Brevet FR2237676A1 — publié le 19750214

La présente invention concerne un générateur de microbulles d'hydrogène, utilisable notamment dans des appareils de flottation. De tels appareils de flottation ainsi qu'un procédé de flottation utilisant comme principal agent de flottation des microbulles d'hydrogène ont été décrits dans la demande de brevet français No 72 Z6280 déposée le 17 juillet 1972 par Madame S. Saurent. Dans cette demande de brevet, il est prévu que les microbulles d'hydrogène sont créées par l'action de l'eau sur de l'aluminium activé par des traces de mercure. Un objet de la présente invention consiste à prévoir un générateur de microbulles facilement utilisable- par les utilisateurs d'appareils de flottation, dont la durée de vie soit relativement longue et dont la consommation puisse être facilement contrôlée. Un autre objet de l'invention consiste à prévoir un générateur de microbulles dont le dégagement de microbulles peut hêtre arreAté et démarré å volonté. Suivant une caractéristique de l'invention, il est prévu un générateur de microbulles d'hydrogène utilisant la réaction de l'eau sur de l'aluminium activé par des traces de mercure, ledit générateur étant constitué par un bac étroit a mercure dans lequel trempe une plaque d'aluminium sensiblement verticale dont le bord inférieur est en contact avec le mercure du bac et dont la largeur est sensiblement égale 9 la longueur du bac, et des moyens de guidage de la plaque d'aluminium au cours de sa descente vers le bac à mercure. Suivant une autre caractéristique, le bac a la forme d'un parallèlépipède ouvert vers le haut et relativement étroit, dont les faces extrêmes, ainsi que les parties adjacentes des faces latérales, sont prolongées vers le haut, sensiblement verticalement,- en formant des structures en U constituant lesdits moyens de guidage. Suivant une autre caractéristique, les structures en U des moyens de guidage et le bac sont constitués de cornières en U de sections identiques raccordées en onglet par soudure pour former un U dont les deux branches sont les moyens de guidage et le fond constitue le bac. D'autres caractéristiques de l'invention apparattront plus clairement a la lecture de la description suivante d'un exemple de réalisation, ladite descriptlon étant faite en relation avec les dessins joints, parmi lesquels: laFig. 7 est une vue schématique en perspective d'un générateur de microbulles suivant l'invention, avec un arraché partiel pour montrer la partie basse du générateur, et la Fig. 2 représente schématiquement une batterie de générateurs suivant l'invention installés dans un appareil de flottation. Le générateur de la Fig. 1, comporte un bac 1, constitué par un fer en U, prolongé a ses deux extrémités par deux montants 2 et 3, eux-memes constitués par des cornières en U. Les bouts du bac ont été coupés en onglet à 450 ainsi que les bas des montants de manière à assembler l'ensemble suivant les lignes de soudure 4 et 5. Une plaque d'aluminium 6 a été glissée dans les montants 2 et 3 et repose pJar sa base 7 sur une couche fine de mercure 8 contenue au fond du bac 1, comme le fait apparaître l'arraché de la Fig. 1. L'épaisseur de la plaque 6 est, dans sa partie supérieure, légèrement-inférieure à la largeur intérieure des montants 2 et 3 de manière à y dtre maintenue pratiquement verticale, tout en ayant la possibilité de glisser vers le bas sous l'effet de son poids. Dans sa partie inférieure, la plaque 6 a une largeur beaucoup plus faible étant donné l'attaque de la surface de la plaque par l'eau, cette attaque étant maintenue possible par la présence de traces de mercure à la surface de la plaque. On rappelle, à ce sujet, comme il a été décrit dans la demande de brevet français déjà mentionnée ci-dessus, que le mercure å l'état de traces formait un amalgame avec l'aluminium ce qui avait pour effet de mettre à nu de l'aluminium qui réagit avec l'eau en donnant un hydroxyde d'alumine et de l'hydrogène qui se dégage sous la forme de microbulles. Autrement dit, les traces de mercure évitent la passivation habituelle de la surface d'aluminium. A la Fig. 1, on a supposé que le générateur étant en fonctionnement depuis un temps relativement long, c'est à dire que la réaction aluminium-eau avait atteint son régime normal. On constate alors que la hauteur de surface d'aluminium activée est d'environ 13 cm au-dessus du niveau du mercure 8, cette hauteur étant marquée par un brusque rétrécissement de la largeur de la plaque 6 comme l'indique la ligne 9. Ainsi, la plaque 6 glisse par paliers entre les montants 2 et 3, c'est à dire que de temps en temps la largeur de la partiè inférieure d 6 dev ent trop faible pour que cette partie supporte le poids de 6; la partie inférieure se plisse alors et une nouvelle ligne 9 se définit. Au début, quand on plonge une plaque d'aluminium neuve dans le bac 1, on constate que l'activation ne démarre pas tout de suite. En effet, l'angle aigu de raccordement entre la surface de la plaque 6 et celle du mercure indique que le mercure ne mouille pas l'aluminium. il n'y a pas de réaction chimique et donc de dégagement gazeux. Puis au bout de quelques heures, cet angle de raccordement devient obtus et prend la position indiquée à la Fig. t indiquant un mouillage de la surface par le mercure, Le dégagement gazeux commence et, peu à peu, affecte la surface sur toute la hauteur limitée par la ligne 9. Il faut noter qutil est possible de réduire la durée de la période de démarrage et mEme de supprimer totalement ce temps de latence en activant la plaque neuve dans une solution de sel mercurique, avant de la glisser dans le bac 1. La plaque en régime continu, se consomme entièrement0 La durée de vie d'une plaque ést évidemment fonction de son épaisseur et de sa hauteur, celles-ci étant généralement déterminées par des considérations pratiques imposées par l'installation. La.hauteur de mercure dans le bac I peut Etre d'environ 3 mm. Comme on l'a déja mentionné dans la demande de brevet français citée ci-dessus, le mercure reste obligatoirement au fond du bac0 En effet, toute combinaison chimique du mercure est détruite par l'aluminium plus électro-positif, Par ailleurs, dans le générateur de l'invention, le mercure ne peut sortir du bac par diffusion physique, car une partie des boues d'hydroxydes 10 de la réaction recouvre la surface du mercure 8, qui est ainsi à l'abri du contact avec la phase aqueuse surnageante. De plus, le pH du milieu est déterminé de maniere que le pH des boues 10 soit d'environ 8,3, pour lequel toute combinaison du mercure est insoluble. La Fig. 2 représente une batterie de générateurs 11, semblables au générateur de la Fig. 1, montée'sur une plaque support perforée 12 reposant sur le fond d'un bassin 13. Ainsi, les boues créées en meme temps que la flottation tombent au fond et ne s'accnmulent pas autour des générateurs 71. La batterie est recouverte d'une cloche 14, montrée * la Fig. 2 en position basse, raccordée par une tuyauterie téléscopique 15 et une vanne 16 à un tuyau 17. Dans la position montrée, si la vanne 16 est fermée, le gaz produit par la réaction aluminium-eau chasse l'eau de la cloche, l'eau ne mouille plus les plaques des générateurs 11 et la réaction s'arrête. Pour faire redémarrer la réaction, il suffit de soulever la cloche télescopique si les microbulles d'hydrogène sont à utiliser sur place, et à ouvrir la vanne 16 pour chasser le gaz par le tuyau 17, si l'hydrogène doit ttre utilisé ailleurs. Il-serait encore possible d'arrêter la réaction en injectant par 17 un gaz inerte dans la cloche 14. Les moyens mentionnés ci-dessus montrent que la réaction peut être contrôlée en fonction de la demande en microbulles. A noter que le matériau du bac 1 et des montants-2 et 3 peut être du fer, de l'acier, du plastique ou du métal plastifié. Bien que les principes de la présente invention aient eté décrits ci-dessus en relation avec un exemple particulier de réalisation, il faut comprendre que ladite description n' a été faite qu'à titre d'exemple et ne limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1) Générateur de microbulles d'hydrogène, utilisable notamment avec ou dans des appareils de flottation, utilisant la réaction de l'eau sur de l'aluminium activé par des traces de mercure, caractérisé en ce qu'il est constitué par un bac étroit à mercure dans lequel trempe une plaque d'aluminium sensiblement verticale ayant son bord inférieur en contact avec le mercure du bac, la largeur de la plaque d'aluminium étant sensiblement égale à la longueur du bac, et par des moyens de guidage destinés à guider la plaque d'aluminium au cours de sa descente vers la surface du mercure. 2) Générateur suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'ensemble desdits moyens de guidage et du bac est une structure en U, à fond plat, dont le fond plat et les branches sont constitués par des cornières en U, le fond plat formant le bac et les branches les moyens de guidage, la largeur des cornières en U des branches étant légèrement supérieure à l'épaisseur de la plaque d'aluminium. 3) Générateur suivant la revendication 2, caractérisé en ce que la structure en U est construite à partir de cornières en U de sections identiques raccordées en onglet par soudure. 4) Batterie de générateurs suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'elle est placée dans un bassin rempli d'eau et en ce quelle est surmontée d'une cloche déplaçable verticalement et raccordée à une tuyauterie munie d'une vanne, de manière que la vanne étant fermée et la cloche an position basse avec ses bords au-dessous du fond des générateurs, le gaz d'hydrogène créé chasse l'eau à l'intérieur de la cloche ce qui arrête la réaction de l'eau sur l'aluminium.