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PROCEDE DE RECUPERATION DE PLATINE.
Lors de la combustion catalytique d'ammoniaque transformée en oxydes azotés , qui a lieu à des températures de l'ordre de 800 C, à 1..' aide de catalyseurs en platine sous forme de treillis ou de feuilles, on perd constamment des quantités considérables de platine. Par tonne d'azote trans- formée on compte une perte d'environ 0,3 gr. de platine. Il faut probable- ment chercher la cause de ces pertes considérables dans la forte désagréga- tion de la structure du platine, appelée également mousse.
Grâce au montage d'un filtre à effet mécanique, par exemple sous forme de laine de quartz, de verre ou de métal, on peut retenir rne petite partie du platine. Il s'agirait dans ce cas en substance de particu- les de platine solides et non sous forme de vapeur. Ces filtres à.
effet essentiellement mécanique présentent, en plus de leur rendement faible, l' inconvénient résidant dans le fait qu'ils provoquent une chute de pression considérable et par conséquent une diminution de la quantité d'ammoniaque transformée
La propriété de 1-'or, consistant à retenir par soudure des par- ticules de platine à température plus élevée dès qu'il y a contacta per- mis de construire des dispositifs pour la captation du platine très divisé entraîné par le courant gazeux, pour lesquels l'effet mécanique des filtres n'est plus utilisée Au lieu de ces filtres on emploie des obstacles avec un mince revêtement d'or. A ces obstacles on peut dans tous les cas don- ner une forme telle qu'ils laissent passer pratiquement sans résistance le courant gazeux.
Comme obstacles on emploie dans ce procédés employé depuis de longues années, généralement des corps de remplissage, tels que par exem- ple des anneaux de porcelaine (appelés anneaux Raschig) qui sont montés en couche épaisse direct--ment-derrière le catalyseur en platine. Les corps de remplissage présentent un mince revêtement d'or. Les particules de platine qui viennent en contact avec les anneaux Raschig servant d'obstacles sont, à haute température, immédiatement 'retenues par la surface de Pore De cette manière on a pu récupérer jusqu'à 70 % du platine perdu, sans que des pertes de pression nuisibles aient eu lieu.
Les filtres à èffèt mécanique sous
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forme de couches épaisses de verre de quartz ou de laine métallique aussi bien que les obstacles cités en dernier lieu, tels que anneaux de Raschig dorés qui sont basés sur la propriété de l'or consistant à retenir par sou- dure le platine à des températures élevées, présentent entre autres l'incon- vénient consistant dans le fait qu'ils doivent être disposés en couches épaisses.
Suivant l'invention on a constaté de façon surprenante que des réseaux à mailles fines, en particulier des réseaux en fils métalliques, disposés dans une zone à température suffisamment élevée derrière les réseaux de catalyse en platine, ont un effet de captation excellent, bien que leur étendue dans le sens du courant gazeux soit très réduite. De tels réseaux constituent pratiquement des constructions à deux dimensions. Malgré la finesse des mailles et des dimensions réduites des passages de gaz il ne s'agit pas pour les réseaux de filtres à effet mécanique, car les réseaux constituent essentiellement des surfaces de captation.
Il est extrêmement surprenant qu'un filtre à action non mécani- que, dont l'épaisseur dans le sens du courant gazeux n'est qu'une fraction de mm., puisse retenir une proportion si grande du platine perdu, comme il résulte des essais pratiques cités plus bas. On peut considérer ces réseaux à mailles fines précisément comme éléments de captation idéaux.
L'épaisseur du fil, la manière de tissage, le nombre de mailles par cm2, particulièrement le rapport entre la somme des passages libres de gaz à la surface complète du réseau ont une influence considérable en ce qui concerne l'effet de captation.
Les matières dont sont constitués les réseaux ont une influence également grande, en particulier la nature chimique de la surface du fil.
L'emploi de réseaux de fil à mailles fines présentent des avanta- ges considérables par rapport aux dispositifs connus jusqu'à présent pour la récupération du platine.. En comparaison avec les faibles quantités de platine, qui peuvent être récupérées avec les filtres à effet mécanique, et le pourcentage de récupération de 70 % , qui peut être obtenue avec les anneaux Raschig dorés, on peut, avec les réseaux à mailles fines, récupérer jusqu'à 85 % du platine.
Un avantage considérable supplémentaire consiste dans le poids extrêmement réduit des réseaux par rapport aux dispositifs de captation an- térieurs. Pour un élément de combustion de 2000 mm. de diamètre des réseaux de catalyseur de platine il faut par exemple 500 Kg. d'anneaux Raschig, tan- dis que les réseaux nécessaires ne pèsent qu'environ 15 Kg. Le montage des réseaux n'exige aucun dispositif supplémentaire ou seulement des dispositifs supplémentaires réduits,'et peut être effectué aisément.
En ce qui concerne le réseau, on a constaté que le tissu entre- lacé était particulièrement favorable. Des tissus entrelacés, dans les- quels les fils de trame sont serrés très étroitement l'un contre l'autre, présentent un effet de choc de près de 100 %, étant donné que perpendiculai- rement au plan du réseau il n'y a pas du tout de passages pour les gaz, ceux- ci se trouvant uniquement dans le plan du réseau lui-même. Pour cette rai- son ces réseaux sont supérieurs aux tissus croisés simples. Le nombre de mailles et l'épaisseur des fils peuvent en outre varier dans de'grandes li- mites. Pour des tissus entrelacés les diamètres de fil les plus favorables sont de 0,2 à 0,4 mm. pour la chaîne et de 0,1 à 0,2 mm., pour la trame.
Un réseau avec des fils de chaîne d'environ 0,25 mm. et des fils de trame d"environ 0,16 mm. de diamètre s'est avéré particulièrement avantageux. La forme de la section transversale des fils ne joue pas de rôle considérable.
La matière dont sont constitués les réseaux est d'une importance considérable, comme on l'a déjà déclaré plus haut, pour l'effet de captation.
Ceci résulte très clairement de la confrontation de deux résultats d'essais , qui ont été obtenus d'une part avec des réseaux en métaux non précieux (al- liage Ni-Cr résistantà la chaleur et non inflammable) et d'autre part avec des réseaux du même alliage, mais à surface dorée.
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Essai <SEP> Essai <SEP> II
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<tb> Durée <SEP> de <SEP> l'essai <SEP> 90 <SEP> jours <SEP> 90 <SEP> jours
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<tb> Genre <SEP> du <SEP> réseau <SEP> Tissu <SEP> entrelacé <SEP> Tissu <SEP> entrelacé
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<tb> Chaîne <SEP> 0,25 <SEP> mm. <SEP> Chaîne <SEP> 0,25 <SEP> mm.
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Trame <SEP> 0,16 <SEP> mm <SEP> Trame <SEP> 0,16 <SEP> mm
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<tb> Fils <SEP> constitués <SEP> par <SEP> Alliage <SEP> Ni-Cr <SEP> Alliage <SEP> Ni-Cr
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<tb> à <SEP> surface <SEP> dorée
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<tb> couche <SEP> d'or <SEP> env. <SEP> 3 <SEP> #
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<tb> Nombre <SEP> de <SEP> réseaux <SEP> montés
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<tb> en <SEP> série <SEP> 3 <SEP> 3
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<tb> Récupération <SEP> en <SEP> %: <SEP> réseau <SEP> n <SEP> I <SEP> 31,0 <SEP> % <SEP> 66,2 <SEP> %
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<tb> II <SEP> 9,7 <SEP> % <SEP> 10,1 <SEP> %
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<tb> III <SEP> 7,9 <SEP> % <SEP> 3,2 <SEP> % <SEP>
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<tb> 48,6 <SEP> % <SEP> . <SEP> 79,5 <SEP> %
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Ces essais montrent clairement la supériorité de l'or fin sur l'alliage en métal non précieux.
En général les métaux précieux sont supérieurs aux métaux non précieux en ce qui concerne l'effet de captation.
Des alliages d'or avec de l'argent ou du palladium ainsi que les alliages - palladium-argent peuvent être employés avantageusement. De l'argent fin ne résiste suffisamment qu'à des températures inférieures aux conditions ther- miques et chimiques. L'effet de l'or fin n'est cependant atteint complète- ment par aucune autre combinaison de métaux précieux. Cette supériorité de l'or fin oblige cependant à veiller à ce que pendant la période de montage des réseaux en métal non précieux, dorés il ne se produise aucune diffusion entre le revêtement d'or et le noyau en métal non précieux. La diffusion peut être empêchée par des couches de barrage de nature métallique ou non métallique. Des couches d'oxyde sont particulièrement efficaces.
En tant que couche de barre métallique, l'argent a donné de bons résultats,ne for- mant pas d'alliage avec du fer et du nickel ni avec des alliages de ces mé- taux, en particulier du chrome. Pour empêcher également la diffusion entre l'or et l'argent, on prévoit également entre ces deux métaux une couche de barrage. Dans ce but on emploie par exemple du rhodium, de l'iridium, etc.
L'.épaisseur du revêtement d'or est d'une importance considéra- ble. Pour un revêtement d'or-considérablement inférieur à celui de l'es- sai I, par exemple 1 # (micron) au lieu de 3 #, on a obtenu pour une même durée des coefficients de récupération moindres.
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Essai II Essai III
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<tb> Durée <SEP> de <SEP> l'essai <SEP> 90 <SEP> jours <SEP> 90 <SEP> jours
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<tb> Revêtement <SEP> d'or <SEP> 3 <SEP> # <SEP> 1 <SEP> #
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<tb> Pourcentage <SEP> de <SEP> récupération <SEP> : <SEP>
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<tb> Réseau <SEP> 1 <SEP> " <SEP> 66,2 <SEP> % <SEP> 44,0 <SEP> %
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<tb> II <SEP> 10,1 <SEP> % <SEP> 11,6 <SEP> %
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<tb> III <SEP> 3,2% <SEP> 5,6%
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<tb> 79,5 <SEP> % <SEP> 61,2 <SEP> %
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Des réseaux à revêtement d'or plus fort, par exemple des fils à enveloppe d'or, peuvent être maintenus en opération pendant un temps plus long jusqu'à ce qu'ils soient saturés.
En moyenne on peut compter une durée de fonctionnement de 180 jours
En outre la quantité d'or employée pour récupérer une quantité déterminée de platine est considérablement inférieure lorsque l'on emploie les réseaux que lorsque l'on emploie des anneaux Raschig dorés. Tandis que pour les anneaux Raschig la proportion de la quantité d'or employée à la quantité de platine récupérée est de 6 : 1à 7 : 1, des réseaux de fil dorés n'exigent qu'une proportion de 2 : 1à 3 : la Ceci constitue une économie considérable d'investissement d'or.
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Un autre avantage considérable par rapport aux anneaux Raschig dorés consiste dans le fait qu'il n'est pas nécessaire pour la récupération du platine, de démonter tout le dispositif de captation du platine. Comme le réseau le plus proche du catalyseur en platine retient le sextuple du deuxième et le vingtuple du troisième réseau, il suffit de démonter tout d'abord le premier réseau après une période d'emploi de 1/2 année environ pour être remplacé par un nouveau réseau. Le nouveau réseau peut évidemment également être disposé comme troisième réseau. De cette manière on obtient que tous les réseaux peuvent être complètement saturés en platine.
Le nombre de réseaux peut également dépasser le nombre déjà ci- té de trois réseaux. Ceci présente l'avantage de ce que par exemple en cas d'emploi de 6 réseaux les trois derniers réseaux peuvent être employés pendant des années sans qu'il devienne nécessaire de les remplacer. Le nombre de réseaux est d'ailleurs limité par la résistance au courant, qui augmente évidemment avec le nombre de réseaux . Suivant une forme de réa- lisation préférée de l'invention les réseaux en tissus entrelacés sont dé- calés les uns par rapport aux autres.
Les réseaux peuvent être disposés directement dans le réseau de combustion, et de préférence à des distances de 10-1000 mm. des réseaux de catalyseur. Il semble de peu d'importance que les réseaux soient placés directement l'un sur l'autre ou qu'ils soient écartés d'une certaine dis- tance. En outre, les réseaux doivent être montés en un endroit dans le cou- rant des gaz d'échappement où. ceux-ci ont encore une température suffisante.
Il est évidemment encore important pour le rendement que le pla- tine sur la trajectoire du réseau de catalyse vers le réseau de captation n'ait aucune possibilité de se déposer à d'autres endroits sur des parties d'appareil. Pour cette raison on disposera les réseaux de captation de préférence dans l'élément lui-même à une distance pas trop grande des réseaux de catalyse.
Un inconvénient important des anneaux Raschig dorés réside dans les pertes d'or de nature purement mécanique dues à la fabrication, au trans- port ainsi qu'au montage et au démontage, car la poussière de porcelaine produite, qui ne peut pas toujours être recueillie dans son entièreté, con- tient une grande quantité d'or. Les pertes d'or ainsi produites étaient tellement importantes que leur poids correspondait approximativement à celui du platine récupéré. L'emploi de réseaux de fil dorés présente donc l'avantage important que les pertes mécaniques d'or sont complètement évi- tées. Les pertes d'or dues à l'évaporation de l'or pendant la période d'emploi sont tout à fait minimes, de telle sorte que le procédé de récupé- ration de platine à l'aide de réseaux dorés est le plus économique dans tous les cas.
REVENDICATIONS
1 - Procédé de récupération de platine lors de l'emploi de cata- lyseurs en platine spécialement lors de l'oxydation d'ammoniaque, caractéri- sé en ce que derrière le catalyseur dans une zone à température suffisante sont disposés des réseaux à fines mailles, particulièrement des réseaux en fils métalliques, pour la captation du platine finement divisé contenu dans les gaz d'évacuation.