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"Procédé pour augmenter la vitesse de réaction de précipitations chimiques" Lorsqu'il faut enlever l'ion. d'une solution d'un sel AB, cela s'effectue par l'addition d'un sel UD, dont l'un des ions, notamment l'ion D, conduit à la formation d'une combinaison dif- ficilement soluble, suivant la réaction :
AB + CD = AD + BC.
L'évolution de cette réaction dépend principalement de deux phénomènes qui s'accomplissent en des teups déterminés.
En premier lieu, il est nécessaire que les ions du sel ajouté rencontrent les ions du sel devant être. séparé. Plus les deux solutions sont diluées, d'autant plus de temps il faudra aux deux éléments de réaction pour arriver en contact l'un avec l'autre.
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Dans des solutions concentrées, la possibilité de se rencontrer est plus grande et plus rapide.
Les molécules AD fraîchement formées s'agglomèrent avec d'autres pour former des particules plus grandes, atteignent l'ordre de grandeur des colloïdes et finalement une grandeur
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telle qu'elles atteignent, comile gel ou COhI.üe cristal plus grand, un poids tel qu'elles se séparent cia la solution, sous la fon16 d'un précipite. Ce phénomène de la formation du précipité demande
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également un certain temps. On cherche È1. accélérer et à compléter les réactions de précipitation de ce genre, et ce notamment sans utiliser des excès du réactif CD, qui sont toujours gênants
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et anti-éconoi.1iques.
On connaît déjà depuis longtemps une srie de procédés destinés à atteindre ce but, Mais qui n'ont touta-
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fois pas une action complète, ou donnent lieu à un autre iacon- vénient.
Par ailleurs, il est déjà connu que l'agitation intensive accélère la réaction, puisqu'elle rapproche les ions des deux
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réactifs les uns des autres. Deuiehie, le chauffage active la réaction, puisque la viscosité de l'eau diminue alorE et que les
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ions rencontrent donc iaoinx de résistance, tandis que, en outre, 1<iàr mobilité propre est augmentée. CoMme il a déjà été signalé, on peut égaleijent accélérer la réaction et la rendre plus complète, par l'augmentation de la concentration du réactif CD.
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.;±tJ1t donné toutefois que, dans certaines conditions, la solu- tion iL est très diluée, l "augrJentation de la concentration de CD rla la plupart du temps que peu de sens. cin outre, on ne désire pas employer de grands excès de CD, qui peuvent ttro nuisibles au point da vue du but d'utilisation et qui sont éga- lement anti-éconoi.ieiues. La formation des particules précipi- tables peut également être activée par agitation et chauffage,
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puisque ces deux mesures ont pour effet de réunir plus rapiae- ment les les produits moléculaires de réaction AD. On peut
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aussi aider la réaction en introduisant dans la réaction des précipités à grosses particules ayant déjà réagi.
Les petites particules fraîchement formées s'attacheront alors à ces gros flocons ou cristaux. Les conditions électrostatiques jouent ici un rôle importante Il ressort des considérations ci-dessus qu'il était donc déjà connu d'additionner une solution AB d'une subs- tance chimique CD,, d'agiter ou de chauffer et d'ajouter alors un précipité AD ayant déjà réagi, en vue d'accélérer la réaction..
.Suivant l'invention, au contraire, la substance chimique se trouvant en solution, qui est utilisée pour provoquer la précipi- tation, est mélangée avec du précipité AD ayant déjà réagi. Il est possible d'utiliser une solution de CD franchement concentrée.
Celle-ci va se loger dans les creux et sur la grande surface du vieux précipité AD poreux, spongieux, qui peut également être constitué par un tas poreux de cristaux fins.- Si on laisse main- tenant couler la solution diluée du sel AB sur le précipité additionné de réactif, la réaction désirée se produit instant.-,.- nément. La substance chimique concentrée réagit tellement vite qu'elle na pas le temps de se diluer d'abord.
Il n'est pas non plus nécessaire d'amener d'abord les ions réactifs artificielle- ment en contact les uns avec las autres, en agitant etc.., nais il suffit de laisser couler de la solution diluée AB à travers le mélange de précipité et de réactif AD + CD. Les petites par- ticules AD qui se forment, se déposent instantanément sur et entre le précipité déjà existante
Ce procédé peut être réalisé dans la pratique en produisant d'abord, dans un récipient de réaction cylindrique se terminant intérieurement par un cône, le précipité AD, en se servant, de la manière usuelle, de la solution AB et du réactif CD.
Lorsqu'il s'est formé un lit suffisamment épais de ce précipité boueux, on extrait continuellement, à l'aide d'une pompe ou d'un injecteur,
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une partie de cette boue et on la mélange, dans un autre réci- pient, avec la solution concentrée du produit chimique CD. Dans ce mélange, on laisse alors couler la solution diluée, de AB, divisée aussi finement que possible, et l'on conduit le tout ensemble dans le récipient de réaction pour laisser déposer.
Le dessin annexe montre schématiquement une installation avantageuse pour la mise en oeuvre du procédé suivant l'invention.
1 désigne le récipient de réaction dans lequel on introduit, d'une part, le mélange AD + CD, à l'aide d'une pompe 2, et, d'autre part, la solution AB, par le conduit 3. tant donné que le mélange réactif traverse de bas en haut le lit de boue se trouvant dans ce récipient, la Doue fraîche se trouve en-dessous, tandis que la boue plus vieille sa trouve au-dessus du lit de boue A une certaine hauteur est agencée une évacuation latérale 4, laquelle communiqua avec un récipient de mélange 5, placé à côté du récipient de réaction..
Lorsque le niveau de la boue s'élève par suite de l'augmentation de la précipitation, l'excès de vieille boue s'écoule automatiquement dans le réservoir 5, où il se mélange avec le réactif CD qui provient du vase 6 et est aliéné par le conduit 7. Ce mélange AD + CD est introduit au bas au récipient de réaction 1, à l'aide d'une pompe 2, de telle façon qu'il monte vers le haut* La solution BC Si écoule en haut du récipient 1. Il va de soi que seulement une quantité déterminée de boue est nécessaire pour la réaction. Si la masse da boue, qui augmente progressivement en volume, dépasse cette quantité, l'excès est évacué, en 8, du récipient 5.
Il est d'ailleurs avantageux que la boue augmentant d'age acquiert progressivement une structure granuleuse grossière, de aorte qu'elle se laissa facilement déshydrater, ce qui peut pré- senter un grand intérêt pour l'emmagasinage at le transport.
Lorsque la solution, pendant son mouvement ascensionnel, quitte le lit de boue, elle est presque absolument claire. Au cours
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d'une filtration subséquente, les filtres ne sont charges que d'une façon insignifiante et ne doivent donc être que très rarement lavés.
L'invention peut être appliquée aux réactions de précipita- tion les plus diverses, afin d'accélérer la réaction. A simple titre d'exemple, il convient de citer: 1) la précipitation de carbonate de calcium d'une solution de sulfate de calcium, à l'aide de carbonate de soude, et 2) la précipitation de chlorure de magnésium à l'aide de phosphate trisodique, sous la forme de phosphate trimagnésien.
Dans le cas de ces exemples d'applica- tion, il a été constaté que le procédé suivant l'invention, n'utilisant pas d'excès de produite chimiques, permet d'obtenir plus facilement une réduction du temps de réaction et une préci- pitation complète,, que ce n'est le cas dans les procédés connus jusqu'à présent, utilisant de grands excès de produits chimiques.
Le procédé selon l'invention convient ausi particulierement à l'épuration d'eau par la précipitation totale ou partielle du constituant indésirable, En tenant compte des procédés connus de ce genre, il importe de noter qu'il est connu de mélanger l'eau brute avec de la boue précipitée, mais que, suivant l'in- vention, la boue est mélangée avec le réactif se trouvant en so- lution.
Il est nouveau, et important pour l'effet recnerché, que le produit chimique utilisé pour provoquer la précipitation, c'est-à-dire le précipitant, se trouve en solution lorsqu'il est mélangé avec le précipité ayant déjà réagi.