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PROCEDE D'ABAISSEMENT UNIFORMISE DU POUVOIR DE RETENTION D'EAU D'UNE MATIERE PULVERULENTE, ET PRODUIT EN RESULTANT.
La présente invention est relative à un procédé d'abaissement uniformisé du pouvoir de rétention d'eau d'une matière pulvérulente disposée en tas; elle concerne éga- lement le produit obtenu par la mise en oeuvre de ce procédé,
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L'industrie utilise des quantités considérables de matières pulvérulentes ou poudreuses, soit telle.
quelles, soit en mélange avec d'autres matières solides, ces dernières se présentant en masses plus ou moins volumineuses, Certaines de ces matières, mélangées ou non, sont direotement desti- nées à être venduea après des traitements divers, tels que classification, tamisage, déferrisation, séchage, C'est le cas notamment des carrières qui fournissent aprêa extrao- tion, traitements physiques et entreposage, des produits de granulométrie et do formule déterminées, qui sont dès lors mis à disposition dea acheteurs,
La plupart du temps, ces matières sont destinées à être mises en oeuvre dans des stades ultérieurs de fa- brication, souvent complexes, et qui impliquent notamment des opérations d'entreposage, de séchage,
de mélange, de réactions de fusion et autres.
Un des facteurs les plus importants et qui cons- titue un souci constant pour l'industriel, est la concen- tration en eau des matières, notamment celles se présentait à l'état pulvérulent, cette concentration pouvant varier non seulement d'un endroit à l'autre, ou d'un niveau à un autre dans un tas de matière, mais aussi, d'une façon plus ou moins régulière, aveo les conditions de température et d'humidité atmosphérique, et la durée des opérations que l'on fait subir à cette matière.
Il en résulte que si la matière est destinée à la vente, par exemple en sacs, ou en wagons, l'irrégularité de la concentration ou de la teneur en eau provoquera des
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erreurs de pesage et constituera une source de contesta- tions de la part du client. En générale l'industriel se livre à une série de sondages par des méthodes chimiques ou physiques afin d'établir une moyenne de la teneur en eau, mais on sait que ces méthodes sont en général imprécises et ne sont en tout cas pas toujours représentatives de l'en- semble du lot.
Les inconvénients provenant de différences dans la teneur en eau sont encore beaucoup plus sensibles si la matière doit faire l'objet d'une mise en oeuvre dans des stades ultérieurs de fabrication .laquelle risque d'8tre compromise non seulement du fait de la présence d'humidité sous forme liquide, qui exige notamment une grande quantité de calories dans le cas de séchage ou de fusion avant d'être éliminée, mais encore du fait que cette humidité étant va- riable d'un moment à un autre et d'un endroit à un autre, les charges préparées soit en continu soit en discontinu n'ont pas une teneur constante en éléments utiles} autre- ment dit, si l'on connaît exactement le poids brut d'une charge humide, on ne peut qu'estimer le poids net, souvent avec une erreur de quelques pouroents.
Dans l'industrie verrière par exemple, on utilise entre autres matières pulvérulentes, du sable de carrière peu ferrugineux. La présence d'une quantité de quelques pourcents d'eau dans ce sable exige en vue de la fusion une quantité appréciable de calories sans effet utile; d'au- tre part, les variations de la teneur en eau d'un endroit à un autre, malgré l'utilisation de mélangeurs, provoquent
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,d'un endroit à un autre du mélange des variations des teneurs en matière, hautement préjudiciables à la conti- nuité de la fusion dans le four et à l'homogénéité du verre élaboré.
On sait en effet que le mélange des constituants d'un mélange à verre doit se faire de façon intime de façon à ce que les diverses phases solides soient en contact et ce dans les proportions voulues, afin de réaliser le début de la fusion à une tempéra ure constante et aussi de main- tenir l'homogénéité chimique du mélange fondu. Des diffé- renoes infimes de concentration des matières utiles, telles que sable, feldspath, carbone et autres, occasionnent des défauts dits "de pàte" se traduisant dans le verre élabo- ré par des variations d'épaisseur intempestives, des va- riations d'indice de réfraction, voire même par des "pierres" constituées de matériaux infondus.
Des inconvénients similaires, bien que peut-être moins graves que dans le cas du verre lequel doit être optiquement sans défaut, se rencontrent par exemple dans les industries chimiques en général et en particulier dans les industries des ciments et céramiques, de la métallurgie, des matières plastiques, des mines et des carrières. Tous les produits traités par ces industries ne sont pas tou- jours soumis à fusion, mais on y retrouve toujours cette nécessité de la constance de la ou des teneurs utiles et par conséquent de la constance de la teneur en humidité.
De plus, dans la majorité des cas, cette teneur en humidi- té doit non seulement être maintenue constante, mais doit aussi être abaissée au seuil le plus bas, de façon notamment
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à réduire le temps et les calories nécessaires au séchage, à éliminer l'eau, qui constitue souvent un réactif chimique nuisible, ou parfois à empêcher la corrosion ou la détério- ration des récipients contenant les matières trop humides.
On a constaté que si l'on mouille abondamment au moyen 6'eau un tas épais d'une matière pulvérulente ou d'un mélange contenant une ou plusieurs matières pulvéru- lentes, on recueille a. la base du tas, après un temps relativement important, une certaine quantité d'eau, qui est en tous cas inférieure à la quantité d'eau de mouillage) on a constaté également que l'eau retenue par la matière pulvérulente n'était pas répartie uniformément dans toute la masse, même si l'on attend un temps suffisant pour atteindre l'équilibre, autrement dit la stabilisation de l'état d'humidité de la masse. D'une manière générale, il existe en surface du tas une couche de faible épaisseur dont l'humidité est très faible, probablement par suite d'une évaporation superficielle.
L'humidité des couches sous la couche superficielle s'accroît fortement avec la profondeur de celles-ci, de sorte que la différence entre les teneurs en eau de la couche superficielle et la couche inférieure peut atteindre voire dépasser 25% (les teneurs étant mesurées en kilogrammes d'eau par kilogramme de ma- tière sèche). Il est d'ailleurs commode de définir le pouvoir de rétention d'eau d'une matière comme le rapport du poids de la quantité d'eau retenue, au poids de la matière sèche qui retient la quantité d'eau ci-dessus. Ce pouvoir de rétention dépend entre autres facteurs de la température, de la granulométrie et de la composition'
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chimique de la matière et de l'endroit considéré dans la masse du tas.
A ce point de vue, on se référera avantageu- sement au texte et aux figures dans une partie subséquente de l'exposé où l'invention est illustrée par des exemples.
Comme dit ci-dessus, après un temps relativement important, l'équilibre C'humidité est atteint, et varie d'un endroit à l'autre de la masse: ai celle-ci a la forme d'un tas parallélépipédique par exemple, les surfaces d'égale humidité seront sensiblement des plans horizon- taux et l'humidité sera de plus en plus élevée au fur et à mesure que l'on considère des couches de plus en plus profondes* , 'On a également constaté que ai l'on superposait au hase 1 des.couches plus ou moins humides, mais qui ont atteint leur stabilisation en humidité, plus aucun échange d'humidité n'avait pratiquement lieu dans la suite, autre- ment dit, une couche humide n'a aucune tendance sensible à s'assécher, même si elle est déposée en contact.direct sur une couche d'humidité moindre.
Le pouvoir de rétention d'eau de la matière n'est donc guère modifié par la superposition de couches alternativement humides et sèches. Ceci illustre le fait que jusqu'à ce,jour, il était nécessaire, pour uniformiser l'humidité d'une matière pulvérulente, de pro- céder à uri mélange excessivement méticuleux. Il est toute- fois à remarquer que la couche superficielle en contact avec l'atmosphère a toujours tendance à s'assécher très fortement, à moins que l'atmosphère ne soit rendue très humide.
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On a essayé par divers procédés d'uniformiser le pouvoir de rétention d'eau, de manière économique et rapide par exemple au moyen de séchoirs combinant ou non l'action d'une sole fixe ou mobile telle qu'une courroie transpor- teuse avec l'action d'un fluide gazeux, chaud ou animé d'une vitesse élevée, mais ces installations sont encombrantes et onéreuses, par suite des frais d'installation et de la consommation de calories. Ces appareils sont aussi difficile- ment réglables, car les variation d'humidité dans la masse alimentée exigent une réponse rapide et adéquate pour assurer la correction voulue.
Des séjours en étuve conditionnée sont seulement réalisables dans le cas de petits échantillon s de labora- toire, et nullement adaptés aux tonnages considérables de matières en poudre journellement mises en oeuvres par les industries chimiques, verrières, etc....
L'invention décrite ci-dessous permet d'évitar ces divers Inconvénients, et apporte en outre un certain nombre d'avantages qui apparaîtront plus clairement dans la suite de l'exposé.
Selon l'invention, on ajoute à la matière pulvé-
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rulente un produit tensio-actlr, o'est-àd1re un produit susceptible de modifier la tension superficielle de l'eau si on le dissout dans cette dernière. Le plus souvent, ces produits, généralement solides ou liquides, modifient en même temps certaines caractéristiques physiques de l'eau dans laquelle ils sont dissous ou à l'état de suspension, telles que les pointa de congélation et d'ébullition ou
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encore la viscosité. De nombreuses matières tensio-aotives sont Actuellement universellement connues et mises dans le commerce sous les dénominations de "détergents" et d'"anti- gels", par exemple constituées par du tripolyphosphate de sodium, de la glycérine ou encore des agents sulfonés.
La mise en oeuvre de ce procédé confére à la ma- tière pulvérulente ainsi traitée des caractéristiques nou- velles. On constate d'abord que son pouvoir de rétention d'eau est abaissé, de sorte que lorsque l'équilibre est obte. nu, ce pouvoir de rétention est moindre que si la matière contenait uniquement de l'humidité.
On remarque également que le pouvoir de rétention d'eau est uniformisé dans toute la masse de sorte que l'humidité des diverses couches se stabilise à une valeur sensiblement constante tandis que lea variations d'humidité d'une couche à l'autre sont pra- tiquement nulles on a également constaté que l'état d'équilibre ou de stabilisation de l'humidité au sein de la masse était obtenu après un temps nettement iunférieur à celui qui se- rait nécessairement en l'absence de produit tesioo-actif.
Ces avantages seront mieux mis en lumière dans une partie subséquente de l'exposé où des exemples sont décrits et illustrés par des figures.
L'état -le dilution de ces matières, parfois en concentrations infimes dans un diluant, aqueux notamment, n'affecte pas sensiblement la capacité d'abaissement unifor- me du pouvoir de rétention d'eau, et est avantageux du fait du moindre prix de revient de la solution ajoutée au tas
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de matière pulvérulente mais aussi du fait que cette der- nière matière ne risque pas d'être modifiée par des teneurs aussi faibles en produits tensio-actifs.
Il est souvent indiqua d'ajouter à la matière pulvérulente à extraire d'un gisement de carrière, un pro- duit tensio-actif en aolution diluée dans les eaux d'extrac- tion. C'eat notamment le cas de matiéres à granulométrie fine, telles que des sables. Que ces matières soient ex- traites de leur gisement sous l'eau d'un lac, ou au oon- traire en surface, dans ce dernier cas au moyen d'un jet d'eau sous pression, l'application du procédé permettra de disposer, après l'extraction, d'une masse pulvérulente con- tenant un produit tensio-actif intimement dispersé et dont le pouvoir de rétention d'eau est donc uniformément abaissé.
On peut aussi avantageusement ajouter à la ma- tiére pulvérulente un produit tensio-actif en solution diluée dans les eaux de lavage. En effet, les matières pulvérylen. tes contiennent souvent des impuretés que l'on élimine par immersion dans l'eau et débordement, ce qui a l'inconvé- nient de mouiller ces matières, des sables par exemple, de façon difficilement réversible. Ici enoore, l'incorporation d'un produit tenaio-aotif aux eaux de lavage permettra de réduire après l'opération de lavage, le taux d'humidité . en un temps très court.
De préférence, on évacue la phase liquide cons- tituée par le produit tensio-actif dont la dilution a augmenté au contact de la matière pulvérulente humide, lorsque le niveau de ia phase liquide décantée dépasse une valeur dé-
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terminée,
Comme expliqué ci-dessus, l'addition du produit tensio-actif même à l'état de traces, pur ou déjà dilué dans un solvant, a pour effet de diminuer uniformément le pouvoir de rétention d'eau de la matière pulvérulente hu- mide, de sorte que cette humidité primitivement prisonnière de la matière pulvérulente sera maintenant en excès et ruissellera en quantité plus ou moins importante, en en.
traînant avec elle le produittensio-actif, vers les couches basses du tas de matière pulvérulente, ou elle aura tendance à s'accumuler. Il est dès lors intéressant de limiter à une valeur convenable le niveau de cette phase liquide accumu- lée, ce qui se fera aisément soit par débordement par des- sus leb parois verticales du bac contenant la matière, soit par passage à travers des orifices garnis ou non de tamis, ménagés dans ces mêmes parois à un niveau choisi, soit aussi par drainage au moyen de tubes horizontaux perforés traver- sant la matière de part en part en-dessous d'un niveau dé- terminé, soit par absorption dans une couche plus ou moins épaisse de matériaux à granulométrie importante tels que graviers, galets, déchets de briques, sable rude,
cette couche pouvant d'ailleurs être mélangée avec une propor- tion plus ou moins importante de la matière pulvérulente.
Il va de soi que l'on pourra fixer comme niveau déterminé d'évacuation, la cote zéro, c'est-à-dire le fond même du tas de matière pulvérulente; il suffira à cet effet de disposer d'un système d'évacuation ou de draï= nage suffisant pour absorber le débit de phase liquide .
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qui parvient au fond du tas, Dans certains cas, l'importance du débit ou certaines considérations locales rendront indi. qué l'usage d'une ou de plusieurs pompes.
Un procédé avantageux consiste à réajuster la concentration en produit tensio-aotif de la phase liquide évacuée d'un tas et à ajouter cette phaae liquide réajustée à un autre tas.
En effet, on recueille à la base d'un tas de matiè- re pulvérulente, une quantité de liquide supérieure à la quantité de produit tesio-actif, dilué ou non, qui a été ajoutée à ce tas. Si l'on désire procéder au traitement successif de plusieurs tas en série, il suffira de réoup-é- rer au moins une partie de la phase liquide évacuée d'un tas et de la réutiliser pour le traitement d'un deuxième tas, et ainsi de suite.
Comme il est souvent utile d'addition- ner chaque tas d'une phase titrant exactement la marne te. neur en produit tensio-actif, et comme de toute façon il arrivera un moment où ce produit, par suite de ses passages répétés dans des tas de matière pulvérulente humide, sera absolument trop dilué, on conçoit l'intérêt de réajuster le titre en produit tensio-actif, soit après chaque passage, soit après un certain nombre de passages à travers la ma- tière pulvérulente ;
il est clair que l'on peut réajuster ce titre soit en éliminant tout ou partie de l'eau entral- née, par exemple par évaportaiont naturelle ou provoquée au moyen d'un apport de calories, ou par cristallisation fractionnée au moyen d'un apport de frigories, ou en addi- tionnant à la phase diluée évacuée d'un tas de matière pulvérulente, une quantité déterminée, par calcul ou par
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analyse, du produit tensio-aotif,
Le produit tensio-actif est avantageusement mélangé intimement à la matière pulvérulente.
Cette opération peut s'effectuer facilement soit avant soit au moment de la mise en tas, On peut par exemple disposer au-dessus de la matière pulvérulente transportée par courroie Jusqu'à l'en- droit de la mise en tas, un distributeur répartissant réguliè- rement le produit tensio-stif sur cette matière. On peut également constituer 'la tas au moyen d'un ensemble de fines couches superposées entre les galles on prend la préoau- tion d'alimenter par exemple par aspersion ou par pulvé- risation, des quantités détermindes du produit tensio-ac- tif, celui-ci gagnant de proche en proche toute l'épaisseur do chaque fine couche de matière pulvérulente.
Ce procédé procure un dosage parfaitement régulier du produit tesio-actif et l'on constate dans ce cas une accélération notable du début de la décantation.
Suivant un autre mode avantageux de l'invention, le produit tensio-actif est répandu uniformément sur la couche supérieure de la matière pulvérulente. Le procédé est donc applicable si l'on désire traiter des masses volumineuses qui ont déjà été rassemblées en tas, sans traitement antérieur, ces tas étant trop importants ou encombrants que pour. pouvoir être manipulés à nouveau.
Ceci est partioyuliérement utile lorsque l'on constate, en opérant des sondages en divers points du tas de matière pulvérulente, que celle-ci présente une humidité trop élevée ou des différences d'humidité d'un point à un
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autre,
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Le produit oensio-actif peut être alimenté au sommet du tas, soit tel quel, éventuellement dilue par après au moyen d'un liquide également distribué au sommet du tas, soit à l'état diasous cu de suspension dans un
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liquide. la pénétration du produit tfnsio-actif du sommet vers les couches inférieures du tas est très rapide et en tout oas de loin supérieure â la vitesse de che1nent d'eau non ad11t1or"é de produit; tensioactif, vers les couches inférieures de ce même tas.
Un procédé avantageux consiste à ajouter le pro-
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duit tensio -actif à la mat1r pulvérulente disposée sur une aire fixe due stockage. Cg66tg aire fixe existe pratt- quement toujours dans les industries manipulant des matières pulvérulentes et est dénommée suivant les cas :cours, si- los, carreaux, entrepôts. Le procédé offre l'avantage de pouvoir être appliqué sans perte de .place, sans Installa-
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tion coûteuse et aussi sans m4r,uto0ltion supp16nontaire à celles qui seraient normalement requises en l'absence d'une opération d'uniformisation d'humidité.
Il est toutefois commode, bien que non indispen- sable de prévoir sur les aires fixes de stockage des dis- positifs d'absorption, de drainage ou en général d'évacua- tion de la phase liquide qui se déplacera vers la base des tas, ainsi qu'on l'a décrit ci-dessus.
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On ajoute avantageusement, le produit teLs1o-aot1r à la matière pulvérulente disposée sur une aire fixe de stockage, constituée par une fosse de décantation. En effet,
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certaines industries, telles que carrières, sablières, dispo- sent; de fosses de décantation nécessaires pour l'évacuation des eaux excédentaires, provenant par exemple de l'endroit d'extraction ou de lavage. On sait que la décantation est lente, irrégulière et souvent incomplète. Le procédé suivant l'invention remédie à ces inconvénients et est applicable aux fosses de décantation existantes, sans aucune modifioa- tion de celiles-ci,.
On peut aussi, avantageusement, ajouter le pro- duit tensio-actif à la matière pulvérulente, pendant le transport de celle-ci sur véhicule.
Certaines installations industrielles, telles que minières et carrières ont résolu des problèmes de manuten- tion, u encombrement et de gain de temps en acheminant les matières pulvérulentes, directement depuis l'endroit d'ex- traction ou depuis une réserve de stockage, jusqu'à des véhicules tels que camions, wagons de chemins de fer, par exemple au moyen d'une courroie transporteuse.
Ces véhiou- les convoient dès lors la matière jusqu'au destinataire,
Le procédé ici décrit est particulièrement utile dans ce cas, puisque la matière pulvérulente peut être addi- tionnée de produit tensio-aotif soit pendant le chargement de chaque véhicule, au moyen d'un distributeur de produit tenslo-aotif faisant partie des installations du fournisseur de matières pulvérulentes ou faisant partie de l'équipement du véhicule. Dans les deux cas, l'incorporation du produit ,à la matière pourra s'opérer soit de manière intime au fur et à mesure du remplissage du véhicule, soit en surface de
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la matière lorsque le véhicule est complètement rempli, ou encore en appliquant successivement ces deux méthodes.
Si l'appareil distributeur de produit tenslo-aotif fait partie de l'équipement du véhicule, une ou plusieurs opérations d'addition peuvent s'effectuer pendant le trans- port proprement dit, o'est-à-dire lorsque le véhicule a quitté le lieu de chargement.
On constate donc que la mise en oeuvre du pro- oédé permet d'effectuer l'abaissment du pouvoir do réten- tion d'eau, sans augmenter aucunement la durée de l'opé- ration de chargement.
L'on évacue avantageusement la phase liquide constituée par le produit tensio-actif dont la dilution a augmenté au contact de la matière pulvérulente humide, pendant le transport de celle-ci aur véhicule.
On prévoit généralement à cet effet que le fond du véhicule forme une aire de drainage, constituée par exemple de panneaux horizontaux percés de trous ou munis de tamis, ou formés par un entrelacement de tiges en métal ou en bois, ou encore d'une couche relativement épaisse de galets, graviers, briquaillons, sable rude ou autres, cette couche étant elle-même disposée sur un fond solide ajouré, constitué par exemple par une série de planches disjointes. Sous ce fond, qui permet l'évacuation de la phase liquide on dispose un réservoir étanche qui empêche ladite phase liquide de se répandre sur la voie publique ou la voie ferrée.
Un système adéquat de pompes permet éventuellement de récupérer le liquide et de le réinoor- .porer à la masse pulvérulente, en circuit fermé, et après
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un réajustage éventuel du titre, pendant le transport pro- prement dit.
De cette façon, le client reçoit une matière pulvérulente dont le pouvoir de rétention d'eau a été abais- sé uniformément pendant le transport, c'est-à-dire sans aucune perte de temps. Si le voyage a été relativement court, et que l'abaissement du pouvoir de rétention n'est pas terminé, il n'y a aucun inconvénient à décharger la matière par exemple sur une aire fixe de stockage où l'opération se continuera d'elle-même. On constate que même dans ce dernier cas, on économise en temps la durée du transport.
L'invention concerne également toute matière pulvérulente à laquelle on a ajouté un produit tensio-ao- tif lorsqu'elle contenait de l'humidité à l'état liquide distribuée plus ou moins uniformément d'un endroit à l'autre de sa masse, ainsi que toute matière pulvérulente dont le pouvoir de rétention d'eau a été uniformément abaissé, telle qu'obtenue par la mise en oeuvre d'un ou plusieurs des modes avantageux,,pris séparément ou en combinaison, du procédé décrit ci-dessus.
L'invention est de plus relative à un produit industrie.1 constitué par un mélange de matières dont une au moins se présente à l'état pulvérulent et contient un produit tensio-actif L'invention se comprendra mieux et l'on en appré- oiera les avantages à la lecture des exemples non limita- tifs exposés ci-dessous et illustrés par le dessin a savoir
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- la figure 1 est un diagramme représentant l'évo- lution en fonction du temps, du pouvoir de rétention d'eau, d'un tas de sable mouillé, avant l'équilibre et à l'équili- bre, puis traité par le procédé de l'invention.
- la figure 2 est un diagramme représentant l'évo- lution en fonction du temps, du pouvoir de rétention d'eau, d'un tas de sable mouillé d'une manière identique à oelle représentée à la figure 1, mais auquel on applique le procédé de l'invention peu après la constitution du tas.
- la figure 3 est un diagramme représentant l'évolution en fonction du temps, du pouvoir de rétention d'eau, d'un tas de gravillons constitué d'une succession de couches horizontales alternativement peu et fortement humides, avant et après application du procédé.
- la figure 4 est un diagramme représentant l'évolution en fonction du temps, du pouvoir de rétention d'eau, d'un tas de sable pour verrerie, auquel on a incor- poré intimement un produit tensio-actif.
- la figure 5 est un diagramme représentant l'évolution en fonction du temps, du pouvoir de rétention d'eau, d'un tas de sable,pour verrerie, de caractéristiques identiques au sable dont question à la figure 4, mais auquel le produit tensio-actif a été ajouté uniquement en surface.
Bien que les exemples choisis ci-dessous se rapportent à certains types bien spécifiques de matières pulvérulentes, le procédé est applicable à n'importe quel- le combinaison de matières pulvérulentes et de produits tensio-actifs, avec un résultat toujours avantageux. La
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seule limitation possible du caractère pratique de l'in- vention résiderait dans le fait d'incompatibilité entre la matière pulvérulente d'une part et le type de produit tensio- aotif choisi, ou d'incompatibilité entre la matière pul. vérulente après application du procédé et lea exigences de son utilisation ultérieure.
C'est ainsi notamment que la prudence s'impose dans le choix du produit tensio-actif à ajouter à \'ne masse de poudres devant servir de support de catalyseur, car celui-ci est sensiblement affecté par la présence de certaines substances, même à l'état de tra- ces, ai ces substances constituent un "poison" pour ce catalyseur.
Exemple n'1.
On a constitué deux tas identiques, sensiblement parallélipiopédiques. d'ur. sable couramment utilisé dans l'industrie du bâtiment pour la oonfeotion des mortiers et bétons, en déversant de minces couches successives de ce sable alternativement dans un premier et un deuxième si- los cubiques identiques et adjacents, dont chaque o8té mesu- rait 10 mètres. Le déversement s'est effectué au moyen d'un dispositif classique de courroies transporteuses h chemin de roulement mobile de façon à ce que les couches sucoessi- ves de sable déversé soient convenablement étalées suivant des plans horizontaux, et ce jusqu'à ce que le niveau du sable dans les silos ait atteint huit mètres.
Le fond des silos était constitué d'un châssis métallique rigide, supportant des panneaux horizontaux de t8les percées d'orifices de deux millimètres de diamètre.
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Ce fond reposait par l'intermédiaire du châssis métallique ci-dessus sur un soubassement métallique susceptible de recevoir le liquide sortant des orifices et de conduire ce. lui-ci vers une station de pesage.
Il est entendu que le niveau zéro est celui de la base des parallélépipèdes de sable, c'est-à-dire aussi le niveau de la tôle percée d'orifices.
On a disposé d'une manière identique dans les deux silos des sondes mesureuse d'humidité, basées sur le principe bien connu de la conductibilité électrique, les- quelles donnant des résultats suffisamment précis pour l'application envisagée, réparties sur la hauteur, de 40 en 40 am à partir du niveau zéro, et de façon À mesurer l'humidité à proximité des parois. ainsi qu'en divers en- droits au sein de la masse de sable.
Le sable avait été abondamment mouillé avant d'être déversé dans les premier et deuxième silos, On a attendu 24 heures avant d'effectuer les mesures, de façon à permettre une certaine homogénéisation de l'humidité, notamment dans chaque plan horizontal, A ce Moment, des sondages d'humidité permettaient d'attribuer une humidité moyenne dans chacun des silo* de 14%.
La figure 1 est un diagrarme représentant les courbes d'évolution à divers moments, du pouvoir de réten- tion d'eau, indiqué en abscisses, aux divers niveaux, menu. rés de 40 en 40 em. et indiqu4a en ordonnées, du tas de sable contenu dans le premier silo. La courbe 1 est rela- tive à l'état du sable après 24 heures, la courbe 2 après
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50 heures, la courbe 3 après 80 heures.
On. constate par la comparaison des courbes carac- téristiques 1, 2 et 3 que le pouvoir de rétention d'eau ne varie plus d'une maniére sensible après 80 heures, et que l'on atteint paratiquement à ce moment l'équilibre ou la stabilisation du pouvoir de rétention d'eau, lequel est défini comme étant la rapport du poids de la quantité d'eau retenue, au poids de la matière séche qui retient ladite quantité d'eau. et s'exprime en kilogs d'eau par kilog de sable sec.
Aprs 80 heures de décantation naturelle, c'est- à-dire lorsque l'état du sable (tilt représenté par la cour- be 3 . on a pulvérisé à la surface du premier silo, d'une manière régulière, en une soûle opération d'une durée d'une heure, 30 tonnes d'une solution à 1%0- (1 gramme de matié- re active par litre de solution) de tripolyphosphate de soude.
La pénétration de cette solution a été immédiate, c'est-à-dire qu'elle a été absorbée par les couches superfi- cielles du sabla aussi rapidemant qu'elle était alimentée.
On a constaté une évolution également rapide de l'humidité du sabla aux divers niveaux, évolution d'ailleurs diffici- lement représentalbe sur un graphique, de sorte que quaran- te minutes après le début de la pulvérisation un flot abon- dant de phase liquide était recueilli par le soubassement en-dessous de la tôle perforée du tond du silo. La courbe 4 est relative 4 l'état de la matiére dix heures après l'état représenté à la courbe 3, Entre les moments rela-
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tifs aux courbes 3 et 4 (c'est-à-dire respectivement 80 et; 90 heures après le début des essais) on a recueilli de la sorte 99,6 tonnes de phase liquide, laquelle titrait encore 0,25%o de tripolyphosphate de sodium.
Après filtra- tion, on a évaporé un litre de ce liquide de façon à ce qu' après évaporation, il reste 1 litre x 30/99,6 - 0,301 litre.
Ce dernier liquide titrait 0,7%o en tripolyphosphate de soude, de sorte que seulement 30 tonnes x 0,3% soit 9 kilogs de ce dernier composé ont été retenus par la masse de sable, ce qui représenta des traces de l'ordre de un cent millième es tripolyphosphate retenu par le sable, On remarquera, à l'examen des courbes 3 et 4 que le pouvoir de rétention d'eau a été non seulement abaissé mais aussi uniformisa, puisque la totalité du sable a une humidité comprise entre 4 et 6% après traitement par l'in- vention, alors que ce même sable, décanté naturellement avait une humidité comprise entre des limites aussi éloi- gnées que 4 et 26%.
La figure 2 est un diagramme représentant les courbes d'évolution, à. divers moments, du pouvoir de réten- tion d'eau, indiqué en abscisses, aux divers niveaux, me- surés de 40 en 40 om, et indiqués en ordonnée, du tas de sable contenu dans le deuxième silo, auquel l'addition de produit tensio-actif a été effectuée après 24 heures d'une décantation naturelle, laquelle avait pour but d'homogénéiser les humidités dans chaque couche horizontale de sable.
La courbe 5 représente le pouvoir de rétention du sable après 24 heures de décantation naturelle; on constate
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que cette courbe est pratiquement identique à la courbe 1 de la figure 1, relative au premier silo. La courbe 6 re- présente le pouvoir de rétention 1 heure après l'ajoute du tensio-actif, la courbe 7 indique cette même oaraoté- , riatique âpres 3 heures, la courbe 8 après 6 heures, la courbe 9 âpres 15 heures, On a prolongé l'essai pendant encore 24 heures, mais on n'a plus constaté d'évolution ultérieure du pouvoir de rétention.
Il est à remarquer que la courbe 9 de la figure 2 est sensiblement la même que la courbe 4 de la figure 1, ce qui montre que le mo- ment auquel on applique le traitement par produit tensio. actif importe peu quant à l'abaissement final du pouvoir de rétention d'eau, On constate également que dans le pre- mier silo, décanté naturellement pendant 80 heures, il a suffi de 10 heures de traitement pour obtenir l'améliora- tion souhaitée, tandis que cette même amélioration a été obtenue dans le deuxième silo après 24 heures de décanta- tion naturelle et 15 heures de traitement. On conçoit donc le gain de temps procuré par une addition précoce du pro. duit tensio-actif.
Exemple 2.
La figure 3 est un diagramme représentant, en fonction du temps, l'évolution du pouvoir de rétention d'eau, indiqué en abscisses, à divers niveaux, indiqués en ordon- nées, d'un tas de gravillons constitué d'une succession de couches horizontales, alternativement peu et fortement humides. La courbe 10 est relative au temps zéro, o'est-à- dire à partir du moment où le tas, répandu sur une aire circulaire de 4 mètres de diamètre, est entièrement cons-
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titué et atteint une hauteur de 3 mètres. Les gravillons, d'une qualité couramment utilisée pour la confection des bétons, comportait 90% de pierres d'une granulométrie com - prise entre 0,5 et 2 centimètres.
Dans les 10% restant, on constatait la présence de matériaux pierreux dont les di- mensions variaient de 1 millimétre à 5 centimètres, '
On a opéré de fréquents prélèvements de matière à diverses hauteurs et divers emplacements dans le tas; les échantillons ont été traités à l'étuve pour la détermination de leur humidité.
Le tas de gravillons était disposé sur une assise de drainage constituée par une épaisseur de 50 centimètre de galets pierreux et de déchets de briques, dont une grande partie des vides était remplie de sable rude.
On a saupoudré régulièrement la surface supérieure du tas au moyen d'une poudre détergente commercialisée pour le lavage du linga, à la dose de 100 grammes de poudre pour une tonne de gravillons. Dix minutes après la fin de cette opération, on a déversé uniformément à la surface du tas, une pluie d'eua, à raison de dix litres d'eau, par tonne de gravillons.
La courbe 11 est relative à l'état du tas de gravillons après 3 heures de traitement. La courbe 12 est relative à cet état après 8 heures. Aucune modification sensible n'a pu être observée après ce laps de temps en ce qui concerne le pouvoir de rétention d'eau. La courbe 12, comparée a. la courbe 10, illustre bien que le pouvoir de rétention a été non seulement abaissé dans chacune des . couches, mais encore uniformisé.
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On a d'autre part recueilli une partie de la phase liquide à la base de 1'assise de drainage, et on a aspergé à nouveau la surface supérieure du tas au moyen de cette phase liquide, laquelle fut instantanément absorbée par le tas. Des mesures d'humidité effectuées trois heures aprba cette aspersion, ont montré une nouvelle diminution du pou- voir de rétention qui atteignait 2,5 au-dessus du tas et 4,5 à la base du tas.
Exemple 3,
Cet exemple a pour but de comparer l'abaissement et l'uniformisation du pouvoir de rétention de deux masses de sable utilisé en verrerie, et traitées selon le procédé de l'invention, la premiere étant intimement mélangée au produit tensiondctif. la deuxième recevant superficielle- ment ce même produit tensio-actif.
Le sable pour verrerie utilisé avait une granulo- métrie indiquée au tableau 1.
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Diamètre <SEP> des <SEP> grains <SEP> Pourcentage* <SEP> en <SEP> poids
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<tb> en <SEP> millimètres
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<tb> supérieur <SEP> à <SEP> 0,7 <SEP> 0,7
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<tb> entre <SEP> 0,7 <SEP> et <SEP> 0,5 <SEP> 21
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<tb> entre <SEP> 0,5 <SEP> et <SEP> 0,3 <SEP> 70
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<tb> entre <SEP> 0,3 <SEP> et <SEP> 0,1 <SEP> 70
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<tb> inférieur <SEP> à <SEP> 0,1 <SEP> 0,3
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TABLEAU 1, Il s'agit d'un sable pauvre en oxyde de fer
EMI24.2
-Fe203 - 0,03%).
La première et le, deuxième masses de sable, iden- tiques en qualité, quantité et humidité, ont été déversées
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respectivement dans un premier et un deuxième compartiment d'une péniche fluviale, au moyen de courroies transporteu- ses installées à quai, Au-dessus de la courroie alimentant la masse de sable vers le premier compartiment, était dia- posé un distributeur qui pulvérisait sur le mince tapis de sable en voie d'alimentation, et pendant toute la durée du chargement, une solution diluée d'un agent tensio-actif de marque "Tensia", Parmi les divers produits de cette marque,
notamment "Tensagex DP 24" "Tensaryl S 60 P" "Tentranal C x 25" on a choisi celui dénommé commercialement "Tensaryl 8 60 P" qui se présente sous forme solide et contient 60% en poids d'une matière modifiant effectivement la tension superficielle de l'eau dans laquelle on le dissout.
Pour préparer la solution, titrant 0,5%0 en matière active, on a opéré en deux étapes, la première consistant à préparer une solution titrant 10%0. A cet effet, on a dissout par litre d'eau 10 grammes de "Tensaryl", soit 16,65 gram-
0,6 mes, On a effectué une deuxième étape similaire en diluant 20 fois le liquide obtenu par la première étape, de facon à obtenir un titre de 0,5% en matière active. Au delà d'une concentration de 10%0. la mise en solution devient diffici- le, la solution obtenue étant visqueuse; le produit non dissous a tendance à se déposer au fond du récipient et il est difficile de la rendre homogène par agitation, car il se forme une mousse abondante. Il est parfois utile de chauffer légèrement pour faciliter la dilution.
On pourrait évidemment dissoudre le produit soli- de en une seule opération dans une quantité d'eau suffisante pour atteindre un titre de 0,5%0, mais les manipulations
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sont plus faciles et mieux contrôlables si l'on procède en deux étapes.
On a additionné le sable d'une quantité de aolu.. tion à 0,5%0 en matière active préparée comme ci-dessus, égale à 10 centimètres cubes par kilog de aable humide, aon humidité moyenne étant d'environ 10% au moment du remplissa- ge des compartimenta.
Le deuxième compartiment a été rempli simultané- ment et de la même façon que ie premier compartiment, maia sans addition de "Tensaryl. C'eat seulement lorsque le deuxième compartiment a été rempli que l'on a arrosé la masse de sable qu'il contenait au moyen de la même solution à 0,5%o de matière active de "Tenaaryl" que ci-dessus,la quantité liquide totale ajoutée étant identique à celle in- oorporée au sable du premier compartiment.
L'action de la solution tensio-active, déjà en cours tandis que la péniche se trouvait à quai, s'est pour- suivie alors que la péniche effectuait le trajet qui la séparait de l'endroit de déchargement chez l'utilisateur de sable.
Les fonds des compartiments étaient constitués de claies en tamis métalliques à mailles carrées de lmm. L'hu- midité moyenne était mesurée par des appareils classiques comme dans l'exemple 1, et des recoupements étaient effec- tués au moyen de prélèvements d'échantillons séchés à l'étu- ve.
Chaque tas de sable occupait une surface d'environ 3m sur 3m et leur hauteur était de 1m40.
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La figure 4 est un diagramme représentant l'évo- lution au cours du temps du pouvoir de rétention d'eau du sable du premier compartiment en fonction du niveau., compté à partir du tamis du fond, Les courbes 13, 14,15, 16, 17 représentent cette évolution respectivement 0, 1, 2, 3, 4 heures après la fin du remplissage.
La figure 5 est le diagramme représentant l'évo- lution du pouvoir de rétention relativement au deuxième oompartiment, les courbes 18, 19, 20,21, 22 montrent l'évo- lution respectivement 0, 1, 2,3 t 4 heures après la fin du remplissage mais avant arrosage par la solution.
Les courbes de la figure 4 illustrent le fait que dans le premier compartiment, le départ de phase liquide est déjà important dans la première heure, puis s'accélère au cours de la deuxième heure, pour ralentir et s'arrêter pro- gressivement, l'arrêt étant pratiquement complet après 4 heures.
Le sable traité de cette façon possède une humidité moyenne de 4,1% et l'écart entre l'humidité des couches au- périeures et celle des couches inférieures dépasse à peine 1%.
Les courbes de la figure 5 indiquent un compor- tement quelque peu différent du sable du deuxième comparti- ment. Les courbes 19 et 20 notamment montrent une pénétra- tion assez rapide de la solution dans les couches supérieures, alors que pendant plus de deux heures on n'enregistre aucun écoulement de phase liquide la base de ce compartiment.
Après deux heures, la pénétration s'accentue, tandis que
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le liquide commence à s'écouler par les tamis du fond. Après trois heures, le pouvoir de rétention est déjà stabilisé dans les couches supérieures, alors qu'il diminue encore dans les couches inférieures.
Quatre heures après le début du traitement, le Phénomène est pratiquement arrêté et l'état du sable du deuxième compartiment est représenté par la courbe 22; il faut remarquer que cette courbe 22 est prati quement la même que la courbe 17 de la figure 4, ce qui montre que, malgré l'évolution quelque peu différente du pouvoir de rétention dans les premier et deuxième oompar- timents, le résultat final, à savoir l'abaissement unifor- misé du pouvoir de rétention est le même, que le produit tensio-aotit soit mélangé intimement à la masse de sable, ou qu'il soit ajouté en aurfaoe du tas de sable.
D'autres essais comparatifs ont été effectuée, à petite échelle, à partir de produits tensio-actifs dilués dans de l'eau dure ou de l'eau distillée. On n'a pas noté de différence dans les résultats obtenus à partir de ces deux types d'eau.
Bien entendu, les modes de mises en oeuvre du procédé décrits ci-dessus, le sont à titre d'exemples nullement limitatifs, et l'on ne sortirait pas du cadre de l'invention en y apportant des modifications.
REVENDICATIONS.
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