CH282371A - Procédé de préparation d'un mélange de zéolithes de sodium et de potassium. - Google Patents

Description

  Procédé de préparation d'un mélange de zéolithes de sodium et de potassium.    Les procédés actuellement connus pour la       produetion    de zéolithes synthétiques sont fon  dés sur l'action de solutions de silicates solu  bles, tels que le silicate de sodium, sur des  solutions de certains composés d'aluminium,  tels que le sulfate d'aluminium ou l'aluminate  de sodium; lorsque ces solutions sont mises en  contact, il se forme un gel ayant les proprié  tés caractéristiques des zéolithes. Il faut en  suite soumettre ce gel à une série d'opérations  complémentaires, telles que lavage, échange  de cations, déshydratation, pour le transfor  mer en produits utilisables.  



  Il convient de mentionner aussi l'ancien  procédé, suivant lequel on fond des mélanges  d'argile avec des composés alcalins pour obte  nir des échangeurs d'ions utilisés pour l'adou  cissement industriel des eaux de     ehaudière.     



  Le procédé     eonforme    à l'invention permet,  à partir d'une argile, c'est-à-dire d'un silicate  d'aluminium hydraté, telle que l'argile blanchi:  (ou kaolin), l'argile verte (ou terre glaise),  l'argile impure, contenant du calcaire     (c'est-          à-dire    la marne), l'argile rouge et jaune (ou  argile à ciment), de fabriquer un mélange de  zéolithes qui peut être utilisé comme échan  geur d'ions pour tous les besoins industriels  ou être transformé en catalyseurs ou en pro  duits fongicides, tels que les zéolithes de  cuivre.  



  Le procédé selon l'invention est caractérisé  en ce qu'on soumet un mélange d'une telle       p.        rgile    et de chaux à. une cuisson et en ce    qu'on fait réagir une solution aqueuse de com  posés du sodium et du potassium sur le pro  duit ainsi obtenu.  



  Les argiles utilisées comme produits de  départ, telles que les kaolins, argiles à ciment,  marnes, contiennent des composés correspon  dant à la     formule          (Si02)s        #        (A1203),.        (1120)n     Ces composés connus jusqu'ici sous le nom       d'hy        drosilieates    d'alumine sont. dénommés     ci-          après        hydrosilals.     



  Si l'on cuit des mélanges de tels produits  avec de la chaux     (CaO),    laquelle peut être  obtenue in situ, lors de la cuisson, par décom  position du calcaire (carbonate de chaux       CaC03),    on obtient aisément des masses que  l'on peut considérer comme analogues à des  aluminosilicates de chaux, mais qui ne sont  pas absolument identiques, car, ainsi que  l'étude par les rayons     X    le démontre, leur  structure, tout en étant. cristalline, diffère  notablement de celle des aluminosilicates de  chaux connus.

   Ces produits cuits ont la. pro  priété de s'hydrater lorsqu'ils sont plongés  dans l'eau, ou bien, s'ils sont traités par une  solution d'un mélange de sels alcalins (sodium,  potassium, ammonium) d'échanger la chaux  en donnant naissance à des zéolithes alcalines  (contenant des cations alcalins) comparables  aux zéolithes naturelles.  



  La température de cuisson des mélanges  doit être préalablement déterminée pour cha-      que cas par un essai direct sur un échantillon.  En effet, pendant. la réaction, le volume croît  jusqu'à une certaine valeur correspondant à  la saturation normale; ensuite, si la tempéra  ture continue à augmenter, le volume décroît,  et, avec lui, le rendement en zéolithe. La tem  pérature optimum est généralement comprise  entre 700 et 1000<B>0</B> C.  



  La durée de cuisson est aussi liée à la  composition des matières premières et sa va  leur optimum doit être déterminée préalable  ment par des essais sur des échantillons; dans  tous les cas, cette valeur optimum correspond  à l'accroissement maximum de volume.  



  Puisque les minéraux appelés argiles con  tiennent toujours des impuretés, les zéolithes  qu'on obtient. peuvent aussi en contenir; toute  fois, ces impuretés peuvent, lors de la cuisson,  former des produits hydrolysables, ce qui est  le cas avec     l'alumine    non combinée dans les       silals,    souvent aussi avec le fer ou encore  quelquefois avec la silice; ainsi il peut arriver  que le produit obtenu en contienne moins que  les matières premières dont on est parti.  



  Le mélange de zéolithes obtenu suivant le  procédé de l'invention peut être adapté aux  applications particulières     auxquelles    il est des  tiné.  



  Pour le traitement avec la     solution    du mé  lange de sels alcalins aucune limitation n'est  imposée, car on peut varier à volonté les pro  portions respectives des sels de sodium et de  potassium, sans que les propriétés du produit  final soient modifiées; de même, la concentra  tion de la.     solution    employée peut être quel  conque, on peut employer aussi des eaux na  turelles contenant des mélanges de sels de so  dium et de potassium, par exemple l'eau de  mer.  



       Exemple   <I>1:</I>  On peut considérer les marnes comme des  argiles impures contenant de la chaux sous  forme de carbonate; toutefois, leur composition  est très variable: ainsi le contenu en     chaux     peut     varier    entre 10 et     501/o.    Habituellement  on dose la  fraction argileuse     pure ,    c'est-    à-dire l'argile que la marne contient, sans tenir  compte des impuretés telles que silice quart  zeuse, fer, etc.; ce dosage se fait par des ana  lyses de laboratoire.  



  Lorsque la  fraction argileuse pure  de la  matière première dont on dispose forme les       3511/o    de la marne et que cette dernière con  tient entre 30 et     401/o    de     CaO,    on peut sou  mettre la marne à la. cuisson sans aucune pré  paration.

   Si la chaux est présente sous forme  de carbonate et puisque le rapport entre car  bonate de chaux et     CaO    est égal à<B>1,784,</B> pour       un        pour-cent        de        CaO        compris        entre        30        et        40        %,

            on        aura        entre        53        et        71%        de        carbonate        de     chaux,     _soit    un rapport entre  fraction argi  leuse  et carbonate de chaux de 1,5 à 2,0 de  ce dernier pour 1 de      fraction    argileuse ; on  peut donc soumettre le matériau tel quel à  la cuisson. Dans le cas contraire, c'est-à-dire  si le rapport n'est pas convenable, on peut  tout de même employer le matériau en y mé  langeant de l'argile ou chi carbonate de chaux  suivant le besoin.  



  Après cuisson, on plonge la masse dans  l'eau pour que l'hydratation se fasse et  ensuite on la tient immergée dans une solution  de chlorures de sodium et de potassium, par  exemple on peut employer une solution conte  nant 35 g par litre de sels; dans le but de  limiter la dépense, on peut prendre beaucoup  de chlorure de sodium et peu de l'autre sel;  on peut. aussi employer l'eau de mer. On laisse  en contact. le temps suffisant pour que toute  la chaux soit éliminée ou presque. Il n'est  nullement indispensable de plonger le produit  cuit dans l'eau avant de l'immerger dans la  solution saline.  



       Exemple   <I>2:</I>  Les kaolins du commerce ne sont pas de la       kaolinite    pure, mais contiennent toujours des  impuretés sous forme de silice ou même d'alu  mine libre, un peu de fer, de la magnésie, etc.;  on les dose par     l'analyse.    On mélange donc       1'    partie en poids de kaolin avec. 1,5 à  2,0 parties en poids de carbonate de chaux, on  travaille ce mélange à l'état humide, de façon  à obtenir une pâte parfaitement homogène et      bien raffinée qu'on fait. convenablement. sé  cher. Ensuite on cuit le produit séché et on le  traite avec une solution des sels de potassium  et de sodium comme dans l'exemple 1.

Claims (1)

1. REVENDICATION: Procédé de préparation d'un mélange de zéolithes de sodium et de potassium, caracté risé en ce qu'on soumet un mélange d'une argile et de chaux à tune cuisson, et en ce qu'on fait, réagir une solution aqueuse de com posés de sodium et de potassium sur le pro duit ainsi obtenu. SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce qu'on part. d'une argile blanche. \?. Procédé suivant. la revendication, carac térisé en ce qu'on part d'une argile verte. 3. Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce qu'on part d'une argile à ciment. 4. Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce qu'on part de la marne. 5.

   Procédé suivant la revendication, carac térisé en ce qu'on arrête la cuisson lorsque la masse atteint son plus grand volume et com mence à subir un retrait.