UTILISATION D'UN COPOLYMERE HYDROSOLUBLE POUR PREPARER UNE SUSPENSION AQUEUSE DE CHAUX USE OF A WATER-SOLUBLE COPOLYMER FOR PREPARING AQUEOUS LIME SUSPENSION
La présente invention concerne le domaine technique de la préparation des suspensions aqueuses de dihydroxyde de calcium. Plus précisément, la présente invention concerne l'utilisation d'un copolymère hydrosoluble pour préparer une suspension à base de chaux, ainsi que les suspensions aqueuses de chaux comprenant un tel polymère. De telles suspensions sont notamment utilisées comme agent de neutralisation chimique dans des procédés industriels ou domestiques. The present invention relates to the technical field of the preparation of aqueous suspensions of calcium dihydroxide. More specifically, the present invention relates to the use of a water-soluble copolymer for preparing a slurry based lime, as well as aqueous slurries of lime comprising such a polymer. Such suspensions are used in particular as a chemical neutralization agent in industrial or domestic processes.
Le dihydroxyde de calcium Ca(OH)2, également appelé chaux éteinte ou chaux hydratée, est obtenu par hydratation de l'oxyde de calcium CaO, également appelé chaux vive, selon la réaction exothermique suivante : CaO + H2O Ca(OH)2 Dans le cadre de la présente invention, on utilise pour désigner les particules de Ca(OH)2 les termes « hydroxyde de calcium » ou les termes « dihydroxyde de calcium », cela de manière équivalente. Calcium dihydroxide Ca (OH) 2 , also called slaked lime or hydrated lime, is obtained by hydration of calcium oxide CaO, also called quicklime, according to the following exothermic reaction: CaO + H 2 O Ca (OH) 2 in the context of the present invention is used to designate the Ca (OH) 2 the terms "calcium hydroxide" or the terms "calcium hydroxide" it equivalently.
Les produits à base d' hydroxyde de calcium se présentent sous diverses formes : sous forme de poudre (produit sec sous forme pulvérulente), sous forme de pâtes plastiques ou sous forme de suspensions/dispersions aqueuses (lait de chaux). Calcium hydroxide products come in a variety of forms: in the form of powder (dry product in powder form), in the form of plastic pastes or in the form of aqueous suspensions / dispersions (milk of lime).
La présente invention concerne plus particulièrement un produit à base d'hydroxyde de calcium qui se trouve sous forme d'une suspension aqueuse. De telles suspensions aqueuses de chaux éteinte peuvent être mises en œuvre comme agents de neutralisation chimique dans de nombreux procédés industriels. On cite à titre indicatif le traitement des effluents industriels, par exemple gazeux telles que les fumées acides. On cite également le traitement des eaux potables, usées ou industrielles. The present invention relates more particularly to a product based on calcium hydroxide which is in the form of an aqueous suspension. Such aqueous suspensions of slaked lime can be used as chemical neutralizing agents in many industrial processes. As an indication, the treatment of industrial effluents, for example gaseous effluents such as acid fumes, is given as an indication. We also mention the treatment of drinking water, used or industrial.
Les suspensions aqueuses de chaux éteinte se caractérisent notamment par leur teneur en matière sèche (% en poids). L'homme du métier cherche classiquement à augmenter la teneur en matière sèche dans les suspensions aqueuses de chaux éteinte, pour des raisons principalement économiques : en augmentant la teneur en matière sèche des suspensions aqueuses de chaux éteinte, on réduit ainsi le coût relatif au transport et à la
manutention par tonne de produit. En outre, on réduit les nuisances dues à la manipulation de poudres (hygiène, manutention) et on facilite la mise en œuvre. The aqueous suspensions of slaked lime are characterized in particular by their dry matter content (% by weight). Those skilled in the art typically seek to increase the dry matter content in aqueous suspensions of slaked lime, mainly for economic reasons: by increasing the dry matter content of aqueous suspensions of slaked lime, the cost relative to transportation is thus reduced. and at the handling per tonne of product. In addition, it reduces the nuisance due to the handling of powders (hygiene, handling) and facilitates the implementation.
Pour accroître la teneur en matière sèche des suspensions aqueuses de chaux éteinte, on peut notamment utiliser un agent dispersant. In order to increase the dry matter content of the aqueous suspensions of slaked lime, it is possible in particular to use a dispersing agent.
On désigne par « agent dispersant » un agent qui possède la capacité d'améliorer l'état de dispersion des particules de Ca(OH)2 au sein de la suspension aqueuse. Concrètement, lorsque ces agents sont utilisés dans les suspensions aqueuses de matière minérale, ils induisent une diminution de la viscosité. Ainsi, une suspension aqueuse de matière minérale comportant un agent dispersant présentera une viscosité inférieure à celle de la même suspension aqueuse de matière minérale ne contenant pas ledit agent dispersant. Un certain nombre de documents d'art antérieur décrit l'utilisation d'agent dispersant.The term "dispersing agent" means an agent which has the capacity to improve the dispersion state of the Ca (OH) 2 particles in the aqueous suspension. Specifically, when these agents are used in the aqueous suspensions of mineral matter, they induce a decrease in viscosity. Thus, an aqueous suspension of mineral material comprising a dispersing agent will have a viscosity lower than that of the same aqueous suspension of mineral material not containing said dispersing agent. A number of prior art documents describe the use of dispersant.
Le document EP 0 061 354 (Blue Circle) décrit la mise en œuvre de polyéletrolytes oligomériques anioniques, par exemple homopolymères de l'acide (méth)acrylique, carboxymethylcellulose ou sulphonate, pour fabriquer des dispersions aqueuses de chaux éteinte. EP 0 061 354 (Blue Circle) describes the use of anionic oligomeric polyelectrolytes, for example homopolymers of (meth) acrylic acid, carboxymethylcellulose or sulphonate, for producing aqueous dispersions of slaked lime.
Le document FR 2 677 351 (Italcementi) décrit une suspension aqueuse concentrée d'hydrate de calcium, qui contient au moins 40 % de chaux hydratée solide obtenue à partir de chaux hydratée en poudre, de chaux éteinte ou de chaux vive, et un polymère hydrosoluble qui peut être un polyacrylate de métal alcalin ou alcalino-terreux. The document FR 2 677 351 (Italcementi) describes a concentrated aqueous suspension of calcium hydrate, which contains at least 40% of solid hydrated lime obtained from hydrated powdered lime, slaked lime or quicklime, and a polymer water-soluble which may be an alkali metal or alkaline earth metal polyacrylate.
Le document EP 0 594 332 (Rohm & Haas) décrit l'utilisation d'agents dispersants anioniques polymériques pour obtenir des dispersions aqueuses de chaux vive ou de chaux éteinte. Ces agents dispersants sont choisis parmi les homopolymères, les copolymères et les terpolymères ayant des fonctionnalités acide carboxylique, acide sulphonique ou acide phosphonique. Les monomères qui confèrent une telle fonctionnalité acide incluent par exemple, acide acrylique, acide méthacrylique, acide crotonique, l'acide maléique, l'anhydride maléique, acide itaconique, acide mesaconique, acide fumarique, acide citraconique, acide vinyl acétique, acide acryloxy propionique, acide vinyl sulfonique, acide styrène sulfonique, acide 2-acrylamido-2- méthylpropanesulfonique, acide allylsulfonique, acide allyl phosphonique, acide vinyl phosphonique, et l'acide vinyl sulfonique.
Le document US 2008/0011201 (Ultimate Nominees) décrit l'utilisation combinée d'un dispersant polycarboxylate et d'un dispersant carbohydrate pour préparer un lait de chaux pour des applications dans le domaine de l'alimentation et de l'eau potable. En particulier, selon ce document, le dispersant carbohydrate est un sucre, choisi notamment parmi les aldoses, les saccharides, les disaccharides et les polysaccharides. Egalement, des exemples de dispersant polycarboxylate sont notamment les sels de copolymères styrène anhydride maléique ou les sels de polyéther polycarboxylate. Ce document décrit notamment l'utilisation combinée d'un copolymère de type peigne, nommément l'Ethacryl® G (dispersant polycarboxylate de la société Coatex) et d'un sirop de glucose (dispersant carbohydrate) pour préparer une suspension/dispersion de chaux hydratée à 50%. EP 0 594 332 (Rohm & Haas) describes the use of polymeric anionic dispersing agents to obtain aqueous dispersions of quicklime or slaked lime. These dispersing agents are chosen from homopolymers, copolymers and terpolymers having carboxylic acid, sulphonic acid or phosphonic acid functionalities. Monomers which confer such an acid functionality include, for example, acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, mesaconic acid, fumaric acid, citraconic acid, vinyl acetic acid, acryloxypropionic acid vinyl sulfonic acid, styrene sulfonic acid, 2-acrylamido-2-methylpropanesulfonic acid, allylsulfonic acid, allylphosphonic acid, vinylphosphonic acid, and vinylsulfonic acid. Document US 2008/0011201 (Ultimate Nominees) describes the combined use of a polycarboxylate dispersant and a carbohydrate dispersant to prepare a lime milk for applications in the field of food and drinking water. In particular, according to this document, the carbohydrate dispersant is a sugar, chosen in particular from the aldoses, saccharides, disaccharides and polysaccharides. Also, examples of polycarboxylate dispersant include styrene maleic anhydride copolymer salts or polyether polycarboxylate salts. This document notably describes the combined use of a comb-type copolymer, namely Ethacryl® G (polycarboxylate dispersant from Coatex) and a glucose syrup (carbohydrate dispersant) to prepare a suspension / dispersion of hydrated lime. at 50%.
Le document EP 0 848 647 (Chemical Lime Company) décrit l'utilisation d'un agent dispersant du type polyélectrolyte anionique, en combinaison avec un hydroxyde de métal alcalin, pour préparer une suspension de chaux qui peut être de la chaux vive ou de la chaux éteinte. Le polyélectrolyte anionique est choisi parmi l'acide polyacrylique, l'acide polycarboxylique et l'acide polyphosphorique, les copolymères d'acide polyacrylique, d'acide polycarboxylique et d'acide polyphosphorique et leurs sels de métal alcalin. EP 0 848 647 (Chemical Lime Company) discloses the use of an anionic polyelectrolyte dispersant in combination with an alkali metal hydroxide to prepare a suspension of lime which may be quicklime or slaked lime. The anionic polyelectrolyte is chosen from polyacrylic acid, polycarboxylic acid and polyphosphoric acid, copolymers of polyacrylic acid, polycarboxylic acid and polyphosphoric acid and their alkali metal salts.
Le document FR 6 687 396 (Lhoist) décrit quant à lui un procédé d'extinction de d'oxyde de calcium ou d'oxyde de magnésium en présence d'ions S03 -", S042-" ou Cl" et en ce qu'en cours de réaction ou en fin de réaction on ajoute un polymère ou un copolymère comprenant des monomères choisis parmi l'acide acrylique et ses sels, l'acide méthacrylique et ses sels, l'acide vinylbenzylsulfonique et ses sels, l'acide acrylamino-2-méthylpropane-sulfonique et ses sels, le méthacrylate de 2-sulfoéthyle et ses sels. Document FR 6687396 (Lhoist) discloses meanwhile a calcium oxide-extinguishing process or magnesium oxide in the presence of ions S0 3 - ", S0 4 2-" or Cl "and during the reaction or at the end of the reaction, a polymer or copolymer comprising monomers chosen from acrylic acid and its salts, methacrylic acid and its salts, vinylbenzylsulphonic acid and its salts, acrylamino-2-methylpropanesulfonic acid and its salts, 2-sulfoethyl methacrylate and its salts.
Le document JP 09 122471 (Nippon Shokubai) décrit l'utilisation de copolymères constitués d'un monomère carboxylique et d'un monomère du type (méth)acrylate de polyalkylèneglycol comme agent dispersant permettant d'obtenir des dispersions aqueuses de chaux éteinte ayant une faible viscosité. Ce document illustre l'utilisation à cet effet de copolymères dont le poids moléculaire est inférieur à 20 000 g/mol. JP 09 122471 (Nippon Shokubai) discloses the use of copolymers consisting of a carboxylic monomer and a monomer of the polyalkylene glycol (meth) acrylate type as a dispersing agent which makes it possible to obtain aqueous dispersions of slaked lime having a low viscosity. This document illustrates the use for this purpose of copolymers whose molecular weight is less than 20 000 g / mol.
Le document WO 2010/106111 (Lhoist) concerne des compositions comprenant de la chaux éteinte et/ou de la chaux vive et un polymère organique incorporé dans la phase solide de la chaux éteinte. Les polymères décrits dans ce document peuvent être non ionique, anionique, cationique ou amphotère et de nature très variée. Ils peuvent être
obtenus à partir de monomères choisis parmi les monomères anioniques possédant une fonction carboxylique ou possédant une fonction acide sulfonique, les monomères non ioniques (acrylamide, méthacrylamide, N- vinyl pyrrolidone, vinylacétate, alcool vinylique, esters acrylate, alcool allylique, le N-vinyl acétamide, la N-vinylformamide), les monomères cationiques (ADAME, MADAME quaternisés ou salifiés, DADMAC, APTAC MAPTAC), éventuellement en association avec un ou plusieurs monomère(s) hydrophobe(s) choisi préférentiellement dans le groupe comprenant les esters d'acide (méth) acrylique à chaîne alkyle, arylalkyle et/ou éthoxylée, les dérivés de (méth)acrylamide à chaîne alkyle, arylalkyle ou dialkyle, les dérivés allyliques cationiques, les dérivés de (méth)acryloyle hydrophobes anioniques ou cationiques, ou les monomères anioniques et/ou cationiques dérivés de (méth)acrylamide portant une chaîne hydrophobe. WO 2010/106111 (Lhoist) relates to compositions comprising slaked lime and / or quicklime and an organic polymer incorporated into the solid phase of slaked lime. The polymers described in this document can be nonionic, anionic, cationic or amphoteric and very varied in nature. They can be obtained from monomers chosen from anionic monomers having a carboxylic function or having a sulphonic acid function, the nonionic monomers (acrylamide, methacrylamide, N-vinylpyrrolidone, vinylacetate, vinyl alcohol, acrylate esters, allyl alcohol, N-vinyl acetamide, N-vinylformamide), the cationic monomers (ADAME, MADAME quaternized or salified, DADMAC, APTAC MAPTAC), optionally in combination with one or more hydrophobic monomer (s) preferably chosen from the group comprising the esters of (meth) acrylic acid with an alkyl, arylalkyl and / or ethoxylated chain, (meth) acrylamide derivatives containing an alkyl, arylalkyl or dialkyl chain, cationic allylic derivatives, anionic or cationic hydrophobic (meth) acryloyl derivatives or the monomers anionic and / or cationic derivatives of (meth) acrylamide bearing a hydrophobic chain.
En utilisant les polymères de l'art antérieur, les inventeurs ont néanmoins constaté un problème de sédimentation lorsque les suspensions sont conservées sans agitation pendant un délai excédant 3 jours, notamment lors de leur transport. Une pâte se forme alors au fond des cuves contenant les suspensions qui rend difficile voire impossible leur pompage. Les inventeurs ont en outre noté que ce problème de sédimentation était du à une rhéologie mal adaptée des suspensions actuellement disponibles et à une mauvaise désagglomération des particules de chaux. Using the polymers of the prior art, the inventors nevertheless found a problem of sedimentation when the suspensions are kept without agitation for a period exceeding 3 days, especially during their transport. A paste is then formed at the bottom of the tanks containing the suspensions which makes it difficult or impossible to pump them. The inventors have further noted that this problem of sedimentation was due to a poorly adapted rheology of the currently available suspensions and bad deagglomeration of lime particles.
Les agents dispersants disponibles à ce jour ne permettent pas d'obtenir des suspensions aqueuses de chaux donnant totalement satisfaction notamment en termes de sédimentation et de propriétés rhéologiques. The dispersing agents available to date do not make it possible to obtain aqueous suspensions of lime giving complete satisfaction especially in terms of sedimentation and rheological properties.
Un objet de la présente invention est d'éviter le problème de la sédimentation lorsque les suspensions de chaux sont conservées sans agitation. An object of the present invention is to avoid the problem of sedimentation when lime slurries are kept without stirring.
Un autre objet de la présente invention est de proposer des suspensions aqueuses de chaux les plus concentrées possible et qui présentent une rhéologie adaptée à leurs utilisations dans les procédés industriels.
De manière inattendue, les inventeurs ont mis en évidence qu'en utilisant un polymère de structure particulière, il était possible d'obtenir des suspensions aqueuses concentrées et stables dans le temps. Another object of the present invention is to provide aqueous lime suspensions as concentrated as possible and which have a rheology adapted to their uses in industrial processes. Unexpectedly, the inventors have demonstrated that by using a polymer of particular structure, it was possible to obtain concentrated and stable aqueous suspensions over time.
Plus précisément, un premier objet de la présente invention concerne l'utilisation d'un copolymère hydrosoluble constitué : More specifically, a first subject of the present invention relates to the use of a water-soluble copolymer consisting of:
- de monomères d'acide méthacrylique et/ou de l'un quelconque de ses sels, methacrylic acid monomers and / or any of its salts,
- éventuellement de monomères d'acide acrylique et/ou de l'un quelconque de ses sels, optionally acrylic acid monomers and / or any of its salts,
- de monomères de formule (I) : monomers of formula (I):
R - X - R' R - X - R '
(D (D
selon laquelle : according to which:
R représente une fonction insaturée polymérisable, notamment acrylate, méthacrylate, méthacryluréthane, vinyl ou allyl, R represents a polymerizable unsaturated functional group, in particular acrylate, methacrylate, methacrylurethane, vinyl or allyl,
R' désigne l'hydrogène ou un groupe alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone, X représente une structure comportant n unité(s) d'oxyde d'éthylène OE et m unité(s) d'oxyde de propylène OP, disposées de manière aléatoire ou de manière régulière, R 'denotes hydrogen or an alkyl group having from 1 to 4 carbon atoms, X represents a structure comprising n unit (s) of ethylene oxide EO and m unit (s) of propylene oxide OP, arranged randomly or regularly,
m et n sont 2 entiers non nuls et compris entre 1 et 150, m and n are 2 non-zero integers and between 1 and 150,
pour préparer une suspension aqueuse d' hydroxyde de calcium à partir d' hydroxyde de calcium sous forme de poudre. to prepare an aqueous suspension of calcium hydroxide from calcium hydroxide in powder form.
La présente invention a également pour objet une suspension aqueuse d'hydroxyde de calcium, comprenant au moins un copolymère constitué : The subject of the present invention is also an aqueous suspension of calcium hydroxide, comprising at least one copolymer consisting of:
- de monomères d'acide méthacrylique et/ou de l'un quelconque de ses sels, methacrylic acid monomers and / or any of its salts,
- éventuellement de monomères d'acide acrylique et/ou de l'un quelconque de ses sels, optionally acrylic acid monomers and / or any of its salts,
- de monomères de formule (I) : monomers of formula (I):
R - X - R' R - X - R '
(D (D
selon laquelle :
R représente une fonction insaturée polymérisable, notamment acrylate, méthacrylate, méthacryluréthane, vinyl ou allyl, according to which: R represents a polymerizable unsaturated functional group, in particular acrylate, methacrylate, methacrylurethane, vinyl or allyl,
R' désigne l'hydrogène ou un groupe alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone, X représente une structure comportant n unité(s) d'oxyde d'éthylène OE et m unité(s) d'oxyde de propylène OP, disposées de manière aléatoire ou de manière régulière, R 'denotes hydrogen or an alkyl group having from 1 to 4 carbon atoms, X represents a structure comprising n unit (s) of ethylene oxide EO and m unit (s) of propylene oxide OP, arranged randomly or regularly,
m et n sont 2 entiers non nuls et compris entre 1 et 150. m and n are 2 non-zero integers and ranging from 1 to 150.
En effet, les inventeurs se sont rendu compte que pour que les suspensions aqueuses présentent les propriétés de stabilité dans le temps et concentration attendues, il était nécessaire de disperser les particules d'hydroxyde de calcium en présence d'un copolymère hydrosoluble de type peigne présentant un squelette acide (méth)acrylique et de chaînes latérales poly(alkylèneglycol) de structure particulière. Par « hydroxyde de calcium sous forme de poudre », on entend des particules de chaux éteinte. La chaux éteinte est une chaux constituée d'un ensemble de particules solides, principalement de dihydroxyde de calcium Ca(OH)2 qui est le résultat de la réaction de particules de chaux vive avec de l'eau, réaction appelée hydratation ou extinction. La chaux éteinte s'appelle également chaux hydratée. De façon générale, la chaux éteinte peut contenir des impuretés, qui sont principalement issues de la chaux vive, par exemple magnésie, oxyde de magnésium, A1203, Fe203, MgO, S, Si02, Mn 04, silicates etc. La chaux éteinte peut se présenter sous forme pulvérulente ou sous forme de suspension aqueuse, appelée lait de chaux. Dans le cadre de la présente invention, on disperse de la chaux éteinte sous forme de poudre dans une solution aqueuse afin d'obtenir un lait de chaux concentré et stable dans le temps. On utilise par exemple comme matière minérale de départ une chaux éteinte sous forme de poudre commercialement disponible. On cite, à titre d'exemple, la chaux éteinte vendue sous la dénomination Supercalco® 97, Supercalco® 97/20, Sorbacal® SP, Standard Hydrated Lime, MicroCal® HF. Indeed, the inventors have realized that in order for the aqueous suspensions to exhibit the stability properties in the expected time and concentration, it was necessary to disperse the calcium hydroxide particles in the presence of a water-soluble comb-type copolymer having a (meth) acrylic acid backbone and poly (alkylene glycol) side chains of particular structure. By "calcium hydroxide in powder form" is meant slaked lime particles. Slaked lime is a lime consisting of a set of solid particles, mainly calcium dihydroxide Ca (OH) 2 which is the result of the reaction of quicklime particles with water, a reaction called hydration or extinction. The hydrated lime is also called hydrated lime. In general, the slaked lime may contain impurities, which are mainly derived from quicklime, for example magnesia, magnesium oxide, Al 2 O 3 , Fe 2 O 3 , MgO, S, SiO 2 , MnO 4 , silicates etc. The slaked lime can be in pulverulent form or in the form of an aqueous suspension, called lime milk. In the context of the present invention, slaked lime in the form of a powder is dispersed in an aqueous solution in order to obtain a lime milk that is concentrated and stable over time. For example, the starting material used is a slaked lime in the form of a commercially available powder. By way of example, mention is made of the slaked lime sold under the names Supercalco® 97, Supercalco® 97/20, Sorbacal® SP, Standard Hydrated Lime and MicroCal® HF.
Le copolymère méthacrylique particulier selon l'invention est un copolymère hydrosoluble de type peigne présentant un squelette acide méthacrylique, et éventuellement acide acrylique, et de chaînes latérales poly(alkylèneglycol).
Par « poly(alkylène glycol) », on entend un polymère d'un alkylène glycol dérivé d'un oxyde oléf inique. The particular methacrylic copolymer according to the invention is a water-soluble comb-type copolymer having a methacrylic acid skeleton, and optionally acrylic acid, and poly (alkylene glycol) side chains. By "poly (alkylene glycol)" is meant a polymer of an alkylene glycol derived from an olefinic oxide.
Les chaînes poly(alkylène glycol) du copolymère selon la présente invention renferment une proportion de groupes éthylène-oxy et une proportion de groupes propylène-oxy. Les chaînes poly(alkylène glycol) selon la présente invention peuvent par exemple comprendre une proportion dominante de groupe éthylène-oxy en association avec une proportion secondaire de groupe propylène-oxy. Des exemples spécifiques de polymère alkylène glycol comprennent : les poly(alkylènes glycols) ayant un poids moléculaire moyen de 1 000, 4 000, 6000, 10 000 et 20 000 g/mol ; les polyéthylène polypropylène glycols ayant un pourcentage d'oxyde d'éthylène compris entre 20 et 80 % en poids et un pourcentage d'oxyde de propylène compris entre 20 et 80 % en poids. The poly (alkylene glycol) chains of the copolymer according to the present invention contain a proportion of ethyleneoxy groups and a proportion of propyleneoxy groups. The poly (alkylene glycol) chains according to the present invention may for example comprise a major proportion of ethyleneoxy group in combination with a secondary proportion of propyleneoxy group. Specific examples of the alkylene glycol polymer include: polyalkylene glycols having an average molecular weight of 1,000, 4,000, 6,000, 10,000 and 20,000 g / mol; polyethylene polypropylene glycols having a percentage of ethylene oxide of between 20 and 80% by weight and a percentage of propylene oxide of between 20 and 80% by weight.
Il est à noter que les groupes éthylène-oxy et les groupes propylène-oxy des chaînes latérales du copolymère peuvent être disposés de manière aléatoire, de manière régulière ou en bloc. It should be noted that the ethyleneoxy groups and the propyleneoxy groups of the side chains of the copolymer may be arranged in a random manner, in a regular manner or in a block.
Plus précisément, le polymère selon la présente invention est constitué : More specifically, the polymer according to the present invention consists of:
- de monomères d'acide méthacrylique et/ou de l'un quelconque de ses sels,methacrylic acid monomers and / or any of its salts,
- éventuellement de monomères d'acide acrylique et/ou de l'un quelconque de ses sels, optionally acrylic acid monomers and / or any of its salts,
- de monomères de formule (I) : monomers of formula (I):
R - X - R' R - X - R '
(I) (I)
selon laquelle : according to which:
R représente une fonction insaturée polymérisable, notamment acrylate, méthacrylate, méthacryluréthane, vinyl ou allyl, R represents a polymerizable unsaturated functional group, in particular acrylate, methacrylate, methacrylurethane, vinyl or allyl,
R' désigne l'hydrogène ou un groupe alkyle ayant de 1 à 4 atomes de carbone, X représente une structure comportant n unité(s) d'oxyde d'éthylène OE et m unité(s) d'oxyde de propylène OP, disposées de manière aléatoire ou de manière régulière, R 'denotes hydrogen or an alkyl group having from 1 to 4 carbon atoms, X represents a structure comprising n unit (s) of ethylene oxide EO and m unit (s) of propylene oxide OP, arranged randomly or regularly,
m et n sont 2 entiers non nuls et compris entre 1 et 150.
Ainsi, le copolymère selon l'invention présente un squelette constitué de monomères acide méthacrylique, et éventuellement de monomères acide acrylique. Les inventeurs se sont en effet rendu compte que la présence de monomères d'acide méthacrylique dans le squelette du copolymère selon l'invention était indispensable pour résoudre le problème technique à l'origine de la présente invention. m and n are 2 non-zero integers and ranging from 1 to 150. Thus, the copolymer according to the invention has a skeleton consisting of methacrylic acid monomers, and optionally acrylic acid monomers. The inventors have indeed realized that the presence of methacrylic acid monomers in the backbone of the copolymer according to the invention was essential to solve the technical problem at the origin of the present invention.
Selon un mode de réalisation de l'invention, le copolymère présente un squelette constitué de monomères d'acide méthacrylique exclusivement. According to one embodiment of the invention, the copolymer has a skeleton consisting exclusively of methacrylic acid monomers.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, le copolymère présente un squelette constitué de monomères d'acide méthacrylique et de monomères d'acide acrylique. According to another embodiment of the invention, the copolymer has a skeleton consisting of methacrylic acid monomers and acrylic acid monomers.
Ainsi, il est exclu dans le cadre de la présente invention d'utiliser un copolymère présentant un squelette constitué exclusivement de monomères d'acide acrylique. Thus, it is excluded in the context of the present invention to use a copolymer having a skeleton consisting exclusively of acrylic acid monomers.
Les inventeurs ont en outre constaté que l'utilisation dans la cadre de la présente invention du copolymère de type peigne commercialisé sous le nom Ethacryl® G (dispersant polycarboxylate de la société Coatex qui ne contient pas de monomères d'acide méthacrylique) ne convient pas pour résoudre le problème technique à l'origine de la présente invention. Ledit copolymère est obtenu par les procédés connus de copolymérisation radicalaire conventionnelle en solution, en vrac, en bulk, en émulsion directe ou inversée, en suspension ou par précipitation dans des solvants appropriés, en présence de systèmes catalytiques et d'agents de transfert connus, ou encore, par des procédés de polymérisation radicalaire contrôlés tels que le procédé connu sous le nom de transfert de chaînes par addition-fragmentation réversible (RAFT), le procédé connu sous le nom de polymérisation radicalaire par transfert d'atomes (ATRP), le procédé connu sous le nom de polymérisation médiée par des nitroxydes (NMP), ou encore, le procédé connu sous le nom de polymérisation radicalaire médiée par des cobaloximes. II est obtenu sous une forme acide et éventuellement distillée. Il peut également être partiellement ou totalement neutralisé par un ou plusieurs agents de neutralisation choisis parmi les hydroxydes de sodium, de calcium, de magnésium et de potassium et leurs mélanges ou choisis parmi les aminés.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, ledit copolymère est 100 % neutralisé avec de l'hydroxyde de sodium. The inventors have further found that the use in the context of the present invention of the comb-type copolymer sold under the name Ethacryl® G (polycarboxylate dispersant from Coatex which does not contain methacrylic acid monomers) is not suitable. to solve the technical problem at the origin of the present invention. Said copolymer is obtained by the known methods of conventional free radical copolymerization in solution, in bulk, in bulk, in direct or inverted emulsion, in suspension or by precipitation in appropriate solvents, in the presence of known catalyst systems and transfer agents, or by controlled radical polymerization processes such as the method known as reversible addition-fragmentation chain transfer (RAFT), the method known as atom transfer radical polymerization (ATRP), the a process known as nitroxide-mediated polymerization (NMP), or the process known as cobaloxim-mediated radical polymerization. It is obtained in an acid form and optionally distilled. It may also be partially or totally neutralized with one or more neutralization agents chosen from hydroxides of sodium, calcium, magnesium and potassium and their mixtures or chosen from amines. According to one embodiment of the present invention, said copolymer is 100% neutralized with sodium hydroxide.
Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, ledit copolymère est partiellement neutralisé avec de l'hydroxyde de sodium. According to another embodiment of the present invention, said copolymer is partially neutralized with sodium hydroxide.
Selon un mode de réalisation, ladite suspension aqueuse d'hydroxyde de calcium contient une concentration en copolymère hydrosoluble qui varie entre 0,01 et 10 % en poids, sur la base du poids total de particules d'hydroxyde de calcium dans la suspension. According to one embodiment, said aqueous calcium hydroxide suspension contains a concentration of water-soluble copolymer which ranges from 0.01 to 10% by weight, based on the total weight of calcium hydroxide particles in the suspension.
Selon un autre mode de réalisation, ladite suspension aqueuse d'hydroxyde de calcium contient une concentration en copolymère hydrosoluble qui varie entre 0,05 et 5 % en poids, sur la base du poids total de particules d'hydroxyde de calcium dans la suspension. According to another embodiment, said aqueous calcium hydroxide suspension contains a water-soluble copolymer concentration which varies between 0.05 and 5% by weight, based on the total weight of calcium hydroxide particles in the suspension.
Selon un autre mode de réalisation encore, ladite suspension aqueuse d'hydroxyde de calcium contient une concentration en copolymère hydrosoluble qui varie entre 0,1 et 3,0 % en poids, sur la base du poids total de particules d'hydroxyde de calcium dans la suspension. According to yet another embodiment, said aqueous suspension of calcium hydroxide contains a concentration of water-soluble copolymer which varies between 0.1 and 3.0% by weight, based on the total weight of calcium hydroxide particles in suspension.
Selon un autre mode de réalisation, ladite suspension aqueuse d'hydroxyde de calcium contient une concentration en copolymère hydrosoluble qui varie entre 0,2 et 2,0 % en poids, sur la base du poids total de particules d'hydroxyde de calcium dans la suspension. According to another embodiment, said aqueous suspension of calcium hydroxide contains a concentration of water-soluble copolymer which varies between 0.2 and 2.0% by weight, based on the total weight of calcium hydroxide particles in the suspension.
Selon un autre mode de réalisation, la suspension aqueuse selon la présente invention se compose d'une solution aqueuse, par exemple d'eau éventuellement additivée, de particules d'hydroxyde de calcium et d'un copolymère selon la présente invention. Selon un autre mode de réalisation, la suspension aqueuse selon la présente invention se compose d'eau, de particules d'hydroxyde de calcium et d'un copolymère selon la présente invention. Selon ce mode de réalisation, la suspension aqueuse ne comprend aucun additif autre que le copolymère décrit dans la présente demande, c'est-à-dire qu'elle ne comprend pas, par exemple, un autre polymère ou dispersant.
Selon un mode de réalisation, la suspension aqueuse est une suspension aqueuse contenant une teneur sèche d'au moins 40 % en poids, sur la base du poids total de la suspension aqueuse. Selon un autre mode de réalisation, la suspension aqueuse selon la présente invention a une teneur en particules d'hydroxyde de calcium comprise entre 40 à 60 % en poids, sur la base du poids total de la suspension aqueuse. According to another embodiment, the aqueous suspension according to the present invention is composed of an aqueous solution, for example optionally added water, calcium hydroxide particles and a copolymer according to the present invention. According to another embodiment, the aqueous suspension according to the present invention is composed of water, calcium hydroxide particles and a copolymer according to the present invention. According to this embodiment, the aqueous suspension does not comprise any additive other than the copolymer described in the present application, that is to say that it does not include, for example, another polymer or dispersant. According to one embodiment, the aqueous suspension is an aqueous suspension containing a dry content of at least 40% by weight, based on the total weight of the aqueous suspension. According to another embodiment, the aqueous suspension according to the present invention has a calcium hydroxide particle content of between 40 to 60% by weight, based on the total weight of the aqueous suspension.
La viscosité de ladite suspension aqueuse mesurée par un viscosimètre Brookfield DVIII à 10 rpm étant comprise entre 25 et 1 000 mPa.s à 20°C, ladite suspension étant susceptible d'être obtenue par le procédé de la présente invention. The viscosity of said aqueous suspension measured by a Brookfield DVIII viscometer at 10 rpm is between 25 and 1000 mPa.s at 20 ° C, said suspension being obtainable by the method of the present invention.
Selon un autre mode de réalisation, la suspension aqueuse selon la présente invention a une teneur en particules d'hydroxyde de calcium comprise entre 45 à 55 % en poids, sur la base du poids total de la suspension aqueuse. Selon un mode de réalisation de la présente invention, ledit copolymère présente une masse moléculaire comprise entre 30 000 et 200 000 g/mol telle que déterminée par chromato graphie d'exclusion stérique (CES). According to another embodiment, the aqueous suspension according to the present invention has a calcium hydroxide particle content of between 45 to 55% by weight, based on the total weight of the aqueous suspension. According to one embodiment of the present invention, said copolymer has a molecular mass of between 30,000 and 200,000 g / mol as determined by size exclusion chromatography (CES).
Selon un autre mode de réalisation de la présente invention, le copolymère présente une masse moléculaire comprise entre 30 000 et 160 000 g/mol telle que déterminée par chromato graphie d'exclusion stérique (CES). According to another embodiment of the present invention, the copolymer has a molecular mass of between 30,000 and 160,000 g / mol as determined by size exclusion chromatography (CES).
Selon un mode de réalisation de la présente invention, dans ledit copolymère hydrosoluble, ledit monomère de formule (I) est tel que n et m sont deux entiers non nuls et n+m > 17. According to one embodiment of the present invention, in said water-soluble copolymer, said monomer of formula (I) is such that n and m are two non-zero integers and n + m> 17.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, dans ledit copolymère hydrosoluble, la fonction R dudit monomère de formule (I) représente la fonction méthacrylate. According to one embodiment of the present invention, in said water-soluble copolymer, the R function of said monomer of formula (I) represents the methacrylate function.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, dans ledit copolymère, la fonction R' dudit monomère de formule (I) représente H ou C¾.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, dans ledit copolymère, ledit monomère de formule (I) est constitué de, exprimé en pourcentage en poids de chacun de ses constituants : - 5 à 30 % en poids de monomères d'acide méthacrylique et/ou de l'un quelconque de ses sels, According to one embodiment of the present invention, in said copolymer, the function R 'of said monomer of formula (I) represents H or C¾. According to one embodiment of the present invention, in said copolymer, said monomer of formula (I) consists of, expressed in percentage by weight of each of its constituents: 5 to 30% by weight of methacrylic acid monomers and / or any of its salts,
- 0 à 10 % en poids de monomères d'acide acrylique et/ou de l'un quelconque de ses sels, 0 to 10% by weight of acrylic acid monomers and / or any of its salts,
- 70 à 95% en poids de monomères de formule (I). - 70 to 95% by weight of monomers of formula (I).
Selon un mode de réalisation de la présente invention, dans ledit copolymère, ledit monomère de formule (I) est constitué de, exprimé en pourcentage en poids de chacun de ses constituants : According to one embodiment of the present invention, in said copolymer, said monomer of formula (I) consists of, expressed as a percentage by weight of each of its constituents:
- 7 à 22 % en poids de monomères d'acide méthacrylique et/ou de l'un quelconque de ses sels, - 7 to 22% by weight of methacrylic acid monomers and / or any of its salts,
- 0 à 5 % en poids de monomères d'acide acrylique et/ou de l'un quelconque de ses sels, 0 to 5% by weight of acrylic acid monomers and / or any of its salts,
- 78 à 93% en poids de monomères de formule (I). 78 to 93% by weight of monomers of formula (I).
Un troisième objet de la présente invention concerne également l'utilisation de la suspension aqueuse de chaux éteinte selon l'invention dans les applications qui suivent. A third object of the present invention also relates to the use of the aqueous suspension of slaked lime according to the invention in the following applications.
Les suspensions peuvent être utilisées dans le traitement des fumées d'usine de production d'énergie utilisant des combustibles (notamment du charbon) contenant par exemple du soufre et d'autres impuretés qui génèrent des molécules acides (dioxyde de soufre, trioxyde de soufre, acide sulfurique, acide chlorhydrique, acide fluorhydrique...) ou polluantes (mercure, métaux lourds...). Elles peuvent également être utilisées dans les usines d'incinération d'ordure ménagères ou industrielles qui génèrent le même type de polluants avec en plus des dioxines. L'utilisation de chaux en suspension aqueuse concentrée, pulvérisée dans les fumées permet de piéger les polluants qui sont ensuite éliminés dans les résidus solides produits par la réaction avec la chaux et le séchage partiel ou total de ces produits de réaction.
Les suspensions peuvent être utilisées comme agents neutralisants de produits de réaction acides, permettant leur élimination sous forme solide et/ou neutralisée ou leur utilisation sous forme de sel de calcium (comme par exemple des sulfonates et phénates neutralisés comme additifs des produits lubrifiants). De manière non exhaustive, on peut citer la neutralisation des boues acides provenant de la fabrication du dioxyde de titane, la neutralisation des solutions acides produites lors des procédés de fabrication de produits chimiques. The suspensions can be used in the treatment of fumes from energy production plants using fuels (especially coal) containing for example sulfur and other impurities that generate acidic molecules (sulfur dioxide, sulfur trioxide, sulfuric acid, hydrochloric acid, hydrofluoric acid ...) or pollutants (mercury, heavy metals ...). They can also be used in household or industrial waste incineration plants that generate the same type of pollutants with dioxins as well. The use of lime in concentrated aqueous suspension, sprayed into the fumes, traps the pollutants which are then eliminated in the solid residues produced by the reaction with lime and the partial or total drying of these reaction products. The suspensions may be used as neutralizing agents for acidic reaction products, allowing their removal in solid and / or neutralized form or their use in the form of a calcium salt (such as, for example, neutralized sulphonates and phenates as lubricant additives). Non-exhaustively, mention may be made of the neutralization of acid sludges from the manufacture of titanium dioxide, the neutralization of acidic solutions produced during chemical manufacturing processes.
Les suspensions aqueuses de la présente invention peuvent être utilisées comme agents neutralisants des effluents de mine, dans le but de neutraliser l'acidité et/ou séparer les métaux lourds en solution avant le rejet des fluides dans le milieu naturel ou en lagune. The aqueous suspensions of the present invention can be used as neutralizing agents for the mine effluents, with the aim of neutralizing the acidity and / or separating the heavy metals in solution before the discharge of the fluids in the natural environment or in the lagoon.
Les suspensions peuvent être utilisées dans les procédés de décarbonatation de l'eau, procédé permettant de réduire la dureté temporaire de l'eau (élimination partielle ou totale des hydrogénocarbonates des métaux alcalino-terreux). Les eaux ainsi traitées sont destinées à être utilisées comme eaux potables ou eau industrielles, éventuellement après un réajustement du pH au moyen de dioxyde de carbone ou de tout autre acide convenant à l'application finale. The suspensions can be used in water decarbonation processes, a method for reducing the temporary hardness of water (partial or total elimination of alkaline earth metal hydrogencarbonates). The water thus treated is intended to be used as drinking water or industrial water, possibly after a readjustment of the pH by means of carbon dioxide or any other acid suitable for the final application.
Les traitements de purification des eaux potables, usées ou industrielles engendrent des résidus appelés boues. Ces boues sont d'abord séparées de l'eau purifiée puis traitées afin de les stabiliser et de les concentrer. Le procédé de traitement de ces boues est appelé généralement le conditionnement et fait appel à des additifs organiques et/ou minéraux. Treatment of drinking water purification, wastewater or industrial generate residues called sludge. These sludges are first separated from the purified water and then treated in order to stabilize and concentrate them. The sludge treatment process is generally called conditioning and uses organic and / or inorganic additives.
La présente invention concerne également l'utilisation de la suspension aqueuse de chaux éteinte selon l'invention pour le conditionnement des boues, issues des usines de traitement d'eau usée. La chaux en suspension est utilisée dans un premier temps pour favoriser la floculation des boues et dans un second temps pour la stérilisation par le pH des dites boues par maintien de ces dernières à un pH de 12 ou plus, pendant 24 à 72 heures ou plus.
Les suspensions peuvent être utilisées dans le traitement des granulats utilisés lors du procédé de production d'enrobés bitumineux. L'adhésion des émulsions de bitumes sur les granulats est grandement améliorée lorsque ces granulats sont au préalable traités par la chaux. Cette meilleure adhérence conduit à des revêtements bitumineux plus résistants à l'usure, à la déformation et ayant une intégrité physique prolongée. The present invention also relates to the use of the aqueous suspension of slaked lime according to the invention for the conditioning of sludge, from wastewater treatment plants. The suspended lime is used initially to promote the flocculation of the sludge and in a second time for the sterilization by the pH of said sludge by maintaining the sludge at a pH of 12 or more, for 24 to 72 hours or more . The suspensions may be used in the treatment of aggregates used in the bituminous mix production process. The adhesion of the bitumen emulsions to the aggregates is greatly improved when these aggregates are previously treated with lime. This better adhesion leads to bituminous coatings that are more resistant to wear, deformation and have a prolonged physical integrity.
Les suspensions aqueuses de la présente invention peuvent être utilisées dans la production des matériaux de construction du type béton cellulaire. La chaux est mélangée à du ciment, du sable et de la poudre d'aluminium. Le pH élevé du mélange provoque un dégagement gazeux d'hydrogène par attaque de l'aluminium et la pâte aérée ainsi produite est moulée puis autoclavée pour produire des pièces en béton cellulaire. The aqueous suspensions of the present invention can be used in the production of cellular concrete construction materials. The lime is mixed with cement, sand and aluminum powder. The high pH of the mixture causes off-gassing of hydrogen by attacking the aluminum and the aerated dough thus produced is molded and then autoclaved to produce pieces of cellular concrete.
Les suspensions aqueuses de la présente invention peuvent être utilisées dans le traitement des sols contaminés dans le but de neutraliser l'acidité de ces sols, d'immobiliser les polluants par neutralisation ou floculation et éviter ainsi l'entraînement desdits polluants dans les eaux souterraines. The aqueous suspensions of the present invention can be used in the treatment of contaminated soils in order to neutralize the acidity of these sols, immobilize the pollutants by neutralization or flocculation and thus avoid the entrainment of said pollutants in the groundwater.
Les suspensions aqueuses de la présente invention peuvent être utilisées dans le traitement des sols en agriculture afin de corriger le pH des ces sols, amender lesdits sols en apportant une source de calcium ou de calcium et magnésium dans le cas des chaux dolomitiques et rendre ces sols moins imperméables par floculation des argiles qu'ils contiennent. Les suspensions aqueuses de la présente invention peuvent être utilisées dans le traitement des eaux de surfaces, lacs, étangs et rivières dans le but d'ajuster le pH de l'eau pour réduire l'impact de l'acidification de ces dites eaux, acidification d'origine pluviale ou animale dans le cas des élevages piscicoles. Les suspensions aqueuses de la présente invention peuvent être utilisées dans la production d'aliments pour le bétail ou les volailles et entre autre comme source de calcium ou calcium et magnésium.
Les suspensions aqueuses de la présente invention peuvent être utilisées dans l'industrie du papier, par exemple comme constituant de la pâte à papier. The aqueous suspensions of the present invention can be used in the treatment of soils in agriculture to correct the pH of these soils, amend said soils by providing a source of calcium or calcium and magnesium in the case of dolomitic lime and make these soils less impervious by flocculation of the clays they contain. The aqueous suspensions of the present invention can be used in the treatment of surface waters, lakes, ponds and rivers in order to adjust the pH of the water to reduce the impact of the acidification of these waters, acidification of rain or animal origin in the case of fish farms. The aqueous suspensions of the present invention can be used in the production of feed for cattle or poultry and among others as a source of calcium or calcium and magnesium. The aqueous suspensions of the present invention can be used in the paper industry, for example as a constituent of paper pulp.
Elles peuvent encore être utilisées pour le raffinage du sucre. They can still be used for refining sugar.
Elles peuvent aussi être utilisées pour la production de carbonate de calcium précipité (PCC). They can also be used for the production of precipitated calcium carbonate (PCC).
La présente invention concerne également l'utilisation de la suspension aqueuse d'hydroxyde de calcium selon l'invention pour le traitement des fumées industrielles, notamment pour la désulfurisation des fumées, ou pour le traitement des eaux usées domestiques, notamment potables, ou industrielles. The present invention also relates to the use of the aqueous suspension of calcium hydroxide according to the invention for the treatment of industrial fumes, in particular for the desulfurization of fumes, or for the treatment of domestic wastewater, especially drinking water, or industrial.
La présente invention concerne également un procédé de traitement des gaz ou des fumées comprenant une étape consistant à injecter/pulvériser une suspension aqueuse de chaux éteinte selon l'invention dans les gaz ou fumées à traiter de manière à en éliminer les composés acides, les oxydes de soufre, l'acide chlorhydrique... etc. The present invention also relates to a process for the treatment of gases or fumes comprising a step of injecting / spraying an aqueous suspension of slaked lime according to the invention in the gases or fumes to be treated so as to eliminate acid compounds, oxides sulfur, hydrochloric acid, etc.
Un autre objet de la présente invention concerne un procédé de préparation d'une suspension aqueuse d'hydroxyde de calcium selon l'invention. Another subject of the present invention relates to a process for preparing an aqueous suspension of calcium hydroxide according to the invention.
Plus précisément, la présente invention concerne un procédé de préparation d'une suspension aqueuse d'hydroxyde de calcium, comprenant les étapes selon lesquelles : a) on prépare une solution aqueuse contenant un copolymère selon l'invention, et More specifically, the present invention relates to a process for preparing an aqueous suspension of calcium hydroxide, comprising the steps according to which: a) an aqueous solution containing a copolymer according to the invention is prepared, and
b) on mélange à ladite solution aqueuse de l'étape a) l'hydroxyde de calcium sous forme de poudre. b) mixing with said aqueous solution of step a) calcium hydroxide in powder form.
Selon un mode de réalisation, ledit procédé comprend en outre une étape consistant à soumettre la suspension à un cisaillement homogène. According to one embodiment, said method further comprises a step of subjecting the suspension to homogeneous shear.
Dans le cadre de la présente invention, et selon ce mode de réalisation, un cisaillement homogène a pour effet d'appliquer les mêmes contraintes mécaniques minimales pour toutes les parties de la suspension aqueuse ainsi traitée.
Selon un autre mode de réalisation, ledit procédé comprend en outre une étape consistant à soumettre la suspension à un cisaillement homogène de degré de cisaillement supérieur à 50 000 s"1. In the context of the present invention, and according to this embodiment, a homogeneous shear has the effect of applying the same minimum mechanical stresses for all parts of the aqueous suspension thus treated. According to another embodiment, said method further comprises a step of subjecting the suspension to homogeneous shear with a degree of shear greater than 50,000 sec -1 .
Un tel degré de cisaillement permet d'obtenir une suspension ayant une teneur en chaux éteinte élevée, qui ne sédimente pas et stable dans le temps. Appliquer un tel degré de cisaillement aux suspensions de chaux éteinte permet donc, en combinaison avec l'utilisation d'un copolymère hydrosoluble de structure chimique particulière, d'atteindre ces objectifs. On optimise ainsi significativement les propriétés rhéologiques de la dispersion résultante dans le temps. Such a degree of shearing makes it possible to obtain a suspension having a high slaked lime content, which does not sediment and is stable over time. Applying such a degree of shear to the suspensions of slaked lime thus makes it possible, in combination with the use of a water-soluble copolymer of particular chemical structure, to achieve these objectives. The rheological properties of the resulting dispersion are thus significantly optimized over time.
Selon un mode de réalisation, on applique un cisaillement homogène de degré de cisaillement supérieur à 60 000 s"1, notamment supérieur à 70 000 s"1. According to one embodiment, homogeneous shear of shear degree greater than 60,000 s -1 , in particular greater than 70,000 s -1 , is applied.
Le cisaillement homogène requis selon ce mode de réalisation de la présente invention, peut être obtenu selon plusieurs variantes. The homogeneous shear required according to this embodiment of the present invention can be obtained in several variants.
Selon une première variante, on peut envisager de soumettre la suspension à un taux de cisaillement constant. According to a first variant, it is conceivable to subject the suspension to a constant shear rate.
Cependant, l'invention n'est pas limitée à ce mode de réalisation particulier. Par exemple, le taux de cisaillement peut être distinct, à un temps donné, pour deux points de la suspension. C'est ainsi qu'en variant la géométrie du dispositif utilisé pour générer les forces de cisaillement, il est possible de moduler le taux de cisaillement appliqué à ladite dispersion dans le temps et/ou dans l'espace. However, the invention is not limited to this particular embodiment. For example, the shear rate can be distinct, at a given time, for two points of the suspension. Thus, by varying the geometry of the device used to generate the shear forces, it is possible to modulate the shear rate applied to said dispersion in time and / or space.
La dispersion étant fluide lorsqu'elle est soumise au cisaillement, chaque partie de celle- ci peut être ainsi soumise à un taux de cisaillement qui varie dans le temps. Le cisaillement est dit homogène lorsque quelle que soit la variation dans le temps du taux de cisaillement, celui-ci passe par une valeur minimale qui est la même pour toutes les parties de la dispersion, à un instant donné qui peut différer d'un endroit à l'autre de la dispersion. Since the dispersion is fluid when subjected to shear, each part thereof can be subjected to a shear rate that varies over time. The shear is said to be homogeneous when, irrespective of the variation in time of the shear rate, it passes through a minimum value which is the same for all the parts of the dispersion, at a given moment which may differ from one place to the other of dispersion.
II est envisageable d'introduire la suspension aqueuse de chaux dans le dispositif de cisaillement sous la forme d'une suspension aqueuse totale (la totalité de la suspension est introduite dans le dispositif) ou sous forme d'une suspension aqueuse primaire (une partie seulement de la suspension est introduite dans le dispositif).
Le dispositif de cisaillement peut présenter des configurations variées. La configuration exacte n'est pas essentielle selon l'invention dès lors qu'en sortie de ce dispositif l'ensemble de la dispersion a été soumis au même cisaillement minimal. It is conceivable to introduce the aqueous suspension of lime in the shearing device in the form of a total aqueous suspension (the entire suspension is introduced into the device) or in the form of a primary aqueous suspension (only a part suspension is introduced into the device). The shearing device can have various configurations. The exact configuration is not essential according to the invention since at the output of this device the entire dispersion has been subjected to the same minimum shear.
A titre illustratif mais non limitatif des dispositifs pouvant être mis en œuvre selon l'invention, pour appliquer un cisaillement homogène, on peut notamment citer le mélangeur IKA® Magic Lab et le Dispax Reactor® DR2000. By way of illustration but not limitation of the devices that can be implemented according to the invention, to apply a homogeneous shear, mention may be made in particular of the IKA® Magic Lab mixer and the Dispax Reactor® DR2000.
Selon un mode de réalisation de la présente invention, on utilise un mélangeur du type rotor-stator pour réaliser ledit cisaillement homogène, par exemple de degré de cisaillement supérieur à 50 000 s"1. According to one embodiment of the present invention, a rotor-stator type mixer is used to achieve said homogeneous shear, for example with a shear rate greater than 50,000 s -1 .
Selon un autre mode de réalisation, on utilise un mélangeur constitué de plusieurs couples rotor-stator en série directe. Selon un mode de réalisation de la présente invention, on utilise un mélangeur constitué de pièces cylindriques qui présentent une vitesse tangentielle supérieure à 40 m/sec. Un mélangeur du type rotor-stator est généralement constitué de deux disques concentriques délimitant une enceinte dans laquelle circule la dispersion primaire. L'un des disques est immobile (stator) et l'autre animé d'un mouvement uniforme de rotation autour de son axe (rotor). Un tel dispositif comprend une conduite d'alimentation en produit (en l'espèce suspension de chaux) lequel traverse le disque supérieur pour déboucher dans la partie centrale de l'enceinte. La suspension passe par l'entrefer constitué entre le stator et le rotor. Le rotor (pièce du dispositif entraîné par un moteur) et le stator (pièce fixe) sont respectivement constitués, sur leur couronne extérieure, de fentes qui permettent la circulation de la suspension de chaux à cisailler. Un tel dispositif comprend également une conduite de sortie reliée à un réservoir destiné à recevoir la suspension ainsi cisaillée. According to another embodiment, a mixer consisting of several rotor-stator pairs in direct series is used. According to one embodiment of the present invention, a mixer consisting of cylindrical pieces which have a tangential speed greater than 40 m / sec is used. A rotor-stator type mixer generally consists of two concentric disks defining an enclosure in which the primary dispersion circulates. One of the disks is immobile (stator) and the other animated with a uniform rotation around its axis (rotor). Such a device comprises a product supply pipe (in this case suspension of lime) which passes through the upper disk to open into the central part of the enclosure. The suspension passes through the gap formed between the stator and the rotor. The rotor (part of the device driven by a motor) and the stator (fixed part) are respectively constituted, on their outer ring, slots which allow the circulation of lime slurry to shear. Such a device also comprises an outlet pipe connected to a reservoir for receiving the suspension thus sheared.
Le dispositif de cisaillement peut comprendre une boucle de recirculation qui permet de multiplier les passages dans le dispositif de cisaillement. The shearing device may comprise a recirculation loop which makes it possible to multiply the passages in the shearing device.
Ainsi, selon un mode de réalisation, le dispositif utilisé pour réaliser ledit cisaillement homogène est équipé d'une boucle de recirculation.
Selon un mode de réalisation, on utilise pour réaliser ledit cisaillement homogène un dispositif configuré pour une dépense d'énergie d'au moins 1000 W/m . Thus, according to one embodiment, the device used to perform said homogeneous shear is equipped with a recirculation loop. According to one embodiment, a device configured for an energy expenditure of at least 1000 W / m is used to produce said homogeneous shear.
EXEMPLES EXAMPLES
Dans l'ensemble des essais qui suivent les suspensions sont évaluées au moyen des paramètres décrits ci-dessous. La viscosité (exprimée en mPa.s) de chaque suspension est mesurée à 20°C avec un viscosimètre de type Brookfield DVIII. Les valeurs de viscosités indiquées sont mesurées avant agitation ou après agitation, à une vitesse de 10 rpm et 100 rpm, et à différents temps de stockage. Les valeurs de viscosité après 1 mois de stockage et après agitation de la suspension (au moyen d'un équipement du type Rayneri par exemple) sont tout particulièrement pertinentes en vue d'évaluer les caractéristiques de l'invention (influence du polymère, influence de l'équipement, influence du degré minimum de cisaillement) au regard de l'utilisation des suspensions dans les procédés industriels. In all of the tests that follow the suspensions are evaluated using the parameters described below. The viscosity (expressed in mPa.s) of each suspension is measured at 20 ° C. with a Brookfield DVIII type viscometer. The indicated viscosity values are measured before stirring or after stirring, at a speed of 10 rpm and 100 rpm, and at different storage times. The viscosity values after 1 month of storage and after stirring of the suspension (by means of equipment of the Rayneri type, for example) are particularly relevant in order to evaluate the characteristics of the invention (influence of the polymer, influence of equipment, influence of the minimum degree of shear) with regard to the use of suspensions in industrial processes.
La sédimentation de chaque suspension est évaluée par une mesure de la hauteur du dépôt dans le récipient. Les valeurs de sédimentation sont exprimées en , c'est-à-dire comme le rapport d'une hauteur de dépôt sur la hauteur totale de la suspension dans le récipient, multiplié par 100. The sedimentation of each suspension is evaluated by measuring the height of the deposit in the container. The sedimentation values are expressed as, ie, the ratio of a deposition height to the total height of the suspension in the vessel multiplied by 100.
EXEMPLE 1 EXAMPLE 1
Cet exemple illustre l'utilisation de différents polymères (art antérieur, invention, hors invention) dans un procédé de préparation d'une suspension aqueuse d'hydroxyde de calcium (chaux éteinte) selon l'invention. Plusieurs suspensions aqueuses d'hydroxyde de calcium, ayant chacune une teneur en solides de 48 ± 1 , sont préparées dans cet exemple. On introduit dans un récipient 503 g d'eau, ainsi qu'une quantité d'un polymère correspondant à 1,41 % en poids sec (sur la base du poids total des solides dans la suspension), ledit polymère étant un polymère de l'art antérieur ou un polymère de la présente invention. Ensuite, 485 g de
chaux éteinte (Supercalco® 97, Carmeuse) sont introduits sous agitation dans le récipient. This example illustrates the use of different polymers (prior art, invention, except invention) in a process for preparing an aqueous suspension of calcium hydroxide (slaked lime) according to the invention. Several aqueous suspensions of calcium hydroxide, each having a solids content of 48 ± 1, are prepared in this example. 503 g of water and a quantity of a polymer corresponding to 1.41% by dry weight (based on the total weight of the solids in the suspension) are introduced into a container, said polymer being a polymer of prior art or a polymer of the present invention. Then 485 g of slaked lime (Supercalco® 97, Carmeuse) are stirred into the vessel.
Un mélangeur de type IKA® Magic Lab réglé de manière à produire un cisaillement de 82 000 s"1 est ensuite alimenté par le mélange obtenu à l'étape précédente. Une boucle de recirculation permet plusieurs passages dans l'entrefer constitué par le rotor et le stator du mélangeur IKA. A mixer of type IKA® Magic Lab adjusted to produce a shear of 82 000 s "1 is then fed by the mixture obtained in the previous step A recirculation loop allows several passages in the gap constituted by the rotor and the stator of the IKA mixer.
Une fois cisaillée, la suspension est stockée en vue d'une évaluation de ces paramètres de viscosités, sédimentation et stabilité à 1 mois. Les polymères utilisés dans l'exemple 1 ont les caractéristiques suivantes : Once sheared, the suspension is stored for evaluation of these viscosity parameters, sedimentation and stability at 1 month. The polymers used in Example 1 have the following characteristics:
Essai 1-1 : Trial 1-1:
Cet essai illustre l'utilisation, dans un procédé selon l'invention, d'un homopolymère hors invention, disponible dans le commerce sous le nom de Rheosperse® 3010, Coatex, France et constitué de monomères d'acide acrylique, 100% neutralisé avec de l'hydroxyde de sodium (poids moléculaire : 4000 g/mol). This test illustrates the use, in a process according to the invention, of a homopolymer outside the invention, commercially available under the name Rheosperse® 3010, Coatex, France and consisting of acrylic acid monomers, 100% neutralized with sodium hydroxide (molecular weight: 4000 g / mol).
Essai 1-2 : Test 1-2:
Cet essai illustre l'utilisation, dans un procédé selon l'invention, d'un copolymère hors invention, disponible dans le commerce et constitué de monomères d'acide acrylique et de macromonomères de structure vinyl-PEG2ooo, c'est-à-dire des monomères comportant 46 unités d'oxyde d'éthylène. This test illustrates the use, in a process according to the invention, of a copolymer outside the invention, available commercially and consisting of acrylic acid monomers and macromonomers of vinyl-PEG structure 2 ooo, ie Monomers having 46 units of ethylene oxide.
Ainsi ce polymère de structure peigne ne comporte pas, d'une part de monomères d'acide méthacrylique et, d'autre part, d'unités d'oxyde de propylène sur ses macromonomères. Thus, this comb structure polymer does not comprise, on the one hand, methacrylic acid monomers and, on the other hand, propylene oxide units on its macromonomers.
Essai 1-3 : Test 1-3:
Cet essai illustre l'utilisation, dans un procédé selon l'invention, d'un copolymère hors invention, disponible dans le commerce et constitué de 15% en poids de monomères acide acrylique et de monomères acide méthacrylique, ainsi que de 85% en poids de macromonomères de MPEG5000 (c'est-à-dire des unités méthoxy(OE)n3). This test illustrates the use, in a process according to the invention, of a commercially available copolymer outside the invention consisting of 15% by weight of monomers acrylic acid and methacrylic acid monomers, as well as 85% by weight. macromonomers of MPEG 5000 (i.e. methoxy (EO) n 3 units ).
Ainsi ce polymère de structure peigne ne comporte pas d'unités d'oxyde de propylène sur ses macromonomères.
Essais 1-4 à 1-8 : copolymères de structure particulière, selon l'invention ou hors invention Thus this comb structure polymer does not comprise propylene oxide units on its macromonomers. Trials 1-4 to 1-8: copolymers of particular structure, according to the invention or outside the invention
Ces essais illustrent l'utilisation de copolymères hydrosolubles, selon l'invention ou hors invention, ayant : These tests illustrate the use of water-soluble copolymers, according to the invention or outside the invention, having:
- un squelette chargé négativement se composant de monomères d'acide acrylique et/ou d'acide méthacrylique polymérisés de manière aléatoire, et a negatively charged backbone composed of randomly polymerized acrylic acid and / or methacrylic acid monomers, and
- des chaînes latérales non chargées se composant d'unités poly(alkylène glycol). uncharged side chains consisting of poly (alkylene glycol) units.
* Essai 1-4 : hors invention * Test 1-4: Excluding the invention
Le copolymère a la composition suivante (en % en poids par rapport au poids total du copolymère) : The copolymer has the following composition (in% by weight relative to the total weight of the copolymer):
- 12,8 % de monomères d'acide acrylique, 12.8% of acrylic acid monomers,
- 87,2 % de monomères de formule (I) : R - X - R' dans laquelle R représente une fonction méthacrylate, R' désigne l'hydrogène, X représente une structure comportant 87.2% of monomers of formula (I): R - X - R 'in which R represents a methacrylate function, R' denotes hydrogen, X represents a structure comprising
46 unités d'oxyde d'éthylène OE et 15 unités d'oxyde de propylène OP, disposées de manière aléatoire. 46 units of ethylene oxide EO and 15 units of propylene oxide OP, arranged randomly.
Masse moléculaire : 38 000 - 52 000 g/mol Molecular weight: 38,000 - 52,000 g / mol
Neutralisation partielle NaOH ; pH : 3-4,5. Partial neutralization NaOH; pH: 3-4.5.
Ce copolymère ne comportant pas de monomères d'acide méthacrylique est un copolymère hors invention. This copolymer containing no methacrylic acid monomers is a copolymer outside the invention.
* Essai 1-5 : selon l'invention Le copolymère a la composition suivante (en % en poids par rapport au poids total du copolymère) : * Test 1-5: According to the Invention The copolymer has the following composition (in% by weight relative to the total weight of the copolymer):
- 7,44 % de monomères d'acide méthacrylique, 7.44% of methacrylic acid monomers,
- 92,56 % de monomères de formule (I) : R - X - R' dans laquelle R représente une fonction méthacrylate, R' désigne l'hydrogène, X représente une structure comportant 46 unités d'oxyde d'éthylène OE et 15 unités d'oxyde de propylène OP, disposées de manière aléatoire. 92.56% of monomers of formula (I): R - X - R 'in which R represents a methacrylate function, R' denotes hydrogen, X represents a structure comprising 46 ethylene oxide units EO and units of propylene oxide OP, arranged randomly.
Masse moléculaire : 110 000 - 150 000 g/mol Molecular weight: 110,000 - 150,000 g / mol
Neutralisation partielle au NaOH ; pH : 3-4,5.
Essai 1-6 : selon l'invention Partial neutralization with NaOH; pH: 3-4.5. Test 1-6: according to the invention
Le copolymère a la composition suivante (en % en poids par rapport au poids total du copolymère) : The copolymer has the following composition (in% by weight relative to the total weight of the copolymer):
- 19,8 % de monomères d'acide méthacrylique, 19.8% of methacrylic acid monomers,
- 3 % de monomères d'acide acrylique, et 3% of acrylic acid monomers, and
- 77,2 % de monomères de formule (I) : R - X - R' dans laquelle R représente une fonction méthacrylate, R' désigne l'hydrogène, X représente une structure comportant 46 unités d'oxyde d'éthylène OE et 15 unités d'oxyde de propylène OP, disposées de manière aléatoire. 77.2% of monomers of formula (I): R - X - R 'in which R represents a methacrylate function, R' denotes hydrogen, X represents a structure comprising 46 ethylene oxide units EO and 15 units of propylene oxide OP, arranged randomly.
Masse moléculaire : 34 000 - 44 000 g/mol Molecular weight: 34,000 - 44,000 g / mol
Neutralisation totale NaOH ; pH : 7,7. Total neutralization NaOH; pH: 7.7.
* Essai 1-7 : selon l'invention * Test 1-7: according to the invention
Le copolymère a la composition suivante (en % en poids par rapport au poids total du copolymère) : The copolymer has the following composition (in% by weight relative to the total weight of the copolymer):
- 12,5 % de monomères d'acide méthacrylique, 12.5% of methacrylic acid monomers,
- 87,5 % de monomères de formule (I) : R - X - R' dans laquelle R représente une fonction méthacrylate, R' désigne l'hydrogène, X représente une structure comportant 87.5% of monomers of formula (I): R - X - R 'in which R represents a methacrylate function, R' denotes hydrogen, X represents a structure comprising
46 unités d'oxyde d'éthylène OE et 15 unités d'oxyde de propylène OP, disposées de manière aléatoire. 46 units of ethylene oxide EO and 15 units of propylene oxide OP, arranged randomly.
Masse moléculaire : 60 000 - 95 000 g/mol Molecular weight: 60,000 - 95,000 g / mol
Neutralisation totale NaOH ; pH : 6,7-7,7. Total neutralization NaOH; pH: 6.7-7.7.
* Essai 1-8 : hors invention * Test 1-8: Excluding the invention
Le copolymère a la composition suivante (en % en poids par rapport au poids total du copolymère) : The copolymer has the following composition (in% by weight relative to the total weight of the copolymer):
- 24 % de monomères d'acide méthacrylique, 24% of methacrylic acid monomers,
- 4,3 % de monomères d'acide acrylique, et - 4.3% of acrylic acid monomers, and
- 71,7 % de monomères de formule (I) : R - X - R' dans laquelle R représente une fonction méthacrylate, R' désigne H, X représente une structure comportant 46 unités d'oxyde d'éthylène OE. - 71.7% of monomers of formula (I): R - X - R 'in which R represents a methacrylate function, R' denotes H, X represents a structure comprising 46 ethylene oxide units OE.
Neutralisation : 100% NaOH
Masse moléculaire : 17 900 g/mol Neutralization: 100% NaOH Molecular weight: 17,900 g / mol
Ce copolymère dont les monomères de formule (I) ne comportent pas d'unités d'oxyde de propylène, est un copolymère hors invention. Les résultats de sédimentation et de différentes mesures de viscosité sont présentés dans le tableau 1 ci-dessous : This copolymer, the monomers of formula (I) of which do not comprise propylene oxide units, is a copolymer outside the invention. The sedimentation results and various viscosity measurements are presented in Table 1 below:
Tableau 1 Table 1
AANT : art antérieur AANT: prior art
HINV : hors invention HINV: except invention
INV : invention INV: invention
Apag : après agitation Apag: after agitation
Avag : avant agitation Avag: before stirring
On constate tout d'abord que les polymères des essais 1-1 (homopolymères d'acide acrylique) et 1-8 (copolymères ne comportant pas d'oxyde de propylène dans ses chaînes latérales) ne permettent pas d'éviter la sédimentation. L'utilisation de ces
polymères ne permet donc pas de résoudre le problème technique à l'origine de la présente invention. It is found first of all that the polymers of tests 1-1 (homopolymers of acrylic acid) and 1-8 (copolymers having no propylene oxide in its side chains) do not prevent sedimentation. The use of these polymers therefore does not solve the technical problem at the origin of the present invention.
La mesure de la viscosité 10 rpm après agitation et à T0 montre que les polymères des essais 1-2 et 1-3 ne permettent pas d'obtenir des suspensions de chaux éteinte présentant des caractéristiques rhéologiques permettant leur utilisation dans des procédés industriels, notamment des caractéristiques rhéologiques propres au pompage des suspensions. La suspension obtenue à l'essai 1-2 au moyen d'un polymère de l'art antérieur présente en effet une viscosité de 9 840 mPa.s à T0 après agitation. La suspension obtenue à l'essai 1-3 au moyen d'un autre polymère de l'art antérieur présente quant à lui une viscosité de 1 940 mPa.s à T0 après agitation. Ces valeurs, en dehors de la gamme de viscosités revendiquées (entre 25 et 1 000 mPa.s à 20°C) sont incompatibles avec l'utilisation des suspensions escomptée. La mesure de la viscosité 10 rpm après agitation à T0 + 1 mois montre que le polymère de l'essai 1-4 ne permet pas d'obtenir une suspension concentrée de chaux qui présente une viscosité adaptée. En effet, cette viscosité s'élève à 16 460 s"1. The measurement of the viscosity at 10 rpm after stirring and at T0 shows that the polymers of tests 1-2 and 1-3 do not make it possible to obtain suspensions of slaked lime having rheological characteristics allowing their use in industrial processes, in particular rheological characteristics pumping suspensions. The suspension obtained in test 1-2 using a polymer of the prior art indeed has a viscosity of 9,840 mPa.s at T0 after stirring. The suspension obtained in test 1-3 using another polymer of the prior art has a viscosity of 1,940 mPa.s at T0 after stirring. These values, outside the range of claimed viscosities (between 25 and 1000 mPa.s at 20 ° C) are incompatible with the use of the expected suspensions. The measurement of the viscosity 10 rpm after stirring at T0 + 1 month shows that the polymer of the test 1-4 does not make it possible to obtain a concentrated suspension of lime which has a suitable viscosity. Indeed, this viscosity amounts to 16,460 s -1 .
Les profils rhéologiques des suspensions de chaux des essais 1-5, 1-6 et 1-7 (utilisation d'un copolymère selon l'invention) sont en adéquation avec l'utilisation de suspensions dans des procédés industriels. The rheological profiles of the lime suspensions of the tests 1-5, 1-6 and 1-7 (use of a copolymer according to the invention) are in line with the use of suspensions in industrial processes.
EXEMPLE 2 Cet exemple illustre l'utilisation d'équipements de cisaillement, identiques ou différents, éventuellement réglés à différents degrés de cisaillement pour préparer une suspension aqueuse d'hydroxyde de calcium (chaux éteinte) contenant un copolymère selon l'invention. Une première série de trois suspensions aqueuses d'hydroxyde de calcium (essais 2-1 à 2-3), ayant chacune une teneur en solides de 48 ± 1 , sont préparées par introduction dans un récipient de 503 g d'eau, et d'une quantité d'un polymère qui correspond à 1,41 % en poids sec (sur la base du poids total des solides dans la suspension). Ledit polymère est celui de l'essai 1-5. Ensuite, 485 g de chaux éteinte (Supercalco® 97, Carmeuse) sont introduits sous agitation dans le récipient.
Une deuxième série de trois suspensions aqueuses d'hydroxyde de calcium (essais 2-4 à 2-6), ayant chacune une teneur en solides de 48 ± 1 , sont préparées par introduction dans un récipient de 503 g d'eau et d'une quantité correspondant à 1,41 % en poids sec d'un polymère (sur la base du poids total des solides dans la suspension), ledit polymère étant celui de l'essai 1-6. Ensuite, 485 g de chaux éteinte (Supercalco® 97, Carmeuse) sont introduits sous agitation dans le récipient. EXAMPLE 2 This example illustrates the use of shearing equipment, which may be identical or different, optionally adjusted to different degrees of shear to prepare an aqueous suspension of calcium hydroxide (slaked lime) containing a copolymer according to the invention. A first series of three aqueous suspensions of calcium hydroxide (tests 2-1 to 2-3), each having a solids content of 48 ± 1, are prepared by introducing into a container of 503 g of water, and an amount of a polymer which corresponds to 1.41% by dry weight (based on the total weight of the solids in the suspension). Said polymer is that of test 1-5. Then, 485 g of slaked lime (Supercalco® 97, Carmeuse) are introduced with stirring into the container. A second series of three aqueous suspensions of calcium hydroxide (tests 2-4 to 2-6), each having a solids content of 48 ± 1, are prepared by feeding into a 503 g container of water and water. an amount corresponding to 1.41% by dry weight of a polymer (based on the total weight of the solids in the suspension), said polymer being that of test 1-6. Then, 485 g of slaked lime (Supercalco® 97, Carmeuse) are introduced with stirring into the container.
Essais 2-1 et 2-4 Un mélangeur de type Ultraturax® (type rotor- stator) réglé de manière à produire un cisaillement d'environ 40 000 s"1 et qui procure un cisaillement homogène selon la définition de la présente invention est alimenté par le mélange obtenu à l'étape précédente. Tests 2-1 and 2-4 An ultraturax® type mixer (rotor-stator type) set to produce a shear of about 40,000 s -1 and which provides homogeneous shear according to the definition of the present invention is fed by the mixture obtained in the previous step.
Une boucle de recirculation permet plusieurs passages dans le mélangeur. Le temps de recirculation est fixé à 15 minutes. A recirculation loop allows several passages in the mixer. The recirculation time is set at 15 minutes.
Essais 2-2 et 2-5 Tests 2-2 and 2-5
Un mélangeur de type Rayneri® réglé de manière à produire un cisaillement d'environ 3000 s"1 (qui ne procure pas un cisaillement homogène selon la définition de la présente invention) est alimenté par le mélange obtenu à l'étape précédente. A Rayneri® type mixer set to produce a shear of about 3000 s -1 (which does not provide homogeneous shear as defined by the present invention) is fed by the mixture obtained in the previous step.
Une boucle de recirculation permet plusieurs passages dans le mélangeur. Le temps de recirculation est fixé à 15 minutes. Essais 2-3 et 2-6 A recirculation loop allows several passages in the mixer. The recirculation time is set at 15 minutes. Tests 2-3 and 2-6
Un mélangeur de type IKA® Magic Lab réglé de manière à produire un cisaillement de 82 000 s"1 et qui procure un cisaillement homogène selon la définition de la présente invention est ensuite alimenté par le mélange obtenu à l'étape précédente. A mixer of the IKA® Magic Lab type set to produce a shear of 82,000 s -1 and which provides homogeneous shear as defined by the present invention is then fed with the mixture obtained in the previous step.
Une boucle de recirculation permet plusieurs passages dans l'entrefer constitué par le rotor et le stator du mélangeur IKA. Le temps de recirculation est fixé à 15 minutes. A recirculation loop allows several passages in the gap constituted by the rotor and the stator of the IKA mixer. The recirculation time is set at 15 minutes.
Une fois cisaillées, les suspensions sont stockées en vue d'une évaluation des paramètres de viscosités, sédimentation et stabilité à 1 mois.
Les résultats de sédimentation et de différentes mesures de viscosité sont présentés dans le tableau 2 ci-dessous : Once sheared, the suspensions are stored for evaluation of viscosity, sedimentation and stability parameters at 1 month. The sedimentation results and various viscosity measurements are presented in Table 2 below:
Tableau 2 Table 2
HINV : hors invention HINV: except invention
INV : invention INV: invention
Apag : après agitation Apag: after agitation
Avag : avant agitation Avag: before stirring
On constate tout d'abord que le degré de cisaillement mis en œuvre dans les essais 2-1 et 2-4 (Ultraturax® réglé à 40 000 s"1) et des essais 2-2 et 2-5 (mélangeur 3000 s"1) ne permet pas d'éviter la sédimentation. It is firstly noted that the degree of shearing used in tests 2-1 and 2-4 (Ultraturax® set at 40,000 s "1 ) and tests 2-2 and 2-5 (3000 s mixer " 1 ) does not prevent sedimentation.
Par contre, le degré de cisaillement des essais 2-3 et 2-6 (IKA réglé à 82 000 s"1), combiné à l'utilisation d'un polymère de structure particulière, permet non seulement d'éviter le problème de la sédimentation, mais en outre d'obtenir des suspensions dont le profil rhéologique est adapté à l'utilisation escomptée.
EXEMPLE 3 On the other hand, the shear rate of tests 2-3 and 2-6 (IKA set at 82,000 s -1 ), combined with the use of a particular structural polymer, not only avoids the problem of sedimentation, but also to obtain suspensions whose rheological profile is adapted to the expected use. EXAMPLE 3
Cet exemple illustre l'utilisation de deux polymères selon l'invention dans un procédé de préparation d'une suspension aqueuse d' hydroxyde de calcium (chaux éteinte) à haute teneur en extrait sec (> à 50% en poids). This example illustrates the use of two polymers according to the invention in a process for preparing an aqueous suspension of calcium hydroxide (slaked lime) with a high dry matter content (> to 50% by weight).
Deux suspensions aqueuses d'hydroxyde de calcium, ayant chacune une teneur en solides de 50 à 51 %, sont préparées dans cet exemple. On introduit dans un récipient 478 g d'eau, ainsi qu'une quantité correspondant à 1,41 % en poids sec d'un polymère, sur la base du poids total des solides dans la suspension. Ensuite, 505 g de chaux éteinte (Supercalco® 97, Carmeuse) sont introduits sous agitation dans le récipient. Two aqueous suspensions of calcium hydroxide, each having a solids content of 50 to 51%, are prepared in this example. 478 g of water and a quantity corresponding to 1.41% by dry weight of a polymer, based on the total weight of the solids in the suspension, are introduced into a container. Then, 505 g of slaked lime (Supercalco® 97, Carmeuse) are introduced with stirring into the container.
Un mélangeur de type IKA® Magic Lab réglé de manière à produire un cisaillement de 82 000 s"1 est ensuite alimenté par le mélange obtenu à l'étape précédente. Une boucle de recirculation permet plusieurs passages dans l'entrefer constitué par le rotor et le stator du mélangeur IKA. A mixer of type IKA® Magic Lab adjusted to produce a shear of 82 000 s "1 is then fed by the mixture obtained in the previous step A recirculation loop allows several passages in the gap constituted by the rotor and the stator of the IKA mixer.
Une fois cisaillée, la suspension est stockée en vue d'une évaluation de ses paramètres de viscosité, sédimentation et stabilité à 1 mois. Once sheared, the suspension is stored for evaluation of its viscosity, sedimentation and stability parameters at 1 month.
Les polymères utilisés dans cet exemple ont les caractéristiques suivantes : The polymers used in this example have the following characteristics:
Essai 3-1 : selon l'invention Le copolymère a la composition suivante (en % en poids par rapport au poids total du copolymère) : Test 3-1: according to the invention The copolymer has the following composition (in% by weight relative to the total weight of the copolymer):
- 7,44 % de monomères d'acide méthacrylique, 7.44% of methacrylic acid monomers,
- 92,56 % de monomères de formule (I) : R - X - R' dans laquelle R représente une fonction méthacrylate, R' désigne l'hydrogène, X représente une structure comportant 46 unités d'oxyde d'éthylène OE et 15 unités d'oxyde de propylène OP, disposées de manière aléatoire. 92.56% of monomers of formula (I): R - X - R 'in which R represents a methacrylate function, R' denotes hydrogen, X represents a structure comprising 46 ethylene oxide units EO and units of propylene oxide OP, arranged randomly.
Masse moléculaire : 110 000 - 150 000 g/mol Molecular weight: 110,000 - 150,000 g / mol
Neutralisation partielle au NaOH ; pH : 3-4,5.
Essai 3-2 : selon l'invention Partial neutralization with NaOH; pH: 3-4.5. Test 3-2: according to the invention
Le copolymère a la composition suivante (en % en poids par rapport au poids total du copolymère) : The copolymer has the following composition (in% by weight relative to the total weight of the copolymer):
- 19,8 % de monomères d'acide méthacrylique, 19.8% of methacrylic acid monomers,
- 3 % de monomères d'acide acrylique, et 3% of acrylic acid monomers, and
- 77,2 % de monomères de formule (I) : R - X - R' dans laquelle R représente une fonction méthacrylate, R' désigne l'hydrogène, X représente une structure comportant 46 unités d'oxyde d'éthylène OE et 15 unités d'oxyde de propylène OP, disposées de manière aléatoire. 77.2% of monomers of formula (I): R - X - R 'in which R represents a methacrylate function, R' denotes hydrogen, X represents a structure comprising 46 ethylene oxide units EO and 15 units of propylene oxide OP, arranged randomly.
Masse moléculaire : 34 000 - 44 000 g/mol Molecular weight: 34,000 - 44,000 g / mol
Neutralisation totale NaOH ; pH : 7,7. Total neutralization NaOH; pH: 7.7.
Les résultats de sédimentation et de différentes mesures de viscosité sont présentés dans le tableau 3 ci-dessous : The sedimentation results and various viscosity measurements are presented in Table 3 below:
Tableau 3 Table 3
Apag : après agitation Apag: after agitation
Avag : avant agitation Avag: before stirring
Les résultats démontrent qu'il est possible, selon le procédé de la présente invention, et en utilisant des copolymères hydrosolubles de structure particulière, de préparer des suspensions de chaux éteinte de concentration élevée qui restent stables dans le temps.
EXEMPLE 4 The results demonstrate that it is possible, according to the process of the present invention, and using water-soluble copolymers of particular structure, to prepare high concentration slaked lime suspensions that remain stable over time. EXAMPLE 4
Cet exemple illustre l'utilisation de deux polymères selon l'invention dans un procédé de préparation d'une suspension aqueuse d'hydroxyde de calcium à partir de deux types différents de chaux éteinte de départ, à savoir une chaux présentant un diamètre moyen de particules situés entre 4 et 5 μιη (Supercalco® 97, Carmeuse) et une chaux présentant un diamètre moyen de particules situés entre 2 et 3 μιη (Supercalco® 97/20, Carmeuse). This example illustrates the use of two polymers according to the invention in a process for preparing an aqueous suspension of calcium hydroxide from two different types of starter lime, namely a lime having an average particle diameter. between 4 and 5 μιη (Supercalco® 97, Carmeuse) and a lime having an average particle diameter of between 2 and 3 μιη (Supercalco® 97/20, Carmeuse).
Plusieurs suspensions aqueuses d'hydroxyde de calcium, ayant chacune une teneur en solides de 48 ± 1 , sont préparées dans cet exemple. On introduit dans un récipient 503 g d'eau, ainsi qu'une quantité correspondant à 1,41 % en poids sec d'un polymère (sur la base du poids total des solides dans la suspension). Ensuite, 485 g de chaux éteinte, précisément Supercalco® 97 (Carmeuse) dans les essais 4-1 et 4-3, ou Supercalco® 97/20 (Carmeuse) dans les essais 4-2 et 4-4 sont introduits sous agitation dans le récipient. Several aqueous suspensions of calcium hydroxide, each having a solids content of 48 ± 1, are prepared in this example. 503 g of water and a quantity corresponding to 1.41% by dry weight of a polymer (based on the total weight of the solids in the suspension) are introduced into a container. Then, 485 g of slaked lime, specifically Supercalco® 97 (Carmeuse) in tests 4-1 and 4-3, or Supercalco® 97/20 (Carmeuse) in tests 4-2 and 4-4 are introduced with stirring into the recipient.
Un mélangeur de type IKA® Magic Lab réglé de manière à produire un cisaillement de 82 000 s"1 est ensuite alimenté par le mélange obtenu à l'étape précédente. An IKA® Magic Lab type mixer set to produce a shear of 82,000 s -1 is then fed with the mixture obtained in the previous step.
Une boucle de recirculation permet plusieurs passages dans l'entrefer constitué par le rotor et le stator du mélangeur IKA. A recirculation loop allows several passages in the gap constituted by the rotor and the stator of the IKA mixer.
Une fois cisaillée, la suspension est stockée en vue d'une évaluation de ces paramètres de viscosité, sédimentation et stabilité à 1 mois. Les polymères utilisés dans cet exemple ont les caractéristiques suivantes : Once sheared, the suspension is stored for evaluation of these viscosity, sedimentation and stability parameters at 1 month. The polymers used in this example have the following characteristics:
Essais 4-1 et 4-2 : selon l'invention Tests 4-1 and 4-2: according to the invention
Le copolymère a la composition suivante (en % en poids par rapport au poids total du copolymère) : The copolymer has the following composition (in% by weight relative to the total weight of the copolymer):
- 7,44 % de monomères d'acide méthacrylique, 7.44% of methacrylic acid monomers,
- 92,56 % de monomères de formule (I) : R - X - R' dans laquelle R représente une fonction méthacrylate, R' désigne l'hydrogène, X représente une structure comportant
46 unités d'oxyde d'éthylène OE et 15 unités d'oxyde de propylène OP, disposées de manière aléatoire. 92.56% of monomers of formula (I): R - X - R 'in which R represents a methacrylate function, R' denotes hydrogen, X represents a structure comprising 46 units of ethylene oxide EO and 15 units of propylene oxide OP, arranged randomly.
Masse moléculaire : 110 000 - 150 000 g/mol Molecular weight: 110,000 - 150,000 g / mol
Neutralisation partielle au NaOH ; pH : 3-4,5. Partial neutralization with NaOH; pH: 3-4.5.
Essais 4-3 et 4-4 : selon l'invention Trials 4-3 and 4-4: according to the invention
Le copolymère a la composition suivante (en % en poids par rapport au poids total du copolymère) : The copolymer has the following composition (in% by weight relative to the total weight of the copolymer):
- 19,8 % de monomères d'acide méthacrylique, 19.8% of methacrylic acid monomers,
- 3 % de monomères d'acide acrylique, et 3% of acrylic acid monomers, and
- 77,2 % de monomères de formule (I) : R - X - R' dans laquelle R représente une fonction méthacrylate, R' désigne l'hydrogène, X représente une structure comportant 46 unités d'oxyde d'éthylène OE et 15 unités d'oxyde de propylène OP, disposées de manière aléatoire. 77.2% of monomers of formula (I): R - X - R 'in which R represents a methacrylate function, R' denotes hydrogen, X represents a structure comprising 46 ethylene oxide units EO and 15 units of propylene oxide OP, arranged randomly.
Masse moléculaire : 34 000 - 44 000 g/mol Molecular weight: 34,000 - 44,000 g / mol
Neutralisation totale NaOH ; pH : 7,7. Total neutralization NaOH; pH: 7.7.
Les résultats de sédimentation et de différentes mesures de viscosité sont présentés dans le tableau 4 ci-dessous : The sedimentation results and various viscosity measurements are presented in Table 4 below:
Tableau 4 Table 4
Apag : après agitation Apag: after agitation
Avag : avant agitation
Les résultats démontrent qu'il est possible, selon le procédé de la présente invention, en utilisant des copolymères hydrosolubles de structure particulière, de préparer des suspensions de chaux éteinte de concentration élevée qui restent stables dans le temps, quelque soit la granulométrie de départ de la chaux éteinte. Avag: before stirring The results demonstrate that it is possible, according to the process of the present invention, by using water-soluble copolymers of particular structure, to prepare slurried suspensions of high concentration which remain stable over time, irrespective of the starting granulometry of slaked lime.
EXEMPLE 5 EXAMPLE 5
Cet exemple a pour objet d'illustrer les taux de carbone organique (TOC ou Total Organic Carbon) présents dans la phase aqueuse des suspensions de chaux dispersées avec les polymères de l'art antérieur ou avec les polymères de l'invention, et ainsi de déterminer les concentrations en polymère libre dans la phase aqueuse. This example is intended to illustrate the levels of organic carbon (TOC or Total Organic Carbon) present in the aqueous phase of lime suspensions dispersed with the polymers of the prior art or with the polymers of the invention, and thus of determine the free polymer concentrations in the aqueous phase.
Cet exemple permet également d'illustrer les teneurs en ions Ca2+ solubles présents dans la phase aqueuse des suspensions de chaux dispersées avec les polymères de l'art antérieur ou avec les polymères de l'invention. This example also makes it possible to illustrate the contents of soluble Ca 2+ ions present in the aqueous phase of lime suspensions dispersed with the polymers of the prior art or with the polymers of the invention.
Procédé de préparation des suspensions Process for the preparation of suspensions
Plusieurs suspensions aqueuses d' hydroxyde de calcium, ayant chacune une teneur en solides de 48 ± 1 , sont préparées dans cet exemple. On introduit dans un récipient 503 g d'eau, ainsi qu'une quantité correspondant à 1,41 % en poids sec d'un polymère (sur la base du poids total des solides dans la suspension), ledit polymère étant selon l'art antérieur ou selon la présente invention. Ensuite, 485 g de chaux éteinte (Supercalco® 97, Carmeuse) sont introduits sous agitation dans le récipient. Several aqueous suspensions of calcium hydroxide, each having a solids content of 48 ± 1, are prepared in this example. 503 g of water and an amount corresponding to 1.41% by dry weight of a polymer (based on the total weight of the solids in the suspension) are introduced into a container, said polymer being according to the art. prior art or according to the present invention. Then, 485 g of slaked lime (Supercalco® 97, Carmeuse) are introduced with stirring into the container.
Un mélangeur de type IKA® Magic Lab réglé de manière à produire un cisaillement de 82 000 s"1 est ensuite alimenté par le mélange obtenu à l'étape précédente. Une boucle de recirculation permet plusieurs passages dans l'entrefer constitué par le rotor et le stator du mélangeur Dca. A mixer of type IKA® Magic Lab adjusted to produce a shear of 82 000 s "1 is then fed by the mixture obtained in the previous step A recirculation loop allows several passages in the gap constituted by the rotor and the stator of the mixer Dca.
Essai 5-1 Test 5-1
Le copolymère a la composition suivante (en % en poids par rapport au poids total du copolymère) :
- 7,44 % de monomères d'acide méthacrylique, The copolymer has the following composition (in% by weight relative to the total weight of the copolymer): 7.44% of methacrylic acid monomers,
- 92,56 % de monomères de formule (I) : R - X - R' dans laquelle R représente une fonction méthacrylate, R' désigne l'hydrogène, X représente une structure comportant 46 unités d'oxyde d'éthylène OE et 15 unités d'oxyde de propylène OP, disposées de manière aléatoire. 92.56% of monomers of formula (I): R - X - R 'in which R represents a methacrylate function, R' denotes hydrogen, X represents a structure comprising 46 ethylene oxide units EO and units of propylene oxide OP, arranged randomly.
Masse moléculaire : 110 000 - 150 000 g/mol Molecular weight: 110,000 - 150,000 g / mol
Neutralisation partielle au NaOH ; pH : 3-4,5. Partial neutralization with NaOH; pH: 3-4.5.
Essai 5-2 Test 5-2
Le copolymère a la composition suivante (en % en poids par rapport au poids total du copolymère) : - 12,8 % de monomères d'acide acrylique, The copolymer has the following composition (in% by weight relative to the total weight of the copolymer): 12.8% of acrylic acid monomers,
- 87,2 % de monomères de formule (I) : R - X - R' dans laquelle R représente une fonction méthacrylate, R' désigne l'hydrogène, X représente une structure comportant 46 unités d'oxyde d'éthylène OE et 15 unités d'oxyde de propylène OP, disposées de manière aléatoire. 87.2% of monomers of formula (I): R - X - R 'in which R represents a methacrylate function, R' denotes hydrogen, X represents a structure comprising 46 ethylene oxide units EO and units of propylene oxide OP, arranged randomly.
Masse moléculaire : 38 000 - 52 000 g/mol Molecular weight: 38,000 - 52,000 g / mol
Neutralisation partielle NaOH ; pH : 3-4,5. Partial neutralization NaOH; pH: 3-4.5.
Ce copolymère ne comportant pas de monomères d'acide méthacrylique est un copolymère hors invention. This copolymer containing no methacrylic acid monomers is a copolymer outside the invention.
Essai 5-3 Trial 5-3
Le polymère utilisé est un homopolymère hors invention, disponible dans le commerce sous le nom de Rheosperse® 3010, Coatex, France et constitué de monomères d'acide acrylique, 100% neutralisé avec de l'hydroxyde de sodium (poids moléculaire : 4 000 g/mol). The polymer used is a homopolymer outside the invention, commercially available under the name Rheosperse® 3010, Coatex, France and consisting of acrylic acid monomers, 100% neutralized with sodium hydroxide (molecular weight: 4000 g / mol).
Les suspensions obtenues sont filtrées. The suspensions obtained are filtered.
On prélève et on analyse un échantillon du filtrat selon les méthodes décrites ci-dessous.
Mesure du TOC A sample of the filtrate is taken and analyzed according to the methods described below. TOC measurement
Le TOC (Total Organic Carbon) est mesuré à l'aide d'un Shimadzu TOC-V CSH, au moyen d'une méthode basée sur une méthode d'oxydation catalytique par combustion à 680°C. Total Organic Carbon (TOC) is measured using a Shimadzu TOC-V CSH, using a method based on a catalytic combustion oxidation method at 680 ° C.
Les atomes de carbone des échantillons sont oxydés en C02. Le gaz éluant pousse le C02 dans un système qui permet l'élimination des molécules H20 et des composés halogénés. Un détecteur IR (infra rouge) mesure la concentration en C02. Une courbe de calibration permet de déterminer la concentration en carbone dans l'échantillon. The carbon atoms of the samples are oxidized to C0 2 . The eluent gas pushes C0 2 into a system that allows the removal of H 2 0 molecules and halogenated compounds. An IR (infrared) detector measures the C0 2 concentration. A calibration curve makes it possible to determine the carbon concentration in the sample.
Dosage des ions : Ion dosing:
La teneur en ions est évaluée au moyen d'une chromatographie ionique en utilisant un équipement du type Metrohm 761 Compact IC. La séparation des ions et des molécules polaires est basée sur leur charge. The ion content is evaluated by means of ion chromatography using equipment of the type Metrohm 761 Compact IC. The separation of ions and polar molecules is based on their charge.
Les résultats des mesures de TOC et teneurs en ions Ca2+ libres sont données dans le tableau 5 ci-dessous : The results of TOC measurements and free Ca 2+ ion contents are given in Table 5 below:
Tableau 5 Table 5
HINV : hors invention HINV: except invention
INV : invention INV: invention
AANT : art antérieur
On constate tout d'abord que les teneurs en ions Ca libres varient de manière importante en fonction de la nature du polymère utilisé. Cette teneur en ions Ca2+ libres dans une suspension de chaux dispersée avec un homopolymère d'acide acrylique (essai 5-3) est faible comparativement à celle d'une suspension aqueuse de chaux dispersée avec un copolymère présentant un squelette acide (méth) acrylique et de chaînes latérales poly(alkylèneglycol) (essais 5-1 et 5-2). AANT: prior art First, it can be seen that the contents of free Ca ions vary considerably depending on the nature of the polymer used. This content of free Ca 2+ ions in a suspension of lime dispersed with a homopolymer of acrylic acid (test 5-3) is low compared to that of an aqueous suspension of lime dispersed with a copolymer having an acid skeleton (meth) acrylic and poly (alkylene glycol) side chains (tests 5-1 and 5-2).
En outre, bien que les quantités de polymère de départ (1,41 % en poids sec) soient identiques pour chacune des suspensions, on note que les concentrations en polymère dans le filtrat de chaque suspension varient de manière importante en fonction du polymère utilisé. Lorsque le polymère utilisé est un homopolymère d'acide acrylique, la concentration en polymère soluble dans la phase aqueuse est quasiment nulle. In addition, although the amounts of starting polymer (1.41% dry weight) are identical for each of the suspensions, it is noted that the polymer concentrations in the filtrate of each slurry vary significantly depending on the polymer used. When the polymer used is a homopolymer of acrylic acid, the concentration of soluble polymer in the aqueous phase is almost zero.
En outre, il reste moins de copolymère libre dans le filtrat de la suspension de chaux lorsqu'on utilise un copolymère selon l'invention. Sans être lié par une théorie quelconque, on peut penser que la structure particulière du copolymère selon l'invention est adaptée à la nature chimique de la chaux, ce qui améliore les interactions chimiques entre le copolymère et les particules de Ca(OH)2. On trouve moins de copolymère libre dans les suspensions de chaux préparées selon le procédé de l'invention en utilisant un copolymère de structure particulière, car une plus grande quantité de celui-ci est adsorbé à la surface des particules de chaux éteinte. In addition, less free copolymer remains in the filtrate of the lime slurry when using a copolymer according to the invention. Without being bound by any theory, it may be thought that the particular structure of the copolymer according to the invention is adapted to the chemical nature of the lime, which improves the chemical interactions between the copolymer and the Ca (OH) 2 particles. Less free copolymer is found in the lime slurries prepared according to the process of the invention using a particular structural copolymer since more of it is adsorbed on the surface of the slaked lime particles.
On démontre ainsi que soumettre une suspension aqueuse concentrée de chaux à une opération de cisaillement dans des conditions spécifiques en présence d'un copolymère selon l'invention permet d'obtenir une suspension de chaux concentrée, stable, qui est nouvelle par rapport aux suspensions de chaux de l'art antérieur, du fait des interactions chimiques particulières entre les copolymères et les particules de chaux.
It is thus demonstrated that subjecting a concentrated aqueous suspension of lime to a shearing operation under specific conditions in the presence of a copolymer according to the invention makes it possible to obtain a suspension of concentrated, stable lime which is novel with respect to the suspensions of lime of the prior art, because of the particular chemical interactions between the copolymers and the lime particles.