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Élimination des contaminants des bains de passivation

L'industrie galvanique de l'UE fabrique des pièces en acier dotées d'une protection complète contre la corrosion. Une nouvelle technologie permettant d'améliorer la qualité et de réduire les coûts promet d'augmenter de façon significative la compétitivité du marché.
Élimination des contaminants des bains de passivation
L'augmentation des coûts de matériel et d'exploitation, associée à la concurrence des pays à bas salaires, a entraîné une diminution importante de la production de métaux galvanisés en Europe. Un grand consortium européen a lancé le projet TIGI («Towards an innovative galvanic industry»), financé par l'UE, afin de mettre au point une technologie permettant de réduire les coûts et l'impact environnemental, en vue d'accroître la compétitivité européenne dans ce domaine.

Les pièces en acier galvanisé avec un alliage de zinc (Zn) dotées d'un revêtement anticorrosion par électrodéposition subissent souvent un processus de post-fabrication final appelé passivation. Les pièces sont placées dans un bain d'acide dilué, généralement de l'acide nitrique mais de plus en plus de l'acide citrique qui respecte plus l'environnement. L'acide élimine les contaminants, y compris les particules de fer (Fe), et forme une couche de surface chimiquement non réactive (passive) constituée d'un film très fin d'oxyde de chrome qui résiste à la corrosion.

La durée de vie du bain de passivation est fortement limitée par l'accumulation d'impuretés de Zn2+ et de Fe3+. Cela impose des contraintes financières et environnementales car il est nécessaire d'éliminer fréquemment les contaminants et de remplacer les matériaux. En outre, la Commission européenne a imposé des restrictions sur l'utilisation du chrome et les nouveaux fluides de passivation sans chrome sont beaucoup plus chers.

Les scientifiques du projet TIGI visent à augmenter la durée de vie des bains de passivation pour la faire passer de six semaines à deux ans. La séparation sélective des impuretés de Zn2+ et de Fe3+ sans extraction de chrome ou d'autres composants nécessaires a été rendue possible grâce à la technologie de pertraction d'émulsion (TPE). La TPE associe l'efficacité des membranes liquides en émulsion avec la rentabilité et la faible consommation d'énergie des systèmes d'écoulements croisés à fibres creuses.

Les unités industrielles ont été optimisées grâce à la modélisation et à des essais préliminaires. Des essais à long terme menés sur des unités industrielles ont démontré que le système de TPE a permis d'empêcher que la concentration de «débris» d'ions n'augmente au fil du temps. En fait, il a surpassé presque tous les objectifs fixés dans le cadre du projet, y compris la sélectivité, l'extension de la durée du bain, la réduction des déchets et l'amélioration de la qualité des produits. En outre, une évaluation du cycle de vie a permis de mettre en évidence les avantages de l'utilisation du système et le prix unitaire correspondait aux objectifs fixés.

La passivation est essentielle pour de nombreux composants de haute technologie des secteurs des appareils médicaux et de l'aérospatiale et environ 80 % des entreprises de l'industrie de la galvanisation ont recours à ce processus. La mise en application de la technologie de l'initiative TIGI à le potentiel d'améliorer considérablement la compétitivité de ce secteur grâce à une diminution des coûts et à l'augmentation de la qualité des produits.

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