BE512563A

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Publication number: BE512563A
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Description

PROCEDE D'EPURATION D'UN MATERIAU, NOTAMMENT DE SABLE EN DIMINUANT
LA TENEUR EN FER.

La présente invention est relative à un procédé d'épuration s'appliquant à des matériaux divers, sables, kaolins, argiles,dolomies, feldspath, calcite, etc..., à l'état naturel ou broyés plus ou moins fine- ment suivant l'utilisation qu'on se propose de leur donner.

L'invention se propose plus particulièrement de fournir un procédé pour purifier les matériaux précités en diminuant la teneur en fer, et plus spécifiquement encore, ce procédé appliqué aux sables destinés à la verrerie et dans lesquels l'emploi de procédés usuels, notamment mécani- ques, a déjà diminué dans une certaine mesure la teneur en fer. On sait que le sable de verrerie, surtout en vue de certaines fabrications, doit être particulièrement pur, et il est reconnu que l'emploi des procédés usuels ne permet pas, en pratique, de faire descendre la teneur pondérale de l'oxyde de fer de certains sables à moins de 0,018 %. Par le procédé suivant l'in- vention on peut aisément faire passer cette teneur à 0,008 et même moins.

L'analyse attentive des processus d'épuration et de leurs ré- sultats a conduit les demandeurs à reconnaître que les grains de sable s'ac- compagnent généralement d'une série de grains de minéraux aux ferrifères ou non, et sont pollués par une pellicule tenace qui les enrobe, et par des inclusions qui se présentent, soit sous formes d'excroissances extérieures, soit sous forme de dépôts dans des fractures, soit même comme des inclusions internes. Il est compréhensible que l'on n'ait aucune action sur ces derniè- res. Quant aux autres,les procédés mécaniques ou chimiques employés jusqu'à ce jour permettaient de s'en débarrasser en partie, en effritant ou dissol- vant partiellement la pellicule, mais comme on l'a vu, les résultats atteints dans ce sens ne suffisent ,pas dans des cas très importants d'utilisation.

L'invention consiste en un procédé judicieux d'attaque chimique

combinée à un ou plusieurs opérations de lavage dont les fonctions sont phy- siques et/ou chimiques, comme il résultera de la description subséquente.

La nature des produits d'attaque ainsi que les conditions dans lesquelles elle s'effectue diffèrent suivant les matériaux considérés, qu'on considèrera en général à l'état broyé (lorsque leur caractère naturel ne leur donne pas une finesse suffisante) et prélave,- opérations dont l'objet est évident et qui sont banales.

C'est ainsi que, suivant une forme du procédé d'épuration sui- vant l'invention, on traîte le matériau à épurer par au moins un acide, éven- tuellement de l'acide fluorhydrique, à l'état libre ou naissant. Suivant une autre forme du procédé suivant l'invention, on traite le matériau par au moins deux acides dont l'un est de l'acide fluorhydrique à l'état libre ou naissant et dont le ou les autres peuvent être par exemple de l'acide chlorhydrique, de l'acide nitrique, de l'acide sulfurique ou un mélange de certains de ces acides.

A ce ou ces acides, éventuellement en solution, on peut ajouter un agent tensioactif tel que l'éther polyglycolique d'alkylphénol.

Suivant une autre forme du procédé suivant l'invention, on trai- te le matériau par au moins une substance de réaction basique, - de préféren- ce une solution ammoniacale.

Suivant une forme préférée de l'invention, on combine les deux traitements précités, et dans une modalité avantageuse de l'invention on pro- cède, entre les deux:;hases susdites, à un lavage énergique du matériau à épu- rer.

On va décrire à présent la suite des opérations dans une forme préférée de l'invention, étant entendu que cette forme n'est donnée qu'à tire d'exemple, non limitatif.

On considère dans cet exemple un sable contenant à l'origine 0,035 % Fe2O3. Un lavage à l'eau et un traitement physique ont permis d'a- baisser cette teneur à 0,020 % Fe2O3. Le sable est introduit alors dans un réservoir conique dont la pointe est dirigé vers le bas, revêtu intérieure- ment d'un revêtement inattaquable aux acides, et contenant une solution d'a- cide fluorhydrique et d'acide chlorhydrique. Un agitateur mécanique brasse l'ensemble. Lorsque des épreuves de controle ont montré que l'action des aci- des est suffisante, on admet dans l'appareil un courant d'eau dirigé de bas en haut, qui contribue au brassage de la masse tout en lavant le sable ; solution acide de traitement est récupérée en vue de sa réutilisation, et l'eau chargée d'impuretés est éliminée du circuit.

Dans les opérations d'atta- que ci-avant, on suppose que l'acide fluorhydrique s'infiltre par des fail- les sous la pellicule de limonite argileuse ou analogue qui enrobe les grains de sable, la détache du grain en séparant en même temps les inclu- sions superficielles (excroissances) du grain porteur, et que l'acide chlor- hydrique s'attaque ensuite à cette pellicule détachée et la dissout plus ou moins complètement. Seules les inclusions internes restent intactes.

La teneur en Fe203 est abaissée ainsi à 0,016 % Fe2O3 envi- ron. Par une plus forte concentration des réactifs, la teneur peut descen- dre à moins de 0,010, jusqu'à 0,003 % Fe203.

On envoie ensuite dans l'appareil une solution ammoniacale, qui a pour effet de neutraliser les traces d'acides subsistant après le la- vage précédent. Comme celui-ci a abaissé considérablement la concentration en acide, la dépense en ammoniaque est très faible.

Dans cette deuxième phase, on est fondé de penser que la solu- tion ammoniacale a, outre l'action neutralisante sur la masse, une action directe sur les impuretés restantes. Après traitement par cette solution la teneur du sable en Fe2O3 est abaissée à moins de 0,010 %. L'un ou l'autre de ces traitements peut se faire avantageusement à chaud.

Dans les opérations d'attaque par les acides, on peut au lieu d'employer de l'acide fluorhydrique libre, produire cet acide sur place par exemple en utilisant une solution d'un sel de cet acide ou une suspension d'un de ses composés en présence d'un acide capable de la déplacer - par exem- ple de l'acide sulfurique en excès. Une partie de cet acide est employée alors à chasser l'acide fluorhydrique de son composé, tandis que l'excès d'a- cide sulfurique agit comme décrit précédemment. Il est avantageux de fabri- quer l'acide fluorhydrique dans un récipient séparé lorsqu'on le prépare en partant d'un de ses sels. Cet avantage n'est plus aussi marqué lorsqu'on réa- lise le traitement comme il va être indiqué ci-après.

Il n'y a aucune obligation à développer les phases successives des opérations d'épuration suivant l'invention, dans un même réservoir. On peut, suivant une autre forme de réalisation de l'invention, sérier les opé- rations et les effectuer dans une série de bacs ou réservoirs que l'on fait traverser successivement par le matériau à traiter. Cette solution peut être plus avantageuse lorsqu'il est désirable de travailler en continu.

Bien des modifications de détail peuvent être prévues sans sortir du.cadre de l'invention. C'est ainsi, par exemple, que les dispositions d'agitation peuvent être mécaniques, hydrauliques, comprendre des vibrateurs, ou exclusivement des injections d'air, ou combiner ces moyens. De même les phases acides et basiques peuvent être gazeuses au lieu d'être liquides.

REVENDICATIONS.

1. Procédé d'épuration d'un matériau, notamment de sable, ca- ractérisé en ce qu'on traite le matériau, éventuellement soumis à un premier lavage, par au moins un acide, éventuellement de l'acide fluorhydrique à l'é- tat libre ou naissant.

2. Procédé d'épuration d'un matériau, notamment de sable, ca- ractérisé en ce qu'on traite le matériau, éventuellement soumis à un premier lavage, par au moins deux acides, dont l'un est de l'acide fluorhydrique à l'état libre ou naissant.

3. Procédé d'épuration d'un matériau, notamment de sable, sui- vant l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on traite le matériau par une solution contenant un sel de l'acide fluorhydrique ou une suspension d'un de ses composés et au moins un autre acide en excès en sorte de produire de l'acide fluorhydrique naissant et de combiner les effets de celui-ci à ceux de l'excès du ou des autres acides.

Claims

4. Procédé d'épuration d'un matériau, notamment de sable, sui- vant la revendication 3, caractérisé en ce que le sel d'acide fluorhydrique appartient à un groupe contenant la fluorine et le fluosilicate de soude.

5. Procédé d'épuration d'un matériau, notamment de sable, sui- vant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou les autres acides appartiennent à un groupe comprenant l'acide chlor- hydrique, l'acide nitrique et l'acide sulfurique.

6. Procédé d'épuration d'un matériau, notamment de sable, sui- <Desc/Clms Page number 4> vant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'acide ou aux acides on ajoute un agent tensioactif.

7. Procédé suivant la revendication 6, caractérisé en ce que l'agent tensioactif est de l'éther polyglycolique d'alkylphénol.

8. Procédé d'épuration d'un matériau, notamment de sable, ca- ractérisé en ce que l'on traite le matériau, éventuellement soumis à un pre- mier lavage, par au moins une substance de réaction basique.

9. Procédé d'épuration d'un matériau, notamment de sable, sui- vant la revendication 8, caractérisé en ce que la ou les substances de réac- tion basique comprennent au moins une substance appartenant à un groupe com- prenant l'ammoniaque, un hydroxyde alcalin ou alcalinoterreux, un carbonate alcalin ou alcalinoterreux.

10. Procédé d'épuration d'un matériau, notamment de sable, ca- ractérisé en ce qu'on soumet au traitement défini dans l'une quelconque des revendications 8 et 9, un matériau traité préalablement suivant l'une quel- conque des revendications 1 à 7.

11. Procédé d'épuration d'un matériau, notamment de sable, sui- vant la revendication 10, caractérisé en ce qu'après la première phase et avant le deuxième phase du traitement combiné défini dans cette revendica- tion, on procède à un lavage du matériau à épurer.

12. Procédé d'épuration d'un matériau, notamment de sable, suivant la revendication 11, caractérisé en ce que le lavage se fait à l'eau.

13. Procédé d'épuration d'un matériau, notamment du sable, suivant l'une quelconque des revendications 11 et 12, caractérisé en ce qu'on récupère le ou les acides en excès, pour les employer éventuellement en recirculation.

14. Procédé d'épuration d'un matériau, notamment de sable, suivant l'une quelconque des revendications 8 à 13, caractérisé en ce que l'on procède à un lavage du matériau après son traitement par la ou les substances de réaction basique.

15. Procédé d'épuration d'un matériau, notamment de sable, sui- vant la revendication 14, caractérisé en ce que le lavage se fait à l'eau.

16. Procédé d'épuration d'un matériau, notamment de sable, suivant l'une quelconque des revendications 14 et 15, caractérisé en ce qu'on récupère la ou les substances basiques en excès pour les employer éven- tuellement en recirculation.

17. Procédé d'épuration d'un matériau, notamment de sable, sui- vant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on procède à,tout ou partie des traitements à température (s) supérieure (s) à la température ambiante.

18. Procédé d'épuration d'un matériau notamment de sable, suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'on procède à une ou plusieurs répétitions des divers traitements.