CHAPITRE m

Nickel

Analyse du Nickel industriel

66. Impuretés. — Cuivre, cobalt, fer, manganèse, alumine, chaux, magnésie, soufre, silice, carbone, arsenic et antimoine.

Dosage du Nickel. Nous donnerons deux méthodes : la première consistera à dissoudre le nickel industriel dans NO^H, à réduire le nitrate de nickel à l'état de nitrite et électrolyser le nickel ; la deuxième méthode consistera à dissoudre le nickel indlistriel dans NO^H, évaporer la solution avec SO^H^ pour faire du sulfate de nickel et électrolyser le nickel. — Cette seconde méthode a l'inconvénient d'exiger une évaporation qui doit être extrêmement lente pour éviter les projections, mais elle a l'avantage de fournir des eaux privées de nickel où on peut doser les impuretés. — La première méthode est beaucoup plus expéditive et moins dangereuse puisqu'il n'y a pas d' évaporation, mais elle donne des eaux-mères inutilisables pour le dosage des impuretés. Nous donnons la préférence à cette première méthode quitte à nous servir de la seconde pour préparer un bain qui nous servira à doser les impuretés.

1^ méthode. 5 gr. de métal en copeaux sont introduits dans un verre de Bohême de 65 mm. de diamètre et 180 mm. de hauteur. La grande hauteur du verre est destinée h arrêter toute projection lors de Télectrolyse. On verse sur le métal un mélange de 10 cm^ d'acide sulfurique et 40 cm' d'acide nitrique, après avoir tout d'abord immergé les copeaux de nickel dans une quantité d'eau suffisante pour modérer l'attaque. Le vase est aussitôt recouvert d'un entonnoir dont les bords reposent à l'intérieur de ceux du verre et forment ainsi une petite gouttière dans laquelle quelques gouttes d'eau forment un joint hydraulique parfait. On chauffe doucement tout le temps de l'attaque. On laisse refroidir, on neutralise avec de l'ammoniaque en très léger excès, on revient légèrement acide avec de l'acide sulfurique. On fait alors bouillir avec 50 cm' d'une solution saturée de SO^ et on chasse SO^ par la chaleur jusqu'à disparition de toute odeur.

Le nickel a ainsi passé à l'état de nitrite {3i,3^ méthode). On ajoute 5 gr. de sulfate de magnésie, de l'ammoniaque jusqu'à alcalinité, 7 cm' d'une solution saturée de SO^, enfin 25 cm' d'ammoniaque à 22°B. Le liquide est étendu à 300 cm' puis électrolysé à la température de 85** environ avec un courant de 1 ampère. On doit s'assurer que le bain reste toujours fortement ammoniacal sous peine de provoquer un dépôt d'oxyde de nickel sur l'anode.

Les précipités de silice, d'hydrates de fer et d'alumine qui se trouvent dans le liq-iiide ne gênent pas le dépôt de nickel ; bien au contraire le courant débarrasse ces

précipités du nickel entraîné bien plus complètement que des filtrations et des lavages répétés. Une fois le nickel déposé, on filtre ces précipités, on les redissout dans le moins possible de SO*H^, on neutralise par de l'ammoniaque qu'on ajoute en excès et on jette le tout dans le premier liquide. On électrolyse comme précédemment en se servant de la cathode déjà recouverte de la presque totalité du nickel. Un essai au sulfhydrate d'am.noniaque indique la fin de l'électrolyse. Tout en laissant les électrodes suspendues à leur support on retire le verre contenant le bain et on le remplace par un verre rempli d'eau distillée: le courant continuante passer (5 minutes environ) débarrasse la toile de tous les sels qu'elle peut retenir. On plonge alors la cathode quelques minutes dans un deuxième verre d'eau distillée, puis dans de l'alcool absolu ; on sèche et on pèse. On a ainsi la totalité du nickel et du cobalt contenus dans le métal, ainsi que le cuivre. On retranche donc le p ids de cobalt et de cuivre après avoir dosé ceux-ci comme il est dit plus loin.

Au bout de quelques heures le nickel est déposé.

S""' méthode. 5 gr. de métal sont attaqués avec les mêmes précautions que celles indiquées dans la méthode précédente, par un mélange de 25 cm^ d'eau et 25 cm' d'acide nitrique. On chauffe doucement tout le temps de l'attaque et à la fin on élève la température jusqu'à ébullition. On ajoute 10 cm^ de SO*H^ et on évapore à tout petit feu jusqu'à ce que des fumées blanches sulfuriques se dégagent abondamment. Il reste encore un grand excès de SO*H^. On laisse refroidir, on reprend par de l'eau puis on ajoute de Tarn-

moniaque en excès de 2 à 3 cm^. On fait bouillir un instant pour précipiter le fer complètement, après avoir remis sur le verre l'entonnoir qui arrête les projeclions, On ajoute ensuite 25 cm^ d'ammoniaque à 22*. puis quelques cm^ d'eau oxygénée pare qui évite le dépôt de carbone avec le nickel ; on étend à 300 cm^. puis on électrolyse à chaud (90"* environ) avec une intensité de 1 ampère.

Au bout de quelques heures le nickel est déposé.

Les précipités de silice, d'hydrates de fer et d'alumine sont privés comme précédemment (voir 1" méthode) du nickel qu'ils ont entraîné.

Le lavage de la toile recouverte de nickel se fait également comme pour la première méthode.

On a ainsi la totaUté du nickel et du cobalt contenus dans le métal, ainsi que le cuivre. On retranche donc le poids du cobalt et du cuivre après avoir dosé ceux-ci comme il est dit plus loin. Quant à l'arsenic et à l'antimoine ils sont restés avec l'hydrate de fer, à l'état d'arséniate et d'antimoniate de fer insolubles.

Dosage du cuivre. — Le dépôt électrolytique qu'on vient d'obtenir est dissous dans un mélange de 50 cm' d'acide nitrique à 36* et 50 cm^ d'eau. On électrolyse avec un courant de 1 ampère après avoir étendu à 300 cm^. On pèse le cuivre déposé Sprès l'ivoir lavé et séché comme il est dit plus haut.

Dosage du cobalt. — La solution nitrique débarrassée de Cu est évaporée à consistance sirupeuse au bain de sable. On reprend par de l'eau, on alcalinise par de la potasse, puis on dissout dans de l'acide acétique, enfin on ajoute 150 à 200 cm*' d'une solution à 50 % de nitrite

do potasse. Au bout d'une nuit, le précipité est complet ; on le filtre, on le lave avec une solution d'acétate de potasse additionné de nitrite de potasse, puis on le dissout dans un mélange de 1 volume de SO*IP et 1 volume d*eau, additionné de 3 à 4 volumes d'acide chlorhydrique. On évapore jusqu'à ce qu'apparaissent d'abondantes vapeurs sulfuriques. Le sulfate de cobalt est alors électrolysé dans les mêmes conditions que le nickel.

Dosage du fer. — Dans les eaux mères privées de nickel, de cobalt et de cuivre se trouve encore le précipité de silice, d'alumine et de fer qui contient l'arsenic et l'antimoine. On filtre ce précipité, on le lave, on le traite par SO*ff étendu. On précipite par H^S l'antimoine et l'arsenic, on les filtre, on les lave, puis on chasse par la chaleur ffS du liquide filtré. Les dernières traces de H^S — très difficiles à éliminer — sont oxydées par addition de quelques gouttes d'eau oxygénée. Le liquide est ensuite électrolysé pour fer (17).

Dosage du manganèse. — 5 grammes de nickel, converti à l'état de sulfate, sont traités par un courant do H^S pour précipiter, à l'état de sulfures, le cuivre, l'arsenic et l'antimoine. On filtre ce précipité, on chasse WS par la chaleur. Les dernières traces de ffS sont oxydées par H^O^ qui oxyde en même temps le fer. On électrolysé le nickel avec le fer suivant (i7) puis le manganèse suivant (i7).

• Dosage de V alumine. — Les eaux mères provenant de l'électrolyse du fer sont évaporées à sec avec SO*H*

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en excès. Pour détruire le reste des matières organiques on reprend le résidu par un mélange, à volumes égaux, d'acide sulfurique et nitrique, puis on évapore de nouveau à sec.

Le résidu est dissous dans de l'eau aiguisée de HCl et la solution filtrée est additionnée de chlorhvdrate d'ammoniaque et d'ammoniaque, puis mise à bouillir. L'alumine précipite, on la lave, on la filtre et on la pèse à l'état de APO^.

Dosage de la chaux, — Les eaux mères qui ont été privées successivement de nickel et de cobalt, puis de fer et d'alumine, contiennent la totalité de la chaux. Ces eaux sont concentrées — pas assez cependant pour donner lieu à des cristallisations de sels — puis précipitées par l'oxalate d'ammoniaque. L'oxalate de chaux bien lavé à l'eau bouillante est introduit avec son filtre dans une fiole conique où on ajoute SO*ff au 1/5 (en volume). On titre l'acide oxalique par le permanganate de potasse à chaud (35 à 40**), après avoir ajouté dans la fiole conique un peu de sulfate manganeux qui, comme on sait, accélère la réaction du permanganate.

M ,» j r^ r^ Quantité de fer correspondant au permanganate, quantité de CaO =

Dosage de la magnésie, — Les eaux mères privées de chaux sont additionnées d'arséniate de soude qui précipite la magnésie à l'état d'arséniate ammoniacomagnésien. Celte précipitation devra se faire sur un liquide aussi concentré que possible, la solubilité de l'arséniate ammoniaco-magnésien n'étant pas négligeable. On filtre, on lave, on dissout le précipité dans 150 cm'

d'acide chlorhydrique à 22*" et cette solution est distillée pour arsenic en présence de 15 grammes de cu'fate ferreux (voir 4i).

De l'arsenic dosé volumétriquement on déduit la magnésie : MgO = As X 0,538.

Dosage du soufre et de la silice. — 5 à 10 grammes de métal sont attaqués par de l'acide nitrique étendu de son volume d'eau. On évapore au bain-marie après avoir ajouté 25 cm^ d'acide chlorhydrique environ, et on chasse NO^H par des évaporations répétées avec HCl. Le résidu est additionné de 2 à 3 cm^ d'acide chlorhydrique, puis d'eau. On liltre pour enlever la silice et on lave à l'eau chaude.

Le liquide filtré ne contieiit qu'une partie du soufre, l'autre partie étant retenue par la siHce. Le filtre qui a retenu la silice est séché puis brftlé avec son contenu après qu'on les a imprégnés d'une solution de nitrate de potasse à 1/10 qui empêche la production de composés volatils du soufre. On fond le tout avec 2 gr. de carbonate de soude. Après fusion complète on laisse refroidir, on traite la masse fondue par de Teau et HCl en excès, et on évapore ù sec au bain-marie ; on reprend par 2 à 3 cm' de HCl puis par de l'eau, on filtre la silice et on la lave à l'eau. Les eaux filtrées réunies contiennent tout le soufre. On les précipite par le chlorure de baryum à l'ébuUition; on laisse reposer une nuit, dans un endroit chaud. On filtre et on pèse le sulfate de baryte.

Quant à la silice, on la sèche, on la calcine et on

la pèse. On la traite ensuite ,par de T acide fluorhydrique et quelques gouttes de SO*BP. On évapore, on calcine et on pèse. De la perte de poids on déduit la quantité de silice.

Dosage du carbone. — On dissout 5 grammes de nickel, qu'on a limé puis pulvérisé, dans 225 cm^ d'une solution de chlorure double de cuivre et de potassium contenant 60 grammes de ce sel et 25 cm^ d'acide chlorhydrique. La dissolution se fait à chaud, presque à l'ébuUition et dans une atmosphère de CO^.

Le carbone est filtré sur de Tamlante préalablement calcinée, puis brûlé à l'état de CO^ soit sur la grille à analyse soit par voie humide (acide chromique et acide sulfurique) ; CO^ est enfin pesé ou mesuré en volume. On a ainsi le carbone total.

Le graphite s'obtient en dissolvant 5 gr. de nickel en limailles dans un mélange de 25 cm^ d'acide nitrique et 25 cm^ d'eau, puis filtrant sur de l'amiante préalablement calcinée, enfin brûlant comme précédemment le carbone.

Il ne peut être question de doser le carbone par la méthode au chlore parce que la silice du nickel oxyderait le carbone.

Dosage de Varsenic. — On distille l'arsenic en chauffant le nickel avec du sulfate f errique et de l'acide chlorhydrique (voir 4i).

Dosage de Vantimoine. — Le liquide privé d'arsenic par distillation et qui contient tout l'antimoine est ad-

ditionné d'acide oxalique et de chlorure de zinc puis distillé dans un courant de HGl gazeux (voir Si).

Le chlorure d'antimoine distillé est précipité par EPS puis dosé électrolytiquement (voir 49).

Alliag^es de Nickel