Brevet FR2000844A1 — publié le 19690912

L'invention est relative à un procédé pour empêcher la précipitation de sulfate de baryum et/ot de strontium dans les eaux usées, en particulier dans les eaux usées contenant une ou des eaux d'exhaure de mines, par addition de poly- ou de pyro-phosphates. les eaux exhaure contenant du baryum et du sulfate sont.jusqutà présent, pour éviter la séparation de sulfate de baryum ou de sulfate de strontium, ou bien remontées séparément des puisards, ou bien rassemblées pour entre mélangées dans des puisards d'une dimension plus ou moins grande, la séparation des sels de métaux lourds précités étant assurée par le séjour prolongé dans le puisard commun.Dans ce dernier cas, le puisard commun doit, pour que la séparation des sels de métaux lourds se fasse en temps opportun, recevoir une dimension telle qutil soit garanti, aux eaux d'exhaure mélangées contenant du baryum et du sulfatesune durée de séjour de 3 à 8 heures, pour qutelles disposent d'un temps suffisant pour que les sels lourds fraichement formés, qui se déposent lentement, se séparent dans une large mesure. Si toutefois, les puisards n'ont pas une dimension suffisante ou si les arrivées d'eaux d'exhaure qui contiennent du baryum et du sulfate varient fortement, il peut se d6- poser une proportion, qui variera constamment, des sels de métaux lourds formés dans les pompes mêmes ou aussi dans les canalisations qui les suivent,pour les obstruer lentement ou plus rapidement par des sels insolubles. Il stensuit un grand danger pour ltépuisement dans l'exploitation. Aucun procédé n'est connu jusqU'ici qui fonctionne avec des additions de produits chimiques et qui empêche de façon satisfaisante ces séparations de sels de métaux lourds dans les pompes, canalisations pour les eaux d'exhaure, et autres dispositifs où passent ces eaux. Il est certes bien connu que l'on peut empêcher la formation de pétrifications en carbonate de calcium lors de ltéchauffement d'eau potable et dteau de source, et aussi quand on utilise de L'eau de refroidissement, par addition dans les dites eaux, en proportions infrastoechiométriquestde polyphosphate, de sel de Graham par exemple. Si toutefois lton réunit des sels de baryum dissous, comme il s'en présente dans les eaux dfex- haure contenant du baryum par exemple, avec des solutions aqueuses de polyphosphates, il se sépare des sels ou des boues, en général difficilement solubles, qui provoquent la formation de tartre cons titubé de barytine.Cela est dû à ce que les sels de baryum se sont montrés, contrairement au sels de calcium, des agents convenant à la précipitation des polyphosphates supérieurs, comme le rapporte par exemple le profs Hermann Rudy dans son livre "Altes und Neues ber condensierte Phosphate, (1960), page 87, dernier paragraphe. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients,et concerne à cet effet un procédé pour empêcher la précipitation de sulfate de baryum et/ou de sulfate de strontium, lorsqu'on rassemble des eaux usées contenant du baryum et/ou du strontium avec des eaux usées contenant des sulfates, procédé caractérisé par ce que lton ajoute, au flux d'eaux contenant des sulfates ou aux eaux usées, déjh rassemblées, une faible quantité de polyphosphates ou pyrophosphates. Suivant une caractéristique de l'invention, le procédé est caractérisé par ce qu'on ajoute les polyphosphates ou pyrophosphates dans une proportion allant de 5 à 10 mg/l. Conformément à l'invention, on a constaté que, cependant, les polyphosphates empEchent la précipitation de sels difficilement solubles ou de boues, ou retardent fortement la séparation des sels de métaux lourds, s'ils sont dissous en proportions très faibles, de préférence inférieurs à la proportion stoechiométrique, dans les eaux d'exhaure contenant des sulfates, exemptes de baryum, avant la réunion des eaux d'exhaure contenant du baryum et du sulfate. De m#me la précipitation du sulfate de baryum et de strontium peut être retardée en ajoutant le polyphosphate directement en amont de la pompe d'exhaure,sous forme liquide ou solide, à l'extrémité d'un puisard commun.Dans cette dernière variante, les eaux d'exhaure contiennent une faible teneur en ions baryum et sulfate, car, dans le puisard commun,une certaine quantité de barytine s'est déjà déposée. Gracie au présent procédé, c'est-à-dire grâce à l'addition de polyphosphates ou de pyrophosphates,en proportion et sous une forme particulièrement appropriés, avant ou après la réunion des eaux usées, en particulier des eaux dtexhaure contenant du baryum, avec des eaux d'exhaure contenant du sulfate, ou des eaux quelconques contenant du sulfate, la précipitation de sulfate de baryum et de sulfate de strontium est retardée jusqu' atteindre 48 à 100 heures et plus, ou même est empêchée. Lors de l'addition de poly- ou de pyrophosphate, on procédera comme suit a) Si l'on ne dispose que d'un puisard d'épuisement insuffisant, ou à défaut de ce puisard, on introduira les polyphosphates,en solution ou sous forme solide, en avant de ltexhauretdans l'arrivée d'eau contenant des sulfates. lors de la réunion de l'eau,contenant des sulfates, ainsi traitée avec l'eau qui contient du baryum ou du strontium, la précipitation de spath lourd est fortement retardée. b) Si l'on dispose d'un puisard suffisant pour mélanger les eaux contenant du baryum et/ou du strontium avec les eaux contenant des sulfates, la plus grande partie des spaths lourds formés précipitera normalement dans le puisard même et y restera. Les polyphosphates seront ajoutés, dans ce cas, à une faible distance en amont de la pompe d'exhaure,sous forme solide ou en solution, une cloison sous 1 eau ten béton, acier, etc.) devra bien entendu séparer le puisard principal du puisard d'exhaure proprement dit, afin que les spaths lourds déjà précipités ne soient pas entraînés sous forme de boue dans la pompe.Les polyphosphates ajoutés empêcheront'dans ce cas, dans une large mesure ou même complètement, la continuation indésirable de la précipitation de barytine dans les pompes et les canalisations, s'il se produit des variations dans les quantités ou dans la qualité d' eaux affluant. L'avantage du présent procédé réside en particulier en ce que, si les poly- ou pyrophosphate sont introduits convenablement, la précipitation de spaths lourds sera supprimée,dans une très large mesure,dans les eaux d'exhaure et dans les groupes de pompes, même si la surveillance de la mine est faible ou si les pompes fonctionnent automatiquement. Jusqu' ici,dans l'épuisement commun de différents chantiers souterrains au nombre desquels on pouvait compter des galeries dont le service était arrêté, la garantie de l'empêchement des précipitations de spaths lourds,dans les systèmes des eaux ou dans les systèmes de pompes et canalisations,n'était en aucune façon suffisante, surtout là où la surveillance par le personnel est limitée, par exemple dans les galeries arrêtées. Le présent procédé peut aussi être ap pliqué avantageusement-là où les eaux d'exhaure ou les eaux usées contenant du baryum seront envoyées dans des eaux à l'air libre ou dans une canalisation, lorsqutil sera mis obstacle à l'apparition de trouble lors de l'arrivée' de ces eaux usées. Les spaths lourds seront d'abord maintenus en solution lors de l'entrée dans les eaux à l'air libre, et ce n'est que beaucoup plus tard, dans une plus grande étendue d'eau, qu'ils se sépareront progressivement d'une façon à peine visible, précisément quand l'effet de l'additif aura diminué.Il est évident que les difficultés relatives à la technique hydraulique seront ramenées, grâce à cette précaution, à un minimum, ou m & e seront supprimées, du moins en ce qui concerne l'arrivé des eaux d'exhaure dans le réseau hydraulique public. L'invention est décrite à titre non-limitatif dans les exemples ci-après. Exemples. On a réalisé des essais à l'échelle du laboratoire avec une sélection de phosphates. On a utilisé à cet effet des eaux d'exhaure originales ,dont la teneur en baryum était de 1,40 à 1,80 v 1 et la teneur en sulfate de 0,35 à 0,45 v l. On a mélangé 4 parties d'eau d'exhaure contenant du baryum avec une partie d'eau d'exhaure contenant du sulfate,après avoir, au préa- lable, ajouté à cette dernière la proportion voulue de polyphosphate en solution à 0,1 %. les résultats des essais sont donnés dans le tableau suivant :: N Type de Addition de Essai arrêté phosphate phosphate en au bout de mg/l calculé sur le mélange d'eau 2 m 2 l 5 m 2 l 1 tétrapyrophosphate faible limpide, 70 heures de sodium précipitation aucune précipi tation 2 tétrapyrophosphate d0 d0 70 heures de potassium 3 hexamétaphosphate d0 d0 78 heures de sodium 4 hexamétaphosphate de d0 d 90 heures sodium alcalinisé 5 tripolyphosphate d d0 90 heures de sodium Résultat :Avec une addition d'au moins 5 mg/l,les 5 phosphates n'ont plus permis aucune précipitation de sulfate de baryum ou de strontium (spath lourd). les phosphates ont été d'abord dis sous dans l'eau d'exhaure contenant du sulfate, et le mélange avec l'eau d'exhaure contenant du baryum n'a été fait qu'ensuite. Quand on inversait les opé- rations, il se produisait un trouble0 La proportion de phosphate ajoutée doit Entre maintenue aussi précise que possible. la quantité minimum est de 5 m v l et la quantité maximum 8 à10 mg/l. L'addition de phosphate peut se faire soit sous forme solide, soit en solution diluée (0,1 à 5%). Comme eau de dilution, on peut prendre l'eau exhaure contenant du sulfate, mais, en aucun cas eau d'exhaure qui contient du baryum. Au cours des essais, la solution des phosphates se fait d'abord dans les eaux d'exhaure qui contiennent les sulfates, et ce n1 est qu'en- suite que se fait le mélange des deux eaux. Dans la pratique, on procédera comme il est décrit dans les deux premiers paragraphes. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation ci-dessus déc#rits et représen- tés. On pourra, au besoin, recourir à d'autres modes et à d'autres formes de réalisation, sans pour cela sortir du cadre de l'in- Invention REVEND I CAT IONS 10) Procédé pour empêcher la précipita- tion de sulfate de baryum et/ou de sulfate de strontiumtlorsquton rassemble des eaux usées contenant du baryum et/ou du strontium avec des eaux usées contenant des sulfates, procédé caractérisé par ce que l'on ajouts au flux d'eaux contenant des sulfates, ou aux eaux usées, déjà rassemblées, une faible quantité de polyphosphates ou pyrophosphates. 20) Procédé conforme à la revendication lscaractérisé par ce quton ajoute les polyphosphates ou pyrophosphates dans une proportion allant de 5 à 10 mg/i. 30) Procédé conforme aux revendications 1 et 29 caractérisé par ce que les eaux traitées sont des eaux d'exhaure de mines.