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Procédé de fabrication de triformiate d'aluminium hydraté
La présente invention concerne un procédé de fabrica- tion du triformiate d'aluminium hydraté, sous forme solide.
.Pendant longtemps on n'a connu le formiate d'aluminium qu'en solution et la première tentative qui ait été faite pour ob- tenir ce produit à l'état solide a consisté à évaporer avec pré- caution au bain-marie une dissolution d'alumine hydratée humide dans de l'acide formique concentré. Le produit obtenu, dont la te- neur en aluminium correspondait à un triformiate d'aluminium anhy- dre, n'était pas stable en solution aqueuse (brevet allemand 224. 074).
On a proposé ensuite d'évaporer sous pression réduite (20 millimètres), à température modérée (35 à 40 ), et sur de grandes surfaces, des solutions de formiate d'aluminium (brevet français 435.446). On obtient bien ainsi le triformiate d'alumi- nium'hydraté A1(HcOO)3,3H2O, mais au prix d'une importante dépen- se de combustible et de force; ce procédé nécessite de plus l'em- / ploi d'un appareillage particulier.
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On a enfin proposé d'abandonner au repos à la tempéra- ture ordinaire pendant un temps prolongé, des solutions aqueuses de formiate c'aluminium d'un poids spécifique .'au moins 1,100, et éventuellement de seconder la séparation des cristaux en ajou- tant de faibles quantités du sel d'alumine cristallin voulu comme substance d'ensemencement. Ce procédé repose sur le fait que les solutions de formiate d'aluminium présentent facilement le phéno- mène ùe sursaturation.
Or cette propriété des solutions de formiate d'aluminium est connue depuis longtemps, ayant été signalée pour la première fois dans le brevet allemand 252.833. La description de ce brevet mentionne même que qans les solutions de formiate d'aluminium il se produit très fréquemment par repos prolongé une 'séparation de formiate .
De toute façon, ce n'est qu'au bout d'un temps prolon- gé que, dans les procédés connus, le triformiate d'aluminium se dépose à froid de ses solutions sursaturées, même lorsqu'on ense- mence celles-ci au moyen d'une amorce solide.
La demanderesse a trouvé, et c'est ce qui constitue l'objet de la présente invention, que si on prépare à chaud des solutions de formiate d'aluminium de concentration supérieure à 50% en poids de A1(HCOO)3, 3H2O, celles-ci abandonnent rapidement au cours du refroidissement, avec ou sans amorçage à chaud, des quantités massives de triformiate d'aluminium hydraté. Il n'est d'ailleurs pas nécessaire de pousser le refroidissement jusqu'à atteindre la température ordinaire, le dépôt de produit cristallin est déjà abondant et techniquement intéressant, même en maintenant la solution en cours de cristallisation à une température de 40-45 .
Dans le graphique joint, on a figuré les résultats d' une série d'essais dans lesquels on a fait cristalliser à 40-45 C, des solutions de formiate d'aluminium de concentrations respecti- ves 45 - 50 - 55 et 60% (en poids) exprimées en produit cristal- lisé. Des prélèvements d'eaux-mères ont été effectués périodique- ment et on en a déterminé la teneur qu'on a exprimée en produit
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cristallisé. On a construit les courbes de ces teneurs en fonction du temps.
Comme les solutions à 45 et 50 % ne cristallisent sponta- nément que très lentement, on a été obligé de les amorcer avec du produit solide, et pour avoir des valeurs comparables pour les qua- tre essais, on a amorcé de la même façon, à savoir avec 1 % de la teneur totale, les solutions à 55 et 60 % (pratiquement dans les solutions à 55 % et plus, la sursaturation se détruit d'elle-même très rapidement) .
L'examen du graphique joint montre l'allure extrêmement favorable que prend la courbe quand la concentration initiale vient à dépasser 50 %. Au-dessous de cette concentration, 'la teneur des eaux-mères baisse lentement, indiquant une faible chute de cristaux; pour une concentration supérieure, par exemple 60 %, la teneur des eaux-mères baisse au contraire extrêmement vite dès le début et at- teint au bout de 13 heures environ la même valeur (40 %) que celle qui n'est atteinte dans le cas de la solution à 50 %, qu'après 65 heures. Un calcul simple montre que, à poids égaux de solution ini- tiale, la quantité de sel déposée par la solution à 60 % en 13 heu- res est le double de celle que dépose la solution à 50% en 65 heu- res.
La préparation des solutions très concentrées nécessai- res pour la mise en oeuvre de la présente invention se fera le plus avantageusement par dissolution d'alumine hydratée sèche Al(OH)3 dans de l'acide formique additionné de la quantité d'eau voulue poix obtenir la concentration désirée. L'équation de réaction : Al(OH)3 + 3 HCOOH # A1(HCOO)3, 3 H20 montre que, à condition d'employer de l'acide formique de haute concentration, les réactifs n'apportent pas d'eau en supplément de celle qui correspond à l'eau d'hydratation du triformiate d'alumi- nium cristallisé. L'emploi d'alumine et d'acide formique permet donc de préparer des solutions de toute concentration désirée.
La dissolution s'effectue en introduisant peu à peu l'a- lumine dans de l'acide formique de concentration voulue ; la réaction est exothermique et il est nécessaire de la modérer pour ne pas dépasser la température de 50 , au-dessus de laquelle est
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susceptible de se produire une hydrolyse provoquant la formation de sel basique. On peut donc dans ce but refroidir l'appareil de dissolution, ou régler l'addition d'alumine pour rester au voi- sinage (le 50 .
Le produit finalement obtenu se présente sous forme d'une poudre cristalline blanche entièrement soluble dans l'eau.
La présente invention représente un progrès technique important par rapport aux procédés antérieurs : elle permet en effet une production plus rapide dans un appareillage de moin- dre importance. Il n'était d'autre part pas à prévoir que les solutions de formiate d'aluminium, dont l'instabilité à chaud est bien connue, laisseraient déposer à chaud un produit identique à celui obtenu dans les procédés antérieurs, soit par évaporation sous vide à température inférieure à 40 , soit par cristallisa- tion à température ordinaire.