BE343464A - - Google Patents

Description

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   Les zéolithes sont appropriés pour produire l'adou- cissement de   l'eau   par échange de bases, mais ne peu- vent pas être employés pour l'adsorption de gaz, de vapeurs et d'acres substances, de sorte qu'ils ne sont pas susceptibles d'être utilisés pour la récupération de solvants vaporisés, pour l'enrichissement de gaz ou de vapeurs, etc ., ni pour la décoloration ou la désodorisât ion de liquides, à moins qu'il ne se   prodai-   se une transformation chimique lors de l'adsorption de gaz ou. autres substances. 



   Or, on a constaté le fait surprenant suivant à savoir que les divers zéolithes, aussi bien les zéolithe naturels que ceux préparés, par voie artificielle et les substances semblables aux zéolithes, par exemple les di- vers produits de réaction des silicates sur les alami- nates, ou les composés de fer, ainsi que la glauconite " Agent adsorbant " 

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 et les minéraux semblables, aussi bien à l'état naturel qu'à l'état stabilisé, les verres obtenue dans la   fabri-   cation de zéolithes par fusion, de plus les taffs et les verres naturels, tels qu'on peut les recueillir dais les   taffs,   peuvent être transformés en agents adsorbants si, à l'aide d'un traitement approprié, on extrait, en totalité oa en partie, la base (terre alcaline, al- cali, métal).

   De plus, on peut' aussi extraire, en par- tie ou en totalité,   l'alumine,   qui existe, en ses des bases oa du métal qui agit comme base ou l'on peut extraire l'oxyde qai peut avoir on quelque sorte la fonction d'acide, en sas de l'acide silicique. La pro- portion dans laquelle sont extraits le constituant agie- sant comme base et, le cas échéant, l'alamine ou l'oxy- de qui lui correspond, dépend de l'effet , de la rapi- dité d'action et de la durée d'action que l'on veut obtenir. 



   L'extraction de la base et les autres constituants petit s'effectuer au moyen de substances à action acide. 



  Les substances à action acide sont par exemple, les acides inorganiques oa organiques, les sels acides, les sels qui, à l'hydrolyse, séparent des acides, ou ont une action acide. 



   Des substances appropriées de ce genre sont, par exemple, l'acide chlorhydrique, l'acide sulfurique, l'acide phosphorique, l'acide formique, l'acide acétique l'acide oxalique, l'acide lactique, l'acide butyrique, les acides gras, les sels d'ammonium, le sodium   bisal-   fate, le chlorure de fer, le sulfate de fer (oxyde ferreux et oxyde ferrique), l'acétate de fer, le chlo- rare   d'aluminium,   le sulfate   d'aluminium,   les divers aluns , les phénols, et, dans certaine conditions dé- 

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 terminées, l'acide carbonique. Les acides peuvent aassi être utilisés sous forme gazeuse, par exemple l'acide   eholhydrique,   l'acide sulfureux, l'acide formique. 



   On choisit d'ordinaire les acides ou autres compo- sés qui doivent extraire la base de manière à obtenir des sels solubles. Mais on peut aussi employer des substances qui forment, avec la base extraite, des com- posés insolubles; on'peut employer, par exemple, de l'acide phosphorique avec le zéolithe de calcium et de même de l'acide sulfurique. 



   La concentration des acides est déterminée de ma- nière qu'il reste des substances qui présentent la struc tare leur permettant-de servir, saivant l'application visée, comme décolorants ou pour absorber des gaz ou des vapeurs. Pour les vapeurs, on aura, de préférence soin d'obtenir des masses plus ou moins en forme de morceaux. 



   Mais on peat aussi façonner les poudres qui pro- viennent da traitement, par compression ou avec on liait ou par compression avec   adjonction     d'un   liant, en   grairs   de dimensions plus fortes, ou en briquettes, etc. 



   Dans le choix du liant, il faut   avodr   soin que l'activité du produit ne se perde pas, de sorte que des additions nuisibles introduites dans le prodait par le liant doivent être extraites par lavage ou par trans- formation. 



   Si l'on s'est servi, par exemple, de verre soluble en solution diluée comme liant, on rendra inoffensif l'alcali du verre soluble par traitement subséquent avec des acides. lorsque les substances employées pour l'extraction des bases subissent une transformation chimique avec les 

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 zéolithes, oa avec des   composes   semblables aux zéoli- thes, on peut, si le   eonstitaant   métallique qui entre dans la molécule de zéolithe est nuisible pour l'adsorp- tion , ou est susceptible d'agir sur les substances à traiter, procéder à son extraction complète ou par- tielle, par exemple par   l'action   d'acides.   lorsqu'on   se sert d'an sel de fer comme agent d'extraction des bases, on obtient des composés de fer du zéolithe, oa leurs produits de transformation.

   On peut extraire le fer, en totalité oa en partie, par traitement avec des acides. Pour de   nombreuses   applications, par exem- ple la décoloration de nombreux liquides, l'adsorption de gaz ou de vapeurs, notamment organiques, de mélan- ges avec   d'adirés   substances difficiles à adsorber, on peut laisser dans le produit le métal dont s'agit. 



   On peut, en général, mettre en   oeuvre   le procédé en se servant, simultanément ou successivement, de di- vers acides ou de diverses substances extrayant les bases.   On   peut, par exemple, employer,   en.mélange   ou puccessivement, de l'acide phosphorique et de l'acide sulfurique, de l'acide phosphorique et de l'acide chol- hydrique , ou l'on peut employer da chlorure de fer   avec   da l'acide chlorhydrique, ou da sulfate   ferriqae   avec de l'acide sulfurique, et de même les acides ou les composés   successivement.   



   Exemple 1 - 100 kgs. de   zéolitkes   naturels oa ar- tificiels, de   taffs,   de verres naturels ou artificiels semblables aux zéolithes, de la glauconite, le cas échéant stabilisés par chauffage avec une teneur de 5,6% de   *la   O, sont traités avec 360 Kgs. d'acide chlorhydrique   à     1,83 %   de HCl, ou600   Kgs.   da même acide   chlorhydrique ,   ou 960 kgs. d'acide sulfurique de poids 

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 spécifique l,05, oa avec 6 kgs. d'ans solution d'aci- de phosphorique à 1 %, ou avec 800 Kgs. d'acide acéti- que , ou avec   1200   kgs. de bisulfate de sodium en solu- tion à 1 %, ou avec 1100 kgs.

   de chlorure de fer en so-   lation   à 10 %, à la température ordinaire , ou à une température plus élevée jusqu'à la température   d'ébal-   lition des liquides dont s'agit jusqu'à ce qu'on ait obtenu une extraction suffisante de la base. cette ex- traction suffisante est déterminée par le fait qu'on utilise le résidu, le cas échéant après lavage à l'eau, pour l'application visée dans un essai , par exemple par le fait qu'on détermine si l'on obtient, dans une mesure suffisante, la décoloration de liquides, tels   qu'une   solution sacrée, ou des huiles, ou l'adsorption de gaz et de vapeurs contenus dans l'air. On peut em- ployer à l'état pulvérisé ou granulé le zéolithe ou la matière semblable au zéolithe.

   Le traitement peut se faire à la pression ordinaire, ou à une pression ré- duite ou plus élevée, par exemple sous un vide d'envi- ron 700 m/m ou sous une pression de 2 atmosphères.   On   peat conserver la même température   etla   même pression pendant tout le traitement, mais on peut aussi les    faire varier ; parexemple, on peut d'abord faire réagir   à la température ordinaire et chauffer ensuite à 80 - 1000 C, ou bien on peut procéder inversement. On peut travailler tout d'abord à la pression ordinaire et em- ployer ensuite an vide, ou bien inversement, ou bien on peut travailler d'abord à la pression atmosphérique, pais employer une pression supérieure et utiliser fina- lement un vide.

   Si l'on désire extraire l'alumine ou le constituant acide, on se sert de substances dont l'ac- tion est plus fortement acide que lorsqu'on veut extrai- 

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 re seulement la 'base. lorsqu'on a employé comme constituant d'extraction de la base on sel métallique, par exemple (la chlorure de fer, ou da   sulfate   ferrique, e.t qu'on veut extraire ce   constituant,   on fait agir, dans l'exemple donné,   sur   le résidu 100 kgs. diacide chlorhydrique à 6,6 % de 
Rail et l'on peat opérer ce traitement à la température- ordinaire, ou à une température plus élevée, par exemple   50   à 100  C, ou à la pression atmosphérique, ou avec une pression réduite (vide) , ou avec ane pression plus élevée, par exemple 2 atmosphères. 



   Dans tous les cas indiqués, on peut employer, avec une pression d'air augmentée   ou.   diminuée, la   températa-   re ordinaire ou une   température   plus élevée. Après ter- minaison da   traiter:.lent,   il y a avantage à laver à   l'eau   ou bien aussi avec des solutions salines, ou avec les deux. On peut, par exemple, laver avec une solution de sel de cuisine. 



   On petit employer, pour le lavage, de   l'eau   à la   tempérétare   ordinaire ou à une température plus élevée. 



    Lorsqu'il   s'agit du traitement de liquides   aqueux,   le résida pourra aussi être utilisé directement,   lorsqu'il   s'agit de   l'adsorption   de gaz ou de vapeurs, on peut pro céder à un séchage. Mais on peut aussi procéder à ce séchage lorsqu'on veut traiter des liquides. 



   Dans tous les cas précités, le zéolithe, ou la ma- tière semblable aux zéolithes, peut être chauffé avant le traitement, par exemple à des températures de 300 à 800  G.   @e   chauffage est particulièrement approprié pour des substances naturelles, par exemple un zéoli- the naturel, de la glauconique etc. le procédé de préparation des agents peut aussi 

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   être   mis en oeuvre de manière telle que la substance à adsorber, dans le cas où elle contient des composés à réaction acide, ou. est constituée par ces composés, soit mise en contact avec le, zéolithe ou avec les matiè- res analogies, par exemple celles indiquées, par exem- ple par mélange, passage, filtrage, Après un temps d'action de durée appropriée, la faculté adsorbante se manifeste.

   Par exemple, on peut soumettre à l'action du. zéolithe des Imites végétales à décolorer (par exem ple de l'huile déclive de   couleur   foncée, de l'huile de palme, de   l'huile   de noyaux de palme) contenant des acides, pendant un temps prolongé, éventuellement en agitant.   On   peut aussi filtrer l'huile, par exemple l'huile d'olive de couleur sombre, sur le zéolithe.   On   peut employer des graisses solides à l'état de fusion. par exemple la paraffine. 



   Exemple 2 - On mélange 400 parties en poids de permutite par exemple dans la forme employée pour adou- cir   l'eau,   ou   aussi   sous une forme plus grossière, ou plus fine, avec environ 700 parties en poids   d'eaa.   chaude, et l'on ajoute progressivement de l'acide   ehlor-   hydrique de poids spécifiée 1,12, ou plus concentré (acide brut), on plus   dilué,   en quantité telle que, après an chauffage prolongé, du papier congo soit for- tement coloré en bleu., et qu'il y ait, en conséquence de l'acide chlorhydrique libre en solution.

   On laisse reposer, on enlève la lessive contenant principalement da. sel de cuisine,du. chlorose d'aluminium,et de fai- bles quantités de chlorure de fer, et on lave   à .la   ma- nière usuelle le   résida   de façon à le débarrasser des sels, par exemple en agitant à plusieurs reprises avec de   l'eau.   mélangée à de l'acide chlorhydrique et en lais- sant reposer. Le produit final qui n'a pas besoin d'être 

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 lavé jusqu'à ce qu'il soit débarrassé de l'acide chlor- hydrique, est séché jusqu'à 170  environ. 



   On obtient ainsi an acide silicique très actif qai se prête parfaitement à l'adsorption de   valeurs   de benzol ou de vapeurs similaires. 



   Le choix de la granulation de la matière d'échange permet d'obtenir de l'acide silicique actif de granula- tioin quelconque, car   l'ossature   de l'acide   siliciqae   conserve les dimensions et la forme de la granulation   employée.   



   Au lien. de   permatite,   on peut aussi employer le produit brut, c'est-à-dire le produit de fusion, en   gra-     nalation   appropriée . De   même ,   on peut employer d'au- tres silicates doubles appropriés. 



   Exemple 5 - Si l'on ne pousse l'addition d'acide, telle   qu'elle   est décrite dans l'exemple 2, que jusqu'à ce que da papier au tourn sol bleu reste coloré en ron- ge, on en arrive à ce que la totalité de l'alcali, qui est contenu dans les composés employés, passe en solution sous forme de sel de cuisine. 



   On   est à   même de faire passer en solution une plus ou moins grande quantité des substances, telles que l'alumine et le fer, contenue dans les silicates doubles en sas de l'acide silicique et du fer. On ob- tient ainsi des substances qai, en tant que terres blanchissantes, se prêtent à la décolarition des li-   quides.   Dans ce cas aussi, on peut employer d'autres substances que la permutite ainsi que c'est indiqué dans l'exemple 2. 



   De même, on peut, aussi bien dans le 2e que dans le 3e exemples, remplacer l'acide chlorhydrique par d'autres acides minéraux eu organiques, mais alors le prix de l'acide intervient. 



   On peut, par exemple, employer avantageusement de l'acide   sulfurique,   mais dans ce cas il faut évi- 

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   déminent   avoir soin de laver les produits de façon qu'ils soient débarrassés de l'acide, car l'acide sulfurique ne s'évapore pas, au cours du séchage, comme le fait l'acide chlorhydrique. 



   La lessive, obtenue par action de l'acide   solfi-   rique jusqu'à la réaction en bleu sur Congo, peut être utilisée pour'la fabrication d'aluns. Du reste, un   trai-   tement subséquent de transformation de la lessive en alumine ou eryolithe, ou en d'autres composés d'aluminium est possible,car la lessive filtrée à clair ne contient: que des traces   pressa' inappréciables   d'acide silicique. 



   Il a été constaté que la structure naturelle n'est pas indispensable, mais qu'au contraire, pour l'agent adsorbant, l'acide silicique sous forme de gel paraît procurer le résultat, lorsque cette forme de gel est obtenue en présence des éléments qui se   trouvent   encore d'ordinaire dans le zéolithe, par exemple l'alumine, etc. 



   L'agent suivant la présente invention est consitué par l'acide silicique qui a été amené à l'état de sol et qui, en présence d'électrolytes, lesquels sont ob- tenus lors de la transformation du zéolithe à l'état de gel, a passé de l'état de sol à celai de gel. 



   Lorsqu'on part de zéolithe, ou de matières sembla- bles au zéolithe, on amène , par exemple par l'action d'acides, l'acide silicique à l'état de sol et l'on a en même temps, dans le sol d'acide silicique, sous forme d'électrolytes, les autres matières qui se trou- vaient dans les zéolites, après quoi , à la manière connue, on fait passer le sol d'acide silicique à l'é- tat de gel. Après séchage, on peut , par traitement avec de   l'eau     ou'des   acides, extraire l'électrolyte qui se trouve dans le gel d'acide silicique obtenu.. 



   Il a été constaté que, lorsqu'on emploie pour 

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 l'adsorption du gel d'acide silicique provenant de sols diacide silicique, en présence des bases qui se trouvent dans les zéolithes et   qataa   cours de la fabri- cation des sols on obtient des matières se transformant en électrolytes, l'adsorption réalisée est notablement plas élevée, savoir 30% et plus, que   lorsqu'on   utilise du. gel d'acide silicique obtenu. avec d a sol, sans   que   
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 soient présents les éléments da zéolithe. 



     En   ce qui concerne l'agent décrit, il s'agit de gel   d'acide     siliciqae   obtenu à l'aide des zéolithes en passant par l'état de sol. Il a été constaté, en outre, 
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 baron n'a pas besoin de partir de zéolithes oa de ma- tières semblables aux zéolithes, mais qaron peut obtenir d'une manière qaeleonqae an sol d'acide siliciqae, qatca le transforme   en   gel avec les antres éléments qui se 
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 trouvent dans les zéolithes, éléments qu'on afait passa* sons la forme d'élec-trolytes, et qarensaite on sépare les électrolytes présents.

   Il a été également constaté 
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 qaon .l'est pas limité, comme électrolytes, à l'alomine et aux combinaisons du. fer, mais qaton peut aussi o.ti-t- liser un électrolyte d'autres éléments,   notamment   sous forme de sels, qui sépare l'acide lors da séchage. Le procédé de fabrication de l'agent adsorbant consiste      
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 dans le fait qael'on fabrique da sol diacide silicigae.   qa.'on   ajoute on électrolyte et qu'on transforme ainsi le sol en gel. 



   On petit aussi opérer en traitant an mélange de gels, lequel est, par exemple,   constitué   par un gel 
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 d'acide siliciqae et par an gel d'oxyde d'a.aminiam, par de l'acide pour séparer le gel d'aihaminiam afin d'obtenir également ainsi an gel actif d'acide silici- que 
On peat avantageusement obtenir le mélange de gels 

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 avec un mélange de sols contenant aussi bien de l'acide siliciqae que de l'alumine sous forme   d'an   sol. 



   Enfin, on peut aassi employer la voie suivante, à savoir   qu'on   traite on gel d'acide silicique, par exem- ple, par une solution de chlorure d'aluminium et de fer etc., qu'on fait diffuser cette solution dans le gel et que, également après séchage, on lave avec de l'eau ou des acides. 



   Exemple 4 - 400 parties en poids de zéolithe (permutite), qui peut contenir du fer, mais n'a pas be- soin   d'en   contenir, sont mélangées à 500 parties en poids d'acide chlorhydrique, de poids spécifique 1,12 auxquelles sont ajoutées environ 500-1500 parties d'eau et sont ainsi amenées en solatibn, les solutions   peuvent   s'effectuer au froid ou à la chaleur. 



   La solution est, éventuellement, séparée des par- ties non dissoutes et, par exemple en laissant reposer le sol est transformé en'gel. Ce dernier est séché, par exemple par chauffage à des température auxquelles   l'eau   se sépare, par exemple 50-200  ou même plus, par exem- ple 270  à 330 . 



   Le gel est dissous, à la température ordinaire ou mieux à une température élevée, dans de l'eau, à laquel- le peut être ajoaré , par exemple de l'acide chlorhydri- que ou de l'acide acétique, après quoi il est de nou- veau séché aux températures   ci-dessus   indiquées . Le séchage du gel peut aussi être réalisé au moyen   d'on   passage de gaz , par exemple de l'air, de l'acide carbonique, de l'oxyde de carbone, de l'azote et l'on peut aussi employer des gaz chauffés. Dans l'exem- ple   ci-dessus ,   au lieu d'acide chlorhydrique, on peut *aussi employer d'autres acides, par exem- 

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 pie de ha.cide sa1.fliriqlle. Le lavage da gel peut être effectué à n'emporte stade de l'opération du séchage. 



   Exemple 5 - Avec 600 parties en poids de verre 
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 solable à Z40 Bé , étendues par la même qa.antité d'eao., on fait, avec 440 parties en poids, d'acide chlorhydri- que, de poids spécifique   1,12,   mélangées à environ 500 
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 à 1200 parties dTeaa , an sol d'acide siliciqae, et nn n'y ajoute de 10 à 100 parties en poids de chlorure d'a- lammillm soas forme d'ans solation aqueuse à 10 % (oa da eholare de fer, oa da chlorare de magnésium, oa da   chlorare   de   caivre,   ou da chlorare de titane, oa des mélanges), on fait coagaler, en laissant reposer, et 
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 on lave le gel corne c'esi(ind1qllé dans l'exemple 1. 
Exemple 6 - Par on traitement approprié d'an sol tel que celai mentionné dans l'exemple 2.

     auquel   on a 
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 par exemple ajouté da cniânriBe d'aluminium, par egem- ple en ajoutant avec précaution la lessive alcaline dilaée correspondant à. la qaantité de chl1tlUU'e d'ala- miniam, on fait an mélange de sols   qu'on   transforme en gel comme c'est mentionné   ci-dessas,   oa de   inate   autre manière connae, et l'on obtient 4 l'aide de ce mélange de gels et   d'eau   acidifiée on gel par d'acide   siliciqae.   



   Les divers éléments peavent être employés non seu- lement sous forme de chlorares mais aussi sous forme d'autres sels, par exemple Boas forme d'acétates, de sels   formiqaes,   de nitrates, etc. 



     ...les   solutions salines obtenues par lavage   peavent   être utilisées à   noaveaa   comme additions aux sols d'aci- 
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 de siliciqae, de sorte qu'il n'en résulte aacane dépen- se. 
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 Les gels d'acide s il ic iqae obtenue par les procé- dés décrits ont une capacité d'adsorption élevée compa- rativement à an gel d'acide silicique obtenu avec an sol d'acide silicique sans la présence de   l'électrolyte;

     

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 cette absorption est, par exemple , de 30 % et   plo.s,   en ce qui concerne le benzol, alors qu'un gel d'acide sili-   ciqo.e   obtenu,' exactement de la même manière, avec du verre   soluble,   mais sans l'électrolyte, n'a pour le benzol qu'une capacité d'adsorption d'environ 18%. 



   Dans l'exemple 1, on   peut,   aux sols de zéolithe, mélanger encore des électrolytes tels que les sels d'a- luminium, les sels de fer, les sels de manganèse, les sels de cuivre, les sels de titane', etc.

Claims (1)

1. RESUME La présente invention a pour objet an agent adsor- bant et son procédé de préparation pour substances dis- soutes, gazeuses ou sous forme de Vapeurs, cet agent étant constitua par des zéolithes, naturels ou artifi- ciels ,ou des substances analogues aux zéolithes, dont les bases qu'ils renferment ont été extraites en partie ou en totalité.

   L'invention est caractérisée, en ou- tre par les points suivants, ensemble ou séparément : a - en sus da constituant basique, on extrait, en partie ou. en totalité, le constituant agissant, en sus de l'acide silicique, comme acide dans le zéolithe,.;; b - on traite les zéolithes ou les substances ana- logues aux zéolithes, à la température ordinaire ou à une température plus élevée, par des acides, des sul@stan ces acides, ou par hydrolyse de substances à action acide, ou simultanémentou saccessivement avec les substan- ces précitées, à la pression ordinaire ou à une pres- sion réduite ou plus élevée ;

   c - au. cas où la substance employée se combine chimiquement avec le reste de zéolithe, on procède, après extraction des bases comme c'est spécifié sous <Desc/Clms Page number 14> b) à an traitement pour extraction complète ou partiel- le de la substance introduite, et ce au moyen d'acides de substances à action acide,ou de substances disso- ciées par voie hydrolytique; d) le traitement est poussé jusqu'an point où la substance qui se trouve dans le zéolithe, agissant comme acide, en sas de l'acide silicique, est elle aus- si extraite en totalité oa en partie; e - l'extraction des bases est opérée par traite- ment du zéolithe par une substance à action acide, par laquelle ou avec laquelle- il s'agit de procéder à une adsorption;

   f - l'agent est constitué par les gels des sols tirés de zéolithes, gels débarrassés, le cas-échéant, des électrolytes par lavage; g- cet agent se compose de gels d'acide siliciqae tirés de sols d'acide silicique en présence d'électroly- tes ; h - il se compose de gels d'acide silicique imbi- bés d'électrolytes et débarrassés de ces électrolytes; i - le gel d'acide siliciqae est tiré de mélanges de gels qui sont obtenas par solidification de mélanges de sols ; j - les gels sont tirés de sols oa de gels de zéo- lithes mélangés à des électrolytes ; k @ des électrolytes de l'aluminium, du fer, du chrome, da magnésium, da caivre, notamment des chlorures sont employés comme addition aux sols oa gels d'acide silicique.