CH292077A - Procédé de préparation à l'état sec et pur de triformiate d'aluminium. - Google Patents

Description

  Procédé de préparation à l'état sec et     pur    de     triformiate        d'aluminium.       La présente invention concerne un pro  cédé permettant, de préparer à l'état sec et  pur, et dans des conditions techniques parti  culièrement faciles à mettre en rouvre, le     tri-          formiate    d'aluminium cristallisé     Al(HC00)S,          31:1\0    à partir de sels     minéraux    d'aluminium.  



  Pour la préparation à l'état sec du     tri-          formiate    d'aluminium cristallisé, on a déjà  proposé différents procédés dans lesquels ce  sel est obtenu par cristallisation, dans des  conditions déterminées, d'une solution     aqueuse     préparée par attaque avec l'acide fornique   < le l'hydroxyde (alumine hydratée)     fraîche-          nient    précipité.  



  II est bien connu que ce précipité d'hy  droxyde, généralement obtenu lui-même à re  lativement basse température à partir de so  lutions de sulfate, chlorure ou nitrate d'alu  minium, se présente sous une forme très vo  lumineuse et gélatineuse excessivement diffi  cile à filtrer, à laver et à sécher dans de bonnes  conditions. De ce fait, il contient toujours une  proportion appréciable de sels basiques (sul  fate,     chlorure    ou nitrate basique), introdui  sant. le radical     (S04)    ou (Cl) ou (NOS) dans  le sel organique final.  



  Par ailleurs, toutes ces opérations de pré  cipitation, lavage et séchage doivent être  effectuées dans un laps de temps très court.,  afin d'éviter le plus possible la passivation       bien        connue        de        l'hydrox-        yde        d'aluminium,     fraîchement préparé qui se modifie Spontané  ment. et rapidement avec le temps et ne se laisse    bientôt plus ou seulement difficilement atta  quer par l'acide formique.  



  On a proposé également de préparer des  solutions aqueuses plus ou moins concentrées  de     triformiate    d'aluminium par double décom  position à température modérée entre le     for-          miate    de calcium, d'une part, et le sulfate       d'aluminium,    d'autre part. Mais le sulfate de  calcium gélatineux qui se forme dans la réac  tion ne peut être séparé qu'au prix d'une fil  tration très difficile, de sorte que ce procédé  est également très difficile à mettre en     oeuvre     à l'échelle industrielle.  



  A partir des solutions aqueuses obtenues  selon l'un des procédés précédents, l'isolement  du     trzformiate    d'aluminium sec et non basi  que n'est pas possible par simple évaporation.  En effet, comme le     triformiate        d'aluminium     est particulièrement     hydrolysable    en solution  aqueuse, l'évaporation de ses solutions con  duit à un sel solide plus ou moins, basique de  composition mal définie. Aussi divers arti  fices ont-ils été proposés     pour    isoler le     t.rifor-          miate    d'aluminium sec et non basique à partir  de ses solutions aqueuses.

   C'est ainsi, par  exemple, qu'on a imaginé d'en provoquer la  précipitation par adjonction à la solution  aqueuse de quantités importantes d'acide for  mique libre ou de divers sels; on a proposé  aussi d'ajouter à la solution aqueuse diverses  substances organiques aminées qui rendent,  dans une certaine mesure, cette solution  moins sensible à l'hydrolyse.

        Quoi qu'il en soit, le     triformiate    d'alumi  nium solide obtenu dans ces conditions, même  s'il correspond à la saturation exacte par  l'acide     formique    de l'alumine sans excès de  celle-ci, est pratiquement toujours souillé des  impuretés contenues dans la solution aqueuse  et la préparation de celle-ci par les méthodes  usuelles, pose, pour que le sel obtenu soit re  lativement pur, des problèmes techniques pra  tiquement impossibles à résoudre de façon  économique.  



  Il a été maintenant trouvé, et c'est ce qui  constitue la nouveauté du procédé objet de  la présente invention, qu'en     partant    des sels  minéraux d'aluminium, on peut aisément.  obtenir un     triformiate    cristallisé, sec, pur et  de composition correspondant rigoureusement  à la saturation par l'acide organique de tou  tes les fonctions de l'alumine. Le procédé se  lon l'invention est caractérisé en ce qu'on  transforme tout d'abord, sous l'action     d'iin     savon d'un métal alcalin, ledit sel minéral en  savon d'aluminium, puis en ce que, après pu  rification du savon obtenu, on décompose  celui-ci par l'acide formique, isole et sèche le       triformiate    d'aluminium ainsi formé.  



  Alors que les méthodes jusqu'à présent  utilisées comportaient les inconvénients énu  mérés ci-dessus, le procédé selon la présente  invention     permet    d'obtenir, par une suite  d'opérations d'une extrême simplicité, ne pré  sentant aucune     difficulté    technique et avec des  rendements quasi quantitatifs, un produit  pratiquement. exempt d'impuretés et de com  position parfaitement définie.  



  La préparation du savon d'aluminium à.  partir du sel d'aluminium constitue la pre  mière phase du procédé de la présente inven  tion. Elle peut se faire le plus     simplement     par double décomposition entre la solution       aqueuse    d'un savon alcalin et un sel d'alumi  nium, tel que sulfate, chlorure, etc. La double  décomposition se fait     généralement    avec un  rendement quasi quantitatif et le savon d'alu  minium qui est insoluble dans l'eau, se sé  pare de lui-même de la solution aqueuse.  



  Comme acides gras, dont. les sels alcalins  sont susceptibles de donner par double dé-    composition des savons     d'aluminium,    on peut  utiliser des acides -ras     ottdesmélan-esd'acides     gras, saturés ou non saturés, ayant au moins       S    atomes de carbone dans leur molécule, tels  que les acides     capr-#-lique,        lauriqne,    palmiti  que, stéarique, oléique, etc.

   Par     extension,          d'autres    acides     organiques        carboxvliques    in  solubles dans l'eau et à     nombre    d'atomes de  carbone ait moins égal à 8, tels que les acides       napht.éniques,    conviennent,     égaleraient.     



  Il est généralement     avantageux    de choisir  le savon ou le     mélan-e    de savons de métal  alcalin de façon à. obtenir un point de fusion  du savon     d'aluminium    aussi bas que possible,  par exemple au voisinage de 100  C. ])ans     c:

  ea     conditions, l'addition     d'tin    certain excès  d'acide -ras ait savon abaisse encore nette  ment le point de fusion de la ruasse, ce qui  permettra, dans la     deuxième    phase, par sim  ple fusion     au-dessous    de     100 C,    de séparer  très facilement les acides gras de la solution  de     triforniiate,    sans qu'il soit besoin de les fil  trer ni de les sécher, ce qui simplifie considé  rablement. les manipulations.

   En pratique, on  utilisera de     préférenee.    pour la préparation  des savons, des acides ou     inélam.;es    d'acides       organiques        nionobasiques    dont le point de fu  sion ne dépasse pas 60" C, par     exemple    l'acide  oléique, les acides     naphténiques,    ainsi     chie    les  acides gras de palmiste et de     eoprah,    ces der  niers en     particulier        présentant    l'avantage (le  fondre entre     '??    et.     ?5     C.  



  Les savons d'aluminium ainsi     préparés    se  présentent sous une forme très facile à laver  et à filtrer: en conséquence, on peut éliminer  sans difficulté les ions     minéraux    qui les souil  lent et isoler un savon     parfaitement    pur.  



       Conirairetitent    à ce qui a été signalé plus  haut pour     l'livdrol.#-cle        d'alitminittin,    les<B>sa-</B>  vons d'aluminium humides ou secs ne subis  sent     aucun        phénomène    de passivation. Le cas  échéant, si l'on désire séparer et sécher de  tels     savons,    il sera toujours possible de les  attaquer, le moment venu, par l'acide formi  que avec la. même facilité qu'en partant du  produit fraîchement préparé.  



  La seconde phase dit     proeédé    faisant l'ob  jet de la présente     iiiveiaion    consiste à trans-      former le savon métallique en     triformiate          d'aluminium.     



  L'opération se réalise facilement en atta  quant le savon d'aluminium par     suie    quantité  d'acide formique voisine de la quantité théori  que et de préférence légèrement supérieure       û    celle-ci.  



  La méthode la plus simple consiste à ajou  ter aux savons d'aluminium - préparés et  purifiés     suivant    le mode indiqué plus haut et  aussi     exempts    d'eau que possible - de l'acide  formique à haute teneur. Après agitation de  ce mélange à une température suffisante pour  obtenir une bonne fluidité, il se forme très       rapidement    an sein même des acides gras li  bérés le formiate non basique d'aluminium.  Un simple essorage permet d'éliminer     prati-           < lnenient    de la phase aqueuse contenant le       triforniiate,    l'acide gras liquide ou fondu mis  en liberté.

   On peut, si l'on veut, ôter les     der-          iiières    traces d'acide gras de la masse cristal  line, en traitant cette dernière avec un sol  vant     approprié    tel que le tétrachlorure de       carbone    ou le trichloréthylène. On obtient       iiinsi,        après    étuvage, un     triformiate        d'alumi-          niuni    parfaitement sec et pur.

   L'acide gras       récupéré    dans la distillation du solvant de     dé-          1;raissage    petit être réemployé pour fournir  le savon alcalin nécessaire à la première phase   < le l'opération.  



  On     petit    également employer de l'acide for  mique moins     concentré.    La concentration doit  être toutefois calculée de telle manière qu'on  obtienne autant que possible une solution de       i'oi-miate    sursaturée. En opérant à     tune    tempé  rature telle que     l'acide    gras libéré soit liquide  ou fondu, celui-ci surnage alors la solution       sursaturée    de     formiate.    Celle-ci, par refroi  dissement, laisse alors déposer le sel solide pur  et cristallisé.  



  Voici, à titre d'exemple, comment le pro  cédé objet de la présente     invention    petit être  réalisé industriellement.  



  La solution de savon a tout d'abord été  préparée dans un récipient en bois ou en     altl-          minium    contenant 300 litres d'eau et où on  neutralise sous agitation, à la température de  50  C, avec de la soude caustique, 70 kg d'un    mélange d'acides gras du commerce présentant  un point de solidification de 25  C correspon  dant à un poids moléculaire moyen de 210.  La neutralisation est instantanée.  



  Tout en maintenant l'agitation, on fait  couler ensuite sur cette solution de savon ainsi  obtenue 200 litres environ d'une solution à  20<B>%</B> de sulfate d'aluminium du commerce  préalablement chauffée à 50  C.  



  La précipitation du savon d'aluminium est  instantanée et la fin de     l'opération    est indi  quée par la présence dans les     eaux-mères     d'une trace d'ion (Al) indiquant un très léger  excès de sulfate d'aluminium, confirmé, d'au  tre part, par la mesure du     pg    du milieu  aqueux qui     së    situe entre 5 et 5,5.  



  Le savon     d'aluminium    précipité se présente  sous forme de particules divisées qui, une  fois l'agitation arrêtée se rassemblent très ra  pidement à la partie supérieure du liquide  de la cuve. On procède alors au lavage en  continu en arrosant à l'aide d'une herse ou  de tout autre dispositif de dispersion, situé  dans la partie supérieure de la cuve, avec de  l'eau préalablement chauffée à 50  C et en  évacuant par le fond de la cuve les eaux de  façon continue, de telle sorte que le niveau  dans la cuve reste constant.  



  L'opération de lavage est terminée lors  qu'une prise d'essai de l'eau évacuée addition  née de chlorure de baryum reste limpide  (absence d'ion S04).  



  On procède alors à la fusion en ajoutant  dans la cuve 70<B>kg</B> d'un mélange d'acides  gras complémentaire pour abaisser le.point  de fusion du savon d'aluminium et en chauf  fant progressivement le contenu de la cuve  sous agitation jusqu'à 100  C. Une fois cette  température atteinte, c'est-à-dire lorsque l'eau  contenue dans la cuve est en légère ébullition,  le savon     d'aluminium    avec les acides gras  additionnels se rassemble en surface en une  couche huileuse     homogène    qui, après 2 ou  3 heures de repos, ne contient     phis    que quel  ques      /o    d'eau.  



  On élimine aussi complètement que possi  ble la couche aqueuse inférieure.      On refroidit alors sous agitation, le savon  d'aluminium restant dans la cuve, à     401,   <B>C</B> et  ajoute sans autre précaution la quantité  d'acide formique nécessaire pour former  avec     l'altmiinirun        présent    du     triformiate     d'aluminium correspondant à la formule       Al(OOCH)3,    3     aq.;

      il y aura. lieu également  par un simple calcul d'ajuster le titre de  l'acide formique à. ajouter de faon à obtenir  la solution désirée de     triformiate    entre 60       et        90        %        en        poids.     



  La décomposition du savon d'aluminium  en     trzformiate    d'aluminium est pratiquement  instantanée. Il se forme, en effet, immédiate  ment     deux    couches faciles à séparer, la cou  che     supérieure    constituée par 140 kg d'acides       gras    et la couche inférieure par la solution  sursaturée de     triformiate        d'aluminium.    On  sépare cette solution sursaturée de     trifor-          miate    légèrement opalescente que l'on envoie  immédiatement     au    cristallisoir après passage,  par exemple, dans une petite essoreuse     clé     clarification à bol plein.

   Sur les 110 kg  d'acides gras, on prélève 70 kg qui seront       recçclés    pour la fusion d'une nouvelle opé  ration, les 70     kg    d'acides gras restant dans  la cuve servant à     nouveau    à la préparation  du savon d'aluminium de l'opération sui  vante.  



  La solution     sursaturée    de     triformiate    con  tenue dans le cristallisoir se     transforme    sous  l'effet d'une faible     a-itation    en une masse       cristalline    friable qui,     après    séchage à       45-50     C, donnera<B>25</B> kg de     triformiate  

Claims (1)

1. REVENDICATION: Procédé de préparation à. l'état sec et pur de triformiate d'aluminium cristallisé à par tir d'un sel minéral d'aluminium, caractérisé en ce qu'on transforme tout. d'abord, sous l'action d'un savon d'un métal alcalin, ledit sel minéral en savon d'aluminium, puis en ce que, après purification du savon obtenu, on décompose eelui-ci par l'acide formique, isole et sèche le triformiate d'aluminium ainsi formé. SOL S-HE\ E\DIC ATIONS: 1.

   Procédé selon la revendication, carac térisé en ce que, pour transformer le sel mi néral en savon, on utilise le sel de métal alca lin d'un acide gras ayant au moins 8 atomes de ear-bone dans sa molécule. \?. Procédé selon la revendication, carac térisé en ce que, pour transformer le sel mi néral en savon d'aluminium, on utilise un savon d'un métal alcalin tel que le savon d'aluminium obtenu présente un point de fu sion aux environs de 100 C. 3.

   Procédé selon la revendication, carac térisé en ce que, pour décomposer le savon, on utilise un acide formique suffisamment concentré pour obtenir une solution sursatu- rée de triformiate (1'alurrrinium. d'aluminium Al(OOCH)3, 3 aq.) sous forme d'une poudre micro-cristalline entièrement soluble dans l'eau et pratiquement exempte d'impuretés.