Brevet FR2218378A1 — publié le 19740913

La présente invention concerne un procédé destiné à empêcher ltenbratnement de poussières et de particules analogues dans l'atmosphère, notamment dans des atmosphères confinées où la poussière constitue un danger pour lthygière, de m#me qu'une nuisance, par exemple dans les exploitations minières telles que les mines de charbon et dans une installation de traitement de l'amiante. Le procédé de l'invention, destiné à immobiliser la poussière par la réunion des particules en une masse agglomérée adhérant à un substrat, consiste à appliquer à la poussière une solution aqueuse peu irritante ou non irritante contenant un polymère et un agent tensio-actif. L'agent tensio-actif consiste de préférence en une matière non irritante telle qulun agent tensio-actif amphotère seul ou en association avec un agent tensio-actif anionogène. On préfère notamment les dérivés sulfonés mono- ou di-carboxylés amphotères dtalkylimidazolines de formule générale R.C.N. (CH2)2 N(OH) (C2H40H) CH2 (OH) OH R' (dans laquelle R est le résidu d'un acide carboxylique tel qu'un acide gras et Rt est un groupe de formule H.S03I ou H.COOX ou (COOX)2 dans laquelle X est un anion formant un sel tel que ltion sodium) et les agents tensio-actifs anionogènes sont de préférence des sulfosuccinates de formule générale X03S.CH.(CH2COOR") CH.COOR" (dans laquelle chacun des symboles R", qui peuvent etre identiques ou différents, est un résidu alkylique ou allylique substitué et X a la définition donnée ci-dessus)O L'ingrédient polymère a un poids moléculaire compris, par ordre de préférence, entre environ 50 000 et environ 30 000 000, entre environ 100 000 et environ 20 000 000 ou entre 1 000 000 et 15 000 000.Le polymère est de préférence un homopolymère ou un copolymère d'un amide, d'une amine, d'une imine, d'une éthylène-im..ne ou d'un résidu éthoxy, chacun pouvant être substitué ou non substitué. On préfère les polyacrylamides, les polyacrylamides hydrolysés et les polyacrylamides quaternisés. Il est très préférable que la solution non irritante contienne davantage d'agent tensio-actif que de polymère, parce que sa stabilité à basses températures est ainsi favorisée. Lorsque agent tensio-actif est constitué par l'agent ampho tère seul, ce dernier est présent, de préférence,dans un rapport en poids avec le polymère, d'environ t à 100:1, notamment de 10-70: l et lorsque l'agent tensio-actif contient à la fois l'agent amphotère et l'agent anionogène, le rapport correspondant pour le composant tensio-actif total est d'environ 1-100:1 et de préférence de 3-70:1. La solution aqueuse est préparée, de préférence,par mélange du polymère et de l'agent tensio-actif, de la façon suivante : On dissout avantageusement le polymère dans de l'eau dans un rapport d'environ 1:70 à 1:1000 pour former un concentré visqueux que l'on mélange avec l'agent tensio-actif pour former un concentré aqueux ; ce concentré peut contenir environ 0,1 à environ 10 % en poids de polymère et environ 1 à environ 99 Des substances ioniques telles que le carbonate de sodium et le phosphate trisodique peuvent etre incorporées dans la solution à des concentrations de 0,01 à 10 %0 en poids pour contribuer à la réduction de la viscosité. La solution est mise en contact avec la poussière, par pulvérisation, injection, aspersion ou badigeonnage. On peut l'appliquer en mélange avec un véhicule pour la poussière, par exemple de liteau de refroidissement pulvérisée sur un front de taille, de manière que lorsque le charbon sèche, la poussière soit retenue sur ce dernier et sur les machines d'extraction. De préférence, la poussière à fixer et le substrat sur lequel elle doit former une croûte sont abondamment arrosés d'eau au préalable. Un lent séchage par chauffage à des températures superficielles inférieures à 900C tend à favoriser la formation d'une crotte résistante. Lorsqu'on utilise une solution aqueuse conforme à ltin- vention, il est possible de fixer la poussière sur un substrat en une masse résistante qui peut rester à l'état aggloméré pendant une longue période de temps. Par exemple, lorsqu'on traite de la poussière de charbon dans une galerie de mine, en utilisant le procédé de l'invention, cette poussière peut être agglomérée en une masse compacte au sol de la galerie, et il est possible de marcher sur cette masse pendant une période relativement prolongée sans qu'elle steffrite. Des évaluations dont les ré- sultats sont donnés ci-après démontrent qu'il existe une interaction entre le polymère et ltagent tensio-actif, de laquelle résulte un meilleur effet d'agglomération. Lrinvention concerne des solutions aqueuses peu irritantes ou non irritantes destinées à entre utilisées dans le procédé et contenant un polymère et un agent tensio-actif, ce dernier étant de préférence un agent amphotère, seul ou en association avec un agent tensio-actif anionogène et de préférence à une concentration plus grande que celle du polymère. B2invention est illustrée par les exemples suivants, donnés à titre non limitatif. Exemple 1 On prépare un concentré en mélangeant ensemble un gramme de polyacrylamide partiellement hydrolysé (poids moléculaire 15 millions) et 15 g d'un agent tensio-actif sulfoné amphotère dans 84 g d'eau. On ajoute le concentré à de l'eau dans un rapport en poids de 1:500 et on mélange le tout en agitant pour former une solution que l'on soumet à des essais comme indiqué ci-dessous, dans la partie réservée aux évaluatisons Exemple 2 On prépare un concentré en mélangeant ensemble 0,5 g d'un polyacrylamide partiellement quaternisé (poids moléculaire 5 millions), 9 g d'un agent tensio-actif carboxylé amphotère et 0,5 g d'orthophosphate trisodique, dans 90 g d'eau. On ajoute le concentré à de l'eau dans un rapport en poids de 1:150 et on mélange le tout en agitant pour obtenir une dispersion totale. La solution formée est soumise à des essais, comme indiqué cidessous dans la partie réservée aux évaluations. Exemple 3 On prépare un concentré en mélangeant ensemble 1 g d'un copolymère acrylamide-acrylate partiellement hydrolysé (poids moléculaire 8 millions) et 99 g d'un agent tensio-actif amphotère dicarboxylé, d'activité égale à 65 %. On ajoute le concentré à de l'eau dans un rapport en poids de 1:1000 et on mélange le tout en agitant pour obtenir une dispersion totale. La solution formée exerce un effet correct d'agglomération de la poussière. Exemple 4 On prépare un concentré en mélangeant ensemble 1,5 g de polyacrylamide partiellement quaternisé (poids moléculaire 2 millions) et 20 g d'un mélange d'agents tensio-actifs contenant 15 g d'un ester d'acide sulfosuccinique et 5 g d'agent tensio-actif amphotère carboxylé dans 78,5 g d'eau. On ajoute le concentré à de l'eau dans un rapport en poids de i:750 et on mélange le tout en agitant pour obtenir une dispersion totale. La solution formée exerce un effet correct d'agglomération de la poussière. Exemple 5 On prépare un concentré en mélangeant ensemble 0,08 g de polyacrylate (poids moléculaire 4 000 000) et 15 g d'un mélange d'agents tensio-actifs contenant 12 g d'un ester d'acide sulfosuccinique et 3 g d'un agent tensio-actif amphotère carboxylé, et 5 g de tétraborate de sodium dans 79,92 g d'eau. On ajoute le concentré à de l'eau dans un rapport en poids de 1:20 et on mélange le tout en agitant pour obtenir une dispersion totale. La solution formée exerce un effet correct d'agglomération de la poussière lorsquton la soumet à des essais dans une mine de charbon. Exemple 6 On prépare un concentré en mélangeant ensemble un gramme d'un copolymère de méthacrylamide et de chlorure d'acry lamidopropylbenzyldiméthylammonium et 30 g d'un mélange d'agents tensio-actifs contenant 25 g d'un agent tensio-actif sulfoné amphotère et 5 g d'un ester sulfosuccinique dans 69 g d'eau. On ajoute le concentré à de l'eau dans un rapport en poids de 1:200 et on mélange le tout en agitant pour obtenir une dispersion totale. La solution formée exerce un effet correct d'agglomération de la poussière. Evaluat ions On étale sur des plateaux des lots de poudre de kaolin (en particules de diamètre moyen inférieur à 25 microns). On soumet les échantillons à des traitements indiqués ci-après, par pulvérisation uniforme normale. On fait sécher les lots traités pendant 72 heures à 200C puis on les soumet à un courant d'air de vitesse réglée et mesurable. Les résultats sont reproduits ci-après Traitement Vitesse du courant Commentaires d'air (km/h) néces saire pour rompre la surface traitée Témoin 0,805 Pas d'adhérence Eau 3,22-6,44 Pratiquement aucune adhérence 1 g de polyacryla- Propriétés coumide partielle ment vrantes très hydrolysé de poids faibles, adhé moléculaire égal à rence médiocre 15 millions + 99 g d'eau 16,09-32,19 15 g d'agent ten- Pratiquement sio- actif sulfo- aucune adhéné amphotère 3,22-6,44 rence Formulation de Excellente l'exemple 1 112,6-120,7 adhérence et excellentes propriétés couvrantes Témoin Moins de 0,805 Aucune adhérence Eau Moins de 0,805 Aucune adhérence 0,5 g de polyacry lamide partielle ment quaternisé Propriétés cou (poids moléculaire vrantes très 5 millions + 99,5 g médiocres, mau d'eau 12,87-16,09 vaise adhérence (Suite) Traitement Vitesse du courant Commentaires d'air (km/h) néces saire pour rompre la surface traitée 0,5 g d'orthophos phate trisodique + 99,5 g d'eau Moins de 0,805 Aucune adhérence 9 g d'agent tensio actif carboxylé am photère plus 91 g d'eau Moins de 0,805 Aucune adhérence 0,5 g de polyacry lamide partielle ment quaternisé (poids moléculai- Propriétés cou re 5 millions) + vrantes médio 0,5 g d'orthophos- cres, mauvaise phate trisodique adhérence + 99 g d'eau 22,53-25,75 9 g d'agent ten sio-actif carbo xylé amphotère + 0,5 g d'ortho phosphate triso dique, + 90,5 g d'eau Moins de 0,805 Aucune adhérence Formulation de Excellentes pro Formulation de priétés couvran l'exemple 2 tes, excellente adhérence Les résultats démontrent que la poussière n'est suffisamment stabilisée pour résister à une vitesse importante du courant d'air que lorsque le polyacrylamide et l'agent tensio-actif sont utilisés conjointement. REvENDiCATIONS 1. Procédé pour immobiliser une poussière en l'agglo- mérant en une masse compacte adhérant à un substrat, caractérisé par le fait qu'il consiste rappliquer à la poussière une solution aqueuse non irritante contenant à la fois un polymère et un agent tensio-actif. 2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que la solution contient un agent tensio-actif amphotère. 3. Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que la solution contient en outre un agent tensio-actif anionogène. 4. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait que la concentration de l'agent tensio-actif est supérieure à celle du polymère. 5. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le rapportlen poids de l'agent tensio-actif au polymère est égal à 1-100:1, 6. Procédé suivant la revendication 5, caractérisé par le fait que l'agent tensio-actif est un agent tensio-actif am photère présent dans un rapport en poids de 10-70:1 ou est à la fois un agent tensio-actif amphotère et un agent tensio-actif anionogène, le rapport du poids total dés agents tensio-actifs au poids du polymère étant égal à 3-70:1. 7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé par le fait qu'on sèche la poussière fixée par un chauffage lent. 8. Solution aqueuse non irritante destinée à entre utilisée notamment dans un procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée/par le fait qu'elle contient un polymère et un agent tensio-actif. 9. Solution suivant la revendication 8, caractérisée par le fait que l'agent tensio-actif est un agent amphotère, seul ou en association avec un agent tensio-actif anionogène. 10. Solution suivant l'une des revendications 8 et 9, caractérisée par le fait que la concentration de l'agent tensioactif est supérieure à celle du polymère. 11. Solution suivant la revendication 10, caractérisée par le fait que le rapport en poids de l'agent tensio-actif au polymère est égal à 1-100:1. 12. Solution suivant la revendication 11, caractérisée par le fait que l'agent tensio-actif est un agent amphotère seul, présent dans un rapport en poids de 10-70:1 ou est associé avec un agent tensio-actif anionogène, le rapport du poids total des agents tensio-actifs au poids de polymère étant égal à 1-100:1.