BE459118A - - Google Patents

Description

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  MÉMOIRE DESCRIPTIF
DEPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION 
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 la Société dite: I!!2P.ERIAL CHEI:2ICAL INDUSTRIES LIMITED Perfectionnements à l'adoucissement de l'eau.   Demande   de brevet anglais du 2 Juin 1943 en sa faveur et en faveur 
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 de Ir . G. H. MANNING. 



   Cette invention se rapporte à l'adoucissement et la clarification de l'eau   spécialement   par le procédé chaux-soude, et plus particulièrement à radoucissement d'eau contenant des com- 
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 posés de calciur comme principal facteur de duret. 



   Dans le   procédé   chaux-soude l'eau est traitée par de la chaux et du carbonate de sodium (ou moins souvent de la soude caustiaue) dans des proportions déterminées par la dureté de 
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 l'eau, et le carbonate de calcium précipite est 41il-in± par dpôt. L'aluminate de sodium n'est un coagulant efficace que lorsque le précipite contient une quantité appréciable de g(OH)2, par exemple quand au moins 20 parties de sels de magnésium expri- 
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 mées en parties équivalentes de CaCO par million de parties d'eau doivent être précipitées de l'eau. On sait déjà oue l'eau bouillie peut être traitée par un procédé qui consiste à ajouter à l'eau bouillie de l'amidon et/ou de la. dextrine à raison d'environ 6 gr. ou davantage par 1. 000 1. d'eau brute.

   L'amidon et/ou 
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 la dextrine peuvent, si on le désire, être cO'11bin6s à un carbonate soluble. La présence de cette quantité d'amidon dans les   procédés   de précipitation chaux-soude donne   généralement   à l'eau une   duret   
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 résiduelle plus élevée cue celle obtenue en l'absence d5pmidon. 



   Un   procédé   a aussi été décrit pour la. préparation d'un réactif et,son emploi en combinaison avec de la chaux et/ou du ca.rbonate de sodium pour faciliter l'adoucissement de l'eau et la floculation des solides, le dit procéda comprenant la réaction 
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 de sulfate d'aluminium (ou d'un -mélange dealu-minàte alcalin et de sulfate alcalin) et'de soude caustinue ou de potasse caustique, et 1?addition au mélange de ces réactifs d'amidon à la   température   ordinaire ou à une température plus élevée. 



   Le dit réactif, qu'il soit préparé d'un mélange   d'alumi-   
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 nate alcalin et de sulfate alcalin, on directerient de sulfate d'aluminium, contient nécessairement du sulfate alcalin. 



   Il a également été décrit un procédé pour purifier l'eau 
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 contenant moins de 50 parties par million de sulfate de magn0siUIT, par l'emploi d'un composé adoucissant l'eau et d'aluminate de sodium, et en activant la formation d'un coagulant pa.r l'addition. à l'eau d'une matière qui produit des ions de magnésium et de sulfate, ces deux ions étant décrits comme essentiels pour la pro- 
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 duction de la coagulation désirée. 

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 La présente invention fournit un proc4d' pour obtenir de l'eau d'une grande pureté et de peu de dureté résiduelle et ne contenant pas de sels non nécessaires, en partant d'eau dont les composas de   calcium   sont les principaux facteurs de   duret   à éliminer. 
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  Suivant la présente invention, un procrdr pour éliminer de l'eau qui les contient des facteurs de   duret   qui sont surtout des composes de calcium comprend un traitement par l'une ou plusieurs des matières:   chaux,   carbonate de sodium et soude caustirue, et la dispersion dans l'eau d'un réactif dont les consti- 
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 tuants essentiels sont seulement l'a1u1netp de sodium et une faible proportion d'amidon soluble ou de dextrine ainsi 01J'Un peu d'eau si on le désire. 



   N'importe cruelle forme d'amidon peut être utilisée, comme l'amidon de pomme de terre, de blé, de mais, de cassave, de riz ou autre amidon végétal. Certaines formes d'amidon sont solubles dans l'eau à leur état normal, dans le mesure d'environ 0,5 à   ?il   oui est suffisante pour le présent but, spécialement la dextrine de mais. Les forces oui ne sont Des encore solubles dans l'eau   peuvent   être rendues solubles par des   procédés   connus,   spéciale-   
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 ment en chauffant L'amidon à une température de 60 1PO C. en présence d'une solution de soude caustique.

   Le procéda nr'f-r pour rendre soluble une forme insoluble d'amidon consiste à chauffer un 1"'1F.l8nge humide c1'alur'inpte de sodium et d'amidon contenant 5 à 30'"'' d'eau en poids, entre '1.20 et 1.0 C, pend:,:t une durée variant de 4 h. - 2- h. 



  Le réactif ainsi obtenu est un solide fri?blequi,broy,don# une poudre soluble prête à l'emploi. L'aluinate de sodium emplo ' est générale'ent un solide contenant 1,? à 1,4 '1101.r. de Na 0 par mol.gr. c'A1203 et la forme g nra1¯cent utilisée contient 50 à 55% d'A120S et 40 à 42% de Na20, le reste étant de l'eau libre ou combinée. La poudre obtenue peut être dissoute dans l'eau froide ou chaude et est soluble à raison de 10 à 20% suivant les conditions. Des solutions de telles concentrations 
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 sont g,nrqle-ent trop visqueuses pour être utilisables, et il est généralement désirable d'employer des solutions de 3 à 8%, par exemple des solutions oui contiennent environ 0,5 à 2% d'ami- 
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 don et 2 à 6% d'aluWinate de sodium.

   On peut aussi emplover des licueurs d'aluminate de sodium dans lesquelles l'amidon soluble est dissous pour préparer le réactif, contenant par exemple 18 à 
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 ?5 de AIa20 et 3 à 151 d'A120S en poids, et y dissoudre de petites rurntit6s d'amidon, en diluant si on le désire. 



  Le DrocAd,' est applicahle à des eaux dans lesnuelles les principaux facteurs de duret4 a. éliminer sont des composas de calcium. Ceux-ci peuvent être présents dans l'eau co,-me facteurs de durt temnori re et/ou permanente. L'invention n'est cependant '1as limitée à 1'"lirination des seuls composas de calcium, et est applscrble l'élimination de composas de magnfsium jvsnv'à un tiers du total des facteurs de   duret   à   Eliminer.   Avec de l'eau dont il faut   éliminer   moins de 20 parties par million de composas de magnésium l'emploi de ce réactif au lieu d'aluminate de sodium 
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 a princip 1-e.ient pour effet d'augmenter la limpidité, tandis qu'avec de l'eau dont il faut 01iminer 40 à70 parties par million de composas de magnésium et 80 à 150 parties par million de com- 
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 posas de calcium,

   le principal bpn'fice obtenu est une diminution de la dureté résiduelle, comparée à celle obtenue avec n'importe quel autre agent de floculation. 
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 Dans l'exécution du proc6à6, le réactif contenant de l'aluminate de sodium et de l'amidon ou de la   dextri@e   peut être ajoutéà l'eau en solution ou en poudre. Les constituants peuvent être ajoutés séparément mais sont généralement ajoutés ensemble, ou bien en même temps que la chaux, le carbonate de sodium et la soude caustique ou bien peu après,et doivent être dispersés adéquatement dans l'eau. Les quantités utilisées de chaux, carbonate 

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 de sodium et soude caustique dépendent de la composition initiale de l'eau, et des conditions de son traitement, spécla- lement de la température.

   Il est généralement désirable d'em- ployer les quantités qui donnent une légère alcalinité caustique (environ 30 parties par million) et une légère alcalinité car- bonique (environ 50 parties par million) à l'eau adoucie pour assurer un adoucissement adéquat, et les quantités nécessaires peuvent être aisément déterminées par les.gens du métier.

   Diverses -proportions d'amidon et d'aluminate de sodium peuvent être   employées   dans ce procédé de traitement de l'eau, suivant les conditions dans lesquelles s'effectue l'opération, mais normalement on uti-   lise un poids de mélange égal 5 - 40 parties par million de parties d'eau, de préférence 10 - 20 parties par million, la pro-   portion en poids de l'aluminate de sodium à l'amidon ou la dextri- ne étant comprise entre 15 : 1 et 4 : 1, de préférence entre 6 : 1 et 10 :

     1.L'invention est illustrée, sans y être limitée, par les   exemples suivants dans lesquels toutes les parties sont expri- mées en poids, la dureté étant exprimée en parties équivalentes de CaCO3 par million de parties d'eau, et la limpidité étant déterminée par la quantité de lumière transmise à travers l'eau dans un turbidomètre, comparée à la quantité transmise à travers l'eau distillée dans les conditions identiques. 



  EXEMPLE 1. 



  A 100. 000 parties d'eau ayant 100 parties par million   -de dureté permanente en calcium et 10 parties par million de dureté en magnésium on ajoute 19,2 parties de Na C0 3, 2,3 parties   de Ca(OH)2 et 1,5 partie d'un réactif fabriqué en mélangeant 0,2 partie d'amidon soluble avec 1,3 partie d'aluminate de sodium contenant 53%   d'A1203   et 41% de Na2O Après avoir agité pendant une heure, on laisse reposer l'eau pendant 10 minutes. Le préci- pité se dépose rapidement et l'eau résultante à une dureté de 8 parties par million et est extrêmement limpide.

   En plus, la quantité de lumière transmise dans un turbidomètre à travers un échantillon d'eau distillée pure étant prise comme 100   unités,   ls quantité, de lumière transmise dans les mêmes conditions à travers l'eau adoucie par le procédé est de 94 unités. Pour comparer, si l'eau initiale est adoucie de la même façon mais sans le mélange amidon-aluminate, l'eau adoucie a la même dureté résiduelle, mais le précipité se dépose lentement, et l'eau est trouble, la quantité de lumière transmise étant de 60 unités, contre 100 unités pour l'eau distillée pure, dans les mêmes con- ditions. 



    EXEMPLE   2. 



   Dans cet exemple, le réactif employé est préparé en   chauffant   un mélange d'une partie d'amidon, 6 parties   d.'a.lumi-   nate de sodium (contenant 53% Al2O3, 41% Na2O) et 0,7 partie d'eau, à 180 C. pendant 15 minutes. Le mélange (7 parties) ainsi obtenu est refroidi et ensuite broyé en poudre. 



   A 100. 000 parties d'eau ayant 50 parties par million de dureté temporaire en calcium on ajoute 5,3 parties de Ca(OH)2, 7,6 parties de   Na2C03,  et 1 partie du réactif préparé plus haut. Les réactifs sont mélangés avec l'eau pendant 10 mi- nutes en agitant modérément et on laisse reposer ensuite le mélange pendant 1 heure. L'eau limpide résultante a une dureté totale de 8 parties par million et la limpidité de l'eau est   80,   mesurée avec les mêmes unités due dans l'exemple 1. Pour com- paraison, dans les mêmes conditions mais sans l'emploi d'un réactif floculant, la dureté résiduelle est la même mais la limpidité de l'eau est moindre, la quantité de lumière transmise étant seulement de 60 unités. L'emploi de 1 partie d'aluminate de sodium donne aussi la même dureté résiduelle et une limpidité de 60 unités.

   L'emploi de 0,5 partie d'amidon soluble au lieu du réactif donne une eau ayant une dureté résiduelle de 20 parties par million et une limpidit4 de 50 unités. 



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   EXEMPLE 3.    



   A   100.000   parties   d'eau   ayant 100 parties par million de   duret   temporaire en calcium et 50 parties par million de   dureté   permanente en calcium on ajoute 8,9 parties de chaux   hvdra-   tée, 12,8 parties de   Na2C03   et une solution de 0,17 partie de dextrine et 1,7 partie d'aluminate de sodium dans 20 parties d'eau. 



  Les réactifs sont mélangés intimement avec l'eau pendant une pé- riode d'une heure et alors on laisse ensuite reposer le mélange pendant 10 minutes. Le   précipité   de carbonate de   calcium   se dépose très rapidement, donnant une eau adoucie très limpide, de faible dureté résiduelle, la   limpidité   étant de 90 unités exprimées comme dans l'exemple 1 et la dureté étant de 10 parties par million.

Claims (1)

1. R E V E N D I C A T I ON S 1) Procédé pour éliminer de l'eau qui les contient des constituants facteurs de dureté qui sont surtout des composes de calcium, comprenant le traitement par l'une ou plusieurs des ma- tiéres chaux, carbonate de sodium et soude caustioue, et la dis- persion dans l'eau d'un réactif dont les constituants essentiels sont seulement l'aluminate de sodium et une faible proportion d'amidon soluble ou de dextrine, ainsi au'un peu d'eau si on le désire.

   2) Procédé suivent la revendication 1, caractérisa en ce que la quantité de réactif employée est située entre 5 et 40 par- ties pour 1 million de parties d'eau, et la proportion de l'alu- minate de sodium à l'amidon ou la dextrine est située entre 10 : et 6 : 1.

   3) Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, caractérisa en ce que le réactif est prépara en chauf- fant un mélangehumide d'aluminate de sodium et d'amidon contenant 5 à 20% en poids d'eau, à une température de 120 à 180 C pendant un temps variant entre 4 heures et 41 heure, et en dissolvant dans l'eau ou en réduisant en poudre le solide friable ainsi obtenu.

   4) Procède pour l'adoucissement d'eaux naturelles en substance comme décrit ci-dessus avec rfrence à chacun des exem- ples précédents.

   5) Eau adoucie purifiée, obtenue par le procède suivant l'une ouelconoue des revendications précédentes.