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Influence de l'antimoine et du cuivre sur la cementation du cobalt par le zinc

1975; Elsevier BV; Volume: 20; Issue: 11 Linguagem: Francês

10.1016/0013-4686(75)87006-x

1873-3859

Francis de Blander, René Winand,

Radioactive element chemistry and processing

La cémentation du cobalt sur de la poudre de zinc métallique telle qu'elle est pratiquée industriellement pour purifier la solution de ZnSO4 (160g/l Zn2+) destinée à l'électrolyse d'extraction du zinc est considérablement accélérée par les traces d'impuretés en solution; on ajoute même intentionnellement CuSO4 et Sb2O3 pour favoriser la réaction. Le but de ce travail est de déterminer le mécanisme d'action de ces impuretés. Il est tout d'abord apparu que les ions Zn2+ de la solution sont responsables du freinage du dépôt du cobalt (160g/l Zn2+; 10 mg/l Co2+). La partie cathodique de la réaction de cémentation a été reproduite sur électrode plane en effectuant des dépôts potentiostatiques à −730 mV/ENH (tension`a l'abandon du zinc métallique dans la solution considérée). Les dépôts obtenus ont été étudiés par dissolution anodique, par traceurs radioactifs, par diffraction des rayons X en chambre de Debye-Scherrer, par fluorescence des rayons X, par spectrophotométrie d'absorption atomique, par microscopie optique et électronique (à transmission et à balayage). Les résultats ont été comparés à ceux obtenus pour des céments obtenus dans les mêmes conditions sur plaque de zinc et sur poudre de zinc. Il résulte du présent travail que l'antimoine et le cuivre codéposent avec le cobalt en formant des alliages dans lesquels l'activité du cobalt est réduite. La tension disponsible pour vaincre l'effet inhibiteur des ions Zn2+ est ainsi augmentée et la réduction des ions Co2+ accélérée. L'antimoine forme avec le cuivre et le cobalt des alliages particulièrement nobles qui présentent une bonne résistance à la corrosion avec dégagement d'hydrogène. On peut dire que si le cuivre a un effet accélérateur de la cémentation du cobalt plus marqué que l'antimoine, ce dernier est un excellent stabilisateur de cément obtenu. Les méthodes électrochimiques utilisées et la connaissance du mécanisme d'action des impuretés ouvrent de nouvelles perspectives pour la pratique industrielle. Zinc sulphate solution (160g/l Zn2+) used for zinc electrowinning is purified for cobalt by cementation with metallic zinc powder. Industrial practice shows that considerable acceleration of this operation is achieved by the presence of trace impurities in solution. Eventually, CuSO4 and Sb2O3 are deliberately added to the solution. The aim of this work is to elucidate the mechanism of action of those impurities. Zn2+ ions present in the solution are responsible for the slow speed of cobalt deposition (160g/l Zn2+; 10 mg/l Co2+). The cathodic part of the cementation reaction was simulated on a flat electrode through potentiostatic deposits at −730 mV/ENH (potential at zero current of metallic zinc in the solution). The deposits were studied by anodic dissolution, radioactive tracers, X-ray diffraction and fluorescence, atomic absorption spectrophotometry, optical and electronic microscopy (transmission and scanning). The results were compared with cementation on zinc plate and zinc powder. Antimony and copper are deposited together with cobalt and form alloys with reduced cobalt activity. Total voltage available to overcome the inhibitor effect of zinc ions is thus increased and the reduction of cobalt ions accelerated. Antimony, copper and cobalt triple alloys resist particularly well to corrosion with hydrogen evolution. Copper has a higher accelerating effect on cobalt cementation than antimony, but the latter stabilizes the deposit very effectively. The electrochemical methods used and the knowledge of the mechanism of action of the impurities open new trends for industrial practice.