<Desc/Clms Page number 1>
La présente invention a pour objet un procédé de traitement des acides concentrés permettant à des mé- taux, en particulier à des métaux ferreux, de demeurer au contact de ces acides pendant une longue durée sans subir de corrosion .
On connaît déjà de nombreuses compositions de décapage ou de nettoyage des métaux, en particulier des
<Desc/Clms Page number 2>
métaux ferreux, dans lesquelles on immerge momentanément ces métaux,et qui sont constituées généralement par un mé- lange d'acide dilué, chargé d'opérer le décapage proprement dit, avec une faible proportion d'inhibiteur destiné à empê- cher une attaque du métal par l'acide ét éventuellement avec d'autres corps.
Comme inhibiteurs, on a déjà eu l'idée d'utiliser des sels d'acide phosphorique.
Mais un métal ainsi décapé se corrode au contact des acides et particulièrement des acides concentrés.
On sait d'autre part que l'on peut faire subir aux métaux ferreux, notamment, un traitement de protection superficielle par phosphatation. Mais des expériences ont prouvé que des métaux ferreux ainsi protégés superficiellement par phosphatation, ne pouvaient, à la longue, s'ils étaient mis ensuite en contact durable avec un acide concentré (tel que l'a acide nitrique par exemple), résister aux effets de corrosion de cet acide.
Or, on a souvent; à résoudre le problème qui consista à maintenir un acide concentré (destiné à être utilisé pour des buts particuliers) pendant un laps de temps très long, de plu- sieurs années fréquemment, en contact avec des parois en métal, notamment en métal ferreux. Tel est le cas, notamment, lorsque l'on veut stocker de l'acide nitrique, par exemple, dans un ré-. servoir en métal, ou encore faire circuler un tel acide dans des canalisations ou dans des appareils en métal.
Il est obliga foire que le métal en question résiste à la corrosion le plus longtemps possible afin que l'on ne soit pas obligé dé rempla oer trop souvent les appareils ou les canalisations avec lesquels l'acide considéré est en contact, et qu'en même temps cet acide ne perde pas sa pureté sous l'effet de, a corrosion du
<Desc/Clms Page number 3>
métal) de telle sorte qu'il ne puisse plus répondre aux condi- tions particulières de son utilisation.
On s'est rendu couple que l'on pouvait résoudre ces deux conditions en additionnant l'acide concentré considéré d'une faible quantité d'ions PO4, et éventuellement d'un agent tensio-actif (stable dans cet acide).
Il est remarquable, et il.était tout à fait impré- visible qu'un acide concentré ainsi traité n'attaque pas à la longue des parois métalliques au contact desquelles il pouvait être amené à séjourner ou à circuler pendant un temps considé- rable (des années par exemple), que les parois en question ne subissent aucune corrosion, et que l'acide conserve toute sa pureté et ses propriétés.
L'addition d'un aent tensio-actif (stable dans l'acide considéré) est nécessaire seulement si le métal, qui doit subir le contact de l'acice concentré pendant un temps très long, n' a pas subi un traitement préalable superficiel de phosphatation. Il se produit alors, vraisemblablement, une phosphatation superficielle du métal au contact de l'acide concentré ainsi traite. Lais il est remarquable que le métal ainsi protégé superficiellement par phosphatation, résiste à la corrosion malgré son contact avec l'acide concentré pen- dant un laps de temps très long, et ce, grâce au traitement préalable que cet acide a subi. Rien ne pouvait le faire pré- voir, étant données les @xpériences râtelées ci-dessus.
L'originalité de l'invention réside dans ce fait que l'on maintient l'acide concentré utilisé (dont le métal doit . subir l'action de très longue durée) en état permanent de "passivation" à l'aide d'ions P04 mélangés en faible quantité à cet acide, et additionnés éventuellement d'un agent tensio- actif (stable dans l'acide considéré).
Les acides concentrés, contre l'action corrosive des
<Desc/Clms Page number 4>
quels on cherche ainsi à inhiber le métal, peuvent être, par exemple, les acides nitrique, sulfurique, chlorhydrique, fluorhydrique, chromique, envisagés seuls ou en toutes combi- naisons ou mélanges possibles,tels que : mélanges sulfoni- triques, mélanges sulfochromiques par exemple.
Les ions P04 peuvent être dissous dans l'acide con- centré considéré, à fin de passivation, sous forme d'acide or- thophosphorique,et(ou) de phosphates mono, di ou tri-métalli- ques de fer, de manganèse, de zinc ou de sodium par exemple, et.
(ou) de phosphatss organiques.
En cas d'utilisation d'acide orthophosphorique seul. l'efficacité optimum est obtenue avec l'addition de 0,5% environ en poids d'acide orthophosphorique à l'acide concen- tré considéré.
Si l'acide concentré est de l'acide nitrique, et si on lui ajoues éventuellement un :gent tensio-actif, on pourra prendre, par exemple, comme agent, tensio-actif, des pa- raffines nitrées, des acides paraffiniques ou autres.
Si l'aciGe concentré est de l'acide chlorhydrique, sulfurique ou un mélange suli'ochromique par exemple, on pourra prendre, comme agent te-sio-actif, un composé non ionique.
La quantité d'agent tensio-actif ajoutée à l'acide concentré additionné d'ions P04 pourra être comprise entre 0,25 à 2% en poids.
Le tableau ci-après montre les résultats obtenus en soumettant pendant un mois à l'action d'acide nitrique à 98% à froid, des éprouvettes de 25 x 100 x 2 d'un acier 25 CD 4S supposé successivement brut (colonnes 1,2 et 5 du tableau) ou traité préalablement par phosphatation superficiel- le (colonnes 3 et 4 du tableau) .
<Desc/Clms Page number 5>
EMI5.1
EXPERIENCE''- 1 ' ' n < ' 2 3 5 acide pur :+0,5% : H 3 PO z H3 PO 4 x3po4 1+o , " x3po :+1% d'agent +1% d'agent +0,5% H PO :+0,5% H P04 tensio-actif tensio-actif t nSlOaC t ensloac 1 t acier brut brut phosphaté phosphaté brut O * 0 O O O O o .
EMI5.2
<tb> perte <SEP> de <SEP> poids
<tb>
<tb> % <SEP> en <SEP> grammes <SEP> de <SEP> 15,02 <SEP> 0,37 <SEP> 0,30 <SEP> 0,096 <SEP> 1,26
<tb>
<tb> matière <SEP>
<tb>
Les éprouvettes considérées étaient soudées à l'ar- gon, métal d'apport de même nature.
L'agent tensio-actif utilisé était l'acide chaulmoo- grique nitré (voir plus loin).
Comme on le voit, le meilleur résultat était ob@@@@@ par passivation de l'acide concentré à l'aide d'ions PO4 t; après traitement préalable de phosphatation du métal considéré (colonne 4).
Avec le métal non traité préalablement par phospha- tation, un très bon résultat est obtenu par passivation de
EMI5.3
l'acide concentré à l'aide d'ÍonFyP04 additionnés d'un agent ta;: i.r-,ctif (GOloLl"<8 2),
Le tableau ci-après indique la perte de poids(% en grammes de matière) de différents métaux bruts ou a;
,ant subi une phosphatation préalable, après un mois de se joui dans de l'acide .nitrique à 98% à froid
<Desc/Clms Page number 6>
EMI6.1
<tb> acide <SEP> pur <SEP> pur <SEP> +0,5% <SEP> H3PO4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> métal <SEP> brut <SEP> phosphaté <SEP> phosphaté
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> @
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> acier <SEP> AG5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tôle <SEP> soudée <SEP> argon <SEP> 0,100 <SEP> 0,064 <SEP> 0,018
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> acier <SEP> 25 <SEP> CD <SEP> 4S
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> tôle <SEP> soudée <SEP> argon <SEP> 15,02 <SEP> 9,77 <SEP> 0,
096
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> acier <SEP> inox <SEP> Z <SEP> IOCHT <SEP> 18
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> toile <SEP> métallique <SEP> 30 <SEP> mailles:
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> au <SEP> pouce, <SEP> soudure <SEP> par <SEP> point: <SEP> 7,53 <SEP> 3,57 <SEP> 0,100
<tb>
On trouvera ci-après un exemple, non limitatif, d'inhibition à la corrosion par de l'acide nitrique à 48 Baume, d'un acier 25 CD 4S ayant subi un traitement préalable dephosphatation superficielle (colonne 3 du premier tableau).
L'éprouvette d'acier 25 CD 4S est d'abord dégraissée à l'acétone et décapée pendant quatre heures dans une solution sulfurique à 10 % en volume dans l'eau. Elle est alors rincée à l'eau distillée et immergée, pendant une heure et à la tem- pérature ordinaire, dans un bain de phosphatation dont la composition est la suivante en volume .
- 25% d'acide orthophosphorique à 85% - 18% d'alcool éthylique absolu - 57% d'eau distillée.
L'éprouvette est relevée, lave à l'eau distillée, puis séchée. On la pèse puis elle est immergée dans l'acide nitrique passive, préparé comme suit: on a ajouté à l'acide nitrique considré une quantité calculé-- d'acide orthophos- phorique pur concentra à 85 %, de façon à obtenir une liqueur nitrique contenant exactement 0,50% en poids de cel: acide.
Le mélne se fait parfaitement.
On a ajouté ensuite à ce mélange 1% d'acide chaulmoo- grique nitré préparé de la façon suivante : on ajoute par
<Desc/Clms Page number 7>
petites quantités de l'acide chaulmoogrique à de.l'acide nitrique à 48 Baume, refroidi dans un tain de glace, à raison de 20 grammes d'acide chaulmoogrique par litre d'acide nitrique. Lorsque la réaction est complète, c'est-à-dire lorsque tout l'acide gras est dissous et que tout dégagement de chaleur a cessé, on neutralise l'excès d'acide nitrique par une solution concentrée de soude caustique jusqu'à neu- tralité. A ce moment, une huile rougeâtre surnage que l'on purifie par extraction à l'éther et évaporation du solvant.
Le produit obtenu est doué, comme les acides gras, de pro- priétés tensio-actives et de propriétés acides faibles.
Le flacon contenant l'acide nitrique ainsi passive, et dans lequel est immergé l'éprouvette d'acier 25 CD 4S phosphaté, est abandonné pendant un mois à l'abri de la lu- mière vive et à la température ambiante (variable entre + 10 et + 25 C). L'éprouvette est alors relevée, lavée abondamment à l'eaucourante, puis à l'eau distillée, et séchée. On la pèse à nouveau et on déduit la perte de poids (0,30% en gramme de matière).
Le procédé suivant l'invention permet d'inhiber notamment tous métaux ferreux et alliages légers, ainsi que le zinc.