Brevet FR2255080A1 — publié le 19750718

L'invention concerne ún procédé de préparàtion de gels dthydroxyde d'aluminium séchés, à grande capacité de fixation d'acide, applicables en thérapeutique, par précipitation au moyen d'anhydride carbonique. On prépare principalement des gels d'hydroxyde d'aluminium à partir de sels d'alùminium qui donnent des produits d'hydrolyse acides, principalement à partir de sulfate d'aluminium, en utilisant des agents alcalins. Selon un procédé moins usuel, on précipite le gel à partir de composés d'aluminium de caractère basique, au moyen d'acides ou de sels acides. Les gels d'hydroxyde d'aluminium préparés par différents procédés dans des conditions différentes sont très différent par leur qualité et leurs propriétés physico-chimiques. La raison en est que les propriétés du gel précipité dependent de plusieurs facteurs, parmi lesquels principalement la nature et la qualité des matières premières, le taux de neutralisation, les proportions- relatives -des solutions initiales, le pH à la neutralisation, les' concentrations et les intervalles de température appliqués, l'ordre de mélange des solutions etc. Afin d'assurer la formation de la meilleure structure possible de gel, on aJoyte habituellement le précipitant alca lin à une solution acide, le plues souvent à une solution de sulfate d'aluminium. Dans ces conditions, la précipitation a lieu complètement dans la gamme de pH acide, ce qui empêche ou retarde l'agglomération des particules primaires formées pendant la condensation Quand l'ordre de mélange est opposé, c'est à dire quand on ajoute le précipitant acide au constituant alcalin, le pH de la suspension reste dans la gamme alcalinè Dendant la préci-' pitation, ce qui assure des conditions favorables à la cristallisation des particules primaires.Ainsi, la proportion des particules amorphes diminue dans le gel précipité,'ce qui influe sur la qualité du produit final. Quand on utilise comme précipitants acides des carbonates ou l'anhydride carbonique et qu'on les ajoute à la solution initiale alcaline, lés conditions sont différentes de celles qui précèdent car en pareil cas, le système se sature d'anhydride carbonique et celui-ci stabilise la structure de gel formée. Toutefois, en même temps que la structure de gel se forme, il se forme aussi de-s carbonates d'aluminium basiques et le produit final alcalin ainsi obtenu est difficile à utiliser en thérapeutique ou même complètement impropre à cet usage. Pour cette raison, dans les procédés récents de fabrication à l'échelle industrielle de gels d'hydroxyde d'aluminium applicables en thérapeutique et ayant une grande capacité de fixation d'acide, on emploie des sels d'aluminium donnant des produits dthydrolyse acides -et on précipite à partir de ces sels le gel d'hydroxyde d'aluminium au moyen de substances basiques (voir brevet hongrois NO 155 915). Tous les procédés antérieurement connus ont un inconvénient commun, à savoir qu'ils utilisent comme matière première un sel d'aluminium relativement couteux, généralement préparé à partir de nitrate d'aluminium ou d'aluminate de sodium'. L'invention vise à fournir un procédé économique permettant de fabriquer du gel d'hydroxyde d'aluminium séché ayant une grande capacité de fixation d'acide et un degré de pureté qui permette l'usage thérapeutique, directement à partir d'une liqueur technique d'aluminate de sodium ou à partir d'alumine hydratée technique. Au cours de leurs expériences, les inventeurs ont trouvé que l'on peut préparer des produits de ce genre en éliminant par sédimentation et filtration les impuretés flottantes d'une liqueur d'aluminate obtenue dans la fabrication de l'alumine et présentant de préférence un rapport molaire de caustique de 1,60 à 1,80, ou d'une liqueur d'aluminate obtenue à partir d'alu- mine hydratée technique au moyen d'une solution de soude et présentant de préférence un rapport molaire de caustique de 1,60 à 1,80, en diluant la liqueur avec de l"'eau jusqu'à une concentration appropriée, de préférence jusqu'a.une teneur en Al203 de 20 à 30 g/l, en précipitant au moyen d'anhydride carbonique le gel d'hydroxyde d'aluminium de la solution obtenue, à une température de 20 à 300C, sous une pression de 1 à 2,5 atmosphères, en l'espace de 20 à 40 minutes, de préféreroe de 30 minutes au maximum, puis en filtrant le gel d'hydroxyde d'aluminium obtenu, en lavant à l'eau jusqu'à neutralité , en mettant en suspension dans de l'eau, en acidifiant la suspension au moyen d'un acide minéral, en filtrant à noweau, -en séchant partiellement et en divisant finement le produit filtré, et finaleraent, en le séchant complètement. Afin d'obtenir un produit final présentant les caractéristiques désirées, il est très important de maintenir exactement les paramètres ci-dessus car la capacité de fixation d'acide du gel d'hydroxyde d'aluminium obtenu dépend principalement de la concentration de la solution initiale, de la durée et de la température de la précipitation, et des opérations qui suivent la précipitation. L'influence de la concentration sur la capacité de fixation d'acide du produit final est illustrée par les données du Tableau 1. Tableau 1 teneur en Al203 de la solu- 10 20 30 40 50 60 tion initiale, g/l capacité de fixation d'acide bu produit, ml de HCl 0,1n par g 300 300 291 284 273 252 L'influence de la température de précipitation sur la capacité de fixation d'acide du produit final est indiquée par les données du Tableau 2. Dans ces expériences, on utilise une solution initiale contenant 50 g/l d'Al2O3. Tableau 2 temperature de précipi- 10 20 30 40 50 60 70 80 tation, OC capacité de fixation d'acide du produit, 290 '280 250 125 102 84 66 75 ml de HCl 0,1n par g humide lavé jusqu'à neutralité, pour abaisser temporairement le pH de la suspension (pend nt environ 1 minute) entre 4,5 et 5. Dans cette opération, le carbonate d'aluminium basique subit une décomposition partielle sans diminution de sa capacité de fixation d'acide et ainsi, après des lavages répétés à l'eau, la basicité du gel diminue encore åusqutà un niveau thérapeutiquement acceptable. L'influence favorable du traitement à l'acide est illustréé par les données du Tableau 4. Tableau 4 mélange 1:1 d'eau pH de la Gel séché et de HCl concen- suspension pH de la- sus- Na20 capacité de trén / d'acide(0) 9,00 9,65 8,4 320 200 4,00 7,02 1,8 310 ( ) exprimée en ml de HCl 0,1n par g En conséquence, on remet en suspensionXdans de l'eau du robinet le tourteau de gel lavé et à la suspension agitée vigoureusement, on ajoute de l'acide chlorhydrique aqueux (que l'on a préparé; en diluant de l'acide chlorhydrique concentré, avec de l'eau en un rapport de 1: :1), en quantité suffisante pour abaisser le pH de la suspension entre 4,5 et 5 pendant au moins une minute. Une autre ciractéristique essentielle du procédé de l'invention est que l'on sèche le gel en deux étapes et que l'on divise finement le gel préalablement séché avant le séchage complet. Cela est nécessaire parce que le tourteau de gel humide retiré des filtres ne peut pas être divisé dans une mesure qui permette un séchage suffisamment rapide à 1000C et que si le séchage n"est 'pas assez rapide, il se produit dans le gel des phénomènes indésirables de vieillissement, principalement des processus de cristallisation, qui diminuent la capacité de fixation d'acide du produit final.Ainsi , selon l'invention, on D'après les données du Tableau 2, l'intervalle de tem- pérature de 2,0 à 300C apparat très avantageux. On ajuste la température au niveau approprié pendant la précipitation en faisant circuler la solution, avec une partie du gaz, à travers un échangeur de chaleur. On conduit la précipitation en l'espace de 20 à 40 minutes , de préférence' de 30 minutes au maximum. On peut considérer la précipitation,comme complète quand la liqueur-mere contient moins de 0,2 g/l d'alumine dissoute. L'influence de la durée de la précipitation sur la capacité de fixation d'acide du produit final est illustrée par les données du Tableau 3. Dans ces expériences, on utilise une solution initiale contenant 25 g/l dual203 et on conduit la précipitation à 250C. Tableau 3 durée, minutes 30 40 50 capacité de fixation d'acide, ml de HCl C,în par g 310 294 264 On dilue, à deux fois son volume; la bouillie obtenue après précipitation, avec de l'eau du robinet à la température ambiante (soit 15 à 250C) et on filtre immédiatement. On remet le tourteau humide en suspension dans de l'eau du robinet à la température ambiante, on filtre la bouillie et on lave le tourteau sur le filtre à l'eau du robinet; jusqu a ce que liteau de lavage soit neutre au papier de tournesol. Toutefois, le gel d'hydroxyde d'alurninium obtenu, préparé dans des conditions optimales quant à sa capacité de fixation d'acide, ne convient pas encore aux usages. thérapeutiqques étant donné sa forte basicité. En effet, une suspension à 4t du gel dans de l'eau distillée est alcaline et non pas neutre au papier de tournesol comme il est nécessaire. Toutefois, on a trouvé que l'peut assurer la neutralité voulue du produit final sans affecter sa capacité de fixation d'acide en traitant par un acide minéral la suspension de gel sèche le tourteau obtenu après traitement à l'acide, filtration de préférence sur un filtre avec sac à air et 'lavage' à l'eau du robinet, jusqu'à ce que sa teneur en humidité adhérente soit d'environ 30oc, à ûne température inférieure à 1000C, sous un courant d'air abondant, après quoi on interrompt le séchage et on divise le gel, maintenant facile à diviser, en particules dedSmètre inférieur à 3 mm de diamètre.Ensuite, on ramène en dessous de 40/c la teneur en humidité du gel par séchage rapide, sans risque cette fois de diminuer dans une mesure appréciable la capacité de fixation d'acide du produit. La capacité de fixation d'acide du gel séché ainsi obtenu est de 280--à 320 ml de HCl 0,1n par gramme de gel sec et sà basicité et sa pureté sont conformes aux conditions de la VIème Pharmacopoeia Hungarica. Il est très important que lion puisse préparer par un procédé simple un produit extrêmement pùr, utilisable en thérapeutique, à,partir-d'une liqueur technique d'aluminate ou d'une alumine hydratée technique selon les cas, car la matière première contient une quantité considérable de composés structuralement apparentés et d'impuretés. La matière première technique est beaucoup moins coûteuse que les sels d'aluminium qu'on utilisait antérieurement pour la préparation de produits applicables en thérapeutique'. Par suite, le procédé de l'invention est très économique. Le gel d'hydroxyde d'aluminium à grande capacité de fixation d'acide préparé selon l'invention peut être utilisé largement en thérapeutique, principalement comice agent de-diminution de lthyperacidité-. L'invention est illustrée par les exemples non limitatifs suivants. Exemple 1 Dans un autoclave d'une capacité totale de 3 m3, on introduit 2,5 m3 de liqueur industrielle d'aluminate à une températuré de 250C, séparée des impuretés flottantes par sédimentation et filtration, contenant 25 g/l d' ,Al203 et présentant un rapport molaire de caustique de 1,75, et on neutralise avec 70 kg d'anhydride carbonique gazeux en agitant vigoureusement.Pour effectuer la neutralisation, on retire une partie de la liqueur et de l'anhydride carbonique au moyen d'une pompe, par le robinet inférieur de l'autoclave, on fait passer la substance en un système clos à travers un échangeur de chaleur d'une surface de 30 m2 puis on la pulvérise dans le volume de gaz de l'autoclave On introduit le gaz dans l'autoclave en l'espace de 30 minutes, tout en aintenant la pression à 1,0 atmosphère et en refroi dissant le système pour empêcher la température de s'élever au dessus de 300C. On aère l'autoclave, on dilue la suspension à deux fois son volume avec de l'eau du robinet, on la filtre sur un filtre presse et on lave j us qu a ce que le pH du filtrat soit égal à celui de l'eau de lavage. Ensuite, on met le tourteau en sus pension dans de l'eau du robinet et on acidifie la suspension à pH 4,7 avec un mélange 1:1 d'eau et d'acide chlorhydrique con centré. On ajoute seulement la portion suivante d'acide quand le pH s'élève au bout d'une minute. On filtre à nouveau le gel sur un ,filtre-presse et on lave à l'eau du robinet jusqu a neu tralité. On divise le tourteau en morceaux et on le sèche dans un four à 80 C, avec une circulation d'.air intense, jusqu'à une teneur en humidité d'environ 30 à 35%.Puis on divise le gel en particules d'un diamètre inférieur à 3 mm dans un broyeur à marteaux et on le place à noùveau dans le four de séchage. On continue de sécher jusqu a ce qu'on obtienne une sub stance ayant une teneur en humidité de 4' > Q. Le gel- d'hydroxyde d'aluminium séché ainsi obtenu a une capacité de fixation d'acide de 30G ml de HCl O,în par gramme de gel et ses autres propriétés sont conformes aux conditions de la VIème Pharmacopée Hongroise. Exemple 2 On dissout avec agitation de l'alumine hydratée technique dans une solution de soude caustique contenant 300 g/l de Na2O pour obtenir une liqueur d'aluminate contenant 280 g/l de Na20 et ayant un rapport molaire de caustique de 1,75. On décante la solution, on filtre la phase qui surnage et on dilue avec de l'eau, distillée 1a solution purifiée ainsi obtenue jusqu a une teneur en A1203 de 20 à 3G g/l. On traite la solution obtenue de la façon décrite l'exemple 1 pour obtenir des résultats similaires. REVENDICATIONS 1. Procédé de préparation d'un gel d'hydroxyde d'aluminium séché applicable en thérapeutique, présentant une grande capa cité de fixation d'acide, par précipitation au moyen d'anhydride carbonique, caractérisé par l,e fait que l'on élimine par sédi mentation et filtration les impuretés flottantes d'une liquèur d'aluminate obtenue dans la fabrication de l'alumine et' présen- tant de préférence un rapport molaire de caustique de 1,60 à 1,80, ou d'une liqueur d'aluminate obtenue à partir d'alumine hydratée 'technique au moyen d'une solution de soude et présentant de préférence un rapport molaire de caustique de 1,60 à 1,80, que l'on dilue la llqueur avec de l'eau jusqu'à une concentra tion appropriée, de préférence jusqu'à une teneur en Al2O3 de 20 à 30 g-il, que l-'on précipite au moyen d'anhydridèo carbonique le gel d'hydroxyde d'aluminium de la solution obtenue, à une température de 20 à 300C, sous une pression de 1 à 2,5 atmosphères, en I'espace de 20 à 40 minutes, de préférence en 30 minutes au maximum, que l'on filtre le gel d'hydroxyde d'aluminium obtenu, qu'on le lave à l'eau Jusqu a neutralité, qu'on le met en sus pension dans de l'eau, que lton acidifie la suspension au moyen d'un acide minéral, que l'oni filtre à nouVeau,, que l'on sèche partiellement et que l'on divise finement le produit filtré et que finalement, on le sèche complètÉement. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérise par le fait qu'avant la filtration, on ajuste le pH de ia suspension, aqueuse de gel entre 4,5 à 5,0 pendant 1 minute au minimum, au moyen d'acide chlorhydrique dilué. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que l'on effectue le séchage à une température inférieure à 100 C, sous un courant d'air abondant et que l'on divise fine ment le gel, entre les étapes de séchage partiel et de séchage final, en particules de diamètre inférieur à 3mm.