CH660201A5 - Procede de decapage de l'aluminium dans un bain de lessive alcaline. - Google Patents
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Description
L'invention concerne un procédé de décapage de l'aluminium dans un bain de lessive alcaline.
La plupart des traitements de surface de pièces en aluminium, par exemple l'éloxage, font appel à une attaque préliminaire du métal par voie chimique, le décapage.
Le procédé le plus utilisé actuellement consiste à tremper les pièces d'aluminium dégraissées dans un bain contenant de 30 à 70 g de soude caustique libre par litre à des températures de 50 à 70° C. L'aluminium est attaqué selon l'équation suivante, avec formation d'aluminate de sodium et d'hydrogène:
Al + NaOH + H20
NaA102 +|H2î
L'attaque de 27 g d'aluminium (1 atome-g) consomme 40 g (1 mole-g) de soude caustique et 18 g (1 mole-g) d'eau pour former 82 g d'aluminate de sodium dissous (1 mole-g) et 3 g (1,5 mole-g) d'hydrogène.
Le bain s'enrichit donc en aluminate de sodium et s'appauvrit en soude caustique libre. On peut maintenir l'activité du bain en ajoutant périodiquement de la soude caustique fraîche. Il est également nécessaire d'ajouter un complexant de l'aluminium pour éviter la formation de dépôts d'hydroxyde d'aluminium compacts et adhérents. Généralement le bain est usé lorsque la teneur en aluminium dissous atteint env. 70 g/1 d'aluminium. Il faut alors l'éliminer et le remplacer par un bain frais, ce qui pose un grave problème écologique dont la solution est généralement coûteuse. De plus, l'activité du bain de décapage change constamment, ce qui se traduit par une qualité irrégulière des pièces traitées.
5 Une autre manière de résoudre le problème du bain de décapage usé est de laisser la concentration en aluminium dissous s'élever jusqu'à 110 g/1 environ, concentration à laquelle la quantité de solution entraînée par les pièces vers le bain de rinçage correspond à la quantité d'aluminium dissous sur les pièces en question. On arrive io donc à un état stationnaire, à condition que la perte de soude libre soit compensée par une addition continue ou périodique de soude caustique dans le bain de décapage.
La concentration du bain de décapage reste pratiquement constante, ce qui assure une qualité constante des pièces traitées; mais le 15 problème écologique n'est pas résolu, puisque la totalité de l'aluminium dissous se retrouve dans les eaux de rinçage. De plus, la forte concentration du bain peut conduire à l'apparition de taches sur les pièces traitées, au moment de leur transport d'une cuve à l'autre.(l).
Une troisième manière de traiter le problème du bain de déca-20 page usé consiste à prélever une partie du bain dans un réservoir séparé où, par ajustement de la température et en présence d'une quantité importante d'hydroxyde d'aluminium, la précipitation de ce dernier composé par hydrolyse de l'aluminate de sodium est amorcée:
NaA102 + 2 H20 AI(0H)3> Al (OH)3 + NaOH
i
Au cours de cette opération, la soude caustique est régénérée en 30 quantité équivalente à celle utilisée lors de l'attaque de l'aluminium. Après séparation de l'hydroxyd'e d'aluminium par filtration et lavage, la solution de soude caustique ainsi récupérée est retournée au bain de décapage. L'inconvénient de ce mode de faire réside dans la nécessité d'installer, au voisinage des cuves de décapage, un appa-35 reillage important comprenant des réservoirs agités, des décanteurs et des litres (2).
L'invention a donc pour objet de fournir un procédé de décapage de l'aluminium qui élimine autant que possible les inconvénients précités et qui produit de façon simple et économique des pièces 40 d'aluminium décapées d'une qualité aussi constante que possible.
Cet objet est atteint au moyen du procédé caractérisé à la revendication 1. Des modes préférés de mise en œuvre de l'invention résultent des revendications dépendantes.
• Dans ce procédé, on utilise de préférence un bain alcalin relativement dilué, contenant de 1 à 10 g/1 et de préférence 3 à 6 g/1 de soude ou de potasse caustique libre ainsi que de 2 à 20 g/1 et de préférence 4 à 8 g/1 d'aluminium dissous sous forme d'aluminate de sodium, respectivement de potassium. Ces faibles concentrations permettent 50 la précipitation d'hydroxyde d'aluminium in situ dans le bain de décapage sous une forme facile à séparer et la régénération simultanée de l'alcali libre consommé lors de l'attaque de l'aluminium. De plus, les faibles concentrations en substances dissoutes diminuent sensiblement les pertes en produits chimiques dues à l'entraînement ainsi 55 que le danger de formation de taches sur les pièces lors de leur transport d'un bain à l'autre. Les pertes par entraînement peuvent encore être diminuées si l'on égoutte suffisamment les pièces avant leur transport et/ou si l'on recycle l'eau de rinçage dans la cuve de décapage.
60 La concentration des substances dissoutes reste constante lorsque le bain de décapage travaille, puisque l'aluminium dissous est constamment précipité sous forme d'hydroxyde. Cela assure une attaque régulière de l'aluminium, stable au cours du temps, dont la valeur varie entre 3 et 7 g d'aluminium par m2 et minute pour des 65 températures comprises entre 50 et75° C.
45
(1) 3.H. Dailey, Plating and surfaces finishing, July 1982, p. 44.
(2) C.J. Brown, Plating and surfaces finishing, June 1982, p. 102.
3
660 201
L'hydroxyde d'aluminium formé lors de l'attaque des pièces a tendance à s'accumuler dans le bain de décapage dont il ne gêne pas le fonctionnement. Il est cependant souhaitable de limiter la teneur en solide du bain entre 10 et 30 g/1, en séparant le solide par décantation et/ou filtration. Cette opération peut se faire soit par charges, 5 soit en continu. La forme du précipité d'hydroxyde d'aluminium est telle que, par filtration par exemple, on obtient un gâteau facile à laver et contenant plus de 50% de solide, ce qui permet la valorisation de ce sous-produit.
La précipitation de l'hydroxyde d'aluminium directement dans le 10 bain de décapage peut être favorisée par l'addition de sels alcalins, par exemple le carbonate de sodium, en quantités comprises entre 5 et 100 g/1 et de préférence entre 20 et 60 g/1.
L'état d'agrégation du précipité est influencé par la présence d'agents complexants, par exemple le gluconate de sodium qui doit 15 être présent dans le bain de préférence à raison de 0,01 à 1 g/1.
La durée de vie du bain de décapage est pratiquement illimitée si l'on prend soin de compenser les pertes par une addition correspondante de produits chimiques frais. Ces pertes et les frais correspondants peuvent être minimes si l'on recycle dans le bain de décapage 20 le filtrat et l'eau de lavage de la séparation de l'hydroxyde d'aluminium ainsi que l'eau de rinçage des pièces. L'addition des eaux de lavage et de rinçage permet également de compenser les pertes en eau dues à la formation d'hydroxyde d'aluminium et à l'évaporation du bain de décapage. 25
Le problème posé par le traitement et l'élimination des bains usés ne se pose plus. Il n'est pas nécessaire non plus de remplacer périodiquement les. bains usés. Les économies ainsi réalisées sont substantielles.
L'équipement technique additionnel permettant la mise en œuvre 30 du nouveau procédé est peu important, puisqu'il se limite à une installation de séparation de solide, par exemple à une filtration.
Exemple:
Préparation du bain 35
Dans une cuve de 20 m3 munie d'un système de chauffage et d'une introduction d'air comprimé, ajouter 12 m3 d'eau chaude (40-60° C), puis dissoudre par portions un total de
1000 kg de carbonate de sodium technique, 40
280 kg de soude caustique en paillettes ou la quantité équivalente de solution et 6 kg de gluconate de sodium.
Compléter le volume de la cuve à 20 m3 par de l'eau, agiter au moyen d'air comprimé pendant un quart d'heure, chauffer à 70 C environ.
Conditions de fonctionnement
— Température: 70-75 C
— Agitation périodique par de l'air comprimé
— pH: 11,7 + 0.1 (75 C)
— Densité Be: 6 + 1 (75 C)
— Temps d'attaque: 1 à 10 min selon le résultat désiré. Ces conditions assurent une vitesse d'attaque de
6,5 ± 0,5 g Al, m* • min
Filtration de l'hydroxyde d'aluminium
Après un certain temps de fonctionnement (correspondant par exemple au traitement de 5000 m2 d'aluminium), le bain neuf s'est chargé de 120 kg environ de métal dissous. La précipitation de l'hydroxyde d'aluminium a lieu et se poursuit au fur et à mesure du traitement de nouvelles pièces. On laisse la teneur en solide s'élever jusqu'à 350 kg environ (correspondant à 5000 m2 supplémentaires), puis on la maintient entre 250 et 500 kg environ par filtration continue ou périodique d'une partie du bain.
Le gâteau de filtration est lavé par 2-4 fois son poids d'eau. Il contient au moins 50% de solide. Le filtrat est réintroduit directement dans le bain de décapage.
Ajustement du bain
Les pertes par évaporation. filtration et entraînement subies par le bain au cours de son fonctionnement doivent être compensées par addition périodique de 100 kg de carbonate de sodium 50 kg de soude caustique à 100%
2 kg de gluconate de sodium et d'eau en quantité telle que le niveau du bain reste constant.
Ces valeurs déterminées pour le traitement de 5000 m2 d'aluminium ont été obtenues pour une installation ne permettant pas le levage du pirêcipité ni le recyclage des eaux de rinçage des pièces.
R
Claims (10)
1. Procédé de décapage de l'aluminium dans un bain de lessive alcaline, caractérisé en ce que l'on précipite directement dans le bain de décapage l'hydroxyde d'aluminium naissant, en régénérant simultanément l'alcali utilisé.
2. Procédé selon la revendication I, caractérisé en ce que l'on utilise comme lessive alcaline une solution de soude ou de potasse caustique.
2
REVENDICATIONS
3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que la lessive alcaline contient 1 à 10 g/1 et de préférence 3 à 6 g/1 de soude ou de potasse caustique ainsi que 2 à 20 g/1 et de préférence 4 à 8 g/1 d'aluminium dissous.
4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on ajoute à la lessive alcaline un sel alcalin.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'on ajoute à la lessive alcaline 5 à 100 g/1 et de préférence 20 à 60 g/1 de carbonate de sodium.
6. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on ajoute à la lessive alcaline un agent complexant, en particulier 0,01 à 1,0 g/1 et de préférence 0,1 à 0,5 g/1 de gluconate de sodium.
7. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la température du bain de décapage est comprise entre 50 et 75° C.
8. Procédé selon la revendication 1 à 7, caractérisé en ce que l'hydroxyde d'aluminium précipité est séparé du bain ou d'une fraction du bain de décapage par décantation et/ou filtration lorsque la teneur du bain en précipité excède une valeur comprise entre 10 et 30 g/1.
9. Procédé selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le filtrat et l'eau de lavage recueillis lors de la séparation de l'hydroxyde d'aluminium précipité ainsi que l'eau de rinçage des pièces d'aluminium décapées sont recyclés entièrement ou partiellement dans le bain de décapage.
10. Procédé selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on compense les pertes en produits chimiques du bain de décapage par l'addition de quantités correspondantes de produits chimiques frais.
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-
1985
- 1985-03-04 DE DE8585102400T patent/DE3578676D1/de not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3578676D1 (de) | 1990-08-23 |
| DE3426114A1 (de) | 1985-09-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased | ||
| PL | Patent ceased |