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PHOCEEN POUR ELIMINER LA SILICE DE L'EAU.
Le brevet principal décrit un procédé pour éliminer la silice de l'eau, qui est caractérisé en ce que l'eau est mise en contact avec de la magnésie oaloinée en grains, de préférence à chaud, et suivant le principe de l'écoulement à travers la matière active, cette dernière, après épuisement de sa capacité d'absorption de la silice, étant régénérée par traitement par des soldes maréraux de préférence en solution diluée, particulièrement de l'acide chlorhydrique, puis étant utilisée à nouveau.
Suivant ce brevet principal, on peut soumettre de l'eau préalablement décarbonatée ou adoucie au traitement d'élimination de la silioe. et le traitement par la magnésie calcinée peut être combiné avec un autre procédé d'élimination de la silice
Il a été maintenant trouvé que pour la régénération de la matière active on peut employer non seulement de* acide* miné- raux, mais aussi des acides organique*.
On peut par exemple employer de l'aoide chlorhydrique, de l'acide nitrique ou de l'acide sulfurique, ou bien de l'acide acétique ou de l'acide lactique, ou de l'acide carbonique.
Par magnésie calcinée il faut entendre une magnésie
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qui a été chauffée à un point tel que sa solubilité dans les aci- de. dilués, particulièrement les acides forts tels que l'acide chlorhydrique, a été réduite dans de très fortes proportions. les acides, minéraux ou organiques, peuvent être oon- duits de manière à traverser de bas en haut les grains épuisés de magnésie calcinée.
On peut employer de la magnésie activée par un traite- ment préliminaire à l'aoide. On peut oombiner avec le filtre de désilicatissation proprement dit, un filtre de neutralisation, par exemple un filtre chargé de magnésie calcinée.
Par exemple, on peut ajouter à l'eau, avant de la con- duire au filtre à magnésie, des composés basiques, ou rendus basi- ques, de magnésium, tels que MgO et Mg(OH)2, par exemple sous for- me de lait de magnésium ou de carbonate de magnésium ou de carbo- nate basique de magnésium, soit en solution, soit à l'état finement divisé, ou bien on peut adjoindre avant le filtre de désilioatisa- tion proprement dit, un filtre à magnésie ayant pour mission prin- aipale de neutraliser l'eau.
Par ls régénération avec des acides, la capacité de la magnésie d'enlever la silice augmente. On peut utiliser ce fait, en soumettant au préalable la magnésie, avant de l'utiliser pour l'élimination de la silice, à un traitement acide, éventuellement à un traitement répété par l'acide, afin de l'activer. De l'eau renfermant de l'acide Carbonique peut être utilisée dans ce but.
Dans la réalisation pratique du procédé, on peut utiliser deux ou plusieurs filtres pouvant être régénérés alternativement. Un tel dispositif peut être préférable lorsqu'il est nécessaire d'avoir de l'eau désilicatisée sans interruption ou seulement avec de faibles interruptions.
Il a été également constaté qu'alors que l'élimination à chaud de la silice ne rencontre pas de difficulté,, cette élimination à la température ordinsire offre certaines difficultés car
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l'eau qui traverse la masse filtrante de suite après la régénération est très riche en silice et peut mime posséder une teneur en silice plus élevée que celle de l'eau brute. Ce n'est qu'après quelque temps que la teneur en silioe descend à la teneur Toulue.
Il a été maintenant trouvé que ces difficultés peuvent être évitées en prenant des mesures spéciales après la régénération, plus spécialement lorsqu'on utilise de l'eau à température ordinaire, afin de coaguler la silioe ou les silioates. Ainsi il a été constaté qu'en laissant au repos pendant un temps relativement long après la régénération, on évite dans une grande mesure le dit inconvénient. Par exemple, un filtre régénéré le soir de la manière décrite dans le brevet principal donne au lendemain matin une eau répondant aux desiderata d'une faible teneur en silice. Ici il est à recommander de laisser le filtre au repos pendant un temps assez long après la régénération, afin que l'eau filtrée lors de la reprise, ait la teneur en silice voulue ou même une teneur plus faible.
Ce mode de travail est facile à réaliser dans les entreprises qui n'ont pas besoin d'une manière continue de l'eau désilioatisée. si on dispose de deux filtres, on peut travailler de la manière déorite, même si on veut avoir une alimentation continue en eau désilioatisée, en maintenant toujours l'un des filtres en fonctionnement. Naturellement on peut anssi emmaga- siner de l'eau désilioatisée dans un réoipient de stockage pendant la période de repos du filtre.
La présente invention couvre encore d'autres mesures en vue de la coagulation de la silice ou du silioate, permettant de mettre le filtre en état de livrer de l'eau pauvre en silice, dans un temps plus réduit.
Lorsque conformément au procédé du brevet principal on régénère avec de l'acide et lorsqu'on a rincé l'acide avec de l'eau, il se forme sur le filtre la solution d'un sel par lequel les silicates sont coagulés, et qui par conséquent enlève l'état
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colloïdal. Dans ce but, des solutions salines de bases mono- et bivalentes se sont montrées avantageuses, par exemple dea solutions de sel de cuisine en concentration d'environ 5 ou 10 %, ou des solutions de sulfate de magnésium d'approximativement la même concentration. Il s'agit la principalement de solutions salines neutres. Les sels dont la solution présente par hydrolyse une réaction aoide et qui sont par conséquent désintégrés par la magnésie sé sont montrés les plus favorables.
Par exemple les sels des bases trivalentes, plus spécialement ceux de l'aluminium et du fer se sont montrés favorables. Les solutions de ces sels peuvent également être beaucoup plus dilués que les solutions des sels neutres, de sorte que des concentrations de seulement environ 1 ou 1/2 % améent déjà le résultat désiré. la quantité de ces sels peut aussi être beaucoup moindre, par exemple 10 gr, de sulfate d'aluminium par litre de magnésie seront suffisants. Apparemment pour ces sels il y a non seulement coagulation par l'effet d'électrolyte, mais aussi par l'effet des hydrates métalliques formés lors de la traversée du filtre en magnésie. D'autres sels trivalents, par exemple les sels de ohrome, pourront être utilisés.
Pour la marche industrielle cependant, il y lieu surtout de oonsidérer les sels d'aluminium et de fer nommés en premier lieu, surtout à cause de leur prix bon marché, mais aussi à cause de leur efficacité qui est exoellente. Des sels d'autres métaux d'autres valences peuvent aussi être utilisés, par exemple des sels du zino, de l'étain ou du cuivre. On peut aussi choisir la quantité des sels qui ont une réaction acide par hydrolyse de telle manière qu'une régénération acide préalable soit inutile, car les solutions salines désagrègent les carbonates, eto, à cause de leur réaction acide. Les hydrates séparés sont éliminés par rinçage, autant que nécessaire.
Il a été de plus trouvé que la coagulation des silicates peut être également produite par l'effet de la chaleur, et
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cela de la façon la plus simple en faisant traverser le filtre, après la régénération par l'acide, par une certaine quantité d'eau chaude, de préférence à température d'abullition, ou bien quand on travaille sous pression, à la température d'ébullition oorrespondant à la pression de travail, de telle sorte qu'il y ait un chauf. f age suffisant de la masse filtrante par l'eau chaude. Il suffit en général d'utiliser pour cela environ 2,5 jusque 4 fois en volume la quantité d'eau chaude par rapport au volume de la masse filtrante. Mais on peut aussi employer plus d'eau, par exemple 8 fois en volume.
L'effet de l'eau chaude est encore renforcé lorsqu'on dissout dans cette eau des éleotrolytes comme ceux mentionnés cidessus, quoique dans la plupart des cas l'utilisation d'eau chaude seule sera suffisante. Le chauffage peut aussi se faire d'une autre manière, par exemple par une chemise de chauffage placée autour du filtre et traversée par de l'eau chaude ou par de la vapeun L'eau chaude, utilisée pour la coagulation, contient le plus souvent seulement une quantité si faible de silice qu'elle peut sans inconvénient être conduite vers l'utilisation.
De plus, il a été montré que la coagulation désirée peut aussi être réalisée en traitant la masse de désilioatisation avec de l'ammoniaque, éventuellement sous forme de solution aquensa
Comme la régénération à l'acide avec le lavage des soides qui s'y rattaohe, et la coagulation par la chaleur et/ou autres substances d'addition spéciales ne réolament qu'un temps relativement court, -en général pour tout le prooédé des durées d'environ 1 - 11/2 heure sont nécessaires- ce procédé présente par rapport aux procédés déjà protégés, -notamment ceux qui réalisent la coagulation en laissant au repos pendant assez longtemps-, l'avantage qu'il ne nécessite qu'une courte interruption dans l'emploi du filtre pour la livraison d'eau pauvre en silice.
En tout cas, 11 s'est montré avantageux, même dans ce procédé de coagulation rapide, de laisser un court repos de par
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exemple 1 heure, de sorte que la régénération, y compris cette durée de repos, peut se faire en tout en environ 2 21/2 heures.
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OOtUJ.elO!! " 4 L4 De plue, il été trouvé que 00 "MI-Ullull-, suivant l'in- '.v..o " . l, fi , . "1': plus, 6té uyé que JIX sut Tant l'in- 1,Lr " vention de la BiliCe ou des silicates peut remplacer du moins en partie la régénération de la masse de désilioatisation. Par exemple, il est possible de transformer de nouveau la masse de désilioatisation dans un état tel que la livraison d'eau pauvre en silice soit possible, en traitant la masse de désilioatisation, qui à température ordinaire ne livre plus de l'eau désilicatisés en quantité suffisante, par de l'eau chaud* pendant un temps assez oourt de la manière décrite ci-dessus.
De plus, il est également possible de rendre utilisables des masses de désilioati- sation qui même à température élevée n'effectuent plus une désili- catisation suffisante, par traitement avec d'autres agents de coagulation que l'eau chaude. Par exemple, pour une masse de filtrage de 2,5 litres de magnésie employée plusieurs fois pour éliminer la silice, qui après la régénération lors de l'élimination de la silice à température ordinaire, débitait finalement une eau oontenant 4 milligr. de sio2 au litre, alors que l'eau brute contenait 14 milligr. de sIO2.
au litre, on pouvait obtenir 400 à 500 litres ou plus, d'eau d0silicstisés par simple traitement avec 10 litres d'eau bouillante si après chaque 55 ou 60 litres environ d'eau, on laissait au repos pendant quelques heures, ou si le traitement par l'eau chaude était répété plus souvent.
Plusieurs des moyens ci-dessus peuvent être employés ensemble. Il est à recommander plus spécialement de oombiner la régénération sous n'importe quelle forme avec une certaine durée de repos, même si on a employé une température élevée et/ou des agents d'addition spéciaux lors de la régénération. Dans le cas ou la régénération est conduite comme expliqué ci-dessus avec de l'eau chaude seule et après avoir répété cette régénération, si on n'obtient plus de l'eau suffisamment désilicatisée ou si on
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n'obtient plus une quantité suffisante d'eau désilicatisée, on fera une régénération à l'acide afin de pouvoir régénérer à nou- veau plusieurs fois à l'eau chaude.
A l'appui de la théorie qu'une colloïdisation de sili- cates est responsable de la séparation de la silice après la régénération, se trouve le fait que lors de l'utilisation de magnésie à teneur beaucoup plus faible en silicates, par exemple ayant seulement 1 à 2 % contre 5,5 % de silioates il y avait une quantité de silice plus faible dans le filtrat même avant l'utilisation d'agents de ooagulation de sorte que l'utilisation de magnésie dépourvue de silice ou presque dépourvue de silice est à recommander.
11 a été observé lors de ces nouveaux essais qu'après régénérations répétées, la magnésie augmente en activité au point de vue élimination de silice, de sorte qu'une magnésie qui au commencement n'était que relativement peu efficace au point de vue de l'élimination de la silice, montrait une activité considérable après plusieurs régénérations.
Si on emploie pour l'élimination de la silice de l'eau déoarbonatée, c'est-à-dire une eau qui ne contient que la quantité de carbonate de calcium qui correspond à l'équilibre du carbonate oaloique de la solution, on peut avec emploi d'agents de régénération moins actifs, tels que par exemple de l'acide acétique et/ou de l'eau chaude ou d'autres agents de coagulation, employer une magnésie qui n'est pas calcinée à une si haute température, et qui par conséquent ne doit pas être considérée comme magnésie calcinée, mais qui correspond plut8t à la magnésie caustique usuelle. L'utilisation d'eau déoarbonatée convient dans ce cas pour empêcher que la magnésie à l'état obtenu par cuisson à plus basse température, ne soit convertie en quantité appréciable en carbonate de magnésium.
Mais dans ce cas on peut aussi ne pas employer de l'eau déoarbonatée.
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Lorsqu'on travaille suivant le brevet principal en vue de la régénération de la magnésie, on constate des chutes de rendement dues au fait que les filtres de désilicatisation donnent des signes d'épuisement uvant la fin de leur durée normale, ce qui nécessite une régénération prématurée de oes filtres.
Il a été constaté que ces Inconvénients sont dùs à une régénération incomplète des couches de magnésie mises en contact en dernier lieu avec la solution de régénération, qui ne convenaient plus pour être reutilisées pour l'élimination de le silice et qui avaient une influence défavorable sur l'utilisation complète de la charge de filtrage.
En partant de ces constatations on parTient à éviter le dit inconvénient et à assurer ainsi pour chaque période de désilicatisation dans le cadre du procédé suivant le brevet principal, l'utilisation la plus complète de la magnésie calcinée ainsi qu'un travail parfaitement constant, en effectuant la régénération par des acides dont le volume, la oonoentration et la vitesse de passage sont réglé. de telle manière que le liquide de régénération qui sort contient encore au moins des traces d'acide libre.
]En procédant de cette manière, on a la certitude que de la solution acide viendra toujours en oontaot avec les particules de magnésie à régénérer et que celles-ci recevront donc en entier le traitement qui leur convient et qu'on évitera ainsi des parties régénérées partiellement ou même non régénérées qui pourraient influence d'une manière défavorable le rendement de l'opération d'élimination de la silice.
Il a été dit oi-dessus que pour l'élimination de la silice on peut employer de la magnésie oaloinée activée au préalable, c'est-à-dire traitée une ou plusieurs fois avec des acides, donc corrodée. La régénération de la magnésie épuisée se fait alors par traitement avec des acides dilués, minéraux ou organiques
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¯, Il a été ttîMHZBE constaté que l' on peut aussi
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employer comme magnésie activée une magnésie qui est activée par le fait que avant sa première utilisation elle est mise en contact avec de l'eau pendant un temps assez long et finalement régénérée.
Cette mise en contact de la magnésie calcinée avec de l'eau dans le but d'obtenir son activation peut se faire par exemple en la laissant dans un récipient appropriée, par exemple pendant un ou plusieurs jours, sous l'eau. Il est préférable de renouveler souvent l'eau car ce renouvellement a une influenoe favora- ble sur le processus d'activation* Dans le même sens on peut encore avantageusement faire passer l'eau en courant continu à travers la magnésie et mettre ainsi celle-ci constamment en contaot aveo de l'eau fraîche. Egalement on peut encore procéder en faisant circuler l'eau complètement ou en partie en circuit fermé à travers la magnésie calcinée.
Si on fait passer la totalité ou une partie de l'eau en oourant continu ou interrompu à travers la magnésie calcinée, on emploie de préférence un courant d'eau tellement rapide qu'il n'y ait pas de précipitation appréoiable de carbonate, plus spécialement de carbonate de calcium, sur la magnésie calcinée, car ces précipités influencent d'une manière défavorable l'activation envisagée, par exemple en la ralentissant. De même, on peut employer pour l'activation de la magnésie au moyen de l'eau, une eau déoarbonatée comme déorit ci-dessus.
Comme lors du traitement indiqué de la magnésie oaloinée avec de l'eau il pourrait y avoir séparation de matières flottantes ou autres hors de la magnésie calcinée, il est à recomman- der, pendant cette aotion de l'eau, d'effectuer au moins à des intervalles un rinçage, par exemple en faisant passer de l'eau d'en bas vers le haut à travers la magnésie calcinée en oourant relativement rapide, de sorte que les partioules de magnésie soient complètement ou en partie dans un état flottant, tourbillonnant, et les substances étrangères ainsi lavées sont enlevées
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avec l'eau de rinçage évacuée.
Pour autant que le traitement d'aotivation de la magnésie calcinée se fait avec de l'eau oourante, ce traitement peut naturellement se faire oomme rinçage de reflux en oombinant ainsi les avantages du traitement par l'eau courante avec ceux du rinçage à reflux.
La durée du traitement à l'eau dans le but de l'activa- tion peut naturellement dépendre de la nature de la magnésie utili. sée. Il est à recommander par conséquent de s'assurer par des essais préliminaires de la durée d'action conduisant chaque fois au degré d'activation désiré ou d'activation maxima pouvant être atteinte.
La régénération de la magnésie calcinée, qui doit être combinée avec le traitement par l'eau mentionné ci-dessus, peut se faire de toute manière indiquée dans le brevet principal ou ci-dessus, par exemple au moyen de solutions diluées d'acide.
Exemple :
Une magnésie orue, d'une grosseur de grains de 0,2 - 0,5 mm. traversée par de l'eau contenant 12 mg/litre de SiO2 donnait une diminution de la teneur en silice jusque 6 mg., tandis que la même magnésie traitée suivant l'invention avec de l'eau fraîche pendant deux jours et finalement régénérée, donnait d'abord une eau oontenant moins de 1 mg. de silice au litre. La teneur en silice augmenta jusque 3,5 mg. après le passage d'une quantité d'eau 300 fois plus grande, mesurée par rapport au volume employé de magnésie calcinée.
Dans ce cas également il a été montré que la capacité d'absorption en silice de la magnésie calcinée, aussi bien après le premier emploi et régénération y rattaohée, qu'après emplois et régénérations répétés, augmentait.
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Une autre constatation surprenante a été faite meinte- nant: de la magnésie calcinée destinée à l'élimination de la silice de l'eau, donc de la magnésie qui est si fortement chauf fée que sa solubilité dans des acides dilués, par exemple dans des acides forts dilués, tels que l'acide ohlorhydrique, est fortement diminuée, peut être beaucoup améliorée par une activation préliminaire, notamment dans sa capacité d'absorption de la silice;
p&r conséquent le rendement du procédé d'élimination de silice réalisé avec une telle magnésie peut augmenter dans de fortes proportions et notamment non seulement pour la première utilisation d'une telle magnésie activée mais encore pour son utilisation répétée après des régénérations intermédiaires, car cette activation non seulement n'est pas influencée de manière défavorable mais peut encore être augmentée, et cela d'une manière surprenante, par ces emplois et régénérations répétés.
Le procédé suivant la présente invention oonsiste en ce que le magnésie calcinée est traitée pendant un temps assez long, par exemple pendant une demi-heure jusque deux heures avec de l'eau chaude, éventuellement au point d'ébullition, ou par de la vapeur d'eau. Ce treitement est de préférenoe réalisé d'après le prinoipe du contre-courant et on peut éventuellement procéder de manière à diriger le f luide de traitement en oircuit fermé, de manière répétée à travers la megnésie calcinée en grains ou à travers le récipient contenant cette magnésie. Il est particulièrement avantageux, lors du traitement que l'eau ou la vapeur soit ohangée continuellement ou fréquemment, o'est- à-dire des quantités fraîches de l'agent de traitement devront être chaque fois mises en contact avec la magnésie calcinée.
Il a été également trouvé que le traitement d'active- tion suivant l'invention peut encore être complété d'une manière avantageuse en combinent le traitement par de l'eau chaude ou par le vapeur evec un traitement à l'acide, par exemple au moyen d'acide chlorhydrique, acide acétique ou éventuellement aussi avec de l'eau contenant de l'acide carbonique, car une
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telle magnésie, traitée à l'acide, surtout oelle associée au traitement à l'eau cheude ou à la vapeur peut 8tre activée d'une facor
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2<.i- trritt;;,:i combiné peut tre réalisé en effeo- tuant le traitement à l'acide en même temps qùe le traitement à l'eau chaude, en trevaillant par exemple cvec des solutions chaudes diluées d'acide, ou bien en effectuent le traitement à l'acide ce qui est e..core plus evantageux, séparément du traitement à l'eau chaude ou à la Tapeur, soit avant soit après ce dernier.
Il a été encore constaté qu'il était avantageux de réaliser les traitements ci-dessus avec de l'eau chaude ou avec de la vapeur d'une part et avec des acides d'une autre part, de manière répétée, ces traitements se suivant, par exemple à deux ou trois fois le traitement par de l'eau chaude avec traitement intermédiai- re à l'acide, ou vioe-versa.
La durée et l'intensité du treitement d'activation,par exemple la température, la concentration d'acide ou le nombre des traitements, doivent être ohoisis suivant la nature de la magnésie de départ disponible chaque fois, et qui de son côté dépend de la matière première dans chaque cas et de la nature du traitement de oalcination. Il semblerait qu'une magnésie fortement calcinée donne une activation plus forte qu'une magnésie calcinée plus faiblement, uant à l'utilisation et réalisation du procédé suivant l'invention, les durées de traitement et les quantités d'agents de traitement à utiliser ainsi que les avantages y rattachés peuvent être jugés d'après l'exemple de réalisation suivant:
On a employé oomme matière de départ une magnésie calot* née obtenue par un procédé de cuisson à environ 1750.
C en partant d'une magnésie autrichienne. Pour l'activation de cette magnésie calcinée on a employé de l'eau chaude en combinaison avec de l'aci. de chlorhydrique, en diluant de l'acide ohlorhydrique commercial avec de l'eau chaude de manière à former un liquide de traitement avec 17 kg. de HCl dans 900 litres d'eau. On fait passer ce liqide
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de traitement à une température d'environ 90 C à travers 300 li- très de magnésie granulée à 0,2 - 0,6 mm. pendant une demi-heure avec circulation répétée. Ce traitement fut répété trois fois, chaque fois avec du liquide frais ou rafraîchi, donc la durée totale a été de deux heures.
Après le traitement la magnésie activée possédait une augmentation de sa capacité initiale d'absorption de silice de 2,7 fois par rapport à oelle de la magnésie non activée, et une augmentation de sa durée c'est-à-dire de la durée pendant laquelle elle pouvait être utilisée sans diminution appréciable de sa capacité d'absorption de la silice, jusque approximativement 5 fois la durée de la magnésie non activée.
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PHOCEEN TO REMOVE SILICA FROM WATER.
The main patent describes a process for removing silica from water, which is characterized in that the water is brought into contact with grain-containing magnesia, preferably hot, and according to the principle of flow-through. through the active material, the latter, after exhaustion of its silica absorption capacity, being regenerated by treatment with mareral balances preferably in dilute solution, particularly hydrochloric acid, then being used again.
According to this main patent, it is possible to submit previously decarbonated or softened water to the silioe removal treatment. and the calcined magnesia treatment can be combined with another silica removal process
It has now been found that for the regeneration of the active material not only mineral * acids * can be employed, but also organic acids *.
It is possible, for example, to use hydrochloric acid, nitric acid or sulfuric acid, or else acetic acid or lactic acid, or carbonic acid.
By calcined magnesia we mean magnesia
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which has been heated to such an extent that its solubility in acids. dilutes, especially strong acids such as hydrochloric acid, was reduced to very high proportions. acids, inorganic or organic, can be made so as to pass from bottom to top through the spent grains of calcined magnesia.
Magnesia activated by a preliminary treatment with aid can be used. A neutralization filter, for example a filter loaded with calcined magnesia, can be combined with the desilicatisation filter proper.
For example, it is possible to add to the water, before passing it to the magnesia filter, basic or basic compounds of magnesium, such as MgO and Mg (OH) 2, for example in the form of. me of milk of magnesium or of magnesium carbonate or of basic magnesium carbonate, either in solution or in the finely divided state, or else a magnesia filter can be added before the deilioatization filter proper whose main mission is to neutralize water.
By regeneration with acids, the ability of magnesia to remove silica increases. This fact can be used by subjecting the magnesia beforehand, before using it for removing the silica, to an acid treatment, optionally to a repeated treatment with the acid, in order to activate it. Water containing carbonic acid can be used for this purpose.
In the practical implementation of the method, two or more filters can be used which can be regenerated alternately. Such a device may be preferable when it is necessary to have desilicate water without interruption or only with small interruptions.
It has also been observed that while the hot removal of silica does not encounter any difficulty, this removal at ordinary temperature offers certain difficulties because
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the water which passes through the filter media immediately after regeneration is very rich in silica and may even have a higher silica content than that of raw water. It is only after some time that the silioe content drops to the Toulue content.
It has now been found that these difficulties can be avoided by taking special measures after regeneration, more especially when using water at room temperature, in order to coagulate the silio or silioates. Thus it has been found that by leaving to stand for a relatively long time after regeneration, the said drawback is to a great extent avoided. For example, a filter regenerated in the evening in the manner described in the main patent gives the following morning water meeting the requirements of a low silica content. Here it is recommended to leave the filter at rest for a long enough time after regeneration, so that the filtered water during the recovery, has the desired silica content or even a lower content.
This working method is easy to achieve in companies that do not need deilioatized water continuously. if you have two filters, you can work in the deorite way, even if you want to have a continuous supply of deilioatized water, always keeping one of the filters in operation. Of course, deilioatized water can be stored in a storage container while the filter is standing.
The present invention also covers other measures for the coagulation of the silica or of the silioate, making it possible to put the filter in a position to deliver water poor in silica, in a shorter time.
When, in accordance with the process of the main patent, regeneration is carried out with acid and when the acid has been rinsed with water, the solution of a salt is formed on the filter by which the silicates are coagulated, and which therefore remove the state
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colloidal. For this purpose, saline solutions of mono- and bivalent bases have been found to be advantageous, for example kitchen salt solutions at a concentration of about 5 or 10%, or solutions of magnesium sulfate of approximately the same concentration. These are mainly neutral saline solutions. The salts whose solution presents by hydrolysis an acid reaction and which are consequently disintegrated by the magnesia are shown to be the most favorable.
For example the salts of the trivalent bases, more especially those of aluminum and iron have been shown to be favorable. Solutions of these salts can also be much more diluted than solutions of neutral salts, so that concentrations of only about 1 or 1/2% already achieve the desired result. the amount of these salts can also be much less, for example 10 g of aluminum sulphate per liter of magnesia will be sufficient. Apparently for these salts there is not only coagulation by the electrolyte effect, but also by the effect of the metal hydrates formed when passing through the magnesia filter. Other trivalent salts, for example the salts of ohroma, could be used.
For industrial operation however, it is especially necessary to consider the aluminum and iron salts named in the first place, mainly because of their cheap price, but also because of their effectiveness which is exoellente. Salts of other metals of other valences can also be used, for example salts of zino, tin or copper. It is also possible to choose the amount of the salts which have an acid reaction by hydrolysis in such a way that prior acid regeneration is unnecessary, since the saline solutions break up the carbonates, eto, because of their acid reaction. The separated hydrates are removed by rinsing, as much as necessary.
It has further been found that the coagulation of silicates can also be produced by the effect of heat, and
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this in the simplest way by passing the filter, after regeneration with the acid, with a certain quantity of hot water, preferably at boiling temperature, or when working under pressure, at the temperature of 'boiling corresponding to the working pressure, so that there is a heat. Sufficient aging of the filter media by hot water. In general, it suffices to use for this approximately 2.5 to 4 times the quantity of hot water relative to the volume of the filter medium. But we can also use more water, for example 8 times by volume.
The effect of hot water is further enhanced when electrolytes such as those mentioned above are dissolved in this water, although in most cases the use of hot water alone will be sufficient. Heating can also be done in another way, for example by a heating jacket placed around the filter and crossed by hot water or by steam. Hot water, used for coagulation, most often contains only such a small amount of silica that it can safely be brought into use.
In addition, it has been shown that the desired coagulation can also be achieved by treating the desilioatization mass with ammonia, optionally in the form of an aquensa solution.
As the acid regeneration with the associated washing of the soids, and the coagulation by heat and / or other special additives only take a relatively short time, -in general for the whole process of times of about 1 - 11/2 hours are necessary - this process has, compared to already protected processes, -in particular those which carry out coagulation by leaving to stand for a long enough time-, the advantage that it only requires short interruption in the use of the filter for the delivery of water low in silica.
In any case, it has proved advantageous, even in this rapid coagulation process, to leave a short rest by
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example 1 hour, so that the regeneration, including this rest period, can be accomplished in all in about 2 21/2 hours.
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OOtUJ.elO !! "4 L4 Further, it was found that 00" MI-Ullull-, following the in- '.v..o ". L, fi,." 1': more, 6t uyé that JIX knew Both in - 1, The invention of BiliCe or silicates can at least partly replace the regeneration of the desilioatization mass. For example, it is possible to transform the desilioatization mass back to a state such as water delivery. poor in silica is possible, by treating the desilioatization mass, which at ordinary temperature no longer delivers desilicate water in sufficient quantity, with hot water * for a fairly short time in the manner described above.
In addition, it is also possible to make use of desilioatization masses which, even at elevated temperature, no longer effect sufficient desilication, by treatment with coagulating agents other than hot water. For example, for a filter mass of 2.5 liters of magnesia used several times to remove silica, which after regeneration during the removal of silica at room temperature, finally delivered water containing 4 milligr. of sio2 per liter, while raw water contained 14 milligr. of sIO2.
per liter, one could obtain 400 to 500 liters or more, of distilled water by simple treatment with 10 liters of boiling water if after each 55 or 60 liters of water approximately, one left to stand for a few hours, or if the hot water treatment was repeated more often.
Several of the above means can be used together. It is more especially recommended to combine the regeneration in any form with a certain standing time, even if high temperature and / or special additives have been employed during the regeneration. In the case where the regeneration is carried out as explained above with hot water alone and after having repeated this regeneration, if sufficiently desilicate water is no longer obtained or if it is necessary to
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no longer obtains a sufficient quantity of desilicate water, an acid regeneration will be carried out in order to be able to regenerate again several times with hot water.
Supporting the theory that a colloidization of silicates is responsible for the separation of silica after regeneration is the fact that when using magnesia with a much lower silicate content, for example having only 1 to 2% vs. 5.5% silioates there was a lower amount of silica in the filtrate even before the use of ooagulating agents so that the use of silica-free or almost silica-free magnesia is to be recommended.
It was observed in these new tests that after repeated regenerations the magnesia increases in activity from the point of view of removing silica, so that a magnesia which at the beginning was only relatively inefficient from the point of view of the silica. Removal of silica, showed considerable activity after several regenerations.
If deoarbonated water is used for the removal of the silica, that is to say water which contains only the quantity of calcium carbonate which corresponds to the equilibrium of the alcoholic carbonate of the solution, it is possible with the use of less active regenerating agents, such as for example acetic acid and / or hot water or other coagulating agents, use a magnesia which is not calcined at such a high temperature, and which consequently should not be considered as calcined magnesia, but which rather corresponds to the usual caustic magnesia. The use of deoarbonated water is suitable in this case to prevent the magnesia in the state obtained by cooking at a lower temperature, from being converted in an appreciable amount into magnesium carbonate.
But in this case it is also possible not to use deoarbonated water.
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When working according to the main patent for the regeneration of magnesia, drops in efficiency are observed due to the fact that the desilicating filters show signs of exhaustion before the end of their normal life, which requires regeneration. premature oes filters.
It has been found that these disadvantages are due to incomplete regeneration of the layers of magnesia last contacted with the regeneration solution, which were no longer suitable for reuse for the removal of silica and which had an unfavorable influence on full use of the filter load.
On the basis of these observations, it is possible to avoid the said drawback and thus to ensure for each period of desilicatization within the framework of the process according to the main patent, the most complete use of the calcined magnesia as well as a perfectly constant work, in performing regeneration with acids whose volume, oonoentration and flow rate are regulated. such that the regeneration liquid which comes out still contains at least traces of free acid.
] By proceeding in this way, we have the certainty that the acid solution will always come in contact with the particles of magnesia to be regenerated and that they will therefore receive in full the treatment which suits them and that regenerated parts will thus be avoided. partially or even not regenerated which could adversely influence the performance of the silica removal operation.
It has been said oi above that for the removal of the silica, magnesia aloinée activated beforehand, that is to say treated one or more times with acids, and therefore corroded, can be used. The regeneration of the spent magnesia is then done by treatment with dilute acids, mineral or organic
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¯, It was ttîMHZBE noted that one can also
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using as activated magnesia a magnesia which is activated by the fact that before its first use it is brought into contact with water for a fairly long time and finally regenerated.
This bringing the calcined magnesia into contact with water in order to obtain its activation can be done, for example, by leaving it in a suitable container, for example for one or more days, under water. It is preferable to renew the water often because this renewal has a favorable influence on the activation process * In the same direction it is still advantageously possible to pass the water in direct current through the magnesia and thus put it. this constantly in contaot with fresh water. It is also possible to proceed by circulating the water completely or in part in a closed circuit through the calcined magnesia.
If all or part of the water is passed in a continuous or interrupted flow through the calcined magnesia, a stream of water so rapid is preferably employed that there is no appreciable precipitation of carbonate, more especially of calcium carbonate, on calcined magnesia, since these precipitates adversely influence the envisaged activation, for example by slowing it down. Likewise, for the activation of magnesia by means of water, deoarbonated water can be used as described above.
As during the indicated treatment of the aloined magnesia with water there might be separation of floating or other matter from the calcined magnesia, it is recommended, during this water treatment, to carry out at least at intervals rinsing, for example by passing water from below upwards through the calcined magnesia with a relatively rapid flow, so that the particles of magnesia are wholly or partly in a floating, swirling state , and the foreign substances thus washed are removed
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with drained rinse water.
In so far as the aotivation treatment of the calcined magnesia is carried out with oourant water, this treatment can naturally be carried out as a reflux rinse, thus combining the advantages of the treatment with running water with those of the reflux rinsing.
The duration of the water treatment for the purpose of activation may of course depend on the nature of the magnesia used. sée. It is therefore recommended to ensure by preliminary tests the duration of action leading each time to the desired degree of activation or maximum activation that can be achieved.
The regeneration of the calcined magnesia, which is to be combined with the water treatment mentioned above, can be carried out in any way indicated in the main patent or above, for example by means of dilute solutions of acid.
Example:
A fine magnesia, with a grain size of 0.2 - 0.5 mm. crossed by water containing 12 mg / liter of SiO2 gave a decrease in the silica content to 6 mg., while the same magnesia treated according to the invention with fresh water for two days and finally regenerated, gave first a water containing less than 1 mg. of silica per liter. The silica content increased to 3.5 mg. after the passage of a quantity of water 300 times greater, measured in relation to the volume used of calcined magnesia.
In this case also it has been shown that the silica absorption capacity of the calcined magnesia, both after the first use and associated regeneration, and after repeated use and regeneration, increased.
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Another surprising observation has been made: calcined magnesia intended for the elimination of silica from water, therefore magnesia which is so strongly heated that its solubility in dilute acids, for example in strong dilute acids, such as hydrochloric acid, is greatly diminished, can be greatly improved by preliminary activation, especially in its silica absorption capacity;
Therefore, the yield of the silica removal process carried out with such magnesia can increase in large proportions and in particular not only for the first use of such activated magnesia but also for its repeated use after intermediate regenerations, because this activation not only is it not adversely affected but can be further increased, and this surprisingly, by these repeated uses and regenerations.
The process according to the present invention oonsists in that the calcined magnesia is treated for a rather long time, for example for half an hour to two hours with hot water, possibly at the boiling point, or with steam. of water. This treatment is preferably carried out according to the principle of the countercurrent and it is optionally possible to proceed so as to direct the treatment fluid in a closed oven, repeatedly through the calcined granular menesia or through the container containing this. magnesia. It is particularly advantageous in the treatment that the water or steam is changed continuously or frequently, ie fresh amounts of the treatment agent should be contacted with the calcined magnesia each time.
It has also been found that the activating treatment according to the invention can be further advantageously completed by combining the treatment with hot water or with steam with an acid treatment, for example. by means of hydrochloric acid, acetic acid or possibly also with water containing carbonic acid, because a
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such magnesia, treated with acid, especially when combined with hot water or steam treatment, can be activated in one way.
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The combined treatment can be carried out by carrying out the acid treatment at the same time as the hot water treatment, for example by working with dilute hot solutions of acid, or else carry out the treatment with acid which is even more advantageous, separately from the treatment with hot water or with the Tapeur, either before or after the latter.
It has also been found that it is advantageous to carry out the above treatments with hot water or with steam on the one hand and with acids on the other hand, repeatedly, these treatments following , for example two or three times the treatment with hot water with intermediate treatment with acid, or vice versa.
The duration and intensity of the activation treatment, for example the temperature, the acid concentration or the number of treatments, must be chosen according to the nature of the starting magnesia available each time, and which in turn depends on the raw material in each case and the nature of the alkination treatment. It would appear that a strongly calcined magnesia gives a stronger activation than a more weakly calcined magnesia, uant with the use and realization of the method according to the invention, the times of treatment and the quantities of treatment agents to be used thus that the related advantages can be judged from the following example:
A cap magnesia obtained by a firing process at about 1750 was used as the starting material.
C starting from an Austrian magnesia. For the activation of this calcined magnesia hot water was used in combination with aci. of hydrochloric acid, diluting commercial hydrochloric acid with hot water to form a treatment liquid with 17 kg. of HCl in 900 liters of water. We pass this liquid
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treatment at a temperature of about 90 ° C. through 300 li- very of magnesia granulated at 0.2-0.6 mm. for half an hour with repeated circulation. This treatment was repeated three times, each time with fresh or chilled liquid, so the total duration was two hours.
After the treatment the activated magnesia had an increase in its initial silica absorption capacity of 2.7 times over that of unactivated magnesia, and an increase in its duration, i.e. the duration during which could be used without appreciable decrease in its silica absorption capacity, up to approximately 5 times the life of unactivated magnesia.