FR2462491A1 - METHOD FOR ADJUSTING THE ELECTROLYTIC DEPOSITION OF A METAL IN THE PRESENCE OF IMPURITIES - Google Patents
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Abstract
L'INVENTION CONCERNE LE REGLAGE DES OPERATIONS DE DEPOT ELECTROLYTIQUE DES METAUX. ELLE SE RAPPORTE A UN PROCEDE DE REGLAGE SELON LEQUEL UN COURANT D'ELECTROLYTE CIRCULE CONSTAMMENT DANS UNE CELLULE D'ESSAI DANS LAQUELLE LA SURTENSION D'ACTIVATION EST MESUREE ENTRE UNE CATHODE ET UNE ELECTRODE DE REFERENCE, AVEC UN COURANT DE FAIBLE INTENSITE. LA SURTENSION D'ACTIVATION EST MESUREE AU MOMENT DU DEPOT COMMENCANT DE METAL, ET SA VALEUR CORRESPOND A LA CONCENTRATION DES IMPURETES ET A LA CONCENTRATION DES AGENTS MODIFICATEURS DE POLARISATION EVENTUELLEMENT PRESENTS. LA CONCENTRATION DES IMPURETES OU CELLE DES AGENTS MODIFICATEURS EST REGLEE AFIN QUE LA SURTENSION D'ACTIVATION REVIENNE DANS UNE PLAGE OPTIMALE. APPLICATION AU REGLAGE DES OPERATIONS D'OBTENTION ET DE DEPOT ELECTROLYTIQUE DES METAUX.THE INVENTION CONCERNS THE ADJUSTMENT OF ELECTROLYTIC METAL DEPOSIT OPERATIONS. IT RELATES TO A TUNING PROCEDURE ACCORDING TO WHICH AN ELECTROLYTE CURRENT CONSTANTLY FLOWS IN A TEST CELL IN WHICH THE ACTIVATION OVERVOLTAGE IS MEASURED BETWEEN A CATHODE AND A REFERENCE ELECTRODE, WITH A LOW CURRENT. THE ACTIVATION OVERVOLTAGE IS MEASURED AT THE TIME OF THE BEGINNING OF METAL DEPOSIT, AND ITS VALUE CORRESPONDS TO THE CONCENTRATION OF IMPURITIES AND THE CONCENTRATION OF POLARIZATION MODIFIER AGENTS WHICH MAY BE PRESENT. THE CONCENTRATION OF IMPURITIES OR THAT OF MODIFIER AGENTS IS REGULATED SO THAT THE ACTIVATION OVERVOLTAGE RETURNS TO AN OPTIMAL RANGE. APPLICATION TO THE SETTING OF METAL OBTAINING AND ELECTROLYTIC DEPOSIT OPERATIONS.
Description
La présente invention concerne un procédé et un appareil de réglageThe present invention relates to a method and apparatus for adjusting
continu du dépôt électrolytique des métaux et plus précisément un procédé de mesure de la surtension d'activation d'un dépôt métallique et de réglage de la purification de l'électrolyte et des opé- rations de dépôt électrolytique en fonction d'écarts des valeurs enregistrées de la surtension continuous electrolytic deposition of metals and more precisely a method for measuring the activation surge of a metal deposit and for adjusting the electrolyte purification and electroplating operations as a function of deviations from the recorded values overvoltage
par rapport aux valeurs voulues, et l'invention concer- in relation to the desired values, and the invention relates
ne aussi un appareil destiné à la mise en oeuvre du also a device for the implementation of the
procédé.process.
Au cours des opérations de dépôt électrolyti- During electroplating operations
que de métaux tellesque l'obtention électrolytique, l'af- than metals such as electrolytic
finage par électrolyse et le dépôt électrolytique, on utilise des électrolytes qui contiennent des impuretés qui, lorsque leur concentration dépasse certaines valeurs critiques, peuvent se déposer en même temps que electrolytic finishing and electrolytic deposition, electrolytes are used which contain impurities which, when their concentration exceeds certain critical values, can be deposited at the same time as
le métal et peuvent donc contaminer le dépôt ou provo- metal and may therefore contaminate the deposit or provoke
quer sa remise en solution, avec une réduction corres- to put it into solution with a corresponding reduction
pondante du rendement de dépôt du métal.On peut utili- of the metal deposition efficiency.
ser des opérations de purification, avant l'électrolyse, afin de réduire la concentration des impuretés de l'électrolyte. En plus de la purification, on peut perform purification operations, prior to electrolysis, to reduce the concentration of impurities in the electrolyte. In addition to purification, one can
ajouter un ou plusieurs adjuvants polarisantsà l'élec- add one or more polarizing additives to the electri-
trolyte afin qu'ils facilitent la formation de dépôts lisses et réguliers, et qu'ils réduisent les effets des trolyte so that they facilitate the formation of smooth, regular deposits and reduce the effects of
impuretés restantes.remaining impurities.
Ces adjuvants polarisants provoquent une mo- These polarizing adjuvants cause a
dification de la polarisation. Cette dernière peut être polarization definition. The latter can be
modifiée par augmentation ou réduction de la concentra- modified by increasing or reducing the concentration
tion d'un agent provoquant une polarisation. La polari- an agent causing polarization. The polar
sation peut aussi être modifiée par réduction ou augmen- may also be modified by reduction or increase
tation de la concentration d'un agent provoquant une dépolarisation. Ces agents, aussi bien polarisants que dépolarisants, peuvent être présents dans l'électrolyte transmis aux cellules par l'installation de purification, ou il peut s'agir de substances, telles qu'une colle à la gélatine, qui sont ajoutées à l'électrolyte afin tation of the concentration of an agent causing depolarization. These agents, both polarizing and depolarizing, may be present in the electrolyte transmitted to the cells by the purification plant, or they may be substances, such as a gelatin glue, which are added to the electrolyte so
qu'elles règlent le processus de dépôt électrolytique. that they regulate the process of electrolytic deposition.
Il faut donc bien noter que l'expression "agent modifi- It should be noted that the term "modifying agent"
cateur de la polarisation" désigne les deux types d'agents provoquant aussi bien une polarisation qu'une dépolarisation. Il faut aussi noter qu'une substance donnée n'agit pas toujours de la même manière dans différentes opérations. Ainsi, une substance peut jouer le rôle d'un agent polarisant dans une opération, "polarization factor" refers to both types of agents causing both polarization and depolarization.It should also be noted that a given substance does not always act in the same way in different operations. the role of a polarizing agent in an operation,
le rôle d'un agent dépolarisant dans une autre opéra- the role of a depolarizing agent in another opera-
tion mettant en oeuvre un métal différent ou peut être using a different metal or can be
inactive dans une troisième opération. De manière ana- inactive in a third operation. In an analogous
logue, on sait que des impuretés peuvent "catalyser" logue, we know that impurities can "catalyze"
les effets des agents modificateurs de polarisation. the effects of polarization modifying agents.
Ainsi, on sait que certaines expériences peuvent être Thus, we know that certain experiments can be
nécessaires avant le choix décisif d'agents modifica- before the decisive choice of modifying agents.
teurs de polarisation convenant à une opération donnée. polarization factors suitable for a given operation.
Les procédés: actuellement utilisés pour la détermination de la pureté d'un électrolyte reposent sur des analyses chimiques et sur la détermination des The methods currently used for the determination of the purity of an electrolyte are based on chemical analyzes and the determination of the
rendements en courant, constituant une mesure de la te- current yields, constituting a measure of the
neur en impuretés, alors que celles qui mettent en oeu- impurities, whereas those which
vre l'addition d'agents modificateurs de polarisation convenables reposent simplement sur l'entretien d'une concentration constante des agents dans l'électrolyte The addition of suitable polarizing modifiers is simply a matter of maintaining a constant concentration of the agents in the electrolyte.
malgré les variations de la qualité de celui-ci. Ces pro- despite variations in the quality of it. These
cédés provoquent des variations de la qualité du mé- give rise to variations in the quality of the
tal déposé et du rendement de l'opération de dépôt électro- deposited and the performance of the electronic filing
lytique. Il existe déjà un certain nombre de références qui concernent des procédés de détermination des effets lytic. There are already a number of references which relate to methods of determining the effects
des impuretés et des adjuvants sur les opérations de dé- impurities and adjuvants on
pôt électrolytique de métaux, et de détermination de la electrolytic deposit of metals, and determination of
pureté des solutions d'électrolyte. purity of the electrolyte solutions.
Le brevet des Etats-Unis d'Amérique The patent of the United States of America
n0 3 925 168 décrit un procédé et un appareil de détermi- No. 3,925,168 discloses a method and apparatus for determining
nation de la teneur en matière colloidale,en colle ou en agent actif de rugosité, dans un bain de cuivrage, par détermination des relations entre la surtension et la densité de courant dans des solutions ayant des teneurs variables en réactifs connus, et par comparaison des colloidal matter content, glue or active roughness agent, in a copper plating bath, by determining the relationship between overvoltage and current density in solutions with varying contents of known reagents, and comparing
résultats avec ceux d'une solution ayant un comporte- results with those of a solution with a
ment connu lors du dépôt et ayant une teneur connue en agent actif de rugosité. Le brevet canadien no 988 879 décrit un procédé de détermination et de réglage de la tension de polarisation cathodique en fonction de la densité de courant d'un électrolyte d'affinage du plomb, known during the deposition and having a known content of active roughness agent. Canadian Patent No. 988,879 describes a method for determining and adjusting the cathodic polarization voltage as a function of the current density of a lead refining electrolyte,
selon lequel la pente de la courbe représentant la ten- according to which the slope of the curve representing the
sion de polarisation en fonction de la densité de cou- polarization as a function of the density of
rant est une iffesure de la quantité des adjuvants, et is a measure of the amount of adjuvants, and
l'efficacité des adjuvants est modifiée lorsque la ten- the effectiveness of adjuvants is modified when the
sion de polarisation cathodique atteint des valeurs qui cathodic polarization reaches values that
sortent d'une plage prédéterminée. come out of a predetermined range.
Un certain nombre d'études de la littérature concerne des procédés analogues. L'article de C.L. Mantell et al dans Trans. Met. Soc. of AIME, 236, 718-725, mai 1966 montre la possibilité de l'utilisation des courbes courant-potentiel comme outil d'analyse pour le contrôle des impuretés métalliquesdans les solutions d'obtention électrolytique du manganèse. Cet article montre que les courbes de polarisation correspondant au dégagement de l'hydrogène sont sensibles aux impuretés métalliques qui affectent.la surface cathodique et modifient ainsi la surtension d'hydrogène.L'article de H.S. Jennings et al dans Metallurgical Transactions, 4, 921-926, avril A number of literature studies relate to analogous processes. The article by C. L. Mantell et al in Trans. Met. Soc. of AIME, 236, 718-725, May 1966 shows the possibility of the use of current-potential curves as an analytical tool for the control of metallic impurities in the electrolytic solutions of manganese. This article shows that polarization curves corresponding to the evolution of hydrogen are sensitive to metallic impurities that affect the cathodic surface and thus modify the hydrogen overvoltage. The article by HS Jennings et al in Metallurgical Transactions, 4, 921 -926, April
1973 décrit un procédé de mesure des courbes de polari- 1973 describes a method for measuring polar curves.
sation cathodique de solutions de sulfate de cuivre con- cathodic solution of copper sulphate solutions
tenant des quantités variables d'adjuvant, par variation holding variable amounts of adjuvant, by variation
de la tension appliquée et par enregistrement de la re- applied voltage and by recording the
lation entre la tension et la densité de courant. L'ar- between the voltage and the current density. The ar-
ticle de O. Vennesland et al, dans Acta Chem. Scand. article by O. Vennesland et al., in Acta Chem. Scand.
27, 3, 846-850, 1973 décrit les effets des concentra- 27, 3, 846-850, 1973 describes the effects of
tions de l'antimoine, du cobalt et du beta-naphtol dans un électrolyte à base de sulfate de zinc, sur la courbe courant-tension, obtenus par modification du potentiel antimony, cobalt and beta-naphthol in a zinc sulphate electrolyte, on the current-voltage curve, obtained by modifying the potential
cathodique, avec une vitesse programmée, par enregistre- cathode, with a programmed speed, by recording
ment des courbes et par comparaison de celles-ci avec une référence. L'article de T.N. Anderson et al, dans Metallurgical Transactions B, 7B, 333-338, septembre 1976 décrit un procédé de mesure de la concentration d'une colle dans un électrolyte d'affinage du cuivre, par détermination de courbes de balayage de polarisation curves and comparing them with a reference. The article by T.N. Anderson et al, in Metallurgical Transactions B, 7B, 333-338, September 1976 discloses a method of measuring the concentration of an adhesive in a copper refining electrolyte, by determining polarization scanning curves.
qui, par comparaison, donnent une mesure de la concen- which, by comparison, give a measure of the concentration
tration d'une colle. Le brevet des Etats-Unis d'Améri- glue. The patent of the United States of America
que no 4 146 437 décrit l'utilisation d'une technique voltamétrique cyclique pour l'évaluation de la qualité No. 4 146 437 describes the use of a cyclic voltammetric technique for the evaluation of the quality of
d'électrolyte à base de sulfatesde cuivre et de zinc. of electrolyte based on sulphates of copper and zinc.
Les enregistrements voltamétriques cycliques, représen- Cyclic voltammetric recordings, representing
tant les relations courant-tension pour les parties de dépôt cathodique et de dissolution anodique, et des courbes de polarisation sont relevés et permettent both the current-voltage relationships for the cathodic deposition and anodic dissolution portions, and polarization curves are noted and allow
la détermination approximative des quantités d'impure- the approximate determination of the quantities of impure-
tés et d'adjuvant-dans des électrolytes à base de sul- and adjuvant-in sodium-based electrolytes
fate de zinc.zinc fate.
Le premier groupe de documents cités concerne des procédés dans lesquels un métal est déposé sur une -électrode et des courbes courant-tension ou densité The first group of documents cited concerns processes in which a metal is deposited on an electrode and current-voltage or density curves
de courant-tension représentent des potentiels de pola- current-voltage represent potentials of polarity
risation cathodique en fonction de courants et/ou de cathodic reaction according to currents and / or
densités de courant variables.variable current densities.
L'article de T.R. Ingraham et al dans Can. The article by T. R. Ingraham et al in Can.
Met. Quarterly, 11, 2, 451-454, 1972 décrit un appareil Met. Quarterly, 11, 2, 451-454, 1972 discloses a device
de mesure de la qualité des électrolytes de zinc, des- measuring the quality of zinc electrolytes,
tinés à la mesure de la quantité d'hydrogène cathodique to measure the amount of cathodic hydrogen
dégagé pendant le dépôt électrolytique du zinc et indi- during the electrolytic deposition of zinc and indi-
quant le rendement en courant par comparaison du poids de zinc déposé à la fois avec la quantité prévue de zinc et avec la vitesse de dégagement de l'hydrogène. Le brevet des Etats-Unis d'Amérique n0 4 013 412 décrit un procédé de contrôle de la pureté d'une solution the current efficiency by comparing the weight of zinc deposited with both the expected amount of zinc and the rate of evolution of hydrogen. U.S. Patent No. 4,013,412 discloses a method for controlling the purity of a solution
purifiée de sulfate de zinc, par traitement d'un échan- purified zinc sulphate, by treatment of an
tillon de la solution au cours d'une électrolyse, par combustion des gaz dégagés et par mesure de la pression interne dans la chambre de combustion, constituant une mesure indirecte du rendement en courant. Les articles during the electrolysis, by combustion of the evolved gases and by measurement of the internal pressure in the combustion chamber, constituting an indirect measure of the current efficiency. The articles
de M. Maja et al dans J. Electrochem. Soc., 118, 9, 1538- of M. Maja et al in J. Electrochem. Soc., 118, 9, 1538-
1540, 1971 et de P. Benvenuti et al dans La Metallurgia Italiana, 60, 5, 417-423, 1968 décrivent des procédés de détection des impuretés et de mesure de la pureté de 1540, 1971 and P. Benvenuti et al in La Metallurgia Italiana, 60, 5, 417-423, 1968 describe methods of detecting impurities and measuring the purity of
solutions de sulfate de zinc par dépôt de zinc puis dis- zinc sulphate solutions by zinc deposition and then dis-
solution électrolytique du zinc déposé et établissement d'une relation entre le rendement calculé en courant electrolytic solution of deposited zinc and establishing a relationship between the calculated current yield
et la teneur en impuretés.and the content of impurities.
Ce second groupe de documents concerne des procédés et des appareils de détermination de la pureté This second group of documents relates to methods and apparatus for determining purity
de l'électrolyte, mettant en oeuvre l'électrolyse de so- electrolyte, using the electrolysis of
lutions pour la détermination du rendement en courant qui for the determination of the current efficiency
est ensuite relié à la pureté de l'électrolyte. is then connected to the purity of the electrolyte.
La demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique n' 052 921 déposée le 26 juin 1979 décrit un procédé de réglage d'une opération de séparation du zinc d'une solution de sulfate de zinc pour électrolyse, comprenant U.S. Patent Application No. 052,921, filed June 26, 1979, discloses a method for controlling a process for separating zinc from a solution of zinc sulfate for electrolysis, comprising
la réduction d'un potentiel appliqué entre des électro- the reduction of a potential applied between electro-
des placées dans une cellule d'essai contenant un échan- placed in a test cell containing a sample of
tillon de solution, avec une vitesse constante vers une intensité de courant pratiquement nulle, la mesure du of solution, with a constant speed towards a current intensity of almost zero, the measurement of the
potentiel décroissant, l'arrêt de la réduction du po- decreasing potential, stopping the reduction of the
tentiel à une valeur correspondant au moment auquel le to a value corresponding to the moment at which the
zinc commence à se déposer, la détermination de la sur- zinc starts to settle, the determination of
tension d'activation, la détermination de la relation entre la surtension d'activation et la concentration des impuretés, et le réglage de l'opération d'obtention activation voltage, determining the relationship between the activation overvoltage and the concentration of impurities, and setting the obtaining operation
électrolytique afin que la séparation du zinc soit op- electrolytic so that the separation of zinc is op-
timale. Bien que le procédé décrit dans cette demande de brevet ne nécessite plus l'électrolyse d'une solution pour la détermination des rendements en courant ou pour la mesure des potentiels de polarisation en fonction de courants ou de densités de courant variables, il présente timale. Although the method described in this patent application no longer requires the electrolysis of a solution for the determination of current yields or for the measurement of the polarization potentials as a function of currents or of variable current densities, it presents
encore plusieurs inconvénients. Ce procédé n'est pas con- still several disadvantages. This process is not
tinu et il nécessite la détermination de la valeur de la surtension d'activation pour chaque échantillon, par réduction à chaque fois du potentiel appliqué jusqu'à ce que la valeur à laquelle le zinc commence à se dé- poser soit atteinte, et la densité de courant s'éloigne tinu and it requires the determination of the value of the activation overvoltage for each sample, by reduction each time of the applied potential until the value at which the zinc begins to settle is reached, and the density current moves away
de sa valeur pratiquement nulle pour une petite réduc- its value is practically zero for a small reduction
tion supplémentaire du potentiel.additional potential.
On constate selon l'invention que la réduc- According to the invention, it can be seen that the reduction
tion du potentiel appliqué n'est pas nécessaire pour applied potential is not necessary in order to
la détermination de la valeur de la surtension d'activa- determining the value of the power surge
tion. Ainsi, on constate selon l'invention que la sur- tion. Thus, according to the invention, it can be seen that
tension d'activation peut être mesurée en fonction du temps, à une faible intensité réglée de courant, et que activation voltage can be measured as a function of time, at a low current set intensity, and that
les opérations de purification et de dépôt électroly- purification and electrolysis
tique peuvent être réglées par correction des quantités des réactifs en fonction des écarts entre les valeurs enregistrées de la surtension et les valeurs voulues, can be adjusted by correcting the reagent quantities according to the differences between the recorded values of the overvoltage and the desired values,
afin que les valeurs redeviennent optimales. so that the values become optimal again.
Le procédé et l'appareil selon l'invention s'ap- The method and apparatus according to the invention is
pliquent à des opérations de dépôt électrolytique de mé- apply to electrolytic deposition operations of
taux qui mettent en oeuvre des électrolytes préparés pour le revêtement électrolytique des métaux, qui sont utilisés dans des opérations de séparation des métaux par obtention.électrolytique, ou qui sont utilisés dans which employ electrolytes prepared for the electrolytic coating of metals, which are used in metal separation operations by electrolytic obtaining, or which are used in
des opérations d'affinage électrolytique des métaux. electrolytic refining of metals.
Dans de nombreux cas, les opérations de dépôt électro- In many cases, electronic filing operations
lytique comportent une opération de purification. Le procédé et l'appareil selon l'invention peuvent être utilisés dans les opérations de dépôt électrolytique des métaux tels que le zinc, le cuivre, le plomb, le fer, le cobalt, le nickel, le manganèse, le chrome, l'étain, le cadmium, le bismuth, l'indium, l'argent, l'or, le rhodium lytic include a purification operation. The method and apparatus according to the invention can be used in the electrolytic deposition of metals such as zinc, copper, lead, iron, cobalt, nickel, manganese, chromium, tin , cadmium, bismuth, indium, silver, gold, rhodium
et le platine.and platinum.
Lorsqu'une solution contenant des.ions métal- When a solution containing metal ions
liques ou un électrolyte est soumise à un courant de faible intensité réglée appliqué à des électrodes placées or an electrolyte is subjected to a controlled low current applied to electrodes placed
dans une cellule d'essai contenant l'électrolyte et lors- in a test cell containing the electrolyte and
que le courant a une valeur qui suffit pour qu'il provo- that the current has a value sufficient for it to provoke
que un dépôt commençant de métal sur une cathode convena- that a metal deposit on a suitable cathode
ble formée d'une matière autre que le métal déposé, la valeur du potentiel résultant représente la surtension formed of a material other than the deposited metal, the value of the resulting potential represents the surge
d'activation du dépôt métallique sur la cathode conve- activation of the metal deposit on the cathode
nable. Lorsque la cathode est mobile, des valeurs de la nable. When the cathode is mobile, values of the
surtension d'activation peuvent être mesurées et enre- activation surge can be measured and recorded
gistrées et l'opération de dépôt électrolytique du mé- and the electrolytic deposition operation of the
tal peut être réglée d'après les valeurs mesurées et It can be set according to the measured values and
enregistrées de la surtension d'activation. Dans le pré- registered overvoltage activation. In the pasture-
sent mémoire, l'expression "dépôt commençant" désigne le dépôt d'un métal qui vient juste de commencer et se memory, the term "beginning deposit" means the deposit of a metal which has just begun and
limite au recouvrement partiel de la surface de la ca- limited to the partial recovery of the area of the
thode mobile par le métal. Les valeurs mesurées pour la surtension d'activation peuvent être utilisées comme une mesure directe de la concentration des impuretés mobile thode by the metal. Measured values for activation surge can be used as a direct measure of impurity concentration
(c'est-à-dire de l'efficacité d'une opération de purifi- (ie the effectiveness of a purification operation
cation), de la concentration d'un agent modificateur de cation), the concentration of a
polarisation, et de la concentration d'un tel agent mo- polarization, and the concentration of such a
dificateur de polarisation par rapport à la concentration des impuretés dans l'électrolyte, dans une opération de polarization modifier with respect to the concentration of impurities in the electrolyte, in a
dépôt électrolytique d'un métal qui comprend une opéra- electrolytic deposition of a metal which comprises an
tion de purification. En fonction des valeurs mesurées pour la surtension d'activation, plusieurs modifications sont possibles, soit séparément soit en combinaison: purification. Depending on the values measured for the activation overvoltage, several modifications are possible, either separately or in combination:
l'opération de purification peut être réglée, la con- the purification operation can be adjusted, the con-
centration de l'agent modificateur de polarisation peut être réglée dans l'électrolyte, ou la concentration de l'agent modificateur de polarisation dans l'électrolyte peut être réglée par rapport à la concentration des impuretés, et la concentration des impuretés peut être réglée afin que le rendement soit optimal et que les The polarization modifier may be set in the electrolyte, or the concentration of the polarization modifier in the electrolyte may be adjusted in relation to the concentration of impurities, and the concentration of the impurities may be adjusted to that the yield is optimal and that the
dépôts métalliques formés au cours du dépôt électroly- metal deposits formed during the electrolysis
tique soient lisses.tick be smooth.
Ainsi, l'invention concerne un procédé de réglage d'une opération de dépôt électrolytique d'un - 8 métal mettant en oeuvre un électrolyte contenant des impuretés, ce procédé comprenant l'établissement d'un circuit d'essai comprenant une cellule d'essai, un échantillon d'électrolyse, une cathode mobile ayant une surface exposée à l'électrolyte, une anode et une électrode de référence, les électrodes étant immergées dans l'échantillon, une source de courant constant et Thus, the invention relates to a method for controlling an electrolytic deposition operation of a metal employing an electrolyte containing impurities, said method comprising the establishment of a test circuit comprising a cell of an electrolytic sample, a moving cathode having a surface exposed to the electrolyte, an anode and a reference electrode, the electrodes being immersed in the sample, a constant current source and
un dispositif de mesure relié électriquement aux élec- a measuring device electrically connected to electri-
trodes, l'application d'un courant de faible intensité aux électrodes placées dans la cellule d'essai, cette intensité étant suffisante pour qu'elle provoqué le dé pt trodes, the application of a current of low intensity to the electrodes placed in the test cell, this intensity being sufficient for it to provoke the deposition
commençant du métal sur la cathode, la mesure de la sur- beginning of the metal on the cathode, the measurement of the
tension d'activation au moment du dépôt commençant du mé- activation voltage at the time of deposit starting from
tal, la détermination de la relation entre la surtension d'activation et la concentration des impuretés dans l'échantillon, et le réglage de l'opération de séparation tal, the determination of the relationship between the activation overvoltage and the concentration of impurities in the sample, and the setting of the separation operation
du métal afin que celui-ci se dépose de façon optimale. metal so that it settles optimally.
Dans un-second mode de réalisation, le procédé In a second embodiment, the method
comprend le réglage d'une opération de dépôt électrolyti- includes the setting of an electroplating operation
que d'un métal, mettant en oeuvre un électrolyte contenant than a metal, using an electrolyte containing
au moins un agent modificateur de polarisation, ce pro- at least one polarization modifying agent, this
cédé comprenant la mesure de la surtension d'activation par le procédé décrit précédemment, la détermination de la relation entre la surtension mesurée d'activation et la concentration de l'agent modificateur ou des agents method comprising measuring the activation overvoltage by the method described above, determining the relationship between the measured activation overvoltage and the concentration of the modifying agent or agents.
modificateurs de polarisation présents dans l'échantil- polarization modifiers present in the sample
lon, et le réglage de la concentration de cet agent mo- lon, and the adjustment of the concentration of this
dificateur dans l'électrolyte afin que le rendement soit optimal et que les dépôts métalliques soient lisses, in the electrolyte so that the yield is optimal and the metal deposits are smooth,
au cours du dépôt électrolytique. during electrolytic deposition.
Dans un troisième mode de réalisation, le procédé comprend le réglage d'une opération de In a third embodiment, the method comprises setting a
d5pôt. électrdlytique.:d'un métal avec un-élec- d5pôt. electrolytic: of a metal with a
trolyte qui contient des impuretés et au moins un agent modificateur de polarisation, le procédé comprenant la mesure de la surtension d'activation suivant le procédé décrit précédemment, la détermination de la relation entre la surtension mesurée d'activation et le rapport des concentrations des impuretés et du ou des agents trolyte which contains impurities and at least one polarization modifying agent, the method comprising measuring the activation overvoltage according to the method described above, determining the relationship between the measured activation overvoltage and the ratio of the concentrations of the impurities and the agent (s)
modificateurs de polarisation présents dans l'échantil- polarization modifiers present in the sample
lon, et le réglage de ce rapport des concentrations dans l'électrolyte afin que le rendement de dépôt soit optimal et que les dépôts métalliques soient lisses, pendant le lon, and adjusting this ratio of concentrations in the electrolyte so that the deposition efficiency is optimal and that the metal deposits are smooth, during the
dépôt électrolytique.electrolytic deposition.
L'appareil utilisé pour le procédé de mesure de la surtension d'activation d'un métal comprend un circuit d'essai qui comporte une cellule d'essai, un The apparatus used for the method of measuring the activation surge of a metal comprises a test circuit which comprises a test cell, a
échantillon d'électrolyte, une cathode mobile, une ano- electrolyte sample, a moving cathode, an anode
de, une électrode de référence, une alimentation à cou- of a reference electrode, a power supply with
rant constant et un dispositif de mesure de la surtension d'activation. La cellule d'essai est un petit récipient de section circulaire, carrée ou rectangulaire, formé d'une matière convenable et qui résiste de préférence à la corrosion par l'électrolyte tout en étant assez grand constant and a device for measuring the activation surge. The test cell is a small vessel of circular, square or rectangular cross section, made of a suitable material and preferably resistant to corrosion by the electrolyte while being large enough
pour contenir un échantillon convenable de l'électroly- to contain a suitable sample of the electrolyte
te. Le cas échéant, la cellule peut être ventilée afin que le gaz qui se dégage puisse s'échapper. Un dispositif, you. If necessary, the cell can be ventilated so that the gas that emerges can escape. A device,
placé dans la cellule, rend possible l'addition et l'é- placed in the cell makes it possible to add and
vacuation continues de l'électrolyte de la cellule continuous evacuation of the electrolyte from the cell
d'essai. Les trois électrodes sont immergées dans l'é- test. The three electrodes are immersed in the
chantillon d'électrolyte et sont placées de façon amo- electrolyte sample and are placed amo
vible dans la cellule, à des distances constantes les in the cell, at constant distances from
unes des autres.each other.
La cathode mobile est formée d'une matière conductrice de l'électricité autre que le métal déposé, The moving cathode is formed of an electrically conductive material other than the deposited metal,
cette matière pouvant être utilisée au cours de l'opéra- this material can be used during the opera-
tion de dépôt électrolytique du métal déposé et étant electrolytic deposition of the deposited metal and being
compatible avec l'électrolyte utilisé dans cette opéra- compatible with the electrolyte used in this operation.
tion. La matière de la cathode mobile peut être la même que celle de la cathode ou des cathodes utilisées au cours de l'opération de dépôtélectrolytique, pourvu que cette matière soit différente du métal déposé. Par tion. The material of the moving cathode may be the same as that of the cathode or cathodes used during the electroplating operation, provided that this material is different from the deposited metal. By
exemple, lors du réglage d'opérations de dépôt élec- example, when setting up electronic filing operations
trolytique à l'aide d'un électrolyte à base de sulfate, par exemple dans des opérations de dépôt de zinc, de cuivre, de manganèse, de nickel, de cobalt, de fer et de cadmium, la cathode mobile est avantageusement formée d'aluminium ou d'un alliage convenable d'aluminium. Le cas échéant, une cathode mobile formée d'autres matières, par exemple le titane, le fer, l'acier, l'acier inoxyda- ble, le nickel, le plomb, le cuivre ou analogue, peut trolytic using a sulfate-based electrolyte, for example in deposition operations of zinc, copper, manganese, nickel, cobalt, iron and cadmium, the moving cathode is advantageously formed of aluminum or a suitable alloy of aluminum. Where appropriate, a moving cathode formed of other materials, for example titanium, iron, steel, stainless steel, nickel, lead, copper or the like, may
être utilisée dans une opération de dépôt électrolytique. be used in an electroplating operation.
Un peut aussi utiliser une électrode souple et mobile One can also use a flexible and mobile electrode
d'une matière plastique ayant une conductivité convena- of a plastics material having a suitable conductivity
ble.corn.
La cathode mobile a une surface d'étendue constante au contact de l'électrolyte placé dans la cellule. On détermine au'une surface de contact avec l'électrolyte de la cellule comprise entre environ 0,1 The moving cathode has a surface of constant extent in contact with the electrolyte placed in the cell. An area of contact with the electrolyte of the cell of about 0.1 is determined.
et 1 cm2 donne d'excellents résultats. La cathode mo- and 1 cm2 gives excellent results. The cathode
bile est de préférence un fil ou une bande placé dans un support cathodique et se déplaçant dans celui-ci.Le support enveloppe la cathode mobile sauf à la surface bile is preferably a wire or a strip placed in a cathodic support and moving in it.The support surrounds the moving cathode except at the surface
constante qui est au contact de l'électrolyte. Un dis- constant which is in contact with the electrolyte. A disc
positif assure le déplacement de la cathode mobile par positive ensures the displacement of the moving cathode by
intermittence ou en continu dans son support et en con- intermittently or continuously in its support and in
séquence au contact avec J'électrolyte. De préférence, sequence in contact with the electrolyte. Preferably,
ce dispositif permet le déplacement continu de la ca- this device allows the continuous movement of the body
thode à vitesse constante. L'utilisation d'une cathode constant speed thode. The use of a cathode
mobile formée d'un fil ou d'une bande présente un cer- mobile web or strip has a certain
tain nombre d'avantages. Aucune préparation spéciale a number of advantages. No special preparation
de la surface de la cathode n'est habituellement né- the surface of the cathode is usually not
cessaire, le fil ou la bande est facilement disponible necessary, the wire or the tape is easily available
à un faible prix, et les résultats des essais sont re- at a low price, and the results of the tests are
productibles. La cathode mobile n'a pas à être rempla- producible. The moving cathode does not have to be replaced
cée et elle permet ainsi un fonctionnement intermittent and thus allows intermittent operation
ou continu. La plupart des matières cathodiques conve- or continuous. Most cathodic materials suitable for
nables disponibles dans le commerce sous forme de fils ou de bandes sont utiles dans la mesure o elles ont commercially available yarns or webs are useful to the extent that they are
des surfaces suffisamment lisses et propres, des pro- surfaces that are sufficiently smooth and clean,
priétés suffisantes de résistance à la corrosion dans l'électrolyte, une ductilité suffisante pour qu'elles puissent être déplacées dans le support cathodique, et des caractéristiques électrochimiques qui permettent l'obtention de résultats reproductibles au cours des essais. L'anode est formée d'une matière inerte con- venable qui permet le dégagement des gaz. Par exemple, sufficient corrosion resistance in the electrolyte, sufficient ductility so that it can be displaced in the cathodic support, and electrochemical characteristics that allow reproducible results to be obtained during the tests. The anode is formed of a suitable inert material which allows the release of gases. For example,
dans un électrolyte à base de sulfate, une matière ano- in a sulphate-based electrolyte, an anode material
dique qui convient est un alliage plomb-argent. On cons- A suitable alloy is a lead-silver alloy. We build
tate selon l'invention que, dans les électrolytes à according to the invention that in the electrolytes to
base de sulfate, des anodes formées d'un alliage plomb- sulphate base, anodes formed of a lead-lead alloy
argent contenant 0,75 % d'argent donnent satisfaction et que, dans les électrolytes contenant des chlorures, silver containing 0.75% of silver give satisfaction and that in electrolytes containing chlorides,
autres que ceux qui contiennent de l'acide chlorhydri- - other than those containing hydrochloric acid -
que concentré, le platine donne satisfaction. D'autres matières d'inertie convenable pour la formation de l'anode sont le carbone et le graphite. L'électrode de référence peut être l'une quelconque d'un certain nombre d'électrodes convenables de référence telles que par that concentrated, the platinum gives satisfaction. Other materials of inertia suitable for the formation of the anode are carbon and graphite. The reference electrode may be any of a number of suitable reference electrodes such as by
exemple une électrode normale au calomel. example a normal calomel electrode.
Les trois électrodes sont reliées électrique- The three electrodes are electrically connected
ment à une source de courant constant et à un dispositif de mesure de la surtension d'activation. La source de courant constant est reliée à l'anode et à la cathode a constant current source and a device for measuring the activation overvoltage. The constant current source is connected to the anode and the cathode
mobile. Le dispositif de mesure de la surtension d'ac- mobile. The device for measuring the overvoltage of
tivation mesure la surtension sur la cathode mobile par tivation measures the overvoltage on the moving cathode by
rapport à l'électrode de référence. La surtension me- relative to the reference electrode. The overvoltage
surée peut être par exemple lue sur un appareil de me- for example, can be read on a device
sure ou sur tout autre instrument donnant une lecture convenable ou elle peut être enregistrée sous forme d'un tracé en fonction du temps. Les électrodes sont disposées dans la cellule en position fixe les unes or any other instrument giving a proper reading or it can be recorded as a plot as a function of time. The electrodes are arranged in the cell in a fixed position
par rapport aux autres, tout en étant amovibles. On cons- compared to others, while being removable. We build
tate qu'on obtient de bons résultats selon l'invention that we obtain good results according to the invention
lorsque la surface de la cathode mobile qui est au con- when the surface of the moving cathode which is
tact de l'électrolyte reste à une distance fixe d'envi- tact of the electrolyte remains at a fixed distance of
ron 4 cm de la surface de l'anode, lorsque l'électro- 4 cm from the surface of the anode, when the electro-
de de référence est placée entre la cathode et l'anode t462491 et lorsque l'électrode de référence est placée entre of reference is placed between the cathode and the anode t462491 and when the reference electrode is placed between
la cathode et l'anode de manière que le bout de l'é- the cathode and the anode so that the end of the
lectrode de référence soit disposé rigidement à une distance de 1 cm environ de la surface dégagée de la cathode mobile, au contact de l'électrolyte, mais sans qu'elle recouvre cette surface. Le cas échéant, un diaphragme ou une membrane semi-perméable peut être the reference electrode is disposed rigidly at a distance of about 1 cm from the disengaged surface of the moving cathode, in contact with the electrolyte, but without it covering this surface. If necessary, a diaphragm or a semi-permeable membrane may be
placé dans la cellule d'essai entre l'anode et la ca- placed in the test cell between the anode and the
thode afin que des compartiments anodique et cathodique séparés soient délimités; l'électrode de référence est thode so that separate anode and cathode compartments are delimited; the reference electrode is
alors placée dans le compartiment cathodique. then placed in the cathode compartment.
Un dispositif convenable peut être utilisé pour le maintien de la température de l'électrolyte de la cellule à une valeur constante convenable. Un tel dispositif peut comprendre un appareil réglable de chauffage et de refroidissement de l'électrolyte, monté A suitable device can be used to maintain the temperature of the cell electrolyte at a suitable constant value. Such a device may include an adjustable electrolyte heating and cooling device, mounted
avant l'entrée d'électrolyte de la cellule, ou un ser- before the entry of electrolyte from the cell, or a
pentin réglable de chauffage et de refroidissement pla- Adjustable pentin heating and cooling
cé dans la cellule d'essai, ou un bain à température in the test cell, or a temperature bath
constante ou analogue.constant or the like.
Selon le procédé de l'invention, un échantil- According to the method of the invention, a sample
* lon d'électrolyte qui peut être basique, neutre ou acide et qui-peut contenir des adjuvants, pouvant être obtenuan electrolyte which may be basic, neutral or acidic and which may contain adjuvants, obtainable
à la suite d'une opération de purification de l'élec- following an operation to purify the elec-
trolyte ou d'une opération de dépôt électrolytique d'un trolyte or an electrolytic deposition operation of a
métal, est introduit dans la cellule d'essai. L'échan- metal, is introduced into the test cell. The exchanged
tillon est maintenu en mouvement par exemple par agita- tillon is kept moving for example by stirring
tion ou circulation, afin que les résultats soient re- tion or circulation, so that the results are
productibles. L'échantillon est maintenu de préférence producible. The sample is preferably maintained
en mouvement par circulation continue d'un petit cou- in motion by continuous circulation of a small cou-
rant d'électrolyte dans la cellule d'essai. Dans ce electrolyte in the test cell. In this
mode de réalisation avantageux, un échantillon d'élec- advantageous embodiment, a sample of
trolyte est retiré constamment pendant l'opération de purification ou de dépôt électrolytique, circule dans trolyte is removed constantly during the purification or electrolytic deposition operation, circulates in
la cellule d'essai et est r-envoyé ensuite vers l'opé- the test cell and is then sent back to the
ration correspondante. L'électrolyte introduit dans la cellule peut être réglé afin que certaines concentrations des ingrédients de l'électrolyte, par exemple les teneurs en métal et en acide,puissent être réglées et permettent corresponding ration. The electrolyte introduced into the cell can be adjusted so that certain concentrations of the electrolyte ingredients, for example the metal and acid contents, can be adjusted and allow
la réduction au minimum des variations du procédé d'es- minimizing variations in the process of
sai qui peuvent être dues aux variations des concentra- which may be due to variations in
tions des ingrédients dans l'électrolyte. ingredients in the electrolyte.
Par exemple, au cours de l'obtention électro- For example, during the electro-
lytique du zinc, on peut régler les concentrations du lytic zinc, the concentrations of the
zinc et de l'acide à la fois. On peut par exemple ré- zinc and acid at a time. For example, we can
gler la concentration du zinc à 150 g/l. Dans une va- reduce the concentration of zinc to 150 g / l. In a
riante, on peut régler la concentration du zinc à 55 g/1 the zinc concentration can be adjusted to 55 g / l
et celle de l'acide à 150 g/l. Des concentrations com- and that of the acid at 150 g / l. Concentrations
prises entre 1 et 250 g/l pour le zinc et entre 0 et between 1 and 250 g / l for zinc and between 0 and
250 g/i pour l'acide sulfurique donnent également sa- 250 g / i for sulfuric acid also give
tisfaction dans la cellule d'essai. Lors de l'utilisa- Satisfaction in the test cell. When using
tion d'un courant continu d'échantillon, l'électrolyte sample flow, the electrolyte
en excès est évacué de la cellule par exemple par dé- excess is removed from the cell for example by
bordement. La cathode mobile avance dans le support de cathode, par intermittence ou de façon continue à une tucking. The moving cathode advances into the cathode holder intermittently or continuously at a
vitesse suffisante pour qu'elle permette le dépôt com- sufficient speed to allow for the joint filing
mençant du métal. De préférence, la cathode mobile avance de façon continue à vitesse constante. Cette vitesse dépend du rapport entre la longueur de la cathode et la surface de celle-ci, de la valeur de la densité de courant provoquant un dépôt commençant, de la surface de cathode exposée à l'électrolyte, de la fraction de surface exposée couverte par le métal déposé, et du poids du métal déposé. La vitesse dépend leading to metal. Preferably, the moving cathode advances continuously at a constant speed. This velocity is dependent on the ratio of cathode length to surface area, current density value causing early deposition, cathode surface exposed to the electrolyte, exposed surface area fraction. by the deposited metal, and the weight of the deposited metal. The speed depends
aussi dans une certaine mesure de l'importance du mou- also to a certain extent the importance of
vement de l'électrolyte dans la cellule. Ainsi, la vi- electrolyte in the cell. Thus, the
tesse de déplacement de la cathode dans son support et en conséquence dans l'électrolyte, peut varier dans toute une plage. Pour les vitesses plus faibles que la valeur minimale de la plage, la surtension mesurée est celle du métal sur ce métal et n'est pas une surtension The displacement rate of the cathode in its support and consequently in the electrolyte can vary over a whole range. For speeds lower than the minimum value of the range, the overvoltage measured is that of the metal on this metal and is not a surge
d'activation du métal sur la cathode mobile. A des vi- activating the metal on the moving cathode. At vi
tesses correspondant à des multiples de plusieurs puis- corresponding to multiples of several
sances de 10 de la vitesse minimale, par exemple pour une vitesse 1000 fois plus grande, la quantité de métal déposé peut ne pas suffire pour que les valeurs obtenues 10 times the minimum speed, for example for a speed 1000 times greater, the amount of deposited metal may not be sufficient for the values obtained
pour la surtension d'activation soient fiables et repro- for the activation surge are reliable and reproduce
ductiles. De préférence, la vitesse de déplacement de la cathode est de 10 à 500 fois la vitesse minimale. ductile. Preferably, the displacement speed of the cathode is from 10 to 500 times the minimum speed.
Cette vitesse minimale peut être calculée à l'aide de la formule suivante: R = abcd min xy dans laquelle R désigne la vitesse minimale en cm/h, a représente le rapport de la longueur à la surface cathodique exPosée, en cm/cm, b représente la densité de courant en A/cm2, c représente la surface exposée de This minimum speed can be calculated using the following formula: R = abcd min xy where R is the minimum speed in cm / h, a is the ratio of the length to the cathodic surface exPosed, in cm / cm, b represents the current density in A / cm2, c represents the exposed surface of
cathode en cm2, d représente l'équivalent électrochimi- cathode in cm2, d represents the electrochemical equivalent
que du métal déposé, en g/Ah, x représente la fraction de la surface cathodique exposée qui est couverte par le métal, et y représente le poids de métal déposé par unité de surface cathodique, en g/cm that deposited metal, in g / Ah, x represents the fraction of the exposed cathodic surface covered by the metal, and y represents the weight of deposited metal per cathodic surface unit, in g / cm
Lorsque la cathode est déplacée par intermit- When the cathode is moved intermittently
tence, la vitesse moyenne de déplacement doit être au the average speed of movement must be at
moins égale à la vitesse minimale de déplacement conti- less than the minimum speed of continuous movement
nu, alors que les périodes pendant lesquelles la catho- while the periods during which Catholic
de est fixe ne doivent pas dépasser celles qui provo- are fixed must not exceed those which
quent un dépôt plus important qu'un dépôt commençant. a larger deposit than a beginning deposit.
Un courant de faible intensité est appliqué à l'anode et à la cathode mobile afin qu'il provoque A low intensity current is applied to the anode and the moving cathode so that it causes
un dépôt commençant du métal sur la cathode. De pré- a deposit starting metal on the cathode. Befor-
férence, ce courant de faible intensité est réglé à une valeur constante. L'intensité doit être limitée à de This low intensity current is set to a constant value. Intensity should be limited to
faibles valeurs qui ne provoquent qu'un dépôt commen- low values that only cause a
çant. Cette caractéristique est nécessaire afin que le métal ne puisse pas se déposer sur du métal déjà déposé, car les valeurs obtenues pour la surtension seraientcelles du dépôt du métal sur lui-même et non la surtension-voulue d'activation du dépôt de métal Cant. This characteristic is necessary so that the metal can not be deposited on already deposited metal, because the values obtained for the overvoltage would be the deposit of the metal on itself and not the desired surge of activation of the metal deposit.
sur la matière de la cathode mobile. Ainsi, le dépôt - on the matter of the moving cathode. So, the deposit -
d'un trop grande quantité de métal doit être évité. too much metal should be avoided.
De préférence, 10 à 30 % environ de la surface cathodi- Preferably, about 10 to 30% of the cathodic surface
que au contact de l'électrolyte doivent être couverts that in contact with the electrolyte must be covered
à un moment quelconque par le métal déposé. Les inten- at any time by the deposited metal. The inten-
sités de courant, exprimées sous forme d'une densité de courant, qui provoquent un dépôt commençant sur une cathode se déplaçant à une vitesse indiquée précédemment, doivent être d'au moins 0,01 mA/cm2. Des densités de Current densities, expressed as a current density, which cause a deposit beginning on a cathode moving at a previously indicated rate, should be at least 0.01 mA / cm 2. Densities of
courant au niveau de la cathode mobile telles qu'indi- current at the moving cathode as indicated by
qué dans la suite, doivent être considérées en réfé- in the following, should be considered in
rence à la surface exposée de la cathode mobile. Au- the exposed surface of the moving cathode. Au-
dessous d'une valeur de 0,01 mA/cm de l'intensité du courant, exprimée sous forme d'une densité de courant, des précautions particulières peuvent être nécessaires below a value of 0.01 mA / cm of current intensity, expressed as a current density, special precautions may be necessary
à l'obtention de mesures fiables. En pratique, l'in- to obtain reliable measurements. In practice, the
tensité du courant, exprimée sous forme de la densité de courant, doit être comprise entre 0,01 et 4,0 mA/cm Les valeurs supérieures à une densité équivalente de the current density, expressed as the current density, shall be between 0.01 and 4.0 mA / cm Values greater than an equivalent density of
courant de 4,0 mA/cm2 nécessitent des vitesses de dé- current of 4.0 mA / cm2 require deceleration speeds
placement de la cathode trop élevées pour être utilisa- placement of the cathode too high to be used
bles en pratique. Les intensités, exprimées sous forme d'une densité de courant, sont de préférence comprises entre 0,1 et 0,4 mA/cm. Par exemple, dans le cas du dépôt commençant de cuivre à une densité de courant de in practice. Intensities, expressed as a current density, are preferably in the range of 0.1 to 0.4 mA / cm. For example, in the case of the beginning deposit of copper at a current density of
courant de 0,4 mA/cm, sur une cathode mobile d'alumi- current of 0.4 mA / cm, on a moving aluminum cathode
nium ayant un rapport de sa longueur à sa surface de 2,4 cm/cm2, la surface exposée étant de 0,25 cm2 dont % sont couverts de cuivre déposé et sur laquelle 7.10 3 g/cm2 de cuivre est déposé, la vitesse minimale, nium having a ratio of its length to its surface of 2.4 cm / cm2, the exposed surface being 0.25 cm2 of which% is covered with deposited copper and on which 7.10 3 g / cm2 of copper is deposited, the minimum speed ,
calculée à l'aide de la formule précédente, est d'en- calculated using the preceding formula, is
viron 0,20 cm/h. Pour les mêmes valeurs des paramètres, la vitesse minimale est d'environ 0,65 cm/h pour le plomb, d'environ 0,21 cm/h pour le zinc et d'environ viron 0,20 cm / h. For the same parameter values, the minimum speed is about 0.65 cm / h for lead, about 0.21 cm / h for zinc and about
0,17 cm/h pour le manganèse.0.17 cm / h for manganese.
La température de l'électrolyte en-cours de mesure peut être maintenue à une valeur constante. Les The temperature of the electrolyte being measured can be maintained at a constant value. The
variations de la température ont un effet sur la sur- variations in temperature have an effect on the
tension d'activation mesurée, une réduction de la tempé- measured activation voltage, a reduction in the temperature
rature provoquant par exemple une augmentation de la surtension mesurée. Le cas échéant, la cellule et son for example, an increase in the measured overvoltage. Where appropriate, the cell and its
contenu sont réglés et maintenus à une température cons- contents are set and maintained at a constant temperature
tante convenable contrôlée qui peut être comprise entre 0 et 100'C et de préférence entre 20 et 75 C. Le cas échéant, la température constante peut être à peu prés controlled suitable aunt which may be between 0 and 100 ° C and preferably between 20 and 75 ° C. Where appropriate, the constant temperature may be approximately
la même que celle de l'électrolyte utilisé dans l'opé- the same as that of the electrolyte used in the
ration de dépôt électrolytique et/ou au cours de la pu- electrolytic deposit and / or during
rification, selon le cas. Lorsque la température n'est pas maintenue à une valeur constante, la valeur de la surtension d'activation doit être corrigée en fonction des variations de température afin que les résultats as appropriate. When the temperature is not maintained at a constant value, the value of the activation overvoltage must be corrected for temperature variations so that the results
des essais soient comparables.trials are comparable.
La surtension d!activation est mesurée de fa- The activation surge is measured
çon continue ou par intermittence, et elle est enregis- continuously or intermittently, and it is recorded
trée au moment du dépôt commençant du métal sur la ca- at the time of the deposit of the metal on the
thode mobile. Lors de la mise en oeuvre en pratique du procédé de l'invention, la surtension d'activation est exprimée sous forme de la valeur de surtension mesurée à une intensité de courant correspondant à une densité de courant comprise entre environ 0,01 et 4,0 mA/cm2 de surface cathodique exposée, de préférence pour une valeur comprise entre 0,1 et 0,4 mA/cm2. La surtension d'activation est lue sur une instrument convenable ou elle peut être enregistrée en fonction du temps. Les valeurs enregistrées de la surtension sont maintenues dans une plage avantageuse. Cette caractéristique est obtenue par réglage des opérations de purification et mobile thode. When practicing the method of the invention in practice, the activation overvoltage is expressed as the overvoltage value measured at a current intensity corresponding to a current density of between approximately 0.01 and 4, 0 mA / cm 2 exposed cathode surface, preferably for a value between 0.1 and 0.4 mA / cm 2. The activation overvoltage is read on a suitable instrument or it can be recorded as a function of time. The recorded values of the overvoltage are maintained in an advantageous range. This characteristic is obtained by adjusting the purification operations and
de dépôt électrolytique lorsque les valeurs de la sur- electrolytic deposition when the values of the
tension s'écartent de la plage avantageuse. voltage deviate from the advantageous range.
La surtension d'activation a une valeur par- The activation surge has a value
ticulière pour chaque métal suivant lacomposition de l'électrolyte. Comme chaque composition d'électrolyte peut être purifiée à une valeur optimale, possède une plage optimale de teneurs en agents modificateurs de polarisation et possède une plage optimale de rapports des teneurs en agents modificateurs à la teneur en special for each metal according to the composition of the electrolyte. Since each electrolyte composition can be purified to an optimum value, has an optimal range of polarization-modifying agent contents and has an optimum range of ratios of modifying agent contents to
impuretés, la surtension d'activation a de manière ana- impurities, the activation surge has
logue une plage de valeurs nécessaires pour que les ré- log a range of values needed for
sultats soient optimaux. On peut utiliser l'un quelcon- results are optimal. Any one can be used
que de nombreux agents modificateurs de polarisation convenables connus dans la technique, au cours du dépôt many suitable polarization modifying agents known in the art, during the deposition
électrolytique de chaque métal. L'un des agents modifi- electrolytic of each metal. One of the modifying agents
cateurs de polarisation les plus couramment utilisés polarization factors most commonly used
est une colle de gélatine. On détermine que l'augmen- is a gelatin glue. It is determined that the increase
tation des concentrations des impuretés peut provoquer une réduction de la surtension d'activation alors que l'augmentation des concentrations des agents polarisants concentration of impurities may cause a reduction in the activation surge while increasing concentrations of polarizing agents
accroit la surtension et une augmentation des concentra- increases surge and increases in
tions des agents dépolarisants réduit la surtension. de-polarizing agents reduces overvoltage.
Lorsque la valeur mesurée de la surtension d'activation, au cours de la purification de l'électrolyse, est trop faible, la concentration des impuretés est trop élevée pour que la séparation du métal soit optimale pendant le dépôt électrolytique. Ainsi, suivant la composition de l'électrolyte, la surtension d'activation indique l'efficacité de l'opération de purification, et les écarts par rapport à un fonctionnement optimal peuvent être corrigés par réglage de l'opération de purification en fonction des valeurs de la surtension d'activation, When the measured value of the activation overvoltage, during the electrolysis purification, is too low, the concentration of the impurities is too high for the separation of the metal to be optimal during electroplating. Thus, depending on the composition of the electrolyte, the activation overvoltage indicates the efficiency of the purification operation, and the deviations from an optimal operation can be corrected by adjusting the purification operation according to the values activation overvoltage,
si bien que la concentration des impuretés est réduite. so that the concentration of the impurities is reduced.
Un électrolyte insuffisamment purifié peut subir une An insufficiently purified electrolyte may undergo
purification supplémentaire au cours d'une étape sup- additional purification during a sup-
plémentaire de purification ou par recirculation dans l'installation de purification. Par exemple, lors de l'obtention électrolytique du zinc, la correction de l'opération de purification par la poussière de zinc peut additional purification or recirculation in the purification plant. For example, when electrolytically obtaining zinc, the correction of the purification operation by zinc dust can
être effectuée par réglage de la température de l'opé- be carried out by adjusting the temperature of the
ration de purification, ou de la durée de cette opéra- ration of purification, or the duration of this operation.
tion, par augmentation de la quantité de poussière de by increasing the amount of dust
zinc utilisée ou par augmentation de la quantitéuti- zinc used or by increasing the amount
lisée d'agent dépolarisant, tel que l'antimoine, le cuivre ou l'arsenic présent sous forme ionique dans l'électrolyte. Lorsque la valeur de la surtension d'activation mesurée pour l'électrolyte au cours de l'opération de dépôt électrolytique est trop faible, la concentration depolarizing agent, such as antimony, copper or arsenic present in ionic form in the electrolyte. When the value of the activation overvoltage measured for the electrolyte during the electrodeposition operation is too low, the concentration
des agents modificateurs de polarisation, danis l'élec- polarization modifying agents, in the electri-
trolyte, ne suffit pas au réglage convenable du dépôt cathodique du métal, ou la concentration des impuretés trolyte, is not sufficient for the proper setting of cathodic deposition of metal, or the concentration of impurities
est trop élevée par rapport à celle des agents modifi- is too high compared to that of modifying agents
cateurs. D'autre part, lorsque la valeur est trop élevée, la concentration des agents modificateurs de polarisation est trop élevée et le rendement s'en trouve réduit, le dépôt métallique formé étant rugueux. Ainsi, suivant la concentration de l'électrolyte, la surtension ers. On the other hand, when the value is too high, the concentration of the polarization modifying agents is too high and the yield is reduced, the metal deposit formed being rough. So, depending on the concentration of the electrolyte, the surge
d'activation est un indicateur du rendement de l'opéra- activation is an indicator of the performance of the opera-
tion de dépôt électrolytique et les écarts par rapport electrolytic deposition and the deviations from
au fonctionnement optimal peuvent être corrigés par mo- optimal functioning can be corrected
dification de la concentration ou de la nature des agents concentration or nature of agents
modificateurs de polarisation ou par changement du rap- polarization modifiers or by changing the ratio
port des concentrations des agents modificateurs et des impuretés dans l'électrolyte, dans le sens nécessaire the concentration of the modifying agents and the impurities in the electrolyte in the necessary direction
indiqué par les valeurs de la surtension d'activation. indicated by the values of the activation overvoltage.
La variation de la concentration des agents modifica- The variation in the concentration of modifying agents
teurs de polarisation peut être effectuée de toute ma- polarization devices can be carried out in any
nière convenable, par exemple par augmentation ou ré- suitable, for example by increasing or re-
duction de la vitesse d'addition des agents modifica- the speed of addition of modifying agents
teurs dans l'électrolyte. Une réduction de la concen- in the electrolyte. A reduction in the concentration
tration des impuretés peut être assurée par une purifi- impurity may be ensured by
cation plus efficace de l'électrolyte avant le dépôt more efficient cation of the electrolyte before the deposit
électrolytique. En présence d'une concentration ex- electrolytic. In the presence of an ex-
cessive d'agents modificateurs de polarisation, une correction peut aussi être effectuée par addition à cessation of polarization modifying agents, a correction can also be made by addition to
l'électrolyte d'un agent ayantdes caractéristiques op- the electrolyte of an agent having different characteristics
posées de modification de polarisation, de façon ré- polarization modification
glée afin que le rapport des concentrations des impu- to ensure that the ratio of the concentrations of
retés et des agents modificateurs ait la valeur con- and modifying agents have the value
venable. L'addition d'un agent dépolarisant, le cas échéant, peut être effectuée commodément par addition réglée d'un sel métallique qui joue le rôle d'un agent dépolarisant, cette addition provoquant la correction du rapport des concentrations des impuretés et des agents de venable. The addition of a depolarizing agent, if appropriate, may conveniently be effected by the controlled addition of a metal salt which acts as a depolarizing agent, such addition causing the correction of the ratio of the concentrations of the impurities to the depolarizing agents.
polarisation. Par exemple, lors de l'obtention électroly- polarization. For example, when obtaining electrolyte
tique du zinc, de l'antimoine sous forme ionique peut être ajouté comme agent dépolarisant. Le procédé selon l'invention a un certain nombre d'applications dans les opérations de dépôt électrolytique des métaux. Ainsi, il peut être mis en oeuvre avant, pendant et après la purification de l'électrolyte et avant, pendant et après le dépôt zinc, ionic antimony can be added as a depolarizing agent. The process according to the invention has a number of applications in the electrolytic deposition of metals. Thus, it can be used before, during and after the purification of the electrolyte and before, during and after the deposition
électrolytique du métal à partir de l'électrolyte. electrolytic metal from the electrolyte.
Par exemple, au cours de la purification d'un électrolyte à base de sulfate de zinc utilisé pour l'obtention électrolytique du zinc, le procédé peut être For example, during the purification of a zinc sulfate electrolyte used for electrolytic zinc production, the process can be
utilisé pour la détermination de l'importance de l'en- used to determine the importance of the
lèvement de l'oxyde de fer, et de l'importance de l'en- removal of iron oxide, and the importance of
lèvement par les oxydes de fer des impuretés telles removal by iron oxides of such impurities
que l'arsenic, l'antimoine et le germanium. as arsenic, antimony and germanium.
Dans une opération de dépôt électrolytique, le procédé peut être avantageusement utilisé pour la In an electroplating operation, the process can be advantageously used for
détermination de la quantité nécessaire d'agents mo- determination of the necessary quantity of
dificateurs de polarisation, seule ou en fonction de polarization modifiers, alone or as a function of
la concentration des impuretés, de la quantité néces- the concentration of impurities, the quantity required
saire d'impuretés en fonction de la concentration des of impurities as a function of the concentration of
agents modificateurs de polarisation, des réglages né- polarization modifiers,
cessaires de l'électrolyte introduit ou de l'électro- of the introduced electrolyte or electro-
lyte utilisé, et de la qualité de l'électrolyte re- lyte used, and the quality of the electrolyte re-
cyclé.cycle.
La description qui suit concerne des exemples The following description relates to examples
de mise en oeuvre de l'invention donnés à titre illus- implementation of the invention given for illustrative
tratif et non limitatif.and not limiting.
Dans les exemples qui suivent, les valeurs de In the following examples, the values of
la surtension d'activation sont mesurées avec une cel- activation surge are measured with one
lule d'essai ayant un volume d'échantillon de 500 cm3. test lule with a sample volume of 500 cm3.
Un volume déterminé d'électrolyte circule dans la cellule. Une cathode mobile formée d'un fil métallique avançant dans un support cathodique fixe, disposé à A determined volume of electrolyte circulates in the cell. A movable cathode formed of a wire advancing in a fixed cathodic support, arranged to
--
demeure dans la cellule de manière que 0,25 cm2 de la cathode soit exposé à l'électrolyte, une anode et une électrode normale au calomel placée entre la cathode et l'anode, sont immergées dans l'électrolyte placé dans la cellule. La surface exposée de la cathode mo- bile se trouve à 4 cm de la surface de l'anode et le bout de l'électrode normal au calomel est à l cm de remains in the cell so that 0.25 cm 2 of the cathode is exposed to the electrolyte, an anode and a normal calomel electrode placed between the cathode and the anode, are immersed in the electrolyte placed in the cell. The exposed surface of the mobile cathode is 4 cm from the surface of the anode and the tip of the normal calomel electrode is 1 cm from the surface of the anode.
la cathode de manière que son bout ne soit pas direc- the cathode so that its tip is not directly
tement aligné entre l'anode et la surface exposée de aligned between the anode and the exposed surface of
la cathode. La température de l'électrolyte qui cir- the cathode. The temperature of the electrolyte which circulates
cule dans la c.ellule d'essai est réglée à la valeur voulue. L'anode et la cathode mobile sont reliées à une source de courant constant, et l'électrode normale au calomel et la cathode sont reliées au dispositif de mesure de la surtension d'activation, comprenant un in the test cell is set to the desired value. The anode and the moving cathode are connected to a constant current source, and the normal calomel electrode and the cathode are connected to the activation overvoltage measuring device, comprising a
voltmètre donnant une lecture numérique et un enregis- voltmeter giving a digital reading and recording
treur. Un courant d'intensité constante est appliqué afin qu'il provoque un dépôt commençant du métal sur la cathode mobile, et les valeurs de la surtension d'activation sont mesurées et enregistrées. La fraction de surface cathodique exposée couverte par le métal est Treur. A current of constant current is applied to cause a deposition of metal on the moving cathode, and the values of the activation overvoltage are measured and recorded. The exposed cathodic surface fraction covered by the metal is
égale à 0,4.equal to 0.4.
EXEMPLE 1EXAMPLE 1
Cet exemple montre comment les mesures de la surtension d'activation peuvent être utilisées pour le réglage du dépôt électrolytique du cuivre. On mesure des valeurs de la surtension d'activation avec un courant dont l'intensité correspond à une densité de courant de 1,0 mA/cm2. La cathode est un fil d'alliage d'aluminium n 1100 de 1,19 mm de diamètre, ayant un rapport de sa longueur à la surface de-2,51 cm/cm La vitesse minimale calculée de déplacement de la This example shows how the activation overvoltage measurements can be used for adjusting the electrolytic deposition of copper. Activation overvoltage values are measured with a current whose intensity corresponds to a current density of 1.0 mA / cm 2. The cathode is 1119 mm diameter aluminum alloy wire, having a ratio of its length to the surface of-2.51 cm / cm. The calculated minimum speed of displacement of the
cathode dans l'électrolyte est de 1,09 cm/h. Le ca- cathode in the electrolyte is 1.09 cm / h. The cap
thode circule dans le support cathodique à une vitesse de 160 cm/h. L'anode est formée de plomb contenant 0,75 % d'argent. La température de d'électrolyte est de 500C et son débit de 660 cm 3/min. Un enregistreur 246t491 thode circulates in the cathodic support at a speed of 160 cm / h. The anode is made of lead containing 0.75% silver. The electrolyte temperature is 500C and its flow rate is 660 cm 3 / min. A recorder 246t491
conserve les valeurs de la surtension d'activation me- keeps the values of the activation overvoltage me-
surée. L'électrolyte à base de sulfate de cuivre con- sured. The copper sulphate electrolyte con-
tient 20 g/l de cuivre et 150 g/l d'acide sulfurique, ainsi que des quantités variables de colle, de chlorure et d'antimoine qui sont ajoutées. holds 20 g / l of copper and 150 g / l of sulfuric acid, as well as varying amounts of glue, chloride and antimony that are added.
L'opération de dépôt électrolytique est effec- The electrolytic deposition operation is carried out
tuée à une densité de courant de 400 A/m2 pendant une période de 24 h. Après cette période de dépôt,la qualité de la surface et la ductilité du dépôt sont analysées. La ductilité est déterminée sous forme du killed at a current density of 400 A / m2 for a period of 24 hours. After this deposition period, the quality of the surface and the ductility of the deposit are analyzed. Ductility is determined in the form of
nombre de pliages du dépôt à 1800 avant qu'il présen- number of folds of the depot at 1800 before he presented
te une fissuration. Les quantités d'adjuvant dans l'é- you're cracking. The amounts of adjuvant in the
lectrolyte, la moyenne des valeurs enregistrées pour la the electrolyte, the average of the values recorded for the
surtension d'activation pour chaque composition d'é- activation surge for each composition of
lectrolyte, et les qualités du cuivre déposé électro- the electrolyte, and the qualities of the deposited electro-
lytiquement figurent dans le tableau I. Essai no 1 lytically appear in Table I. Test 1
À10 6A10 6
Additions à trolyteAdditions to trolyte
colle C1-glue C1-
mg/l mg/lmg / l mg / l
0 -0 -
2,5 -2,5 -
,0 -, 0 -
7,5 -7,5 -
--
--
TABLEAUBOARD
l'élec-elec-
ions Sb mg/1 I Surtensionions Sb mg / 1 I Surge
d'activa-of activators
tion, mV Ductilité nombre de pliages à 7 0 1 - 129 29 rugueux tion, mV Ductility number of bends to 7 0 1 - 129 29 rough
8 0 10 - 140 25 "8 0 10 - 140 25 "
9 0 30 - 145 10 "9 0 30 - 145 10 "
5 1 - 140 6 lisse 11 7,5 1 - 143 7 rugueux 5 1 - 140 6 smooth 11 7,5 1 - 143 7 rough
12 5 10 - 180 712 5 10 - 180 7
13 5 30 - 182 10 "13 5 30 - 182 10 "
14 0 - 300 118 12 rugueux 2,5 - 300 125 7 lisse 14 0 - 300 118 12 rough 2.5 - 300 125 7 smooth
16 5 - 300 128 22 "16 5 - 300 128 22 "
17 10 - 300 153 18 rugueux17 10 - 300 153 18 rough
18 20 - 300 164 7 "18 20 - 300 164 7 "
19 0 10 300 140 25 rugueux 20 5 10 300 178 23 lisse 21 30 10 300 203 11 rugueux 22 5 1 300 136 11 lisse 19 0 10 300 140 25 rough 20 5 10 300 178 23 smooth 21 30 10 300 203 11 rough 22 5 1 300 136 11 smooth
23 5 30 300 181 13 "23 5 30 300 181 13 "
24 5 30 20 180 16 "24 5 30 20 180 16 "
Les résultats des essais 1 à 6 montrent que les valeurs de la surtension d'activation augmentent The results of tests 1 to 6 show that the values of the activation surge increase
lorsque la quantité de colle présente dans l'électro- when the quantity of glue present in the electro-
lyte augmente. La surtension d'activation doit être réglée entre 130 et 140 mV environ et la quantité de lyte increases. The activation overvoltage should be set between approximately 130 and 140 mV and the amount of
colle présente dans l'électrolyte doit être réglée lors- glue present in the electrolyte must be adjusted when
que la valeur mesurée de la surtension d'activation se trouve en dehors de cette plage afin que le dépôt formé that the measured value of the activation overvoltage is outside this range so that the formed deposit
soit lisse.be smooth.
NatureNature
du dé-of the de-
pôt rugueux Il lisse I. rugueux le Les résultats des essais 7 à 13 montrent que la présence de chlorure dans l'électrolyte provoque la formation de dépôtsrugueux qui, en présence de colle The results of tests 7 to 13 show that the presence of chloride in the electrolyte causes the formation of rusty deposits which, in the presence of glue
ajoutée, deviennent aussi moins ductiles. added, also become less ductile.
Les résultats des essais 14 à 18 montrent que, lorsqu'un électrolyte contient de l'antimoine et The results of tests 14 to 18 show that, when an electrolyte contains antimony and
des quantités croissantes de colle, la valeur de la sur- increasing amounts of glue, the value of the
tension augmente, mais que les résultats de l'essai de ductilité du dépôt deviennent erratiques. La correction voltage increases, but the results of the deposit ductility test become erratic. The correction
de ce comportement erratique nécessite la présence si- this erratic behavior requires the presence
multanée d'un chlorure. Comme l'indiquent les résultats des essais 19 à 24, la présence d'environ 10 mg/l de chlorure avec 5 mg/l de colle assure la formation de dépôts lisses et ductilesen présence d'antimoine. Pour mixed with a chloride. As indicated by the results of tests 19 to 24, the presence of approximately 10 mg / l of chloride with 5 mg / l of glue ensures the formation of smooth and ductile deposits in the presence of antimony. For
un tel système, les valeurs de la surtension d'activa- such a system, the values of the overvoltage of
tion sont d'environ 180 mV, et cette valeur peut être réglée par des ajustementsjudicieux des concentrations approximately 180 mV, and this value can be adjusted by fine-tuning
de la colle, du chlorure ou des deux. glue, chloride or both.
EXEMPLE 2EXAMPLE 2
Cet exemple montre comment les mesures de la surtension d'activation peuvent être utilisées pour le This example shows how the activation surge measurements can be used for the
réglage du dépôt électrolytique du manganèse. Les va- adjustment of the electrolytic deposition of manganese. The values
leurs de la surtension d'activation sont mesurées pour un courant correspondant à une densité de courant de 1,0 mA/cm. La cathode est un fil d'alliage d'aluminium their activation overvoltage are measured for a current corresponding to a current density of 1.0 mA / cm. The cathode is an aluminum alloy wire
no 1100 de 1,19 mm de diamètre ayant un rapport lon- No. 1100 of 1.19 mm diameter having a long-term
gueur/surface de 2,51 cm/cm2. La vitesse minimale cal- area / area of 2.51 cm / cm2. The minimum speed
culée de déplacement de la cathode dans l'électrolyte est de 0,92 cm/h. La cathode avance à une vitesse de 160 cm/h. L'anode est formée de plomb contenant 0,75 % d'argent. La température de l'électrolyte est de 50'C et son débit de 660 cm /min. Un enregistreur conserve The displacement abutment of the cathode in the electrolyte is 0.92 cm / h. The cathode advances at a speed of 160 cm / h. The anode is made of lead containing 0.75% silver. The temperature of the electrolyte is 50 ° C. and its flow rate is 660 cm / min. A recorder keeps
les valeurs mesurées de la surtension d'activation. the measured values of the activation overvoltage.
L'électrolyte à base de sulfate de manganèse contient 45 g/l de sulfate de manganèse, 135 g/l de sulfate d'ammonium et 0,1 g/l d'anhydride sulfureux ainsi que des quantités variables de colle, de cuivre, de nickel, de zinc et d'antimoine. Le pH de l'électrolyte est égal The electrolyte based on manganese sulphate contains 45 g / l of manganese sulphate, 135 g / l of ammonium sulphate and 0.1 g / l of sulfur dioxide, as well as variable amounts of glue, of copper, nickel, zinc and antimony. The pH of the electrolyte is equal
à 7,0. Le dépôt électrolytique du manganèse a une densi- at 7.0. The electrolytic deposition of manganese has a density
té de courant de 400 A/m2 Etnécessite la présence de 8 à 16 mg/l de colle dans l'électrolyte purifié pour que les dépôts soient lisses et donnent un rendement opti- current of 400 A / m2 And requires the presence of 8 to 16 mg / l of glue in the purified electrolyte so that the deposits are smooth and give an optimal yield.
mal en courant. Les valeurs de la surtension d'activa- badly running. The values of the power surge
tion dans le cas de l'électrolyte ayant subi des addi- in the case of the electrolyte which has undergone
tions particulières figurent dans le tableau II. The specific requirements are shown in Table II.
Additions à colle CuCu glue additions
0 -0 -
4 -4 -
8 -8 -
*12 -* 12 -
--
24 -24 -
TABLEAU IITABLE II
liélectrolyte en Sl Ni Zn Sb Surtension d'activation mV - Electrolyte in Sl Ni Zn Sb Activation overvoltage mV -
0 50 5
0 100 10
16 1016 10
- 1- 1
2 - -2 - -
- - 0,5 -- - 0,5 -
_- - 1_- - 1
_- - 1_- - 1
- - - 1- - - 1
- - - 10- - - 10
_ _ - 25_ _ - 25
_ _ - 25_ _ - 25
_ _ - 25_ _ - 25
- - - 25- - - 25
- - 1 1- - 1 1
- - 1 10- - 1 10
1616
00
1616
246Q491246Q491
On note d'après les résultats du tableau que la colle joue le rôle d'un agent polarisant, que le cuivre, le zinc et l'antimoine jouent le rôle It is noted from the results of the table that glue acts as a polarizing agent, that copper, zinc and antimony play the role.
d'agents dénolarisants et que le nickel est pratique- denolarizing agents and that nickel is practically
ment inactif. Ainsi, des quantités croissantes de colle ont pour effet d'accroître les valeurs de la surtension d'activation alors que le cuivre, le zinc inactive. Thus, increasing amounts of adhesive have the effect of increasing the values of the activation surge while the copper, the zinc
et l'antimoine ont l'effet opposé. Les résultats mon- and antimony have the opposite effect. The results
trent aussi que les concentrations optimales de colle dans l'électrolyte purifié, entre 8 et 16 mg/l, donnent à la surtension d'activation des valeurs comprises entre 174 et 183 mV, et que la quantité de colle doit Also, the optimal concentrations of glue in the purified electrolyte, between 8 and 16 mg / l, give the activation surge of values between 174 and 183 mV, and that the amount of glue must
être accrue lorsque des agents dépolarisants (impure- to be increased when depolarizing agents (impure-
tés) sont présents à de faibles concentrations, afin que le potentiel d'activation reprenne des valeurs are present at low concentrations, so that the activation potential
comprisesdans la plage voulue de 174 à 183 mV. Lors- within the desired range of 174 to 183 mV. Lors-
que la concentration des impuretés dépasse quelques milligrammes/litre, l'opération de purification de l'électrolyte doit être accentuée. A cet égard, les résultats des essais montrent aussi que l'efficacité that the concentration of impurities exceeds a few milligrams / liter, the operation of purification of the electrolyte must be accentuated. In this respect, the test results also show that the effectiveness
de la purification peut être avantageusement contrô- purification can be advantageously controlled
lée elle aussi par mesure de la surtension d'activa- also by measuring the power surge
tion de l'électrolyte.electrolyte.
EXEMPLE 3EXAMPLE 3
Cet exemple montre comment les mesures de la surtension d'activation peuvent être utilisées This example shows how the activation surge measurements can be used
pour le réglage du dépôt électrolytique de nickel. for the adjustment of electrolytic deposition of nickel.
Les valeurs de la surtension d'activation sont mesu- The values of the activation overvoltage are measured
rées à 550C, avec un courant correspondant à une den- at 550C, with a current corresponding to a den-
sité de 1 mA/cm. La cathode est un fil de cuivre de 1,19 mm de diamètre, ayant un rapport longueur/surface 1 mA / cm. The cathode is a 1.19 mm diameter copper wire with a length / area ratio
de 2,51 cm/cm. La vitesse minimale calculée de dépla- 2.51 cm / cm. The calculated minimum speed of movement
cement de la cathode dans l'électrolyte est de 0,98 cm/h. The cathode in the electrolyte is 0.98 cm / hr.
La cathode avance dans le support cathodiquezà une vi- The cathode advances in the support cathodiquezà a vi-
tesse de 160 cm/h. L'anode est formée de plomb conte- capacity of 160 cm / h. The anode is made of lead
nant 0,75 % d'argent.0.75% silver.
La température de l'électrolyte est de 550C et son débit de 660 cm /min. Un enregistreur conserve The temperature of the electrolyte is 550C and its flow rate of 660 cm / min. A recorder keeps
les valeurs mesurées de la surtension d'activation. the measured values of the activation overvoltage.
L'électrolyte contient 50 g/l de nickel sous forme de sulfate de nickel, 40 g/l d'acide sulfurique, 90 g/l de chlorure de sodium et 16 g/l d'acide borique ainsi que des quantités variables de colle et de laurylsulfate de sodium. Cette dernière substance est un adjuvant utilisé au cours de l'obtention électrolytique du nickel afin qu'il empêche la formation de piqûres dans le nickel déposé, et la colle est ajoutée au cours du revêtement électrolytique de nickel sous forme d'un agent d'égalisation. Les résultats figurent dans le The electrolyte contains 50 g / l of nickel in the form of nickel sulphate, 40 g / l of sulfuric acid, 90 g / l of sodium chloride and 16 g / l of boric acid, as well as variable amounts of glue. and sodium lauryl sulphate. The latter substance is an adjuvant used during electrolytic nickel production to prevent the formation of pits in the deposited nickel, and the glue is added during the electrolytic coating of nickel in the form of a coating agent. equalization. The results appear in the
tableau III.Table III.
TABLEAU IIITABLE III
Additions àl'électrolyte en mg/l Surtension d'activa- Additions to the electrolyte in mg / l
laurylsufate de colle tion, mV sodium glue laurylsufate tion, mV sodium
0 700 70
5050
20 4420 44
- 0 70- 0 70
8484
9393
Les résultats montrent que le laurylsulfate de sodium se comporte comme un agent dépolarisant et, lorsqu'il est présent en quantité croissante, réduit les valeurs de la surtension d'activation, et que la The results show that sodium lauryl sulphate behaves as a depolarizing agent and, when present in increasing amounts, reduces the values of the activation surge, and that the
colle joue le rôle d'un agent polarisant et que, lors- glue acts as a polarizing agent and that,
que ses quantités augmentent, les valeurs de la sur- as its quantities increase, the values of the
tension d'activation augmentent. Cette surtension peut être maintenue aux valeurs voulues par réglage de la activation voltage increase. This overvoltage can be maintained at the desired values by setting the
concentration de l'adjuvant qui modifie la polarisation. Adjuvant concentration that modifies the polarization.
EXEMPLE 4EXAMPLE 4
Cet exemple montre comment les mesures de la surtension d'activation peuvent être utilisées pour le réglage du dépôt électrolytique du plomb. Les valeurs de la surtension d'activation sont mesurées avec un courant correspondant à une densité de courant de 4,0 mA/cm2. La cathode est un fil de cuivre de This example shows how the activation overvoltage measurements can be used for setting lead electroplating. The values of the activation overvoltage are measured with a current corresponding to a current density of 4.0 mA / cm 2. The cathode is a copper wire
1,19 mm de diamètre ayant un rapport longueur/sur- 1.19 mm in diameter with a length / over-
face de 2,51 cm/cm. La vitesse minimale calculée de déplacement de la cathode dans l'électrolyte est de 13,8 cm/h. La cathode avance dans son support à une face of 2.51 cm / cm. The calculated minimum speed of displacement of the cathode in the electrolyte is 13.8 cm / h. The cathode advances in its support to a
vitesse de 160 cm/h. L'anode est formée de plomb con- speed of 160 cm / h. The anode is made of lead
tenant 0,75 % d'argent.holding 0.75% money.
La température de l'électrolyte est de 40 C The temperature of the electrolyte is 40 C
et son débit de 660 cm3/min. Un enregistreur conser- and its flow rate of 660 cm3 / min. A recorder
ve les valeurs mesurées de la surtension d'activation. ve the measured values of the activation overvoltage.
Un électrolyte à base de fluosilicate de plomb con- An electrolyte based on lead fluosilicate
tient 75 g/1 de plomb sous forme fluosilicate, 90 g/l holds 75 g / 1 of lead in fluosilicate form, 90 g / l
d'acide fluosilicique ainsi que des quantités varia- of fluosilicic acid and varying amounts of
bles d'extrait d'aloes (ECA), de lignine-suleDnate aloe extract (ECA), lignin-suleDnate
et de thiosulfate de sodium. L'électrolyse est effec- and sodium thiosulfate. Electrolysis is effected
tuée pendant 24 h à 200 A/m2 et à 40 C, a l'aide d'électrodes massives de plomb, afin qu'il se forme killed for 24 hours at 200 A / m2 and at 40 C, using massive lead electrodes, so that it forms
un dépôt de plomb. On détermine la qualité de ce dépôt. a lead deposit. The quality of this deposit is determined.
Le tableau IV indique les additions effectu- Table IV shows the additions made
ées dans l'électrolyte, la surtension d'activation et in the electrolyte, the activation surge and
la nature du dépôt de plomb pour chaque essai. the nature of the lead deposit for each test.
TABLEAU IVTABLE IV
Additions à l'électrolyte Surtension Nature du ECA lighine- thiosulfad'activation dépôt mg/1 sulfonate te de so- mV mg/1 dium, mg/1 0 0 0 16 rugueux Additions to the electrolyte Surge Nature of ECA lighine-thiosulfadtivation deposition mg / 1 sulphonate te of SOMV mg / 1 dium, mg / 1 0 0 0 16 rough
0 4 0 35 "0 4 0 35 "
0,5 4 0 400.5 4 0 40
1,0 4 0 43 "1.0 4 0 43 "
1,5 4 0 46 lisse1.5 4 0 46 Smooth
2,0 4 0 522.0 4 0 52
3,0 4 0 58 rugueux3.0 4 0 58 rough
3,0 4 50 18 "3.0 4 50 18 "
Les résultats du tableau IV montrent que The results in Table IV show that
l'extrait d'aloès et le lianine-sulfonate se com- Aloe extract and lianine-sulfonate
portent tous deux en agents polarisants alors que le both carry polarizing agents while the
thiosulfate de sodium se comporte en agent dépolarisant. Sodium thiosulfate behaves as a depolarizing agent.
Au cours du dépôtélectrolytique du plomb, la quantité de ligninesulfonate est habituellement maintenue à une valeur pratiquement constante, alors que la quan- tité d'extrait d'aloès est réglée afin que la surtension d'activation soit maintenue dans la plage avantageuse comprise entre 45 et 55 mV afin que le dépôt de plomb soit lisse et égalisé. Lorsque les valeurs voulues de In the electroless deposition of lead, the amount of lignin sulphonate is usually maintained at a substantially constant value, while the amount of aloe extract is adjusted so that the activation surge is maintained in the desirable range of 45 and 55 mV so that the lead deposit is smooth and even. When the desired values of
la surtension d'activation sont dépassées, le thiosul- the activation surge are exceeded, the thiosul-
fate de sodium peut être ajouté afin que la valeur de sodium fate can be added so that the value of
cette surtension revienne dans la plage voulue. this surge returns to the desired range.
Ces exemples concernent l'obtention électro- These examples concern the electro-
lytique du zinc. La cathode mobile est un fil d'alliage d'aluminium n0 4043 de 1,19 mm de diamètre, ayant un rapport longueur/surface de 2,51 cm/cm. L'anode est lytic zinc. The moving cathode is a No. 4043 aluminum alloy wire 1.19 mm in diameter having a length / area ratio of 2.51 cm / cm. The anode is
formée d'alliage plomb-argent contenant 0,75 % d'argent. formed of lead-silver alloy containing 0.75% silver.
La vitesse maximale calculée de déplacement de la ca- The calculated maximum speed of movement of the car
thode est de 1,06 cm/h.thode is 1.06 cm / h.
EXEMPLE 5EXAMPLE 5
Cet exemple montre les effets des variations des valeurs du courant appliqué, exprimé sous forme d'une densité de courant, de la vitesse du fil.cathodique, de This example shows the effects of changes in the values of the applied current, expressed as a current density, the speed of the cathode wire,
la température de l'électrolyte et du débit de celui-ci. the temperature of the electrolyte and the flow rate thereof.
On analyse une certaine quantité de l'électrolyte de l'installation et on le règle à 55 g/l de Zn et 150 g/l de H2SO4* L'électrolyte réglé contient aussi 0,01 mg/l de Sb, 0,03 mg/l de Cu, 0,1 mg/l de Co, 0,1 mg/l de Ni, 0, 005 mg/l de Ge, 0,5 mg/l de Cd, 30 mg/l de Cl et 2 mg/i de F. L'électrolyte ainsi réglé circule de façon continue dans la cellule d'essai et la surtension A certain quantity of the electrolyte of the plant is analyzed and adjusted to 55 g / l of Zn and 150 g / l of H 2 SO 4. The regulated electrolyte also contains 0.01 mg / l of Sb, 0.03. mg / l Cu, 0.1 mg / l Co, 0.1 mg / l Ni, 0.005 mg / l Ge, 0.5 mg / l Cd, 30 mg / l Cl and 2 mg / i of F. The electrolyte thus set flows continuously in the test cell and the surge
d'activation est mesurée et enregistrée comme décrit. activation is measured and recorded as described.
Les résultats sont rassemblés dans le tableau IVA. The results are collated in Table IVA.
TABLEAU IVATABLE IVA
Densité de courant mA/cm2 0,1 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 0, 1 2,0 4,0 Vitesse de la Density of current mA / cm2 0.1 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 0, 1 2.0 4.0 Speed of the
cathode mo-cathode
bile, cm/h Températurebile, cm / h Temperature
de l'élec-of electricity
trolyte, C Débit detrolyte, C Flow rate
l'électro-electro-
lyte, cm3/min Surtension d'activation mV , Essai n w a' 0* Les résultats montrent clairement l'effet des lyte, cm3 / min Activation surge mV, Test n w a '0 * The results clearly show the effect of
paramètres sur le procédé et la nécessité de l'utilisa- parameters on the process and the need for
tion de conditions normalisées dans l'application pra- standardized conditions in the practical application of
tique.tick.
EXEMPLE 6EXAMPLE 6
Cet exemple montre les effets de quantités variables d'antimoine, de germanium, de cobalt et de colle ajoutées pour le réglage de l'électrolyte ayant This example shows the effects of varying amounts of added antimony, germanium, cobalt and glue for adjusting the electrolyte having
la composition indiquée dans l'exemple 5. La surten- the composition indicated in Example 5. The overexposure
sion d'activation est mesurée avec un courant qui cor- activation voltage is measured with a current
respond à une densité de courant de 1,0 mA/cm, une corresponds to a current density of 1.0 mA / cm, a
vitesse cathodique de 160 cm/h, une température d'é- cathodic speed of 160 cm / h, a temperature of
lectrolyte de 350C et un débit d'électrolyte de 350C electrolyte and an electrolyte flow rate of
660 cm 3/ min. Un enregistreur x-y conserve les va- 660 cm 3 / min. An x-y recorder keeps track of
leurs de la surtension mesurée d'activation. Les ré- their measured overvoltage activation. The re-
sultats figurent dans le tableau V. Dans celui-ci, les The results are shown in Table V. In this
valeurs de la surtension représentent la valeur moyen- overvoltage values represent the average value-
ne enregistrée.not recorded.
Essai Additions,Additions Trial,
TABLEAU VTABLE V
en mg/l.in mg / l.
n colle Sb Ge Co Surtension d'activation, mV n Adhesive Sb Ge Co Overvoltage activation, mV
66 0 0 066 0 0 0
67 10 0 067 10 0 0
68 20 0 068 20 0 0
69 30 0 069 30 0 0
0 0,02 00 0.02 0
71 10 0,02 071 10 0.02 0
72 20 0,02 072 20 0.02 0
73 30 0,02 073 30 0.02 0
74 0 0,04 074 0 0.04 0
10 0,04 00.04 0
76 30 0,04 076 30 0.04 0
77 5 0,06 077 5 0.06 0
78 0 0,08 078 0 0.08 0
79 10 0,08 079 10 0.08 0
30 0,08 030 0.08 0
81 0 0 0,0481 0 0 0.04
82 30 0 0,0482 30 0 0.04
83 0 0,04 084 30 0,04 083 0 0.04 084 30 0.04 0
Les résultats iThe results i
0 800 80
0 980 98
0 1100 110
0 1200 120
0 580 58
0 890 89
0 1060 106
0 1090 109
0 530 53
o 90o 90
0 960 96
0 760 76
0 500 50
0 780 78
0 830 83
0 700 70
0 1160 116
2,0 552.0 55
2,0 1052,0,105
ndiquent qu'une augmentation de la concentration de la colle provoque une augmentation de la surtension d'activation, et qu'une augmentation des concentrations des impuretés réduit la surtension state that an increase in the concentration of the adhesive causes an increase in the activation surge, and that an increase in the concentrations of the impurities reduces the overvoltage
d'activation du zinc.zinc activation.
EXEMPLE 7EXAMPLE 7
Cet exemple montre que la concentration de This example shows that the concentration of
colle doit être accrue afin que le rendement en cou- glue must be increased so that the
rant soit bon lorsque des concentrations croissantes d'impuretés sont présentes dans l'électrolyte, et qu'il existe des plages optimales de concentration de colle par rapport aux concentrations des impuretés pour que rant is good when increasing concentrations of impurities are present in the electrolyte, and that there are optimal ranges of glue concentration with respect to the concentrations of impurities so that
les rendements en courant soient.les plus élevés possibles. the current efficiencies are as high as possible.
On fait subir une électrolyse à des échantillons de l'électrolyte de l'installation convenablement réglée, Electrolytic samples of electrolyte from the properly regulated plant are electrolyzed,
Z462491Z462491
- utilisée dans l'exemple 6, après addition de quantités variables de colle et d'antimoine et/ou de cobalt, sous forme de tartrate d'antimoine et de potassium et de sulfate de cobalt respectivement, dans une cellule, pour une densité de courant de 400 A/m2, à 35 C et pendant 24 h. Les rendements en courant du dépôt de zinc sont déterminés d'après le rapport du poids de zinc déposé au poids calculé d'après la quantité totale du courant ayant circulé dans la cellule pour - used in Example 6, after addition of variable amounts of glue and antimony and / or cobalt, in the form of antimony and potassium tartrate and cobalt sulfate respectively, in a cell, for a density of current of 400 A / m2, at 35 C and for 24 hours. The current efficiencies of the zinc deposit are determined from the ratio of the weight of zinc deposited to the weight calculated from the total amount of the current flowing in the cell to
le dépôt de zinc. Les résultats figurent dans le ta- zinc deposit. The results appear in the table
bleau VI.Bleau VI.
TABLEAU VITABLE VI
Essai Colle ajoutéeen mg/1 0 10 15:-20 Sb ajouté Co ajout& en mg/1 en mg/l rendements Assay Adhesive added in mg / 10 15: -20 Sb added Co added in mg / 1 in mg / l yields
30 40 45 5030 40 45 50
en courant. %while running. %
8989
9494
* dépôt 0,01 0,03 0,05 0,07 0,01 0,01 0,01 0,01 0,03 0,03 0,03 0,03 de 48 h Les ri o0 0,05 * 0,05 * * Depot 0.01 0.03 0.05 0.07 0.01 0.01 0.01 0.01 0.03 0.03 0.03 0.03 48 hours The ri o0 0.05 * 0, 05 *
88 92 91 90 89 88 87 87 8588 92 91 90 89 88 87 87 85
79 90 92 93 92 91 89 88 8779 90 92 93 92 91 89 88 87
56 86 90 92 93 93 92 91 8856 86 90 92 93 93 92 91 88
43 72 81 85 89 92 93 92 8943 72 81 85 89 92 93 92 89
89 92 92 91 90 89 88 87 8589 92 92 91 90 89 88 87 85
88 92 92 92 92 91 91 90 8988 92 92 92 92 91 91 90 89
87 92 92 92 92 92 92 9187 92 92 92 92 92 92 91
- 43 74 82 82 81 79 77 75- 43 74 82 82 81 79 77 75
90 92 93 93 91 90 88 8690 92 93 93 91 90 88 86
74 85 92 94 93 92 91 8974 85 92 94 93 92 91 89
- 58 74 87 92 94 94 93 90- 58 74 87 92 94 94 93 90
- - - 40 72 828383 78- - - 40 72 828383 78
sultats du tableau montrent clairement Table results clearly show
que, pour chaque concentration d'antimoine, la concen- for each concentration of antimony, the concentration
tration de la colle doit être comprise dans une plage glue must be within a range
étroite correspondante afin que les rendements en cou- corresponding scale so that the yields in terms of
rants soient les- plus élevés possibles. Ces rendements en courant diminuent lorsque les concentrations sont trop faibles aussi bien que lorsqu'elles sont trop fortes. Ainsi, il existe une plage de concentrations the highest possible. These current efficiencies decrease when the concentrations are too low as well as when they are too high. Thus, there is a range of concentrations
optimales de colle pour chaque concentration d'antimoine. optimal glue for each concentration of antimony.
no De manière analogue, en présence d'antimoine et de cobalt, les additions de colle doivent compenser les effets nuisibles de ces impuretés et il existe des Likewise, in the presence of antimony and cobalt, the additions of glue must compensate for the harmful effects of these impurities and there are
concentrations optimales de colle pour chaque concen- optimal concentrations of glue for each concentration
tration d'antimoine et de cobalt. Ces concentrations optimales de colle sont les mêmes pour les dépôts de 48 h et de 24 h, mais les rendements en courant ont diminué. antimony and cobalt. These optimal glue concentrations are the same for 48-hour and 24-hour deposits, but current efficiencies have decreased.
EXEMPLE 8EXAMPLE 8
Les valeurs de la surtension d'activation, The values of the activation overvoltage,
pour les concentrations de colle et d'impuretés ob- for concentrations of glue and impurities ob-
tenues au cours des essais des exemples 5 et 6 et des during the tests of Examples 5 and 6 and
tableau IV et V sont combinées aux plages des rende- Table IV and V are combined with the ranges of
ments maximaux en courant pour des combinaisons de concentrations de colle et d'impuretés obtenues au cours des essais comme indiqué dans l'exemple 7 et le tableau VI. Ainsi, on obtient les plages suivantes Maximum current levels for combinations of glue and impurity concentrations obtained during the tests as shown in Example 7 and Table VI. Thus, we obtain the following ranges
de valeurs correspondant au rendement optimal en cou- values corresponding to the optimal performance in terms
rant, en fonction des rapports des concentrations de colle et d'impuretés comme indiqué par les valeurs de la surtension d'activation. Les plages figurent dans rant, depending on the ratios of the concentrations of glue and impurities as indicated by the values of the activation overvoltage. The beaches are in
le tableau VII.Table VII.
TABLEAU VIITABLE VII
Surtension d'activation Plage de rendements en courant,% Activation overvoltage Current efficiency range,%
mV _ _._.mV _ _._.
75-8375-83
79-8679-86
83-8983-89
86-9186-91
95 88-9395-88-93
90-9490-94
90-9490-94
89-9389-93
87-9287-92
120 86-89120-86-89
83-8783-87
On observe d'après les valeurs du tableau t462491 We observe from the values of the table t462491
que les plages les plus élevées de rendements en cou- that the highest ranges of yields in terms of
rant correspondent au maintien de la surtension d'ac-- corresponding to the maintenance of the surge of ac--
tivation entre 90 et 115 mV, lors d'une mesure à 350C. between 90 and 115 mV when measured at 350C.
EXEMPLE 9EXAMPLE 9
* Cet exemple montre que les mesures de la sur- tension d'activation peuvent être utilisées pour la* This example shows that the activation overvoltage measurements can be used for
détermination de la présence d'une concentration con- determination of the presence of a concentration
venable de colle dans l'électrolyte, par rapport à la concentration d'impuretés, et quels changements de la in the electrolyte, relative to the concentration of impurities, and what changes in
concentration de colle sont nécessaires pour que l'opé- concentration of glue is necessary for the operation
ration d'obtention électrolytique du zinc soit optimale. electrolytic zinc production is optimal.
On répète les essais décrits dans l'exemple 6 avec The tests described in Example 6 are repeated with
le même électrolyte que dans les exemples précé- the same electrolyte as in the previous examples
dents, et on détermine les rendements en courant comme décrit dans l'exemple 7 et on combine les résultats teeth, and the current yields are determined as described in Example 7 and the results are combined.
comme décrit dans l'exemple 8. On détermine la varia- as described in Example 8. The variation is determined
tion nécessaire de la concentration de colle en mg/l, à l'aide des résultats des essais de cet exemple, pour les valeurs mesurées de la surtension d'activation afin que le rendement en courant au cours de l'opération électrolytique donne une valeur optimale. Les résultats du tableau VIII montrent le programme de réglage de the glue concentration in mg / l, using the test results in this example, for the measured values of the activation overvoltage so that the current yield during the electrolytic operation gives a value of optimal. The results in Table VIII show the adjustment program of
l'opération d'obtention électrolytique du zinc, cor- the operation of obtaining electrolytic zinc, cor-
respondant à des changements spécifiés de la concen- corresponding to specified changes in the concentration
tration de colle dans l'électrolyte à base de zinc. glue in the zinc electrolyte.
TABLEAU VIIITABLE VIII
Surtension d'activa- Modification nécessaire de la con- Overvoltage activation - Necessary modification of the con-
tion mesurée à 350C, centration de colle, en mg/l pour mV que le rendement en courant soit _ optimal augmentation de 9 augmentation de 7 augmentation de 5 augmentation de 3 95 augmentation de 1 sans changement sans changement - réduction de 1 réduction de 3 120 réduction de 5 réduction de 7 réduction de 9 measured at 350 ° C, glue centering, in mg / l for mV that the current efficiency is _ optimal increase of 9 increase of 7 increase of 5 increase of 3 95 increase of 1 unchanged without change - reduction of 1 reduction of 3 120 reduction of 5 reduction of 7 reduction of 9
EXEMPLE 10EXAMPLE 10
Cet exemple montre que l'antimoine peut être This example shows that antimony can be
utilisé pour le réglage de l'opération d'obtention élec- used for the setting of the elec-
trolytique du zinc à un rendement optimal en courant, trolytic zinc at optimal current efficiency,
en fonction des valeurs mesurées de la surtension d'ac- according to the measured values of the overvoltage of
tivation.vation.
On ajoute à la fois de la colle et de l'anti- We add both glue and anti-
moine dans une série de cellules d'obtention électro- monk in a series of cells for obtaining electricity
lytique par utilisation d'un électrolyte acide contenant du sulfate de zinc, ayant la composition réglée indiquée dans l'exemple 5. La colle est ajoutée à l'électrolyte à un débit constant de 20 mg/l alors que l'antimoine lytic by use of an acidic electrolyte containing zinc sulphate, having the regulated composition indicated in Example 5. The adhesive is added to the electrolyte at a constant rate of 20 mg / l while the antimony
est normalement ajouté à raison de 0,04 mg/l. is normally added at a rate of 0.04 mg / l.
On détermine les surtensions d'activation et les rendements en courant comme décrit dans l'exemple 9, à l'aide de l'électrolyte et des additions précitées Activation overvoltages and current efficiencies as described in Example 9 are determined using the above-mentioned electrolyte and additions.
de colle et d'antimoine. On obtient des valeurs opti- glue and antimony. Optimal values are obtained
males des rendements en courant pour des surtensions current yields for surges
d'activation de 100 à 105 mV. On détermine les varia- activation from 100 to 105 mV. Variations are determined
tions nécessaires des concentrations d'antimoine dans l'électrolyte, en mg/l, pour les valeurs mesurées de la surtension d'activation, donnant la valeur optimale required concentrations of antimony in the electrolyte, in mg / l, for the measured values of the activation overvoltage, giving the optimum value
en rendement en courant au cours de l'opération élec- in current output during the elec-
trolytique, à l'aide des résultats de ces déterminations. trolytic, using the results of these determinations.
Le programme de réglage figure dans le tableau IX. The adjustment program is shown in Table IX.
TABLEAU IXTABLE IX
Surtension d'activa- Modification nécessaire de la con- Overvoltage activation - Necessary modification of the con-
tion mesurée, mV centration d'antimoine, en mg/l, pour que le rendement en courant measurement, mV concentration of antimony, in mg / l, so that the current efficiency
soit optimal.be optimal.
85 réduction de 0,03 réduction de 0,02 réduction de 0,01 sans changement sans changement 110 augmentation de 0,01 augmentation de 0,02 augmentation de 0,03 85 reduction of 0.03 reduction of 0.02 reduction of 0.01 without change without change 110 increase of 0.01 increase of 0.02 increase of 0.03
EXEMPLE 11EXAMPLE 11
Cet exemple montre que l'enlèvement des impu- This example shows that the removal of impu-
retés d'un électrolyte neutre à base de zinc, par pré- of a neutral electrolyte based on zinc, by pre-
cipitation par de la poudre de zinc, peut être con- cipitation with zinc powder, may be
trôlé par des mesures de la surtension d'activation. controlled by measurements of the activation surge.
L'électrolyte impur de l'installation subit une puri- The impure electrolyte of the plant is purified
fication par des quantités variables de poudre de by varying amounts of
zinc ajoutées dans l'électrolyte qui contient antérieu- added to the electrolyte which contains anterior
rement de l'antimoine ajouté en quantité variable sous additionally added antimony
forme de tartrate d'antimoine et de potassium. La pré- form of antimony tartrate and potassium. The pre-
cipitation est effectuée à 500C sous agitation, avec un temps de séjour d'une heure. On filtre et on refroidit The precipitation is carried out at 500 ° C. with stirring, with a residence time of one hour. We filter and cool
à 350C un courant d'électrolyte purifié. On fait circu- at 350C a stream of purified electrolyte. We circulate
ler ce courant dans la cellule d'essai afin de mesurer la surtension d'activation. On analyse l'électrolyte Run this current in the test cell to measure the activation surge. The electrolyte is analyzed
purifié afin de déterminer les concentrations des im- purified to determine the concentrations of
puretés. Les résultats figurent dans le tableau X. purities. The results are shown in Table X.
TABLEAU XPAINTINGS
Sb ajouté, mg/1 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,75 0,25 0,50 1,00 Poudre de zinc ajoutée, g/l 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 2,0 2,0 2,0 Sb added, mg / 1 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 0.25 0.50 1.00 Zinc powder added, g / l 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 2.0 2.0 2.0
Surtension d'ac-Overvoltage
tivation, mV Impuretés dans l'électrolyte purifié, mg/1 Cd Cu Co Ni Sb 3, 9 1,9 0,4 0,3 2,2 2,2 0,6 3,5 4,1 3,4 1,3 1,0 0,8 0,6 0,5 0,6 0,6 1,6 0,3 0,3 0,2 0,2 0,3 0,2 0,2 0,1 0,1 1,8 0,9 0,5 0,6 0,4 0,3 0,2 0,1 0,1 0,1 0, 75 0,09 0,05 0,04 0,03 0,03 0,02 0,07 0,03 0,02 w -J N No o -B tivation, mV Impurities in the purified electrolyte, mg / 1 Cd Cu Co Ni Sb 3, 9 1.9 0.4 0.3 2.2 2.2 0.6 3.5 4.1 3.4 1, 3 1.0 0.8 0.6 0.5 0.6 0.6 1.6 0.3 0.3 0.2 0.2 0.3 0.2 0.2 0.1 0.1 1 , 8 0.9 0.5 0.6 0.4 0.3 0.2 0.1 0.1 0.1 0, 75 0.09 0.05 0.04 0.03 0.03 0.02 0.07 0.03 0.02 w -JN No o -B
EXEMPLE 12EXAMPLE 12
Cet exemple montre comment les mesures de la surtension d'activation, par exemple du type obtenu This example shows how the measurements of the activation surge, for example of the type obtained
dans l'exemple 11, peuvent être utilisées pour la dé- in example 11, can be used for the de-
termination des corrections qui doivent être effectuées pour le réglage de paramètres tels que les additions termination of the corrections that must be made for the adjustment of parameters such as additions
d'antimoine et de- poudre de zinc, en vue de l'opti- of antimony and zinc dust, with a view to
misation de la purification de l'électrolyte par de the purification of the electrolyte by
la poudre de zinc. Les données du tableau XI indi- the zinc powder. The data in Table XI indicate
quent le programme de réglage de l'opération de purifi- the program for adjusting the purifica-
cation par la* poudre de zinc, comprenant des chan- cation with zinc powder, including
gements spécifiés des additions de poudre de zinc ou de sel d'antimoine à l'électrolyte à base de zinc, specified additions of zinc powder or antimony salt to the zinc electrolyte,
pendant la purification, lorsque la surtension d'acti- during purification, when the power surge
vation mesurée indique que la purification n'est pas complète. Measured value indicates that the purification is not complete.
TABLEAU XITABLE XI
Surtension d'activation Additions nez mesurée pour l'électro- poudre de lyte neutre, mV7 zinc, g/l Activation surge Additions measured nose for neutral lyte electro powder, mV7 zinc, g / l
00
00
0,30.3
0,60.6
60 0,960 0.9
1,21.2
1,51.5
1,81.8
2,12.1
:essaires de Sb, mg/i o 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,5 0,5 : esses of Sb, mg / i o 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.5 0.5
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