Valorisation de boues d'électrozingage par lixiviation puis complexation et dépôt électrochimique d'alliages zinc-nickel

• Auteur / Autrice : Israël Rodriguez-Torres
• Direction : Gérard Valentin
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences et techniques
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Zinc -- Alliages

Nickel -- Alliages

Complexation

Lixiviation

Zingage

Mots clés libres

Métaux

Métallurgie

Zingage électrolytique

Recyclage

Boue résiduaire

Récupération matériau

Traitement déchet

Ammoniac

Méthode électrochimique

Résumé

Cette thèse a pour objet l' étude de la récupération des métaux contenus dans des boues produites par l'industrie de revêtement par voie électrolytique de tôles d'acier. Il est en effet nécessaire de développer des procédés de traitement de ces rejets et notre étude a plus particulièrement concerné un procédé de valorisation de boues d'électrozingage. Une étude thermodynamique a été conduite afin de déterminer les conditions chimiques adéquates pour mener à bien la complexation des métaux avec l'ammoniac. Les essais de lixiviation, réalisés sur des échantillons issus de deux usines de galvanoplastie, montrent la dissolution sélective et efficace des sels de zinc et de nickel. Une partie de ce mémoire est consacrée à la recherche bibliographique sur la codéposition de zincnickel ainsi que sur l'étude expérimentale du comportement électrochimique de ces métaux dans des milieux ammoniacaux synthétiques. Avec l' objectif de produire un alliage zinc-nickel à partir de ces bains, nous avons effectué de nombreux dépôts électrochimiques sur une électrode à disque tournant, puis observé ces dépôts au microscope électronique à balayage. Malgré les résultats prometteurs obtenus, nous avons montré par des calculs thermodynamiques que la pression de vapeur d'ammoniac en équilibre avec le bain électrolytique était préjudiciable à un développement plus approfondi de ce procédé. Nous avons alors proposé la glycine comme alternative à l'utilisation d'ammoniac. A cette fin, le même protocole d'étude que pour l'ammoniac a été utilisé. Le zinc et le nickel peuvent être récupérés à partir des deux types de boues par complexation avec la glycine avec de bons rendements. Le traitement électrolytique des solutions de lixiviation dans un réacteur discontinu a montré que, si le zinc était déposé de manière satisfaisante, la déposition de nickel semblait être inhibée par la glycine.

This work was aimed at investigating the recovery of valuable metals eontained in sludges issued in steel plate plating factories. As a matter of fact, processes for the treatment of these wastes have to be developed, and our contribution has mainly concerned a valorisation process for zinc plating sludges. Thermodynamic calculations were carried out to determine the suitable conditions for complexation of zinc and nickel using ammonia. Leaching trials with solid samples issued from two factories, have shown the selective and efficient dissolution of both metal salts. A part of this dissertation deals with literature survey on co-deposition of zinc and nickel, together with the experimental investigation of the electrochemistry of these elements from synthetic ammonia-containing baths. In view to produce Zn-Ni alloy, numerous deposits were prepared at a rotating disk electrode and observed by electronic scanning microscopy. In spite of the promising results obtained, thermodynamic calculations of gas-liquid equilibria could show that the ammonia pressure over the electrolytic bath was high enough to hinder the further development of such process. An alternative solution to the use of ammonia was then suggested and glycine was considered through a similar approach. Zinc and nickel can be recovered with high yields from the two types of sludges by leaching using glycine. The electrolytic treatment of the leaching solutions in a discontinuous reactor showed that zinc could be deposited with satisfactory yields; in contrast, nickel deposition seems to be inhibited by glycine.