représentées les vitesses de décomposition de différents bains de sels fondus.

   Sur cette fi- gure, les abscisses représentant la durée de fusion en heures et les ordonnées représentent le pourcentage de décomposition de   SnCl2.   Les six courbes diffé- rentes de la fige 2 représentant respectivement (1) =   SnCl2   pur 
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 (2) = Mélange eutectique contenant 62 molécules-grammes % de <SnCl2, KCloSnC12 et KClo3SnC120 (3 ) = KClo3SnC12 

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 (4) = 50 % de SnCl2 + 50 % de ZnCl2o (5)   KOl.SnCl2 (6) = 60 % de KCl.SnCl2 et 4.0 % de KGl"JSnC120 
Des recherches poussées ont montré, d'autre part, que   Inaction   de toutes les adjonctions proposées jusqu'à présent est très faible en ce qui con- cerne la décomposition du chlorure stanneux.

   Quelques-uns des résultats d'expé- riences effectuées à cet égard sont représentés sur la fig 2 qui correspond à une température d'étamage moyenne de 350 C A titre de comparaison, on utilise la courbe 1 qui reproduit les conditions correspondent au SnC12 pur. On voit que dès la fusion, 6,5 % environ de SnCl2 se décompose (sur la figure à l'instant 0A) La décomposition croît linéairement avec la durée de l'essaio Si l'on a- joute au chlorure stanneux 38   molécules-grammes %   de KC1 (concentration eutecti- que), la courbe 2 montre que la décomposition du chlorure stanneux n'est que très peu réduite,, De même;

  , une addition de KC1 correspondant au composé   KClo3   SnCl2 (courbe 3) ne peut freiner que de facon inspéciale la composition de SnC12 A titre   d'exemple,   de l'effet d'une adjonction de ZnC12 on a représenté un mé- lange de 50 molécules-grammes % de   SnCl2   et de 50 molécules grammes % de Znc12 (courbe 4) L'effet de freinage de la décomposition est également peu considé- 
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 rableo Des mélanges de SnCl2 avec NaCl, NH4cl, MgC12, CaC129 et BaCl2 se compor- tent d'une manière analogue. 



   D'autre part, des recherches systématiques ont montré qu'une adjonc- 
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 tion de KCI correspondant à la formule du composé KCl.SnCl2 freine, dans une me- sure surprenante, comme le montre la courbe 5 de la fige 2, la décomposition du chlorure stanneux   qui,   par exemple après un essai de quatre   heures,   ne por- 
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 te que sur 3,5 % de SnCl2-, contre plus de 40 % avec du SnGl" pur, 30 % avec 50 molécules-grammes % de SnCl2, 22,5 % avec le mélange eutectique KCl. SnCl2 - Kol. 



  3 SnCl2 (62 molécules-grammes % de SnCl2 et 20,5 $ avec du KClo3SnC120 Une ad- jonction de KG1 correspondant à la formule KG1. SnGl2 réduit également la décom- position du chlorure stanneux de plus de 90 % Avec des durées d'essai encore plus longues, la supériorité de la formule KC1   SnCl2   est encore plus évidenteo Dès la fusion, cette formule se montre très stable. Alors que tous les autres mélanges subissent dès la deshydratation une perte en SnC12 de 4,5 à 6,5 %; cette perte n'atteint avec la formule KC1.SnC12 qu'environ 1 % (figure   2  ins- tant 0) On dispose ainsi des conditions préalables nécessaires à la mise en oeuvre du procédé d'étamage décrite La faible décomposition du chlorure stan- neux qui continue à avoir lieu est pratiquement admissible.

   L'amélioration technique par rapport aux procédés antérieure est évidente. Même une formule qui correspond encore au moins à   60 %   du composé KC1   SnCl2   donne encore un taux de perte en chlorure stanneux admissible au point de vue économique (figure 2 - courbe   6).   
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  Ces sels fondus, contenant au moins 60 zoo de KG1, SnCl2, présentent encore un autre avantage inattendu sur tous les autres bains salins d'étamage utilisés antérieurement. Cet avantage réside en ce qu'ils sont parfaitement non hygroscopiques. Alors que les sels d'étamage antérieurs absorbaient, même après une période relativement courte d'emmagasinage à l'air libre, l'humidité atmosphérique, en se transformant en une bouillie aqueuse, les mélanges salins tels que définis ci-dessus peuvent être conservés pendant une durée illimitée et restant absolument secs. 
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  EXEMPLE DE PREPARATION" On dissout environ 59,2 kgs d'étain fin dans 87,7 litres d'acide 
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 chlorhydrique (poids spécifique ls19)o On obtient ainsi environ i129g kgs de chlorure stanneux aqueux (SnCl2. 2 H20)o On peut également partir d'environ 11208 kgs de chlorure stanneux du commerce (SnGl2. 2 H20). On chauffe cette solution dans un creuset en fonte grise ou en graphite. Dès   37,7 Co,   ce sel se liquéfié dans sa propre eau de cristallisation. On introduit alors dans ce bain de sel fondu environ 37,3 kgs de chlorure de potassium, par exemple sous la forme de   sylvine.   Si l'on continue à chauffer en agitant constamment l'eau de cristallisation s'évapore avec bouillonnement.

   Peu à peu le mélange salin 
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 se déshydrate mais redevient liquide à 224 Co, point de fusion du composé pur, Il peut ensuite être emmagasiné sous la forme de masses coulées ou encore être 

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 utilisé immédiatement pour l'étamage (rendement environ 132 kgs de Kc1 SnC12)) Il peut être éventuellement avantageux de faire subir aux sels préparés décrits ci-dessus de formule KC1,Snc12 une dilution de   dessication   additionnellepar exemple, quand le processus d'étamage doit avoir une durée particulièrement lon- gue Cette opération peut s'effectuer à l'aide de sels neutres et peu coûteux, tels qu'halogénures de métaux alcalins, de métaux de terre alcaline et de zinc.

Claims (1)

1. La seule condition essentielle est que les sels employés donnent en combinaison avec KC1 SncCd12 un mélange dont le point de fusion soit inférieur à 600 Co RESUME.

   @ L'invention a pour objet 1 ) - Un procédé de préparation d'un bain de sels fondus contenant du chlorure stanneux, anhydre et pauvre en oxydes et en oxychlorures, en vue de l'étamage d'objets en fern,e n alliage de fer, en cuivre ou en alliage de cui- vre ou encore en alliage de zinc par réaction de substitution dans des bains salins liquides, remarquable en ce que le chlorure d'étain est fondu avec du chlorure de potassium suivant la formule KC1 SnClo 2 ) - Mode de mise en oeuvre du procédé suivant 1 dans lequel le chlorure de potassium et le chlorure stanneux sont fondus ensemble dans un rap- port moléculaire correspondant au moins à 60 % de la formule KCl.

   SnCl2a 3 ) - Une disposition additionnelle du procédé suivant 1 et 2 , re- marquable en ce qu'on dilue le sol de formule KC1,Snc12 4 ) - Mode d'exécution de la disposition additionnelle suivant 3 remarquable en ce qu'on utilise pour ladite dilution des sels qui donnent avec KCl.SnCl2 un mélange dont le point de fusion est inférieur à 600 C