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Procédé pour éliminer l'acide silicique des solutions d'aluminates.
Il est connu que toutes.les solutions d'alumi- nates obtenues à partir de matières premières contenant.' de l'alumine et de l'acide silicique ont une teneur'plus ou moins élevée en acide silicique qui vient souiller de, façon la moins souhaitable l'hydroxyde d'alumine lors de sa précipitation à partir de la solution. La teneur en acide silicique de la solution se fait surtout remarquer d'une façon désagréable, lorsque l'alumine est précipite par insufflation d'acide carbonique, car de cette manière une très grande partie de l'acide silicique pénètre également dans le produit.
Comme actuellement on a des exigences très sévères en ce qui concerne la pureté et en particulier la teneur en acide silicique des alumines utilisées en métal lurgie, on souhaite une élimination aussi poussée que possible de l'acide silicique des solutions d'aluminates. Ceci est d'autant plus le cas qu'au cours du traitement de minerais riches en acide 'silicique, auxquels 'on', doit avoir recours à plus ou moins brève échéance du fait de l'appauvrissement en matières premières contenant peu d'acide silicique, la teneur en acide silicique des solutions s'élève,
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Un procédé commode pour éliminer l'acide silicique des solutions d'aluminates consiste à chauffer les solutions durant. plusieurs heures sous pression. On a de plus préconisé de faire diverses additions au cours de la chauffe sous pression.
Comme telles, on a conseillé des combinaisons du baryum, du magnésium et du zinc, des phosphates, etc...
Par tous ces procédés, il est notoire que la teneur en acide silicique ne descend pas sous 0,15 à 0,25% (calcule sur l'alumine dissoute). Par contre, on a maintenant trouvé qu'on peut abaisser davantage la teneur en acide si.licique lorsqu'on effectue la chauffe sous pression en présence de carbonates basiques de magnésium ou d'oxydes de magnésium présentant une très grande surface et qui peuvent être préparés par exemple en chauffant les carbonates basiques.
Il est apparu que, suivant ce mode opératoire, non seulement les teneurs en acide silicique des solutions deviennent plus faibles que par les méthodes habituelles, mais que les teneurs en acide silicique des lessives purifiées de leur acide silicique se présentent avec plus d'uniformité que lorsque les solutions sont traitées d'une autre façon.
C'est l'objet essentiel de la présente invention que ces effets ne s'obtiennent qu'à l'aide de combinaisons déterminées du magnésium. Ceci devient flagrant d'une manière très probante, lorsque, d'une part on élimine l'acide silicique d'une lessive à l'aide d'une préparation à l'oxyde de magnésium préparée conformément à la revendication, c'est à dire obtenue à l'aide d'un carbonate basique, et que, d'au- tre part, on traite cette même lessive par un oxyde de magnésium qui est par exemple préparé par calcination d'hydroxyde de magnésium.
Dans le dernier cas, on obtient des valeurs qui ne sont pas sensiblement plus basses que celles obtenues sans aucune addition quelconque, ds.ns le premier cas, on obtient des valeurs qui n'atteignent qu'un tiers environ de celles-ci.
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Pour la préparation des carbonate.s basiques actifs, les procédés le plus divers sont bons. On peut précipiter des solutions de sels magnésiens à l'aide de carbonate de soude ; on peut transformer en carbonate basique de l'oxyde ou de l'hydroxyde de magnésium, par exemple de la magnésite calcinée, en insufflant du gaz carbonique dans sa suspension aqueuse à 50 ; on peut convertir le-carbonate de magnésium trihydraté en carbonate basique par ébullition, ou partir d'une solution d'hydrocarbonate de magnésium. Par l'une du l'autre de ces méthodes, on obtient des préparations pratiquement aussi bonnes les unes. que les autres. Si on transforme les carbonates basiques en oxydes, il est avantageux que la température de chauffage ne soit pas.trop élevée.
On a trouvé que des températures de calcination d'environ 600 convenaient particulièrement bien.
Outre les oxydes, préparés à partir de carbonate basique, les oxydes préparés par chauffe du carbonate de magnésium trihydraté exercent aussi une élimination remar- quable de l'acide silicique lors de la chauffe sous pression des lessives d'aluminates. Il est hors dé doute que cette forte activité des oxydes de magnésium vis à vis de l'acide silicique dissous dans les lessives d'aluminates doit être attribuée au grand développement de la surface de ces produits, qui se manifeste dtailleurs aussi notamment dans la faible valeur du poids au déversement apparent.
Le grand développement de la surface des oxydes préparés selon la voie décrite est mis en évidence de façon convaincante par l'image microscopique. Le carbonate de magnésium trihydraté cristallise en aiguilles qui maintiennent leur forme extérieure inchangée après la calcination, c'est à dire après la transformation en oxyde de magnésium, tandis .que la'matière constituant le cristal s'est.transformée en oxyde de ,magnésium.
Comme cette transformation est liée à une perte d'acide carbonique et d'eau, il se constitue, tout en main-
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tenant la même forme extérieure, un aggrégat extraordi- nairement poreux de petits cristaux d'oxyde de magnésium . à grande surface interne. Les rapports se présentent de façon analogue pour l'oxyde de magnésium préparé par cal- cination du carbonate basique. Les agrégats cristallins sphérolithiques du carbonate basique de magnésium conser- vent leur forme extérieure, d'une façon inchangée au cours de la calcination du produit.
Toutefois, après le proces- sus de calcination, les sphérolithes sont formés d'oxyde au lieu de carbonate basique et possèdent également, par suite du départ d'acide carbonique et d'eau, une surface interne extraordinairement grande.
Lors de l'emploi de cette préparation, l'addition doit de préférence être telle que troismolécules d'oxyde de magnésium au moins se superposent à une molécule d'acide silicique. Pour des additions plus faibles, l'action est moindre; elle croît lorsque l'addition devient plus impor- tante.
Selon un mode d'application particulier du pro- cédé, on opère de telle sorte que l'on ajoute les composés magnésiens, non au commencement du chauffage, mais pendant le chauffage et éventuellement lors d'une interruption de celui-ci. Comme notamment une grande partie de l'acide si- licique se sépare déjà d'une façon notoire en l'absence de combinaisons du magnésium, l'addition de composés ma- gnésiens peut, lorsqu'elle a lieu plus tard, être moins importante suivant la teneur en acide silicique devenue moindre, des solutions.
L'élimination de l'acide silicique s'obtient à des températures supérieures à 100 , de préférence 150-
1600 environ. On peut opérer soit dans les autoclaves or- dinaires à agitation, soit d'une façon continue dans des tuyaux de pression. L'addition d'une composé magnésien s'est également montrée avantageuse, en ce sens que les incrustations gênantes, qui se forment facilement par sui- te de la séparation de dépôts siliceux sur les parois du /
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récipient lorsqu'on chauffe les lessives, sont beaucoup moins importantes.
Le pouvoir d'élimination de l'acide silicique est, dans les conditions décrites, tellement favorable qu'on atteint facilement dans les solutions des teneurs en acide silicique qui se situent sous 0.1% de SiO2 calcule sur la quantité d'oxyde d'aluminium en solution. A partir de telles solutions, on peut sans plus, séparer par précipitation, au moyen d'acide carbonique, un hydrate d'alumine satisfaisant aux exigences actuelles.
Exemple 1.- Une lessive d'aluminate ayant une teneur d'environ 80 g. d'Al2O3 et 1,71 g. d'acide silicique au litre a été chauffée sous pression, durant une heure à 160 , dans un.. autoclave à agitation, en partie sans addition, en partie avec diverses additions.
Comme additions ont été utilisées : 1) Mg(OH)2 précipité à partir d'une solution dtun sel de magnésium par du lait de chaux, filtré, humide après filtration.
2) Mgo préparé par calcination du.produit sus-nommé à 600 , 3)' Un carbonate basique de magnésium avec une teneur de 42,3%de MgO.
4) Un oxyde préparé par calcination à 6000 du carbonate basique décrit en 3) et possédant encore une possibilité de perte de 3,8% par calcination.
L'addition, dans tous les cas, a été telle que pour 1 molécule de SiO2 dans la lessive, on avait 3 molécules de MgO dans le produit d'addition.
:.prés le traitement sous pression, on a constaté dans la lessive les teneurs en acide silicique suivantes :
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Préparation ,g SiG2, R é s u 1 t a t z..
S 02;: de AlSç5¯¯ . sans addition 0,23 0,29,;.' 83,0 (1) Elg(0E)2 frais 0,24 0 3 0,:"; 82,5 ( 2) .;0 à partir de (1) 0, Zi: 0,27% 84,2 (3) carbonatebas, de Mg. 0,091 0,11% 93, (4) l,gO à partir de (3) C,07g 0,09 94,3
Grâce au mode opératoire conforme à 1' invention, on obtient par conséquent, une élimination de l'acide silicique essentiellement meliieure que lorsque la lessive
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est chauffée sans addition ou en présence de ,-réy,;,rwtioi:.N magnésiennes obtenues par d'autres moyens.
Exemple 2.- Dans le but d'éliminer l'acide silicique
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des lessives d'alumînàtes, on a utilisa, a titre de comparaison, deux préparations à ,:0, toutes deu;: obtenues à partir d'un seul et même hydroxyde de r::aLr.c:siL, L'une d'elles (préparation A) avait été obtenue par simple calcination de l'hydroxyde à 600 , l'autre (préparation B) avait été préparée en transformant tout d'abord l'hydro- xyde de magnésium en carbonate basique eten calcinant ensuite celui-ci à l'état de Mgo, également à 6000.
A l'aide de ces préparations, on. a éliminé l'acide silicique par chauffage sous pression à 160 de deux lessives d'aluminates différentes ayant des teneurs en Sio2 distinctes. l'addition était chaque fois telle que pour 1 molécule de Sio2 de la lessive, on avait 3 molécules de MgO dans le produit d'addition.
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Préparation g/1 Sis R é S u 1 t a t s , avant traitément i/1 Ni Si02 5 '1.il.:.iné ' de ,1103 de ;jio2
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<tb>
<tb> A. <SEP> MgO <SEP> à <SEP> partir <SEP> 1,71 <SEP> 0,22 <SEP> 0,27 <SEP> 84,2
<tb>
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àe Mg(QH)2 3, ig0 à partir de c.r'bon.bas¯ique 3:04 0,069 0,0$, z
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La préparation obtenue à partir du carbonate basique de magnésium s'avère ainsi très supérieure, quant à son efficacité pour éliminer l'acide silicique,à celle préparée à partir de l'hydroxyde../ Exemple 3,- Une solution d'aluminate à 84 g.
Al2O3 et 1,6 g. sio2 au litre a été chauffée de la même façon (une heure à 160 ) toutefois en présence d'additions différentes,. On a incorporé des quantités différentes d'un MgO obtenu à partir d'un carbonate basique, et de plus, comme terme de campa- raison, de la chaux. Enfin, toujours à titre de comparaison, on a chauffé sans addition.
Le's résultats sont les suivants :
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<tb>
<tb> Addition <SEP> Molécules <SEP> R <SEP> é <SEP> s <SEP> u <SEP> 1 <SEP> t <SEP> a <SEP> t <SEP> s
<tb> R"O:SiO2 <SEP> g <SEP> SiO2/1 <SEP> siO2 <SEP> ;le <SEP> Eliminé
<tb> R"O <SEP> :SiO <SEP> Ai2O3 <SEP> % <SEP> SiO2
<tb> MgO <SEP> 5 <SEP> : <SEP> 0,03 <SEP> 0,04 <SEP> 98
<tb> Mgo <SEP> 3 <SEP> : <SEP> 1 <SEP> 0,06 <SEP> 0,07 <SEP> 96
<tb> Mgo <SEP> 1 <SEP> : <SEP> 1 <SEP> 0,12 <SEP> 0,14 <SEP> 92,5
<tb> Cao <SEP> 3 <SEP> : <SEP> 1 <SEP> 0.19 <SEP> 0,23 <SEP> 88
<tb> sans <SEP> addition- <SEP> 0,23 <SEP> 0,27 <SEP> 85,6
<tb>
Le MgO employé dépasse donc aussi en efficacité l'addition de chaux. Il agit déjà d'une façon satisfaisante pour des additions de 3' molécules MgO pour .1 molécule SiO2; l'action croît lorsque les additions augmentent.
Exemple 4.- La même lessive d'aluminate, telle qu'elle a été employée dans l'exemple 3, a été chauffée en circulation continue avec addition de 3 molécules MgO pour une molécule SiO2, dans un appareil à tuyaux de pression. La vitesse d'é- coulement était telle que la solution restait exposée durant une heure. environ à une température de 160 . La solution, au sortir de l'appareil,a été traitée à 70 par de ltacide cas- borique à 20%. Il s'est précipité des hydrates d'alumine dont
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la teneur en acide silicique était située entre 1.,±1 et 0,03%.
Exemple 5.- 'une lessive d'aluminate ayant une teneur de
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80 g. d'alumi1je par litre et environ :,2 g, d'acte silicique par litre est chauffée pendant une heure 2. là0 ùi> présence de nez',7 g, au litre d'un oxyde de 'magnésium prépare par calch1e.tio1J a 6000 à partir de ca.xbcr.we de :::::..gnésium trihydraté. Apres filtration du dépôt, or; tJiE:C. r::L'8 la lessive par des gaz de l'umees à 70 . Il se fO:::-.0 un hydrate d'alumine ayant une teneur eri acide S1.L i.C:L^y.E: oe C , G6j'.
A titre de coi:ig>araisoi,, lus valeurs buivo..lête:3 sont intéressantes a) la même lessive est privée è\'",cide silicique par ,,6 ,z.,,"' d'un oxyde de magnésium ayant été prépare péJ,r calc5Li;t$.<;ii à 6000 d'une sédimentation d'hydroryde de a ;rsiu¯-. 'Cet hydroxyde de magnésium avait été précipité à partir d'une solution de nitrate de magnésium par réaction avec de la
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chaux calcinée. La lessive a ensuite été traitée ultérieu- rement comme indiqué ci-dessus. L'hydroxyde d'alumine précipité avait une teneur en acide silicique de 0,264%. b) La même lessive a été traitée par 2,7 g/1 d'un onyde de magnésium ayant été préparé par calcination à 600 d'un carbonate basique de magnésium.
Les autres conditions étaient identiques à, celles-ci-dessus. L'hydroxyde d'alumine préeipité avait une teneur en acide silicique ce 0,056%. c) La même lessive a été chauffée à l'autoclave durant 1
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heure '1600 s, à'an ". L t . heure à l6COag7 présence d'un composé magnésien. Le trai- tement ultérieur a eu lieu comme indiqué plus haut. L'hydrate d'alumine obtenu avait une teneur en acide silicique de 0,312%.
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RVEïrDi CAIU1;S.
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