BE427627A - - Google Patents

Description

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  Procédés de préparation et d'utilisation de produits échangeurs de cations 
On connaît déjà des procédés pour transformer certaines matières carbonifères surtout végétales comme le bois, etc.. et leurs produits de décomposition fossilisants comme la tourbe, le lignite, le charbonet l'anthracite, en produits capables d'échanger les cations de matières salines en solution diluée dans   l'eau:  
Ces procédés qui consistent à traiter, suivant une méthode d'ailleurs classique, celle de   KREULEN     (BRENNSTOFF   CHEMIE 1927, page 149 et suivantes), avec de l'acide sul-   furique   plus ou moins concentré ou fumant, lesdites matières premières présentent de nombreux inconvénients ainsi que les produits obtenus de cette manière. 



   Ces produits deviennent notamment très friables, très légers, et surtout facilement solubles dans l'eau sous forme de leurs sels alcalinso Suivant l'invention, il a été trouvé que l'on peut 

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   obtenir   des échangeurs de cations ayant une stabilité chimique plus grande et une solubilité bien moindre, si l'on soumet ces matières et d'une manière générale des matières organiques, carbonifères, végétales, animales ou minérales, à un traitement oxydant, en présence de corps libérant de l'oxygène, en milieu alcalin ou acide, ou à un traitement oxydant électrolytique ou électrochimique, le traitement pouvant combiner consécutivement deux de ces procédés ou tous les trois, les opérations étant, dans tous les cas,

   conduites de telle sorte que le liquide qui réagit possède toujours un potentiel d'oxydation d'au moins 1,1 volt ou plus. 



   On va décrire ci-dessous quelques exemples de mise en oeuvre du procédé suivant l'invention:
Exemple 1 - Du brai de pétrole (Point de ramollissement 110 C.) est chauffé pendant   1/2   heure avec cinq fois son poids d'acide sulfurique à 100%, contenant   2o   de bichromate alcalin. La masse rond, réagit vers 135 à 140 , se prend en un magma solide. On laisse refroidir, on verse dans l'eau froide et on lave à l'eau ordinaire, jusqu'à neutralité. 



   La capacité du produit est de 36 gr. de Ca. mobile par Kg. de produit sec. 



   Exemple 2 -
Un lignite du Narbonnais à 7,5 % de soufre, et 15 % de matière volatile est traité comme suit: 50 gr. sont mélangés à 100 gr. de soude caustique à 36  Bé et chauffés à l'ébullition, puis on y ajoute 150 cm3 d'une solution concentrée à chaud de chlorate de potasse et on chauffe le tout pendant 8 h. au reflux. Après refroidissement, on lave à l'eau jusqu'à neutralité. La capacité est de 11 gr. de Ca mobile au Kg. 

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   Exemple 3 -
Un charbon de   7.000   calories - 15% de matières volatiles et 0,7 % de soufre est traité comme   suit :  
Granulé à 30/40, il est introduit dans 4 fois son poids d'acide nitrique à 40  Bé et 25 % de son poids en chlorate de potasse. On laisse la réaction se faire, puis on refroidit et on lave. 



   Exemple 4 -
100 gr. de coke de pétrole broyé à passer au tamis 30/40 est versé dans 450 gr. d'un mélange de 1/3 d'acide sulfurique 65  Bé et 2/3 d'acide sulfurique fumant à 20 % S03 et 10   gr. de   bichromate de potasse. On chauffe à 150  et maintient pendant 1/2 heure, puis on traite comme dans l'Exemple 1:
Exemple   5 -  
100 gr, d'anthracite, traités comme décrit dans l'exemple 3, lavés et sèches, sont soumis au même traitement que celui décrit dans l'exemple 4 et lavés. 



   Capacité 11 gr. de Ca. mobile au Kg. 



   Example 6 -
Le lignite de l'exemple 2 est traité d'après le procédé décrit dans l'exemple 1. La masse s'échauffe et est mainte-   nue-à   140  C. pendant une heure, puis laissée refroidir et précipitée dans trois fois son volume d'eau, on décante l'eau et on lave. Séché, le produit ne contient que 7,9 % de soufre, montrant qu'il n'y a pas d'entrée de soufre dans la masse et par conséquent, pas de sulfonation. 



   Il a une capacité d'échange de 14 gr. de Ca. mobile au Kg. 



   Exemple 7 -
Dans un bain électrolytique composé de 500cc. d'acide sulfurique à 55-60  Bé on trempe un diaphragme et dans 

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 l'espace anodique on ajoute 100 gr. de lignite, le tout est maintenu à   65-75    C. et on envoie dans le bain un courant continu de 2,4 volts au moins, pendant 1 h. 1/2 à 2 heures. 



  Au bout de ce temps, le lignite transformé est sorti de la cellule. 



   Les méthodes ainsi décrites peuvent être employées seules ou en combinaison entre elles, ou répétées, sur toutes les matières envisagées. Elles donnent des produits échangeurs de cations 'd'autant plus durs et plus résistants mécaniquement que la matière première était plus dure, et ne colorant pas l'eau chaude mis en contact avec eux après que la masse a été transformée en son dérivé sodique par saturation avec des cations alcalins de provenance saline ou alcaline. 



   Tous ces produits ont la capacité d'échanger non seulement les cations métalliques qu'ils contiennent avec les cations métalliques de solutions qui sont en contact avec eux ou qui les traversent, comme des zéolithes ordinaires, mais aussi d'échanger les cations hydrogène qu'ils contiennent avec des cations métalliques en solutions, et inversement. Ils peuvent donc être régénérés avec des acides, ce qui leur donne un champ d'application plus large que celui des zéolithes tout en permettant leur application à tous les usages actuellement connus des zéolithes à base de silicates complexes, ou autres échangeurs de bases d'origine minérale ou organique. 



   Ils ont en outre l'avantage de pouvoir être employés .pour le traitement des liquides chauds. 



   Ces produits conviennent parfaitement pour tous les emplois pour lesquels on utilise les échangeurs de cations, notamment l'adoucissement, la décarbonatation, la stérilisation de l'eau, la préparation de sels par échange, l'épuration des jus sucrés, le dessalage de l'eau de mer et des eaux saumâtres, l'adsorption de basesà l'état de vapeurs, de fumée, 

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 ou de gaz, la préparation de produits pharmaceutiques par leur combinaison avec des alcaloïdes ou d'autres bases organiques. 



   Toutes ces réactions peuvent être répétées indéfiniment, le produit échangeant les cations étant suscepti-   ble.d'être   régénéré soit par des acides, soit par des bases, soit par des sels en solution aqueuse. 



   REVENDICATIONS 
1 .- Procédé de préparation d'échangeurs de cations de haute stabilité chimique et de faible solubilité, caractérisé en ce qu'il consiste à soumettre des matières organiques carbonifères de toutes sortes, végétales, animales ou minérales, à un traitement oxydant.

Claims (1)

1. 2 .- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement oxydant est effectué en milieu acide (sulfurique, nitrique, acétique, ou autre), en présence de corps libérant de l'oxygène ou de catalyseurs d'oxydation, les liquides réagissant possédant un potentiel d'oxydation de 1,1 volt ou plus.

   3 .- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que 1!oxydation a lieu en milieu alcalin, en présence de corps libérant de l'oxygène ou de catalyseurs d'oxydation, les liquides réagissant possédant un potentiel d'oxydation de 1,1 volt -ou plus: 4 .- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le traitement oxydant consiste en une oxydation électrolytique.

   5 .- Procédé de préparation d'échangeurs de cations, caractérisé en ce qu'on soumet les matières premières consé- autivement à deux ou plusieurs des traitements suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4. <Desc/Clms Page number 6>

   6 .- Procédé de préparation d'échangeurs de cations en substance comme décrit.

   7 .- A titre de produits industriels nouveaux, les produits obtenus par le procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes.

   8 .- L'utilisation des produits suivant la revendication 7 comme échangeurs de cations pour toutes applications comportant des échanges et ou des adsorptions de cations ou de bases. @