Brevet FR2242341A1 — publié le 19750328

L'invention concerne un procédé, et les dispositifs pour le réaliser, de récupération d'acides sulfurique et fluorhydrique d'un mélange ayant servi notamment dans un procédé dé de polissage acide de-verres. Art antérieur : Quand on utilise un mélange d'acides sulfurique et fluorhydrique dans divers procédés industriels, notamment pour le polissage acide de verres, la température des bains se tient toujours au-dessus de 150 C et fréquemment encore plus haut. Par exemple dans le polissage acide de verres, à cause d'autres facteurs importants pour le procédé de polissage, la température du bain de polissage se tient entre 40 et 700 C. Le résultat, c'est-à-dire la transparence de surfaces de verre rendues translucides par rodage, ou bien l'augmentation de ltéclat s'il s'agit de verres dépolis, est produit par la réaction chimique de Si 02 (verre) sur HF (acide fluorhydrique) pour donner Si F4 (fluorure de silicium). Le polissage acide de verres consiste à plonger-la matière à polir dans un melange d'acides, de teneur en acide sulfurique comprise entre 40 et 70 %, et en acide fluorhydrique de 2 à 10 %, à une température de référence habituelle entre 40 et 700 C. Toutefois, à cette températurs, un dégagement de la majeure partie de l'acide fluorhydrique est inevitable, car son point dtébullition varie en fonction de la concentration de 19 à 400 C.Ainsi l'acide fluorhydrique qui se dégage en pure perte n'est pas actif dans le bain de polissage. Cette perte est particulièrement grande lorsqu'on doit, dans le cas d'un acide de polissage non purifié qui prévaut encore actuellement et donne lieu à un dépôt, employer une surcharge d'acide fluorhydrique. Le point d'ébullition de HF ne peut servir de base dans l'emploi du susdit mélange acide, car du fait de la concentration en acide sulfurique qui passe dans la vapeur d'eau, la tension de celle-ci décroit de façon à peu près exponentielle, de sorte que toute l'eau de la solution fluorhydrique est liée par des valences secondaires à 11 acide sulfurique, ce qui rend effectif lepoint d'ébullition de l'acide fluorhydrique à 190 C.Ce fait confirme la cause de l'importante consommation de HF, jusqu'ici inévitable. En ce qui concerne la mise d'acide sulfurique dans le mélange, il faut tenir compte de la dilution qui surviens pendant le polissage par l'eau chimiquement produite. L'acide sulfurique se dégrade ainsi progressivement. Exposé général L'invention se donne pour objectif de supprimer les inconvénients résultant de la dégradation de la concentration en acide sulfurique et de la perte permanente en acide fluorhydrique dans un procédé de polissage acide de verre. Ce but est atteint selon l'invention par évaporation de l'eau du mélange d'acides utilisé, au moyen d'un système de chauffage incorporé dans un poste de récupération d'acide sulfurique, et recyclage de l'acide sulfurique dont la concentration est ainsi rétablie, et par condensation et concentration de tout l'acide fluorhydrique gazeux aspiré dans des jets d'eau froide à 1 - 50 C incorporés dans un poste de récupération d'acide fluorhydrique, et recyclage de l'eau d'aspersion enrichie en acide fluorhydrique. Le procédé selon l'invention se caractérise en outre par l'utilisation d'eau d'aspersion, refroidie ou non chargée d'une base alcaline ou alcalino-terreuse, à l'excep- tion de la chaux. En variante, le mélange d'acides utilisé est mélangé à l'eau d'aspersion. Un dispositif conçu pour réaliser le procédé selon l'invention se caractérise en ce que le poste de récupération d'acide fluorhydrique est installé sur le tuyauterie d'évacuation d'un bac de polissage. Un circuit d'eau froide d'aspersion est pourvu de buses à jets et d'une pompe. Le dit système de chauffage incorporé échauffe le mélange d'acides utilisé à une température comprise entre 80 et 1000 C. Le quantité d'eau froide d'aspersion utilisée est de 20 à 50 1. Enoncé des figures La Fig. 1 est le schéma d'un aménagement selon l'invention d'un procédé de polissage acide de verres, et La Fig. 2 montre des particularités de construction d'un poste de récupération d'acide fluorhydrique faisant partie de l'aménagement de la Fig. 1. Descrintion détaillée d'une forme de réalisation de l'invention, dans son application à un procédé de polissage acide du verre. Le schéma de la Fig. 1 montre un poste de polis sage 1 avec un bac à eau de rinçage 7 et un bac tampon 8 acide 8. Les conduites 17, 18 amènent l'eau de rinçage et l'acide de polissage dans la direction des flèches 27, 28, à - un poste séparé 2 de récupération d'acide sulfurique. Un mélan ge d'acides 21 y est chauffé par un système de chauffage incor poré 11 à environ 80 - 100e C, vaporisant l'eau. Par exemple, un fluide caloporteur peut parcourir le système 11 dans la direction de la flèche 12. La vapeur d'eau se condense en tra versant un serpentin de refroidissement 13 et liteau peut ensui te sortir par l'un ou l'autre-de deux circuits, d'une part la vanne 29 en direction de la flèche 30 pour rejoindre le bac de rinçage 7, ou d'autre part la vanne 10 en direction de la flè che 31 vers 1 EégaCt. Les vapeurs d'acide fluorhydrique provenant du pos te de polissage 1 et du poste 2 de récupération d'acide sulfu rique sont envoyées, par une conduite d'évacuation 4 du poste de polissage dans la direction de la flèche 14, à un poste de récupération 3 d'acide fluorhydrique. Le fonctionnement de ce poste 3 est expliqué en se reportant à la Fig. 2. Bans un réservoir 32 équipé d'un grou pe frigorifique, on refroidit -une quantité d'eau 33 de 20 à 50 1 à une température de O à 50 C, et on la fait circuler par une pompe 26 dans une tuyauterie 22 en direction de la flèche 25. La tuyauterie 22 pénètre plusieurs fois dans l'intérieur -libre de la conduite d'évacuation 4 du poste de polissage, et dans ce parcours intérieur est munis de nombreuses buses à jets 23, d'ou est projetée l'eau en aspersion 24. Ceci réfroidit et condense les gaz d'HF et aente de 50 % et plus la concentra tion d'HF dans l'eau. Cette eau enrichie en acide fluorhydrique est recyclée par la tubulure de janction 34 en direction de la flèche 35 vers le réservoir 32, d'où elle peut être soutirée par la vanne 20 en direction de la flèche 19 pour être remise en circulation vers 8. L'alimentation en eau du réservoir 32 dans la direction de la flèche 15 a lieu par la vanne d'entrée 16. Après avoir traversé les jets d'eau froide, les effluents gazeux sont très largement épurés d'acide fluorhydri que, et ils sont rejetés de l'ensemble de l'installation par la cheminée 5 en direction de la flèche 6. Pat ce procédé, on arrive à la fois, que le fonctionnement soit continu ou non, à utiliser quantitativement la mise d'acide sulfurique, et à récupérer l'acide fluorhydrique d'une façon réutilisable dans le procédé de polissage. Il faut en outre souligner que les effluents gazeux et liquides de ltensemble de l'installation aménagée selon l'invention sont chimiquement neutres, sans effet physiologiques critiquas, et par conséquent non polluants pour l'environnement. La valeur de la concentration maximale type pour zone industrielle de 3 ppm (=3 mg/m3) n'est pas atteinte. REVENDICATIONS 1.- Procédé de récupération d'acides sulfurique et fluorhydrique d'un mélange ayant servi notamment dans un procédé de polissage acide de verres, caractérisé - par une évaporation de l'eau du mélange d'acides utilisé, au moyen d'un système de chauffage incorporé dans un poste de récupération d'acide sulfurique, et - par une condensation et concentration de tout l'acide fluorhydrique gazeux aspiré dans des jets d'eau froide à 1 - 50 C incorporés dans un poste de récupération d'acide fluorhydrique, et recyclage de l'eau d'aspersion enrichie en acide fluorhydrique. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé - par l'utilisation d'eau d'aspersion, refroidie ou non, chargée d'une base alcaline cu-alcalino-terreuse, à l'exception de la chaux. 3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé - en ce que le mélange d'acides utilisé est mélangé à l'eau d'aspersion. 4.- Dispositif pour mettre en oeuvre le procédé selon la revendication 1, c2ractérisé - en ce que le poste 3 de récupération d'acide fluorhydrique est installé sur la tuyauterie 4 d'évacuation d'un bac de polis sage. 5.- Dispositif selon la revendication 4, caracté risé - en ce qutil comporte un circuit 22 dteau froide d'aspersion 24 pourvu de buses à jets 23 et d'une pompe 26. 6.- Dispositif selon la revendication 4, caractérisé : - en ce que le dit système 11 de chauffage incorporé échauffe le mélange d'acides 21 utilisé à une température comprise entre 80 et 00D C. 7.- Dispositif selon la revendication 5, caractéri- sé - en ce que la quantité d'eau froide d'aspersion 24 utilisée est de 20 à 50 1.