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paratibnn de systèmes qui se composent d'une phase liquide, en ordre principal aqueuse,et d'une matière solide finement distribuée dans cette phase, exige, dans de nombreux cas, en vue de la séparation du produit solide du liquide, l'application de mesures compliquées. On connait une série de procédés ou mesures pour faire passer une matière solide répartie très finement par exemple à l'état colloïdal, à une forme permettant sa filtration ou sa décantation mais ces procédés ou mesures s'avèrent cependant encore non satisfaisants dans de nombreux cas. Parmi les moyens connus pour produire
un dépôt déjà lors de la précipitation en répartition grossièrement dispersée, susceptible d'être filtrée, ou pour faire passer un précipité à dispersion fine ou colloïdale à une forme permettant sa séparation par décantationy par centrifugation ou par filtration, on peut par exemple citer le traitement à une température appropriée, le plus souvent élevée, l'addition d'électrolytes forts, le choix d'un milieu à pH approprié et de rapports concentration convenables ou le dépôt de la matière solide dans un champ
de tension électrique. Dans de nombreux cas extrêmement importants au point de vue technique, les moyens connus ne peuvent pas provoquer l'agglomération de la substance solide se présentant très finement répartie, par exemple
sous forme colloïdale ou en suspension, soit parce que les procédés connus
ne font pas aboutir à un résultat satisfaisant, soit parce qu'ils ne peuvent pas être appliqués eu égard aux propriétés exigées, par exemple au degré
de pureté, du produit à obtenir. Pour cette dernière raison, la floculation de particules colloïdales est souvent empêchée par addition d'électrolytes; par exemple de sel gemme, puisque la concentration à appliquer en matière étrangère à effet coagulant est souvent relativement élevée.
La réaction d'acides polymères avec des bases polymères s'accompagne de l'apparition accidentelle de précipités. De telles floculations
ne se produisent cependant, le plus souvent, que pour des rapports de concentration déterminés entre le polyanion et le polycation et elles dépendent dans une large mesure, du pH. La réaction de floculation a son maximum lorsque les acides et les bases se'trouvent les uns par rapport aux autres dans le rapport stoechiométrique 1/1. Par addition de sels neutres ou par un excès de l'un des deux composants polymères, les précipités peuvent être radis-
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présentent par exemple dans la détection d'acides de polysaccharides et de '0 protéines, dans la séparation d'enzymes, d'albumines ou de virus et dans
la fabrication du papier et des fibres textiles.
On a maintenant trouvé que des systèmes se composant d'une phase aqueuse et de matières solides hétéropolaires, finement réparties dans cette phase, étaient séparés de façon étonnamment rapide et complète, par addition de quantités extrêmement faibles de produits de polymérisation ou de copolymérisation contenant des groupes carboxyl, solubles dans l'eau en tant que sels acides ou neutres, du fait de l'agglomération des particules de matières solides, par conséquent, la séparation du produit solide du liquide peut se faire de façon simple, par filtration, décantation ou centrifugation. Parmi les composés hétéropolaires, il faut citer non seulement ceux qui comme
le NaC1 par exemple peuvent se décomposer par voie électrochimique, mais encore toutes les matières qui présentent un moment électrique dipôle.
Comme exemples de telles substances hétéropolaires dont la précipitation est d'une importance pratique en technique, on peut citer: l'hydroxyde de calcium , le carbonate de calcium, l'hydroxyde de strontium, le carbonate de strontium, l'argile et les produits minéraux analogues à l'argile; l'hydrate ferrique, l'hydroxyde d'aluminium, les sulfures de métaux lourds
et les matières colorantes à pigments.
<EMI ID=3.1> des acides acrylique, méthacrylique, crotonique et maléique méritent spécialement d'être mentionnés. Mais les produits de copolymérisation également de ces acides avec d'autres dérivés éthyléniques polymérisables, pour autant qu'ils soient solubles dans l'eau sous la forme de leurs sels, peuvent être utilisés pour la mise en oeuvre du procédé faisant l'objet de l'invention.
Comme bases formatrices de sels, on peut citer les alcalis, l'ammoniaque, les produits alcalino-terreux et les bases organiques. Les acides polycarboniques et les produits de copolymérisation contenant des groupes carboxyl peuvent dans ce cas être neutralisés totalement ou partiellement avec les bases introduites.
Lors de l'emploi de matières synthétiques constituant de hauts polymères, leur poids moléculaire est d'une importance essentielle pour l'effet de floculation. Les produits de polymérisation synthétiques à employer sui-
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de floculation augmente en raison de l'accroissement du poids moléculaire.. dé l'agent de flopulation.
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gemme au système à séparer, on peut notablement accroître, dans de nombreux cas, l'effet de floculation des produits de polymérisation contenant des groupes carboxyl. La quantité, la nature chimique et la constitution physique de la matière solide qui doit;floculer, de même que le pH et la viscosité du système, jouent naturellement un rôle également en ce qui concerne la vitesse et la perfection du précipité. L'effet de floculation des produits de po-
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tion est'largement indépendant de la température. Ainsi, il s'est démontré que l'effet de précipité -qui ne pouvant être obtenu que par un accroissement de-la température restait bien en arrière de l'effet obtenu, avec les produits de polymérisation décrits et pouvait être négligé.
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A l'aide des composés décrits qui constituent de hauts polymères des matières solides en suspension très fine peuvent précipiter. L'effet désiré de séparation des composants solides du système sous forme de grossière dispersion, susceptible d'être filtrée, peut également être obtenu par introduction des produits de.polymérisation solubles dans l'eau, dans la phase. aqueuse, avant la précipitation ou avant la réaction menant à un précipité, . ou par leur introduction dans cette phase simultanément avec l'agent précipi-
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cas, il peut être nécessaire de porter la concentration en agent de précipitation à 0,05 par exemple'.
Avec\la multiplicité des matières opérant l'effet de floculation décrit, d'une part, et les multiples possibilités d'application du procédé
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produits de polymérisation agissant le plus favorablement dans chaque cas ainsi que leur concentration optimum peuvent être déterminés par des précipitations d'essai effectuées de façon simple.
Les exemples qui suivent donnent une indication sûre sur la manière avantageuse de procéder pour trouver l'agent de précipitation approprié et lès concentration� nécessaires. Le procédé faisant l'objet de l'invention' est toutefois pas limité aux domaines d'application donnés à titre d'exemples mais il peut.s'appliquer en général dans tous les cas où le but à atteindre est la séparation d'un système se composant d'une phase aqueuse et de matières solides hétéropolaires finement réparties dans cette phase.
Exemple 1.
Lors de la préparation de lessives diluées, par caustification, on fait réagir du carbonate neutre de sodium ou du carbonate neutre de potas-
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fait par des procédés compliqués. On a donc étudié l'amélioration des propriétés de décantation et de filtration de suspensions de 20 grammes de craie
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lymères contenant des groupes carboxyl; comme haut polymère contenant des groupes carboxyl, on employa le sel de sodium d'un produit de copolymérisation de 65% d'acide méthacrylique et de 35% de méthacrylate de méthyle, avec un poids moléculaire au moyen de 800.000 - 1.000.000.
A la suspension citée, on ajouta 0,0025% du produit de polyméri-
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tité de la suspension resta sans addition. La vitesse de formation du dépôt dans l'échantillon traité avec des agents de précipitation était environ quatre fois à celle de l'échantillon non traité avec de tels agents.
Exemple 2.
Dans l'extraction minière de sels de déblai, on agit, suivant plusieurs procédés, de telle façon que de l'eau soit pompée dans les gîtes et que les sels de sodium, de potassium et de magnésium soient extraits des solutions saturées à environ 90[deg.]C. Les solutions saturées, soumises à l'ex-' traction suivant ce procédé, contiennent en général des impuretés allant jus-
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une solution saturée de NaC1 - KC1; le rapport du poids de NaC1 au poids
de KC1 étant de 1/2. Des quantités de 100 ce. de ces suspensions furent mises
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ayant les compositions suivantes :
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Un septième échantillon fut conservé sans addition, comme échantillon de comparaison.
On constata une formation de dépôt particulièrement rapide dans les échantillons auxquels avaient été faites les additions suivant b), d), <EMI ID=17.1> tion suivant e), pour lequel on remarqua-la formation de dépôt la plus rapide, avec production simultanée d'une solution aqueuse claire.
En employant le produit de polymérisation suivant e), on établit la détermination quantitative suivante :
a) vitesse de formation des dépôts, b) teneur.du mélange de sel isolé en constituants insolubles dans l'eau.
A cet effet, on prépara deux solutions de 200 grammes de KC1,
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mes d'argile furent mis en suspension dans chacune d'elles. A l'une des deux. suspensions ( suspension A), on ajouta 50 mg du produit depolymérisation suivante e), la seconde suspension (suspension B) resta sans addition. Les deux suspensions furent chauffées à 87[deg.]C; bien remuées et versées dans une mesure cylindrique de 1 litre. Le volume de la couche d'argile qui se déposa était :
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pide de dépôt, qui laissait une colonne d'eau claire, la couche d'eau se trouvant au-dessus du dépôt, dans le cas de la suspension B, restait fortement troublée. Lors de la séparation des premiers cristaux de sel, les lessives�mères furent retirées de la couche d'argile. Tandis que cette séparation se faisait facilement dans le cas de l'échantillon A, parce que l'argile s'était séparée sous forme de masse compacte, la séparation, dans le cas de l'échantillon B, devait être faite prudemment; l'argile déposée sous une forme moins nette se remettait en turbulence à la moindre secousse.
Les lessives-mères furent concentrées par évaporation et, dans
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fuis déterminée. Tandis que la quantité de sel provenant de la suspension A ne présentait que 0,03% d'impuretés, la quantité de sel provenant de la
<EMI ID=22.1> dis que celui qui provenait de la suspension B avait une coloration nettement brunâtre.
La différence de constitution des résidus d'argile provenant des suspensions A et B apparaît encore dans le comportement, pendant la filtration, de l'argile remise en suspension avec la même quantité d'eau; la filtration, dans le cas de l'argile provenant de la suspension A, se fit rapidement et laissa un filtrat clair; dans le cas de l'argile provenant de la suspension B, la filtration fut approximativement de 3 à 4 fois plus lente et le filtrat resta trouble.
Exemple 3
On sait que, dans l'industrie du sucre, la précipitation de carbonate de strontium ou d'hydroxyde de strontium de suspensions aqueuses est nécessaire. L'essai qui sera exposé ci-dessous démontre dans quelle mesure étonnante la floculation d'hydroxyde de strontium en suspension - dont la tendance à la formation de dépôt est sensiblement plus mauvaise que celle du carbonate de strontium - peut être accélérée par l'application du procédé conforme à l'invention.
On prépara des suspensionsde 100 grammes d'hydroxyde de strontium dans 1 litre d'eau. L'un des échantillons (A) fut mis en réaction avec
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crylique et 32 parties;'de méthacrylate de méthyle, employé comme sel de sodium. Le deuxième échantillon CE) ne fut pas traité. Dans le cas de l'échantillon A, il se forma, immédiatement après l'addition du produit de polymérisation, un précipité se déposant rapidement. L'échantillon B resta long-
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qui avaient été remélangés par une agitation intense, l'échantillon A s'avéra nettement supérieur à l'échantillon B: tandis que l'échantillon traitéselon l'invention donnait, après 90 minutes déjà, 850 cc de filtrat clair, la même quantité de filtrat, dans des conditions identiques, n'était séparée de l'échantillon non traité qu'âpres plus de 6 heures seulement.
Exemple 4
Lors de la fabrication d'engrais phosphoreux, solubles dans le citrate, tels que par exemple le phosphate bicaloique, également appelé précipité, on fait précipiter, une lessive concentrée de phosphate monocalcique dans des cuves à agitateur, avec du lait de chaux :
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Le précipité est le plus souvent séparé du mélange de réaction centrifugation.
Une suspension à 18,2% d'un précipité à granulation très fine est mis en réaction avec 0,005% d'un produit de copolymérisation provenant de
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du mélange de réaction peuvent être séparés par décantation sous forme de solution claire, aqueuse, exempte de précipité. L'eau qui se trouvait au-dessus du dépôt d'un échantillon sans addition était encore très trouble après 36 heures.
Exemple 5.
Lors de l'extraction du pétrole, la roche pétrolifère abattue est mise en suspension dans l'eau suivant divers procédés. Le pétrole vient se placer :La surface de l'eau, et de là, est enlevé. La difficulté, dans ce mode d'attraction du pétrole, réside moins dans l'isolement du pétrole de la masse qu'il forme avec 1 [deg.] eau que dans la séparation de la couche pétroleeau'de l'argile en suspension-
L'essai exposé ci-dessus montre l'effet étonnant qui se produit lors de l'emploi des sels de produits de polymérisation décrits, dans le cas présent.
On mélangeaintimement 100 grammes d'argile avec 80 grammes d'huile
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du sel de calcium d'un produit de copolymérisation se composant de 65 parties d'acide méthacrylique e� de 35 parties de méthacrylate:de méthyle (poids
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Le contenu de chaque cylindre fut agité au moyen d'une spatule en verre et on le laissa à reposer Dans le cylindre, B�dont le contenu n'avait pas été traité, on ne remarqua encore aucune séparation satisfaisante de l'huile et de l'argile après 3 heures; dans le cylindre A, par contre, il se fit, dans le même temps, un dépôt de l'argile tel qu'une séparation nette du mélange
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effectuée
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Le kaolin chimiquement pur représente une matière première importante et une matière de remplissage inerte avec de nombreuses possibilités d'emploi. Lors de l'extraction du kaalin pur, la pierre finement broyée est mise en suspension dans de l'eau: Au cours de cette opération, la séparation des suspensions aqueuses-de kaolin prépare des difficultés considérables.
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dés simples d'essais de laboratoire, qui sont appropriés pour trouver, de façon très simple, dans la masse des produits de polymérisation en question,:
celui qui présente la meilleure efficacitéo
Par la série A des essais qui seront décrits ci-dessous, on a tout
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dont on disposait, ceux qui avaient un effet le plus favorable dans le but considéré
Les essais de la série B furent faits pour trouver la concentration la plus favorable à laquelle les sels des produits de polymérisation trouvés par les essais de la série A devaient être employéso Les valeurs numériques établies permettent le choix d'un sel de produit de polymérisation déterminé et de la concentration.la plus appropriée pour son emploi.
Série d'essais A
Du kaolin lavé fut mélangé avec une quantité d'eau d'un poids équivalent au double du sien. Des quantités de 3 ce de cette suspension furent mises en réaction, sur des verres de montre, avec une goutte de la so-
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suit, et la séparation de la suspension immédiatement agitée fut observée. Les meilleurs effets furent obtenus dans le cas d'emploi des sels de pro-
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vant servir à la comparaison, même lorsqu'ils étaient examinés au microscope, se révélaient conserver plus longtemps leur constitution initiale.
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Série d'essais B
Dans différents tubes à essais, on plaça 20 ce d'une suspension de
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agitées furent mises en réaction avec des quantités croissantes des sels de produits de polymérisation choisis au cours de la série d'essais A, jusqu'à l'abaissement de la suspension au marquage précité. Dans le tableau qui suit sont données les quantités des sels de produits de polymérisation ajoutés et les durées de formation de dépôt (jusqu'à l'abaissement de la couche de kaolin jusqu'au marquage);
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De l'examen du tableau qui précède, il ressort que l'effet de formation de dépôt le plus favorable est obtenu lorsqu'on emploie le produit
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traité, le kaalin mis en suspension n'atteignait le marquage qu'après 3 400 secondes,le temps de formation du dépôt se réduisait à 660 secondes dans le
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tion donnéeo
Exemple 7
Si l'on fait réagir du sulfate de zinc avec du sulfure de baryum, le pigment de lithopone précipité souvent en très fine division. Si l'on
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d'acide méthacrylique et de 35 parties de méthacrylate de méthyle, la durée de la formation du dépôt se réduit, en comparaison de celle d'une suspension
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le que celle qui est employée, par exemple, pour la décoloration des huiles, furent séparées par addition des sels de produits de polymérisation tels que ceux qui ont été décrits dans l'exemple 6, sous les numéros 5 et 8, employés à des concentrations de 0,001 à 0,005, en un temps correspondant approximativement à 1/6 du temps nécissité par des échantillons non traités.
Exemple 9
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potable, le fer�dissous dans la phase ferreuse a été oxydé par exemple par l'effervescence des chutes de pluie. Le précipité de l'hydrate ferrique présent tout d'abord à l'état de très fine divisions, est amené à se déposer
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tion contenant 0,05 % d'hydrate ferrique à l'état colloïdal, par exemple,
il se forme, par addition de 0,00125 % du sel de Na d'un produit de copolymérisation composé de 50 parties d'acide méthacrylique et de 50 parties d'éthyglycolméthacrylate, un précipité d'hydrate ferrique qui se dépose bien.
Exemple 10
Lors de 1[deg.]extraction du salpêtre du Chili, le caliche est broyé
et est lavé à l'eau ou lessive-mère, à température élevée. La séparation,de
<EMI ID=46.1> carboxyl, à empoyer suivant l'invention. Le processus est, danc ce cas;
le même que dans le cas déjà décrit dans l'exemple 2. L'effet obtenu dépasse sensiblement l'effet obtenu lors de l'application des procédés connus; qui recourent notamment à l'addition d'amidon, de gélatine, de colle,._de graisses, d'huiles ou de savons, comme agents de floculation.
REVENDICATIONS
1. Procédé de séparation d'un système comprenant une phase aqueuse et des matières solides hétéropolaires, finement réparties dans cette phase, caractérisé par le fait que l'on ajoute à ce système, de préférence en milieu alcalin à faiblement acide, en faible quantité, des produits de
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vé, contenant des groupes càrboxyl.