WO2003048074A1 - Impregnating product and impregnating method for porous materials - Google Patents

Impregnating product and impregnating method for porous materials Download PDF

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WO2003048074A1
WO2003048074A1 PCT/FR2002/004123 FR0204123W WO03048074A1 WO 2003048074 A1 WO2003048074 A1 WO 2003048074A1 FR 0204123 W FR0204123 W FR 0204123W WO 03048074 A1 WO03048074 A1 WO 03048074A1
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impregnation
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impregnation product
substrate
filler
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PCT/FR2002/004123
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French (fr)
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Airy-Pierre Lamaze
Christian Barthelemy
Original Assignee
Aluminium Pechiney
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
    • C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
    • C25C3/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08—Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
    • C04B41/45—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements
    • C04B41/46—Coating or impregnating, e.g. injection in masonry, partial coating of green or fired ceramics, organic coating compositions for adhering together two concrete elements with organic materials
    • C04B41/49—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes
    • C04B41/4905—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes containing silicon
    • C04B41/4922—Compounds having one or more carbon-to-metal or carbon-to-silicon linkages ; Organo-clay compounds; Organo-silicates, i.e. ortho- or polysilicic acid esters ; Organo-phosphorus compounds; Organo-inorganic complexes containing silicon applied to the substrate as monomers, i.e. as organosilanes RnSiX4-n, e.g. alkyltrialkoxysilane, dialkyldialkoxysilane

Definitions

  • the present invention relates to molten salt electrolysis cells for the production of aluminum, in particular according to the Hall-Héroult process. It relates in particular to a method of impregnating elements of such cells, such as anodes, side slabs or cathode blocks.
  • Aluminum metal is produced industrially by igneous electrolysis, namely by electrolysis of alumina in solution in a bath based on molten cryolite, called electrolyte bath, in particular according to the well-known Hall-Héroult process.
  • the electrolyte bath is contained in cells, called “electrolysis cells", comprising a steel box, which is coated internally with refractory and / or insulating materials typically comprising precooked cathode blocks made of carbonaceous materials, normally located at the bottom of the tank, bricks and border slabs.
  • Anodes are partially immersed in the electrolyte bath.
  • the anodes are typically made of carbonaceous material.
  • the expression “electrolysis cell” normally designates the assembly comprising an electrolysis cell and one or more anodes.
  • the cathode blocks are typically made of carbonaceous materials based on anthracite or carbonaceous materials containing graphite or based on graphite. According to a recent development in the field of aluminum production by electrolysis, cathode blocks containing graphite or based on graphite are more and more used because they have a higher electrical conductivity and thus allow a significant increase in the intensity of the electrolysis current.
  • the service life of the lining elements of electrolytic cells which can reach several years, is limited by several degradation mechanisms, such as erosion, the penetration of electrolyte or liquid aluminum and the intercalation of sodium or other elements of the electrolyte bath.
  • the Applicant has therefore sought means to reduce the degradation of the elements of electrolytic cells.
  • the invention relates to a composition, called impregnation product, comprising a carrier fluid, a filler and an impregnating agent capable of promoting the impregnation of the product in a porous substrate.
  • the term substrate designates a porous material or a porous element capable of being used in the aluminum industry, in particular in a molten salt electrolysis cell for the production of aluminum.
  • the porous substrate may contain all or part of a refractory material, a carbonaceous material, or a mixture or a combination thereof.
  • Said element is typically an element of molten salt electrolysis cell for the production of aluminum, in particular an anode of carbonaceous material or an element for lining the interior of an electrolysis cell (such as a cathode block of material carbonaceous or a mixture of carbonaceous materials, a refractory brick, a brick or a slab of carbonaceous material or silicon carbide, a pot lining element or a pot lining paste).
  • the cathode block is typically in carbonaceous material or a mixture of carbonaceous materials (such as a cathode block containing graphite or based on graphite).
  • the impregnation product may penetrate only partially into it, for example over a determined thickness or depth, which is typically of the order of 0, 5 to 5 cm approximately.
  • the load comprises a filling product capable of sealing and / or lining the pores of the substrate. It typically comprises a mineral filler which is preferably capable of not causing significant contamination of the metal produced by electrolysis.
  • the filler typically comprises a metal compound, such as a metal oxide, or a combination or mixture of several metal compounds. It is particularly advantageous to use a filler containing an aluminum oxide, for example in the form of an alumina hydrate (such as a boehmite) or a sodium aluminate.
  • the mass proportion of the filler is preferably between approximately 5 and 50% by weight, and typically between approximately 10 and 20% by weight. Too small a proportion does not effectively fill and / or line the porosities of the substrate with the filler. Too high a proportion can make the product too viscous to allow effective penetration of the substrate.
  • the carrier fluid and the impregnating agent are preferably volatile products which can be removed by evaporation after the impregnation operation.
  • a temperature higher than room temperature is advantageously applied in order to accelerate the evaporation of the carrier fluid and / or of the impregnating agent.
  • the carrier fluid may be a solvent capable of dissolving the charge or a liquid capable of suspending the charge. It is advantageously possible to use a fluid containing water or based on water.
  • the carrier fluid is a solvent
  • the filler is preferably in the form of a powder in order to facilitate the dissolution thereof and the formation of the solute.
  • the impregnation product can optionally comprise a stabilizing agent capable of preventing the precipitation of the charge.
  • the filler is preferably in the form of a fine powder whose particle size is less than that of the pores of the substrate.
  • the average grain size of the powder is advantageously less than about 0.1 times the average pore size, and preferably less than about 0.01 times the average pore size, and more preferably less than about 0.001 times the size average pore.
  • the impregnation product can optionally comprise a dispersing agent capable of dispersing the charge in the carrier fluid, such as nitric acid.
  • a dispersing agent capable of dispersing the charge in the carrier fluid, such as nitric acid.
  • the proportion of dispersing agent in the impregnation product can be low.
  • the impregnating agent is capable of promoting impregnation at a pressure close to atmospheric pressure, that is to say at a pressure typically between approximately 90 and 110 kPa. It is also possible, within the framework of the invention, to apply an overpressure or a partial vacuum with respect to atmospheric pressure in order to accelerate the impregnation of the porous substrate.
  • the impregnating agent capable of promoting the impregnation of said product in a porous substrate is a polyether silane, the chemical formula of which is typically:
  • R is an al yl group, typically methyl.
  • the proportion of impregnating agent is typically between approximately 5 and 50 parts per thousand parts by volume of carrier fluid. A proportion much lower than 5 parts per thousand does not allow effective impregnation of the substrate. A proportion greater than 50 parts per thousand does not lead to a significant increase in the wetting and impregnation properties of the impregnation product and thus unnecessarily increases the cost of the impregnation product.
  • the impregnation product can be prepared by the following operations:
  • the impregnation product can be prepared by the following operations:
  • the invention also relates to a method for treating a substrate (such as a brick, a slab or a cathode block), comprising an operation for impregnating the substrate, at least in its surface part, with an impregnation product according to the invention.
  • a substrate such as a brick, a slab or a cathode block
  • the impregnation of the substrate can be carried out by any known means. It typically includes the deposition and spreading of the impregnation product on the substrate. These operations can be carried out by various means, such as by coating (using a brush, a roller, a gun, etc.), by spraying, by spraying (typically using 'a gun) or by electrostatic powdering. It is also possible to impregnate by dipping (for example by total or partial immersion in the impregnation product). These different means can be combined.
  • the substrate can optionally be brought to a temperature above ambient before and / or during impregnation in order to improve the impregnation phenomenon.
  • the treatment method further comprises a heat treatment capable of causing the elimination of volatile matter from the impregnation product, typically at a temperature between ambient and 300 ° C. In some cases, it may be necessary to carry out the heat treatment at a higher temperature, typically between approximately 500 and 600 ° C. (preferably under an inert atmosphere), in order to evaporate the water constituting the charge.
  • a higher temperature typically between approximately 500 and 600 ° C. (preferably under an inert atmosphere)
  • the volatile compounds are eliminated (by evaporation and / or by decomposition), leaving a dry product in the pores of the substrate.
  • the method according to the invention can also include complementary operations, such as a preparation of the parts of the surface of the substrate which it is desired to treat and / or a coating operation.
  • the preparation of the substrate surface typically includes cleaning and / or degreasing.
  • the subject of the invention is also a substrate of which at least part of the surface has been impregnated using the impregnation product according to the invention or according to the impregnation method of the invention.
  • the invention also relates to an electrolysis cell comprising at least one element impregnated, in whole or in part, using the impregnation product according to the invention or according to the impregnation method of the invention.
  • the subject of the invention is also a method of treating a material or an element of an electrolysis cell in molten salt intended for the production of aluminum, comprising at least one operation for impregnating the material or the element, at least in its surface part, by an impregnation product according to the invention.
  • Said material is typically a porous refractory material, a porous carbonaceous material, or a mixture or combination thereof.
  • Said element is typically an anode or an element for lining the interior of the tank (such as a cathode block, a brick, a slab or any soldering element). This treatment aims in particular to reduce the degradation of said material or of said element during the operation of the electrolysis cell.
  • the invention also relates to the use of a treatment method according to the invention for the protection of a material and / or an element of an electrolysis cell in molten salt for the production of aluminum.
  • the subject of the invention is also a molten salt electrolysis cell element for the production of aluminum, characterized in that at least part of the surface has been treated using a treatment method according to the invention.
  • the subject of the invention is also a molten salt electrolysis cell for the production of aluminum, characterized in that it comprises at least one element of which at least part of the surface has been treated using a treatment method according to the invention.
  • the invention makes it possible to facilitate the impregnation of a substrate and to considerably reduce the impregnation time thereof.
  • Tests 1 or by measuring a penetration time of a drop of 75 ⁇ l of impregnation product deposited on a flat, substantially horizontal, graphite surface (Tests 1); - either by measuring the penetration time and the mass impregnated in the walls of a graphite crucible (having the shape of a cylinder pierced with a coaxial blind hole with a flat bottom) of a determined quantity of product impregnation poured into the blind hole (Tests 2);
  • Impregnating the products were prepared using silane Dynasylan ® 4140 from Degussa-Hüls company as impregnating agent.
  • the graphite had pores on the order of 100 to 200 ⁇ m. Tests 1
  • - Product No. 1-3 a sodium alurninate solution (14% by weight of Al 2 O 3 and 11.6% Na O), without addition of impregnating agent;
  • the grains had a size of between 20 and 80 nm approximately.
  • the sodium alurninate solutions were prepared by dilution with water, by a factor of approximately 2, of a concentrated stabilized sodium alurninate solution from the company SPI Pharma containing 24% by weight of alumina equivalent. and 20% by weight of Na 2 O equivalent. The impregnating agent was added to the dilute solution.
  • Nitric acid facilitates the dispersion of the powder.
  • the graphite crucibles used for these tests had the following external dimensions: 240 mm in height and 90 mm in diameter.
  • the depth of the blind hole was 120 mm; its diameter was 54 mm.
  • the opening of the blind hole was closed by a graphite cover during the test.
  • the quantity of impregnation product poured into the blind hole was approximately 50 ml.
  • Table II shows the results obtained.
  • the impregnation speed is given in volume (ml) of product impregnated in the walls of the crucible after different waiting times (in hours).
  • the impregnated mass is given in mass (g) of impregnated solid material measured after drying at 200 ° C.
  • the graphite block used in these tests was cylindrical (75 mm high and 50 mm in diameter) and had a mass of 226.73 g.
  • An impregnation product was prepared by dilution of 0.43 liter of concentrated solution of sodium alurninate stabilized in 0.57 liters of water and then adding 6 ml of silane Dynasylan ® 4140.
  • the content of Al 2 O 3 of the product was 13.21% by weight.
  • the block was dusted with air before immersion in the impregnation product.
  • the impregnation was carried out at atmospheric pressure.
  • the immersion time was 4.5 hours.
  • the block was removed, drained, dried at 200 ° C for 2 hours and weighed.
  • the increase in mass was 5.58 g, which corresponds to the penetration of approximately 18 ml of impregnation product.
  • the block was cut to observe the penetration profile of the load. It was found that the penetration was made to a depth of 10 to 12 mm over the entire surface of the block. The fraction of the total volume impregnated was thus approximately 64 to 70%.

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Abstract

The invention concerns an impregnating product comprising a carrier fluid, a filler and an impregnating agent, such as a silane polyether, designed to promote impregnation of the product in a porous substrate. The invention also concerns an impregnating method using said impregnating product and the resulting substrates, such as a fused salt process electrolytic cell for producing aluminium. The invention enables to facilitate impregnation of a substrate and reduce significantly impregnation time.

Description

PRODUITD'IMPREGNATIONETPROCEDED'IMPREGNATIONDE PRODUITD'IMPREGNATIONETPROCEDED'IMPREGNATIONDE
MATERIAUXPOREUXMATERIAUXPOREUX
Domaine de l'inventionField of the invention
La présente invention concerne les cellules d'électrolyse en sel fondu pour la production d'aluminium, notamment selon le procédé Hall-Héroult. Elle concerne en particulier un procédé d'imprégnation d'éléments de telles cellules, tels que des anodes, des dalles de côté ou des blocs cathodiques.The present invention relates to molten salt electrolysis cells for the production of aluminum, in particular according to the Hall-Héroult process. It relates in particular to a method of impregnating elements of such cells, such as anodes, side slabs or cathode blocks.
Etat de la techniqueState of the art
L'aluminium métal est produit industriellement par électrolyse ignée, à savoir par électrolyse de l'alumine en solution dans un bain à base de cryolithe fondue, appelé bain d'électrolyte, notamment selon le procédé bien connu de Hall-Héroult. Le bain d'électrolyte est contenu dans des cuves, dites « cuves d'électrolyse », comprenant un caisson en acier, qui est revêtu intérieurement de matériaux réfractaires et/ou isolants comprenant typiquement des blocs cathodiques précuits en matériaux carbonés, normalement situés au fond de la cuve, des briques et des dalles de bordure. Des anodes sont partiellement immergées dans le bain d'électrolyte. Les anodes sont typiquement en matériau carboné. L'expression « cellule d'électrolyse » désigne normalement l'ensemble comprenant une cuve d'électrolyse et une ou plusieurs anodes.Aluminum metal is produced industrially by igneous electrolysis, namely by electrolysis of alumina in solution in a bath based on molten cryolite, called electrolyte bath, in particular according to the well-known Hall-Héroult process. The electrolyte bath is contained in cells, called "electrolysis cells", comprising a steel box, which is coated internally with refractory and / or insulating materials typically comprising precooked cathode blocks made of carbonaceous materials, normally located at the bottom of the tank, bricks and border slabs. Anodes are partially immersed in the electrolyte bath. The anodes are typically made of carbonaceous material. The expression “electrolysis cell” normally designates the assembly comprising an electrolysis cell and one or more anodes.
Les blocs cathodiques sont typiquement en matériaux carbonés à base d'anthracite ou en matériaux carbonés contenant du graphite ou à base de graphite. Selon une évolution récente dans le domaine de la production d'aluminium par électrolyse, les blocs cathodiques contenant du graphite ou à base de graphite sont de plus en plus utilisés car ils possèdent une plus grande conductibilité électrique et permettent ainsi une augmentation significative de l'intensité du courant d'électrolyse. La durée de vie des éléments de revêtement intérieur de cuves d'électrolyse, qui peut atteindre plusieurs années, est limitée par plusieurs mécanismes de dégradation, tels que l'érosion, la pénétration d'électrolyte ou d'aluminium liquide et l'intercalation de sodium ou autres éléments du bain d'électrolyte.The cathode blocks are typically made of carbonaceous materials based on anthracite or carbonaceous materials containing graphite or based on graphite. According to a recent development in the field of aluminum production by electrolysis, cathode blocks containing graphite or based on graphite are more and more used because they have a higher electrical conductivity and thus allow a significant increase in the intensity of the electrolysis current. The service life of the lining elements of electrolytic cells, which can reach several years, is limited by several degradation mechanisms, such as erosion, the penetration of electrolyte or liquid aluminum and the intercalation of sodium or other elements of the electrolyte bath.
Il est connu d'imprégner les porosités ouvertes des éléments de cellules d'électrolyse en matériau poreux avec des produits de remplissage, tels que des oxydes ou des goudrons (tels que des brais), mais les méthodes connues ne permettent pas une imprégnation efficace sans application d'une pression isostatique.It is known to impregnate the open porosities of the elements of electrolysis cells made of porous material with fillers, such as oxides or tars (such as pitches), but the known methods do not allow effective impregnation without application of isostatic pressure.
La demanderesse a donc recherché des moyens pour réduire la dégradation des éléments de cellules d'électrolyse.The Applicant has therefore sought means to reduce the degradation of the elements of electrolytic cells.
Description de l'inventionDescription of the invention
L'invention a pour objet une composition, appelée produit d'imprégnation, comprenant un fluide porteur, une charge et un agent d'imprégnation apte à favoriser l'imprégnation du produit dans un substrat poreux.The invention relates to a composition, called impregnation product, comprising a carrier fluid, a filler and an impregnating agent capable of promoting the impregnation of the product in a porous substrate.
Le terme substrat désigne un matériau poreux ou un élément poreux susceptible d'être utilisé dans l'industrie de l'aluminium, notamment dans une cellule d'électrolyse en sel fondu pour la production d'aluminium. Le substrat poreux peut contenir en tout ou partie un matériau réfractaire, un matériau carboné, ou un mélange ou une combinaison de ceux-ci.The term substrate designates a porous material or a porous element capable of being used in the aluminum industry, in particular in a molten salt electrolysis cell for the production of aluminum. The porous substrate may contain all or part of a refractory material, a carbonaceous material, or a mixture or a combination thereof.
Ledit élément est typiquement un élément de cellule d'électrolyse en sel fondu pour, la production d'aluminium, notamment une anode en matériau carboné ou un élément de revêtement intérieur d'une cuve d'électrolyse (tel qu'un bloc cathodique en matériau carboné ou en un mélange de matériaux carbonés, une brique réfractaire, une brique ou une dalle en matériau carboné ou en carbure de silicium, un élément de brasquage ou une pâte de brasque en cuve). Le bloc cathodique est typiquement en matériau carboné ou en un mélange de matériaux carbonés (tel qu'un bloc cathodique contenant du graphite ou à base de graphite).Said element is typically an element of molten salt electrolysis cell for the production of aluminum, in particular an anode of carbonaceous material or an element for lining the interior of an electrolysis cell (such as a cathode block of material carbonaceous or a mixture of carbonaceous materials, a refractory brick, a brick or a slab of carbonaceous material or silicon carbide, a pot lining element or a pot lining paste). The cathode block is typically in carbonaceous material or a mixture of carbonaceous materials (such as a cathode block containing graphite or based on graphite).
En pratique, il peut être suffisant, pour obtenir une protection efficace du substrat, que le produit d'imprégnation ne pénètre que partiellement dans celui-ci, par exemple sur une épaisseur ou profondeur déterminée, qui est typiquement de l'ordre de 0,5 à 5 cm environ.In practice, it may be sufficient, in order to obtain effective protection of the substrate, for the impregnation product to penetrate only partially into it, for example over a determined thickness or depth, which is typically of the order of 0, 5 to 5 cm approximately.
La charge comprend un produit de remplissage apte à obturer et/ou à tapisser les pores du substrat. Elle comprend typiquement une charge minérale qui est de préférence apte à ne pas entraîner de contamination significative du métal produit par électrolyse. La charge comprend typiquement un composé de métal, tel qu'un oxyde de métal, ou une combinaison ou un mélange de plusieurs composés de métal. Il est particulièrement avantageux d'utiliser une charge contenant un oxyde d'aluminium, par exemple sous la forme d'un hydrate d'alumine (tel qu'une boehmite) ou d'un aluminate de sodium.The load comprises a filling product capable of sealing and / or lining the pores of the substrate. It typically comprises a mineral filler which is preferably capable of not causing significant contamination of the metal produced by electrolysis. The filler typically comprises a metal compound, such as a metal oxide, or a combination or mixture of several metal compounds. It is particularly advantageous to use a filler containing an aluminum oxide, for example in the form of an alumina hydrate (such as a boehmite) or a sodium aluminate.
La proportion massique de la charge est de préférence comprise entre environ 5 et 50 % en poids, et typiquement comprise entre environ 10 et 20 % en poids. Une proportion trop faible ne permet pas de combler et/ou tapisser efficacement les porosités du substrat avec la charge. Une proportion trop forte peut rendre le produit trop visqueux pour permettre une pénétration efficace du substrat.The mass proportion of the filler is preferably between approximately 5 and 50% by weight, and typically between approximately 10 and 20% by weight. Too small a proportion does not effectively fill and / or line the porosities of the substrate with the filler. Too high a proportion can make the product too viscous to allow effective penetration of the substrate.
Le fluide porteur et l'agent d'imprégnation sont de préférence des produits volatiles qui peuvent être éliminés par évaporation après l'opération d'imprégnation. Une température supérieure à la température ambiante est avantageusement appliquée afin d'accélérer l'évaporation du fluide porteur et/ou de l'agent d'imprégnation.The carrier fluid and the impregnating agent are preferably volatile products which can be removed by evaporation after the impregnation operation. A temperature higher than room temperature is advantageously applied in order to accelerate the evaporation of the carrier fluid and / or of the impregnating agent.
Le fluide porteur peut être un solvant apte à dissoudre la charge ou un liquide apte à mettre la charge en suspension. On peut avantageusement utiliser un fluide contenant de l'eau ou à base d'eau. Lorsque le fluide porteur est un solvant, la charge se présente de préférence sous la forme d'une poudre afin de faciliter la mise en solution de celle-ci et la formation du soluté. Dans ce cas, le produit d'imprégnation peut optionnellement comprendre un agent de stabilisation apte à éviter la précipitation de la charge.The carrier fluid may be a solvent capable of dissolving the charge or a liquid capable of suspending the charge. It is advantageously possible to use a fluid containing water or based on water. When the carrier fluid is a solvent, the filler is preferably in the form of a powder in order to facilitate the dissolution thereof and the formation of the solute. In this case, the impregnation product can optionally comprise a stabilizing agent capable of preventing the precipitation of the charge.
Lorsque le fluide porteur est un liquide apte à former une suspension, la charge se présente de préférence sous forme d'une poudre fine dont la granulométrie est inférieure à celle des pores du substrat. La taille moyenne des grains de la poudre est avantageusement inférieure à environ 0,1 fois la taille moyenne des pores, et de préférence inférieure à environ 0,01 fois la taille moyenne des pores, et de préférence encore inférieure à environ 0,001 fois la taille moyenne des pores.When the carrier fluid is a liquid capable of forming a suspension, the filler is preferably in the form of a fine powder whose particle size is less than that of the pores of the substrate. The average grain size of the powder is advantageously less than about 0.1 times the average pore size, and preferably less than about 0.01 times the average pore size, and more preferably less than about 0.001 times the size average pore.
Le produit d'imprégnation peut optionnellement comprendre un agent de dispersion apte à disperser la charge dans le fluide porteur, tel que de l'acide nitrique. La proportion d'agent de dispersion dans le produit d'imprégnation peut être faible.The impregnation product can optionally comprise a dispersing agent capable of dispersing the charge in the carrier fluid, such as nitric acid. The proportion of dispersing agent in the impregnation product can be low.
De préférence l'agent d'imprégnation est apte à favoriser l'imprégnation à une pression proche de la pression atmosphérique, c'est-à-dire à une pression typiquement comprise entre 90 et 110 kPa environ. Il est également possible, dans le cadre de l'invention, d'appliquer une surpression ou un vide partiel par rapport à la pression atmosphérique afin d'accélérer l'imprégnation du substrat poreux.Preferably the impregnating agent is capable of promoting impregnation at a pressure close to atmospheric pressure, that is to say at a pressure typically between approximately 90 and 110 kPa. It is also possible, within the framework of the invention, to apply an overpressure or a partial vacuum with respect to atmospheric pressure in order to accelerate the impregnation of the porous substrate.
Dans le mode de réalisation préféré de l'invention, l'agent d'imprégnation apte à favoriser l'imprégnation dudit produit dans un substrat poreux est un polyether silane, dont la formule chimique est typiquement :In the preferred embodiment of the invention, the impregnating agent capable of promoting the impregnation of said product in a porous substrate is a polyether silane, the chemical formula of which is typically:
/O - R CH3 - O - (CH2 - CH2 - O -)ιo - CH2 - CH2 - CH2 - Si - O - R/ O - R CH 3 - O - (CH 2 - CH 2 - O -) ιo - CH 2 - CH 2 - CH 2 - Si - O - R
\ O - R où R est un groupement al yl, typiquement un méthyle.\ O - R where R is an al yl group, typically methyl.
La demanderesse a observé, avec surprise, qu'une très faible quantité de polyether silane permettait d'augmenter de manière très significative l'aptitude du produit d'imprégnation à pénétrer les porosités d'un matériau poreux et/ou d'un élément poreux. Elle a également constaté que plusieurs agents dits mouillants ne favorisent pas l'imprégnation de ces derniers.The Applicant has observed, with surprise, that a very small amount of polyether silane makes it possible to significantly increase the suitability of the product. impregnation to penetrate the porosities of a porous material and / or a porous element. It also noted that several so-called wetting agents do not favor the impregnation of the latter.
La proportion d'agent d'imprégnation est typiquement comprise entre environ 5 et 50 parties pour mille parties en volume de fluide porteur. Une proportion nettement inférieure à 5 parties pour mille ne permet pas une imprégnation efficace du substrat. Une proportion supérieure à 50 parties pour mille n'entraîne pas d'augmentation significative des propriétés de mouillage et d'imprégnation du produit d'imprégnation et augmente ainsi inutilement le coût du produit d'imprégnation.The proportion of impregnating agent is typically between approximately 5 and 50 parts per thousand parts by volume of carrier fluid. A proportion much lower than 5 parts per thousand does not allow effective impregnation of the substrate. A proportion greater than 50 parts per thousand does not lead to a significant increase in the wetting and impregnation properties of the impregnation product and thus unnecessarily increases the cost of the impregnation product.
Le produit d'imprégnation peut être obtenu par simple mélange du fluide porteur, de la charge et de l'agent d'imprégnation. Il peut également être obtenu à partir d'une solution et/ou d'une suspension concentrée de charge, typiquement par un procédé comprenant une opération de dilution de celles-ci.The impregnation product can be obtained by simple mixing of the carrier fluid, the filler and the impregnating agent. It can also be obtained from a solution and / or a concentrated suspension of filler, typically by a process comprising an operation of dilution of these.
En particulier, le produit d'imprégnation peut être préparé par les opérations suivantes :In particular, the impregnation product can be prepared by the following operations:
- mélange d'une quantité déterminée de fluide porteur et d'une quantité déterminée de l'agent d'imprégnation ;- mixing a determined quantity of carrier fluid and a determined quantity of the impregnating agent;
- ajout de la charge ou d'une solution et/ou suspension concentrée de la charge dans le mélange.- Adding the charge or a concentrated solution and / or suspension of the charge into the mixture.
Il est possible de changer l'ordre des opérations. Par exemple, le produit d'imprégnation peut être préparé par les opérations suivantes :It is possible to change the order of operations. For example, the impregnation product can be prepared by the following operations:
- dilution d'une solution concentrée de la charge dans une quantité déterminée d'eau ;- dilution of a concentrated solution of the load in a determined quantity of water;
- mélange de la solution diluée et d'une quantité déterminée d'agent d'imprégnation.- mixing of the diluted solution and a determined quantity of impregnating agent.
L'invention a également pour objet un procédé de traitement d'un substrat (tel qu'une brique, une dalle ou un bloc cathodique), comprenant une opération d'imprégnation du substrat, au moins dans sa partie superficielle, par un produit d' imprégnation selon 1 ' invention.The invention also relates to a method for treating a substrate (such as a brick, a slab or a cathode block), comprising an operation for impregnating the substrate, at least in its surface part, with an impregnation product according to the invention.
L'imprégnation du substrat peut être effectuée par tout moyen connu. Elle comprend typiquement le dépôt et l'étalement du produit d'imprégnation sur le substrat. Ces opérations peuvent être effectuées par différents moyens, tels que par enduction (à l'aide d'un pinceau, d'un rouleau, d'un pistolet,...), par pulvérisation, par projection (typiquement à l'aide d'un pistolet) ou par poudrage électrostatique. Il est également possible d'effectuer l'imprégnation par trempage (par exemple par immersion totale ou partielle dans le produit d'imprégnation). Ces différents moyens peuvent être combinés.The impregnation of the substrate can be carried out by any known means. It typically includes the deposition and spreading of the impregnation product on the substrate. These operations can be carried out by various means, such as by coating (using a brush, a roller, a gun, etc.), by spraying, by spraying (typically using 'a gun) or by electrostatic powdering. It is also possible to impregnate by dipping (for example by total or partial immersion in the impregnation product). These different means can be combined.
Dans certains cas, il est avantageux d'effectuer l'imprégnation en deux ou plusieurs étapes. On peut, par exemple, effectuer une première opération de dépôt et une évaporation des solvants, puis de répéter ces opérations jusqu'à atteindre le taux de remplissage ou de recouvrement des pores recherché. Cette variante permet d'utiliser un produit d'imprégnation moins chargé et plus fluide.In some cases, it is advantageous to carry out the impregnation in two or more stages. It is possible, for example, to carry out a first deposition operation and an evaporation of the solvents, then to repeat these operations until the desired filling or covering rate of pores is reached. This variant makes it possible to use a less loaded and more fluid impregnation product.
Le substrat peut éventuellement être porté à une température supérieure à l'ambiante avant et/ou pendant l'imprégnation afin d'améliorer le phénomène d'imprégnation.The substrate can optionally be brought to a temperature above ambient before and / or during impregnation in order to improve the impregnation phenomenon.
Selon une variante avantageuse de l'invention, le procédé de traitement comprend en outre un traitement thermique apte à entraîner l'élimination des matières volatiles du produit d'imprégnation, typiquement à une température comprise entre l'ambiante et 300°C. Dans certains cas, il peut être nécessaire d'effectuer le traitement thermique à une température plus élevée, typiquement comprise entre 500 et 600°C environ (de préférence sous atmosphère inerte), afin de faire évaporer l'eau de constitution de la charge. Lors du traitement thermique, les composés volatiles sont éliminés (par évaporation et/ou par décomposition), laissant un produit sec dans les pores du substrat. Le procédé selon l'invention peut également comprendre des opérations complémentaires, telles qu'une préparation des parties de la surface du substrat que l'on cherche à traiter et/ou une opération de revêtement. La préparation de la surface du substrat comprend typiquement un nettoyage et/ou un dégraissage.According to an advantageous variant of the invention, the treatment method further comprises a heat treatment capable of causing the elimination of volatile matter from the impregnation product, typically at a temperature between ambient and 300 ° C. In some cases, it may be necessary to carry out the heat treatment at a higher temperature, typically between approximately 500 and 600 ° C. (preferably under an inert atmosphere), in order to evaporate the water constituting the charge. During the heat treatment, the volatile compounds are eliminated (by evaporation and / or by decomposition), leaving a dry product in the pores of the substrate. The method according to the invention can also include complementary operations, such as a preparation of the parts of the surface of the substrate which it is desired to treat and / or a coating operation. The preparation of the substrate surface typically includes cleaning and / or degreasing.
L'invention a également pour objet un substrat dont au moins une partie de la surface a été imprégnée à l'aide du produit d'imprégnation selon l'invention ou selon le procédé d'imprégnation de l'invention.The subject of the invention is also a substrate of which at least part of the surface has been impregnated using the impregnation product according to the invention or according to the impregnation method of the invention.
L'invention a également pour objet l'utilisation dudit produit d'imprégnation ou dudit procédé d'imprégnation pour la protection d'un substrat destiné à la production d'aluminium par électrolyse ignée, et plus précisément d'un matériau et/ou d'un élément de cellule d'électrolyse en sel fondu pour la production d'aluminium.The invention also relates to the use of said impregnation product or of said impregnation process for the protection of a substrate intended for the production of aluminum by igneous electrolysis, and more precisely of a material and / or d '' an element of molten salt electrolysis cell for the production of aluminum.
L'invention a également pour objet une cellule d'électrolyse comprenant au moins un élément imprégné, en tout ou partie, à l'aide du produit d'imprégnation selon l'invention ou selon le procédé d'imprégnation de l'invention.The invention also relates to an electrolysis cell comprising at least one element impregnated, in whole or in part, using the impregnation product according to the invention or according to the impregnation method of the invention.
L'invention a également pour objet un procédé de traitement d'un matériau ou d'un élément de cellule d'électrolyse en sel fondu destinée à la production d'aluminium, comprenant au moins une opération d'imprégnation du matériau ou de l'élément, au moins dans sa partie superficielle, par un produit d'imprégnation selon l'invention. Ledit matériau est typiquement un matériau réfractaire poreux, un matériau carboné poreux, ou un mélange ou une combinaison de ceux-ci. Ledit élément est typiquement une anode ou un élément de revêtement intérieur de la cuve (tel qu'un bloc cathodique, une brique, une dalle ou tout élément de brasquage). Ce traitement vise notamment à réduire la dégradation dudit matériau ou dudit élément lors du fonctionnement de la cellule d'électrolyse.The subject of the invention is also a method of treating a material or an element of an electrolysis cell in molten salt intended for the production of aluminum, comprising at least one operation for impregnating the material or the element, at least in its surface part, by an impregnation product according to the invention. Said material is typically a porous refractory material, a porous carbonaceous material, or a mixture or combination thereof. Said element is typically an anode or an element for lining the interior of the tank (such as a cathode block, a brick, a slab or any soldering element). This treatment aims in particular to reduce the degradation of said material or of said element during the operation of the electrolysis cell.
L'invention a également pour objet l'utilisation d'un procédé de traitement selon l'invention pour la protection d'un matériau et/ou d'un élément de cellule d'électrolyse en sel fondu pour la production d'aluminium. L'invention a également pour objet un élément de cellule d'électrolyse en sel fondu pour la production d'aluminium caractérisé en ce qu'au moins une partie de la surface a été traitée en utilisant un procédé de traitement selon l'invention.The invention also relates to the use of a treatment method according to the invention for the protection of a material and / or an element of an electrolysis cell in molten salt for the production of aluminum. The subject of the invention is also a molten salt electrolysis cell element for the production of aluminum, characterized in that at least part of the surface has been treated using a treatment method according to the invention.
L'invention a également pour objet une cellule d'électrolyse en sel fondu pour la production d'aluminium caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un élément dont au moins une partie de la surface a été traitée en utilisant un procédé de traitement selon l'invention.The subject of the invention is also a molten salt electrolysis cell for the production of aluminum, characterized in that it comprises at least one element of which at least part of the surface has been treated using a treatment method according to the invention.
L'invention permet de faciliter l'imprégnation d'un substrat et de réduire considérablement le temps d'imprégnation de celui-ci.The invention makes it possible to facilitate the impregnation of a substrate and to considerably reduce the impregnation time thereof.
Essaistesting
Les tests d'imprégnation ont été effectués de trois façons :The impregnation tests were carried out in three ways:
- soit par mesure d'un temps de pénétration d'une goutte de 75 μl de produit d'imprégnation déposée sur une surface plane, sensiblement horizontale, en graphite (Essais 1) ; - soit par mesure du temps de pénétration et de la masse imprégnée dans les parois d'un creuset en graphite (ayant la forme d'un cylindre percé d'un trou borgne coaxial à fond plat) d'une quantité déterminée de produit d'imprégnation versée dans le trou borgne (Essais 2) ;- or by measuring a penetration time of a drop of 75 μl of impregnation product deposited on a flat, substantially horizontal, graphite surface (Tests 1); - either by measuring the penetration time and the mass impregnated in the walls of a graphite crucible (having the shape of a cylinder pierced with a coaxial blind hole with a flat bottom) of a determined quantity of product impregnation poured into the blind hole (Tests 2);
- soit par mesure de la masse de charge imprégnée dans un bloc de graphite immergé pendant un temps déterminé dans un produit d'imprégnation (Essais 3).- Either by measuring the mass of filler impregnated in a block of graphite immersed for a determined time in an impregnation product (Tests 3).
Les produits d'imprégnation ont été préparés en utilisant du silane Dynasylan® 4140 de la société Dégussa-Hϋls en tant qu'agent d'imprégnation.Impregnating the products were prepared using silane Dynasylan ® 4140 from Degussa-Hüls company as impregnating agent.
Le graphite avait des pores de l'ordre de 100 à 200 μm. Essais 1The graphite had pores on the order of 100 to 200 μm. Tests 1
Ces essais ont été effectués avec les produits suivants :These tests were carried out with the following products:
- Produit n° 1-1 : de l'eau ne contenant ni charge, ni agent d'imprégnation ; - Produit n° 1-2 : un mélange d'eau et de 500 ppm de silane Dynasylan® 4140 ;- Product n ° 1-1: water containing neither filler nor impregnating agent; - Product n ° 1-2: a mixture of water and 500 ppm of Dynasylan ® 4140 silane;
- Produit n° 1-3 : une solution d'alurninate de sodium (14 % en poids de Al2O3 et 11,6 % Na O), sans ajout d'agent d'imprégnation ;- Product No. 1-3: a sodium alurninate solution (14% by weight of Al 2 O 3 and 11.6% Na O), without addition of impregnating agent;
- Produit n° 1-4 : une solution d'alurninate de sodium (14 % en poids de Al2O et 11,6 % Na2O), à laquelle ont été ajoutés 6 ml par litre de silane Dynasylan® 4140 ; - Produits n° 1-5 : plusieurs suspensions aqueuses acides concentrées de boehmite commercialisées par la société CONDEA, sans ajout d'agent d'imprégnation ;- Product No. 1-4: a solution of sodium alurninate (14% by weight of Al 2 O and 11.6% Na 2 O), to which was added 6 ml per liter of silane Dynasylan ® 4140; - Products n ° 1-5: several concentrated aqueous suspensions of boehmite acids marketed by the company CONDEA, without addition of impregnating agent;
- Produit n° 1-6 : suspension aqueuse acide concentrée de boehmite commercialisée sous la référence 20/2 par la société CONDEA (contenant 19,6 % en poids de boehmite et 0,5 % d'acide nitrique (pH 3,8)), à laquelle ont été ajoutés 25 ml par litre de silane Dynasylan® 4140 ;- Product No. 1-6: concentrated aqueous acid suspension of boehmite sold under the reference 20/2 by the company CONDEA (containing 19.6% by weight of boehmite and 0.5% nitric acid (pH 3.8) ), to which were added 25 ml per liter of silane Dynasylan ® 4140;
- Produit n° 1-7 : suspension aqueuse concentrée de boehmite préparée à partir d'une poudre de boehmite commercialisée par sous la référence « sol P2 » par la société CONDEA, avec 20 % en poids de poudre, à laquelle ont été ajoutés 6 ml par litre de silane Dynasylan® 4140 ; - Produit n° 1-8 : suspension aqueuse acide concentrée de boehmite préparée à partir d'une poudre de boehmite commercialisée sous le nom de Disperal® par la société CONDEA, avec 20 % en poids de poudre et 1 % d'acide nitrique, à laquelle ont été ajoutés 6 ml par litre de silane Dynasylan® 4140 ;- Product n ° 1-7: concentrated aqueous boehmite suspension prepared from a boehmite powder marketed by under the reference “sol P2” by the company CONDEA, with 20% by weight of powder, to which 6 have been added ml per liter of Dynasylan ® 4140 silane; - Product No. 1-8: concentrated aqueous acid suspension of boehmite prepared from a boehmite powder marketed under the name of Disperal ® by the company CONDEA, with 20% by weight of powder and 1% of nitric acid, to which were added 6 ml per liter of silane Dynasylan ® 4140;
- Produit n° 1-9 : suspension aqueuse concentrée de boehmite préparée à partir d'une poudre de boehmite commercialisée sous le nom de Disperal P2® par la société- Product n ° 1-9: concentrated aqueous suspension of boehmite prepared from a boehmite powder marketed under the name of Disperal P2 ® by the company
CONDEA, avec 10 % en poids de poudre, à laquelle ont été ajoutés 25 ml par litre de silane Dynasylan® 4140.CONDEA, with 10% by weight of powder, to which 25 ml have been added per liter of Dynasylan ® 4140 silane.
Dans tous les cas, les grains avaient une taille comprise entre 20 et 80 nm environ. Les solutions d'alurninate de sodium ont été préparées par dilution avec de l'eau, d'un facteur 2 environ, d'une solution concentrée d'alurninate de sodium stabilisée de la société SPI Pharma contenant 24 % en poids d'équivalent alumine et 20 % en poids d'équivalent Na2O. L'agent d'imprégnation a été ajouté dans la solution diluée.In all cases, the grains had a size of between 20 and 80 nm approximately. The sodium alurninate solutions were prepared by dilution with water, by a factor of approximately 2, of a concentrated stabilized sodium alurninate solution from the company SPI Pharma containing 24% by weight of alumina equivalent. and 20% by weight of Na 2 O equivalent. The impregnating agent was added to the dilute solution.
L'acide nitrique facilite la dispersion de la poudre.Nitric acid facilitates the dispersion of the powder.
Les résultats d'imprégnation obtenus avec une goutte de 75 μl et sur des creusets sont regroupés dans le tableau I. Les essais ont été réalisés à la pression atmosphérique.The impregnation results obtained with a drop of 75 μl and on crucibles are grouped in Table I. The tests were carried out at atmospheric pressure.
Tableau ITable I
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Ces essais montrent que le temps de pénétration (ou d'imprégnation) du produit diminue de manière significative en présence d'une faible quantité de l'agent d'imprégnation et que ce temps reste très faible même en présence d'une quantité de charge importante.These tests show that the penetration (or impregnation) time of the product decreases significantly in the presence of a small amount of the impregnating agent and that this time remains very short even in the presence of an amount of filler. important.
Les produits d'imprégnation sont restés stables sur une période d'au moins 24 heures. Essais 2The impregnation products have remained stable over a period of at least 24 hours. Essays 2
Les creusets en graphite utilisés pour ces essais avaient les dimensions extérieures suivantes : 240 mm de hauteur et 90 mm de diamètre. La profondeur du trou borgne était de 120 mm ; son diamètre était de 54 mm. L'ouverture du trou borgne était fermée par un couvercle en graphite durant l'essai.The graphite crucibles used for these tests had the following external dimensions: 240 mm in height and 90 mm in diameter. The depth of the blind hole was 120 mm; its diameter was 54 mm. The opening of the blind hole was closed by a graphite cover during the test.
Ces essais ont été effectués avec les produits suivants :These tests were carried out with the following products:
- Produit n° 2-1 : une solution d'alurninate de sodium (13,34 % en poids de Al O3 et 11,06 % Na2O), à laquelle ont été ajoutés 6 ml par litre de silane Dynasylan® 4140. Cette solution a été préparée comme dans les essais 1 ;- Product n ° 2-1: a solution of sodium alurninate (13.34% by weight of Al O 3 and 11.06% Na 2 O), to which 6 ml per liter of silane Dynasylan ® 4140 have been added This solution was prepared as in tests 1;
- Produits n° 2-2 : suspension aqueuse acide concentrée de boehmite préparée à partir d'une poudre de boehmite commercialisée sous le nom de Disperal® par la société CONDEA, avec 20 % en poids de poudre et 1 % d'acide nitrique (pH 1,8), à laquelle ont été ajoutés 6 ml par litre de silane Dynasylan® 4140.- Products n ° 2-2: concentrated aqueous acid suspension of boehmite prepared from a boehmite powder marketed under the name of Disperal ® by the company CONDEA, with 20% by weight of powder and 1% of nitric acid ( pH 1.8), to which was added 6 ml per liter of silane Dynasylan ® 4140.
La quantité de produit d'imprégnation versée dans le trou borgne était de 50 ml environ.The quantity of impregnation product poured into the blind hole was approximately 50 ml.
Le tableau II regroupe les résultats obtenus. La vitesse d'imprégnation est donnée en volume (ml) de produit imprégné dans les parois du creuset après différents temps d'attente (en heures). La masse imprégnée est donnée en masse (g) de matière solide imprégnée mesurée après séchage à 200°C.Table II shows the results obtained. The impregnation speed is given in volume (ml) of product impregnated in the walls of the crucible after different waiting times (in hours). The impregnated mass is given in mass (g) of impregnated solid material measured after drying at 200 ° C.
On observe un taux d'imprégnation élevé. Des observations au MEB de certains creusets montrent que les grains de boehmite tapissent les cavités des pores sur une profondeur de 30 mm environ par rapport au fond du trou borgne. Tableau IIThere is a high impregnation rate. SEM observations of some crucibles show that the boehmite grains line the pore cavities to a depth of about 30 mm from the bottom of the blind hole. Table II
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Essais 3Trials 3
Le bloc de graphite utilisé dans ces essais était cylindrique (75 mm de hauteur et 50 mm de diamètre) et avait une masse de 226,73 g.The graphite block used in these tests was cylindrical (75 mm high and 50 mm in diameter) and had a mass of 226.73 g.
Un produit d'imprégnation a été préparé par dilution de 0,43 litre de solution concentrée d'alurninate de sodium stabilisée dans 0,57 litre d'eau, puis ajout de 6 ml de silane Dynasylan® 4140. La teneur en Al2O3 du produit était de 13,21 % en poids.An impregnation product was prepared by dilution of 0.43 liter of concentrated solution of sodium alurninate stabilized in 0.57 liters of water and then adding 6 ml of silane Dynasylan ® 4140. The content of Al 2 O 3 of the product was 13.21% by weight.
Le bloc a été dépoussiéré à l'air avant immersion dans le produit d'imprégnation. L'imprégnation a été effectuée à la pression atmosphérique. La durée d'immersion était de 4,5 heures. A la fin de la durée d'immersion, le bloc a été retiré, égoutté, séché à 200°C pendant 2 heures et pesé. L'augmentation de masse a été de 5,58 g, ce qui correspond à la pénétration d'environ 18 ml de produit d'imprégnation.The block was dusted with air before immersion in the impregnation product. The impregnation was carried out at atmospheric pressure. The immersion time was 4.5 hours. At the end of the immersion time, the block was removed, drained, dried at 200 ° C for 2 hours and weighed. The increase in mass was 5.58 g, which corresponds to the penetration of approximately 18 ml of impregnation product.
Le bloc a été découpé afin d'observer le profil de pénétration de la charge. On a constaté que la pénétration s'est faite sur une profondeur de 10 à 12 mm sur toute la surface du bloc. La fraction du volume total imprégnée était ainsi d'environ 64 à 70 %. The block was cut to observe the penetration profile of the load. It was found that the penetration was made to a depth of 10 to 12 mm over the entire surface of the block. The fraction of the total volume impregnated was thus approximately 64 to 70%.

Claims

REVENDICATIONS
1. Produit d'imprégnation comprenant un fluide porteur, une charge et un agent d'imprégnation apte à favoriser l'imprégnation du produit dans un substrat poreux, dans lequel l'agent d'imprégnation est un polyether silane.1. Impregnation product comprising a carrier fluid, a filler and an impregnating agent capable of promoting the impregnation of the product in a porous substrate, in which the impregnating agent is a polyether silane.
2. Produit d'imprégnation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la proportion massique de la charge est comprise entre 5 et 50 % en poids.2. Impregnation product according to claim 1, characterized in that the mass proportion of the filler is between 5 and 50% by weight.
3. Produit d'imprégnation selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la charge est minérale.3. Impregnation product according to claim 1 or 2, characterized in that the filler is mineral.
4. Produit d'imprégnation selon la revendication 3, caractérisé en ce que la charge est choisie parmi les composés de métal, et les combinaisons et mélanges de plusieurs composés de métal.4. Impregnation product according to claim 3, characterized in that the filler is chosen from metal compounds, and combinations and mixtures of several metal compounds.
5. Produit d'imprégnation selon la revendication 4, caractérisé en ce que la charge comprend un oxyde d'aluminium.5. Impregnation product according to claim 4, characterized in that the filler comprises an aluminum oxide.
6. Produit d'imprégnation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la charge est en suspension dans le fluide porteur.6. Impregnation product according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the load is suspended in the carrier fluid.
7. Produit d'imprégnation selon la revendication 6, caractérisé en ce que la charge se présente sous la forme d'une poudre dont les grains ont une taille moyenne inférieure à environ 0,1 fois la taille moyenne des pores du substrat.7. Impregnation product according to claim 6, characterized in that the filler is in the form of a powder whose grains have an average size less than about 0.1 times the average size of the pores of the substrate.
8. Produit d'imprégnation selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que la charge comprend un hydrate d'alumine.8. Impregnation product according to claim 6 or 7, characterized in that the filler comprises an alumina hydrate.
9. Produit d'imprégnation selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la charge est en solution dans le fluide porteur. 9. Impregnation product according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the load is in solution in the carrier fluid.
10. Produit d'imprégnation selon la revendication 9, caractérisé en ce que la charge comprend un aluminate de sodium.10. Impregnation product according to claim 9, characterized in that the filler comprises a sodium aluminate.
11. Produit d'imprégnation selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend également un agent de dispersion apte à disperser la charge dans le fluide porteur.11. Impregnation product according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it also comprises a dispersing agent capable of dispersing the charge in the carrier fluid.
12. Produit d'imprégnation selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la proportion d'agent d'imprégnation est comprise entre environ 5 et 50 parties pour mille parties en volume de fluide porteur.12. Impregnation product according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the proportion of impregnating agent is between approximately 5 and 50 parts per thousand parts by volume of carrier fluid.
13. Produit d'imprégnation selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que le fluide porteur comprend de l'eau.13. Impregnation product according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the carrier fluid comprises water.
14. Procédé de traitement d'un substrat comprenant au moins une opération d'imprégnation du substrat, au moins dans sa partie superficielle, par un produit d'imprégnation selon l'une quelconque des revendications 1 à 13.14. A method of treating a substrate comprising at least one operation of impregnating the substrate, at least in its surface part, with an impregnation product according to any one of claims 1 to 13.
15. Procédé de traitement selon la revendication 14, dans lequel l'opération d'imprégnation comprend une ou plusieurs opérations choisies parmi un badigeonnage, un trempage, une pulvérisation, une projection, un poudrage électrostatique ou une combinaison de celles-ci.15. The treatment method as claimed in claim 14, in which the impregnation operation comprises one or more operations chosen from brushing, soaking, spraying, spraying, electrostatic dusting or a combination of these.
16. Procédé de traitement selon la revendication 14 ou 15, dans lequel le substrat est porté à une température supérieure à l'ambiante avant et/ou pendant l'imprégnation afin d'améliorer le phénomène d'imprégnation.16. Treatment method according to claim 14 or 15, wherein the substrate is brought to a temperature above ambient before and / or during impregnation in order to improve the impregnation phenomenon.
17. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 14 à 16, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un traitement thermique apte à entraîner l'élimination des matières volatiles du produit d'imprégnation. 17. Treatment method according to any one of claims 14 to 16, characterized in that it further comprises a heat treatment capable of causing the elimination of volatile matter from the impregnation product.
18. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, caractérisé en ce que ledit substrat est en matériau réfractaire ou en matériau carboné, ou un mélange ou une combinaison de ceux-ci.18. Treatment method according to any one of claims 14 to 17, characterized in that said substrate is made of refractory material or carbonaceous material, or a mixture or a combination of these.
19. Procédé de traitement selon l'une quelconque des revendications 14 à 17, caractérisé en ce que ledit substrat est un élément de cellule d'électrolyse en sel fondu pour la production d'aluminium.19. Treatment method according to any one of claims 14 to 17, characterized in that said substrate is an element of electrolysis cell in molten salt for the production of aluminum.
20. Procédé de traitement selon la revendication 19, dans lequel ledit élément est choisi dans le groupe comprenant les anodes en matériau carboné et les éléments de revêtement intérieur d'une cuve d'électrolyse.20. The treatment method as claimed in claim 19, in which said element is chosen from the group comprising anodes made of carbonaceous material and elements for lining the interior of an electrolysis tank.
21. Procédé de traitement selon la revendication 20, caractérisé en ce que les éléments de revêtement intérieur sont choisis dans le groupe comprenant les blocs cathodiques en matériau carboné ou en un mélange de matériaux carbonés, les briques réfractaires, les briques et les dalles en matériau carboné ou en carbure de silicium, les éléments de brasquage ou les pâtes de brasque en cuve.21. Treatment method according to claim 20, characterized in that the internal coating elements are chosen from the group comprising cathode blocks made of carbonaceous material or of a mixture of carbonaceous materials, refractory bricks, bricks and slabs of material carbonaceous or silicon carbide, the pot lining elements or the pot lining pastes.
22. Utilisation du produit selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 ou du procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 21 pour la protection d'un matériau et/ou d'un élément de cellule d'électrolyse en sel fondu pour la production d'aluminium.22. Use of the product according to any one of claims 1 to 13 or of the method according to any one of claims 14 to 21 for the protection of a material and / or an element of electrolysis cell in molten salt for the production of aluminum.
23. Utilisation selon la revendication 22, caractérisé en ce que ledit élément est choisi dans le groupe comprenant les anodes en matériau carboné et les éléments de revêtement intérieur d'une cuve d'électrolyse.23. Use according to claim 22, characterized in that the said element is chosen from the group comprising the anodes of carbonaceous material and the elements for lining the interior of an electrolysis tank.
24. Utilisation selon la revendication 23, caractérisée en ce que les éléments de revêtement intérieur sont choisis dans le groupe comprenant les blocs cathodiques en matériau carboné ou en un mélange de matériaux carbonés, les briques réfractaires, les briques et les dalles en matériau carboné ou en carbure de silicium, les éléments de brasquage ou les pâtes de brasque en cuve. 24. Use according to claim 23, characterized in that the interior covering elements are chosen from the group comprising cathode blocks of carbonaceous material or of a mixture of carbonaceous materials, refractory bricks, bricks and slabs of carbonaceous material or made of silicon carbide, the pot lining elements or pot lining pastes.
25. Utilisation selon la revendication 24, caractérisée en ce que les blocs cathodiques contiennent du graphite ou sont à base de graphite.25. Use according to claim 24, characterized in that the cathode blocks contain graphite or are based on graphite.
26. Elément de cellule d'électrolyse en sel fondu pour la production d'aluminium caractérisé en ce qu'au moins une partie de la surface a été imprégnée en utilisant un produit d'imprégnation selon l'une quelconque des revendications 1 à 13 ou en utilisant le procédé selon l'une quelconque des revendications 14 à 17.26. Element of molten salt electrolysis cell for the production of aluminum, characterized in that at least part of the surface has been impregnated using an impregnation product according to any one of claims 1 to 13 or using the method according to any of claims 14 to 17.
27. Elément selon la revendication 26, caractérisé en ce qu'il est choisi parmi les anodes en matériau carboné et les éléments de revêtement intérieur d'une cuve d'électrolyse.27. Element according to claim 26, characterized in that it is chosen from anodes made of carbonaceous material and elements for lining the interior of an electrolytic cell.
28. Elément selon la revendication 27, caractérisé en ce que les éléments de revêtement intérieur sont choisis dans le groupe comprenant les blocs cathodiques en matériau carboné ou en un mélange de matériaux carbonés, les briques réfractaires, les briques et les dalles en matériau carboné ou en carbure de silicium, les éléments de brasquage ou les pâtes de brasque en cuve.28. Element according to claim 27, characterized in that the interior cladding elements are chosen from the group comprising cathode blocks made of carbonaceous material or of a mixture of carbonaceous materials, refractory bricks, bricks and slabs made of carbonaceous material or made of silicon carbide, the pot lining elements or pot lining pastes.
29. Elément selon la revendication 28, caractérisé en ce que les blocs cathodiques contiennent du graphite ou sont à base de graphite.29. Element according to claim 28, characterized in that the cathode blocks contain graphite or are based on graphite.
30. Cellule d'électrolyse en sel fondu pour la production d'aluminium, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un élément selon l'une quelconque des revendications 26 à 29. 30. Molten salt electrolysis cell for the production of aluminum, characterized in that it comprises at least one element according to any one of claims 26 to 29.
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