Procédé de préparation d'extraits tannants de grande pureté L'objet de la présente invention est un procédé de préparation d'extraits tannants, notamment pour la tannerie, le retannage et la teinture, à faible teneur en cuivre ou exempts de cuivre.
On sait à quel point, pour plusieurs catégories d'extraits, la présence, dans ces extraits, des métaux lourds et particulièrement du cuivre donne lieu, dans des conditions déterminées, à des inconvénients au cours de leur utilisation.
Un exemple caractéristique est celui de l'extrait de sumac qu'on utilise pour la fabrication d'un type déterminé de ce qu'on appelle le cuir artificiel. La présence de cuivre facilite la fissuration des surfaces et conduit à la détérioration rapide du cuir artificiel obtenu. En outre, dans des modes particuliers de tannage, la présence de cuivre dans les liquides de tannage produit des taches qu'il n'est plus possible de faire disparaitre par quelque moyen que ce soit.
Le cuivre contenu normalement dans tous les extraits tannants végétaux en quantité plus ou moins grande provient en majeure partie de l'appareillage et des tuyauteries en cuivre avec lesquels ces extraits entrent en contact au cours des diverses phases du procédé de fabrication, et pour une part moindre du cuivre contenu dans les matières végétales dont on part (bois, racines, feuilles, écorces, etc.) à la suite de son assimilation aux dépens de la terre par l'action de la plante.
I1 est par conséquent évident qu'on ne peut pas résoudre entièrement le problème de l'élimination complète du cuivre des extraits tannants en rempla çant les appareillages :en cuivre par d'autres en acier inoxydable, et qu'ainsi il est nécessaire de recourir à d'autres moyens d'élimination du cuivre.
Parmi ces moyens, les procédés de précipitation ne sont pas applicables surtout en raison de difficultés d'ordre pratique, spécialement en ce qui concerne la sépara- tion du précipité contenant le cuivre d'avec les solu tions colloïdales., et du fait que l'addition de réactifs aux extraits tannants en altère la composition et par conséquent les propriétés.
D'autre part, l'emploi des résines échangeuses d'ions, quoiqu'ayant l'avantage d'éliminer tous les caltions présents dans l'extrait, se heurte à la diffi- culté que son efficacité dépend beaucoup de la visco sité du liquide à traiter.
En revanche, il a été découvert que l'élimination du cuivre par voie électrolytique présente l'avantage de ne pas, altérer la composition et par conséquent les caractéristiques des extraits tannants.
L'électrolyse peut se faire, soit directement dans des bains dilués d'extraction ou de sédimentation, soit sur des extraits de densité élevée. Le premier mode de faire demande par conséquent des cellules d'électrolyse d'un grand volume et nécessite la con centration successive des solutions, avec la possibilité d'un nouveau souillement.
C'est pour ces raisons qu'il y a lieu de préférer l'extraction du cuivre sur des extraits tannants à une concentration suffisante pour en permettre la dessic cation ou pulvérisation directe après l'opération d'électrolyse.
A cet effet, on utilise de préférence des électrodes en acier inoxydable ayant des surfaces exposées qui peuvent être planes ou cylindriques. La distance entre les électrodes de polarité différente peut varier par exemple de 5 à 50 mm.
Chaque cathode peut être constituée d'une plaque, et dans le cas où une plaque en la même matière forme l'anode, le couple anode- cathode-anode constitue un canal annulaire ou plat dans lequel l'extrait à soumettre à l'électrolyse circule des deux côtés de l'électrode constituant la cathode.
L'ensemble des électrodes peut être disposé dans des cuves ouvertes ou récipients clos en une matière antiacide et diélectrique, dans lesquels circule de bas en haut ou en sens inverse, sous l'action d'une pompe ou d'un autre dispositif, l'extrait à débarrasser de son cuivre, extrait qui a une densité qui peut varier entre des limites étendues, par exemple entre 20 et 35 B, et une température également variable com prise par exemple entre 25 et 500 C.
La tension à appliquer aux bornes peut égale ment varier. On utilise de préférence une tension de 1 à 3 volts. La densité de courant est fonction de la forme et de la distance des. électrodes ainsi que de la tension appliquée aux bornes, et, dans les condi tions ci-dessus indiquées, cette densité peut varier entre 2,9 et 7 ampères par mètre carré de surface de la cathode.
La durée de l'électrolyse est fonction de la teneur initiale en cuivre de l'extrait et de celle qu'on désire atteindre dans l'extrait débarrassé du cuivre, elle est fonction également de la tension et de la densité du courant, de même que de la densité, de la tempé rature et de la vitesse de circulation de l'extrait.
<I>Exemple 1</I> Deux tonnes d'extrait liquide de feuilles de sumac, ayant une densité de 250 B et une teneur en cuivre de 75 millionièmes, ont été soumises à l'élec trolyse dans une série de récipients reliés les uns aux autres et dans lesquels l'extrait circule en passant de l'un à l'autre.
Dans ces récipients, qui ont une forme parallé- lépipédique et un volume global de 2500 litres ont été immergées les électrodes de forme plane. Les cathodes sont constituées d'une toile d'acier inoxy dable tandis que les anodes sont constituées de pla ques en acier inoxydable ayant les mêmes dimensions et formes que les cathodes.
On opère à la température de 25o C avec un courant continu sous 1,4 volt et avec une densité de courant de 3 A/m2 pendant 12 heures.
A la fin de l'électrolyse, la teneur en cuivre de l'extrait liquide s'est abaissée à une valeur inférieure à 1 millionième.
L'extrait débarrassé du cuivre peut être décoloré et par conséquent être séché par pulvérisation, sui vant les procédés connus.
<I>Exemple 2</I> On soumet une tonne d'extrait liquide de bois de chêne, ayant une densité de 200 B et une teneur en cuivre de 250 millionièmes, à l'électrolyse dans une cellule de forme cylindrique et d'un volume de 1500 litres, dans laquelle l'extrait circule de haut en bas.
Dans cette cellule sont disposées concentrique ment et d'une manière alternée des électrodes de forme circulaire. Les anodes sont constituées de toile en acier inoxydable quaternaire et les cathodes de plaques de la même matière.
L'électrolyse s'effectue à la température de 50 C sous une tension de 2,9 volts et une densité de courant de 6,9 A/m2 de surface de la cathode.
La durée de l'électrolyse est de 4 heures, à la fin desquelles la teneur en cuivre est de 8 millioniè mes. Le traitement ultérieur de l'extrait peut être identique à celui de l'exemple 1.
<I>Exemple 3:</I> Deux tonnes d'extrait liquide de bois de châtai gnier provenant d'appareils de concentration sous vide, ayant une densité de 30 B et une teneur en cuivre de 160 millionièmes, ont été soumises à l'élec trolyse pendant 8 heures dans une cellule unique de forme parallélépipédique de 2000 litres dans laquelle l'extrait est entraîné dans un mouvement de circula tion par une pompe dans le sens de bas en haut et en étant porté à une température de 400 C. Les électrodes ont une forme plane et sont constituées de plaques en acier inoxydable.
On opère avec un courant continu de 2,3 volts et une densité de courant de 5,2 A/m2.
A la fin de l'électrolyse, la teneur en cuivre de l'extrait s'est abaissée à 10 millionièmes.
Process for Preparing High Purity Tanning Extracts The object of the present invention is a process for preparing tanning extracts, in particular for tannery, retanning and dyeing, with a low copper content or free of copper.
We know to what extent, for several categories of extracts, the presence, in these extracts, of heavy metals and particularly copper gives rise, under specific conditions, to drawbacks during their use.
A typical example is that of sumac extract which is used in the manufacture of a specific type of so-called artificial leather. The presence of copper facilitates the cracking of surfaces and leads to the rapid deterioration of the artificial leather obtained. In addition, in particular modes of tanning, the presence of copper in the tanning liquids produces stains which can no longer be removed by any means whatsoever.
The copper normally contained in all vegetable tanning extracts in greater or lesser quantity comes mainly from the equipment and copper pipes with which these extracts come into contact during the various phases of the manufacturing process, and partly less copper contained in plant materials from which we start (wood, roots, leaves, bark, etc.) following its assimilation at the expense of the earth by the action of the plant.
It is therefore obvious that the problem of the complete elimination of copper from the tanning extracts cannot be entirely solved by replacing the apparatus: copper by others made of stainless steel, and therefore it is necessary to resort to other means of copper removal.
Among these means, the precipitation methods are not applicable mainly because of practical difficulties, especially with regard to the separation of the precipitate containing the copper from the colloidal solutions. The addition of reagents to the tanning extracts alters their composition and consequently their properties.
On the other hand, the use of ion exchange resins, although having the advantage of eliminating all the calcium present in the extract, comes up against the difficulty that its effectiveness depends very much on the viscosity of the extract. liquid to be treated.
On the other hand, it has been discovered that the elimination of copper by electrolytic route has the advantage of not altering the composition and consequently the characteristics of the tanning extracts.
The electrolysis can be done either directly in dilute extraction or sedimentation baths, or on high density extracts. The first method of making therefore requires electrolysis cells of a large volume and requires the successive concentration of the solutions, with the possibility of a new soiling.
It is for these reasons that it is appropriate to prefer the extraction of copper on tanning extracts at a sufficient concentration to allow direct drying or spraying thereof after the electrolysis operation.
For this purpose, preferably stainless steel electrodes having exposed surfaces which may be planar or cylindrical are used. The distance between electrodes of different polarity may vary, for example, from 5 to 50 mm.
Each cathode may consist of a plate, and in the case where a plate of the same material forms the anode, the anode-cathode-anode pair constitutes an annular or flat channel in which the extract to be subjected to electrolysis. circulates on both sides of the electrode constituting the cathode.
The set of electrodes can be placed in open tanks or closed containers made of an antacid and dielectric material, in which flows from bottom to top or in reverse, under the action of a pump or other device, the 'extract to be freed of its copper, which extract has a density which can vary between wide limits, for example between 20 and 35 B, and a temperature which is also variable including, for example, between 25 and 500 C.
The voltage to be applied to the terminals may also vary. Preferably a voltage of 1 to 3 volts is used. The current density is a function of the shape and the distance of. electrodes as well as the voltage applied to the terminals, and, under the conditions indicated above, this density can vary between 2.9 and 7 amperes per square meter of cathode surface.
The duration of the electrolysis is a function of the initial copper content of the extract and of that which one wishes to reach in the extract free of copper, it is also a function of the voltage and of the current density, likewise than the density, temperature and speed of circulation of the extract.
<I> Example 1 </I> Two tons of liquid extract of sumac leaves, having a density of 250 B and a copper content of 75 millionths, were subjected to electrolysis in a series of connected vessels. to each other and in which the extract circulates from one to the other.
In these vessels, which have a parallelepipedal shape and an overall volume of 2500 liters, the electrodes of planar shape were immersed. The cathodes are made of a stainless steel web while the anodes are made of stainless steel plates having the same dimensions and shapes as the cathodes.
The operation is carried out at a temperature of 25 ° C. with a direct current at 1.4 volts and with a current density of 3 A / m2 for 12 hours.
At the end of the electrolysis, the copper content of the liquid extract has dropped to a value of less than 1 millionth.
The copper-free extract can be decolorized and therefore spray dried, following known methods.
<I> Example 2 </I> A ton of liquid oak wood extract, having a density of 200 B and a copper content of 250 millionths, is subjected to electrolysis in a cell of cylindrical shape and a volume of 1500 liters, in which the extract circulates from top to bottom.
In this cell are arranged concentrically and alternately electrodes of circular shape. The anodes are made of quaternary stainless steel cloth and the cathodes of plates of the same material.
The electrolysis is carried out at a temperature of 50 ° C. under a voltage of 2.9 volts and a current density of 6.9 A / m2 of the surface of the cathode.
The duration of electrolysis is 4 hours, at the end of which the copper content is 8 millionths. The subsequent processing of the extract can be identical to that of Example 1.
<I> Example 3: </I> Two tons of liquid extract of chestnut wood from vacuum concentration devices, having a density of 30 B and a copper content of 160 millionths, were subjected to the 'electrolysis for 8 hours in a single cell of parallelepipedal shape of 2000 liters in which the extract is driven in a circulating movement by a pump in the direction from bottom to top and being brought to a temperature of 400 C. The electrodes have a planar shape and are made of stainless steel plates.
The operation is carried out with a direct current of 2.3 volts and a current density of 5.2 A / m2.
At the end of the electrolysis, the copper content of the extract dropped to 10 millionths.