Brevet FR2272964A1 — publié le 19751226

La présente invention, due à Janos BARSTh, concerne un procédé pour séparer les hydro-silicates d'aluminium ; organiques intervenant à l'état naturel dans des combinaisons complexes, cfest-à-dire les hydrosilicates formant des complexes avec des composés organiques naturels, solubles dans l'eau, des minéraux organiques et/uu non organiques insolubles clans liteau, ou des hydrosilicates d'alumj- flium organiques inte#rvenant dans des combinaisons complexes, in solubles dans liteau ~~ C'est Jordan néraux d'argil#e organiques préparés artificiellement; son travail a incité à préparer la bentonite dite organophile. Il a apporté la preuve que la formation des complexes organiques gonflant dans des solvants organiques, précipitant dans 1'eau, commence à partir de 6 atomes de carbone au moins. Dans la nature, des sols de minéraux d'argile ont subi, à l'état de dispersions très fines, le processus colloïdal de la carbonisation. Il s'est alors formé par combinaisons de molécules plus petites à moins de 6 atomes de carbone, ou à chaînes plus courtes, les hydrosilicates d'aluminium solubles dans liteau, mais par combinaisons avec des molécules plus grandes, et à chalne plus longue, les hydrosilicates organiques insolubles dans l'eau. Au cours de la carbonisation, les silicates d'aluminium en dispersion colloldale, solubles dans l'eau, et non solubles dans l'eau, se sont élancés intensivement, et il en est résulté des réserves de minéraux d'argile d'un grand nombre de millions de tonnes, d'apparence homogène. On ne pouvait jusqu'à présent comprendre correctement ces propriétés minérales, en l'absence d'un procédé de séparation de l'hydrosilicate d'aluminium organique soluble dans l'eau, intervenant à l'état naturel dans un complexe.Les hydrosilicates d'aluminium les plus caractéristiques, c'est-à-dire les minéraux d'argile ne forment de solution collol- dale dans l'eau que dans une mesure très limite, L'aptitude des hydrosilicates d'aluminium a former des solutions colloldales dépend en premier lieu de leurs propriétés morphologiques, mais elle est également fonction de la surface spécifique pouvant etre obtenue par leur décomposition dans l'eau. On sait que chaque minerai d'argile est utile pour le sol fertile dans la mesure où il renferme des substances orklaniw ques en combinaison complexe, car ce n'est qu'ainsi qu'il peut exercer une action favorable sur les propriétés physiques du sol, ainsi que sur l1absorption de substances nutritives d la végéta- tion lorsqu'elle pousse. Dans le pays de la demanderesse, des recherches sont en cours depuis longtemps dans le but d'exploiter les lignites nationaux pour des applications agricoles, en premier lieu pour l'amendement des sols. Par suite, on prépare dans une usine-pilote de l'acide humique en traitant des lignites bruns par de la lessive de potasse. Dans ce procédé, il faut 20 % de potasse (rapporté au charbon utilisé), à des températures assez élevées. Des expériences sont également en cours sur la nitratation de lignite par de l'acide nitrique dilué, ou en le traitant par de l'acide nitrique concentré, ou par d'autres additifs pour obtenir des produits semblables à des engrais artificiels. La préparation d'acide humique de la façon indiquée cidessus est trop coûteuse pour des applications agricoles; en outre, le traitement du lignite par de la lessive ou de l'acide nitrique a également une action fortement destructrice. L'effet du produit obtenu est cependant incertain : il est déjà arrivé que l'action sur la croissance des plantes ne soit pas gcéléra- trice, mais stérilisante. On connatt les expériences d'amendeent dans lesquelles on pulvérise et l'on épand des charbons minéraux argilif#r.#s d'une forte teneur en#cendres, et l'on fait pénétrer avec la charrue la matière épandue, pour donner au sol une structure plus favorable, grâce aux substances organiques ainsi fournies. On procède ainsi d'autant plus que, pour modifier les propriétés physiques du sol à cultiver, une très faible quantité de substance organique suffit. On doit également considérer que, du fait que les hydrosilicates d'aluminium combinés dans des complesessorganiquess peptisables dans liteau, occlus lors de leur formation par les silicates d'aluminium insolubles dans l'eau; y ont été enfermés, et que ceux-ci les renferment donc en tant qu'inclusions colloï- dales, toutes les expériences pour épandre les substances organiques sous la forme de matière moulue et pour les faire utiliser par le sol sous cette forme ont échoué. En dehors de l'agriculture, il y a également dans l'industrie de nombreux domaines où l'on a besoin d'un tel produit pouvant être obtenu à bon marché, d'une bonne solubilité dans l'eau, présentant des propriétés thixotropes et présentant un pouvoir de fixation, même après le- séchage. De telles substances sont indispensables dans les peintures à l'eau utilisées pour enduire les murs, pour éviter le dépôt et pour provoquer l'adhérence, l'imprégnation et la fixation durable du pigment colorant. Dans de nombreux produits appliqués par pulvérisation notamment des parasiticides, on utilisait jusqu'à présent, comme supports du produit chimique, des minéraux d'argile comme la bentonite et la kaolinite. Celles-ci neutralisaient cependant dans une forte mesure la toxicité du parasiticide ou de la substance active. Par conséquent, on a également ressenti dans ce domaine le besoin d'une telle substance-support n'ayant pas d'effet facheux sur l'activité du parasiticide ou du produit chimique. L'invention vise à séparer les hydrosilicates d'aluminium organiques intervenant à l'état naturel dans des combinaisons complexes, solubles dans l'eau, des minerais organiques ou non, insolubles dans l'eau, ou des hydrosilicates d'aluminium organiques intervenant à l'état naturel dans des combinaisons complexes, insolubles dans l'eau. Pour ce faire, selon l'invention, on broie la substance de base minérale, d'une granulométrie inférieure a' 60 microns, puis l'on ajoute 0,5 % en poids de peptisant(par rapport à la substance minérale) et, après une agitation mécanique puissante, on décompose le mélange de substances organiques et non organiques liées à l'état de complexes, jusqu'à l'obtention d'un état colloïdal, les emplacements d'adhérence hydrophiles des radicaux fonctionnels étant affaiblis par hydratation, et enfin l'on sépare de façon connue la solution peptisée formée. Le procédé selon l'invention est par nature une activation mécanico-chimique qui produit une solvatation des particules dispersées. L'invention permet de séparer les hydrosilicates d'aluminium naturels, dont on dispose par nombreux millions de tonnes, organiques, solubles dans l'eau, intervenant dans des complexes et elle procure, par suite, une réserve de minerai utilisable importante. Une propriété très importante des minéraux d'argile intervenant dans des combinaisons complexes, organiques, peptisables dans l'eau, consiste en ce que la concentration de la substance susceptible dtêtre traitée par la lessive peut atteindre jusqu'à 15 à 30 %. Si l'on compare cette valeur avec la solubilité des #types d'argiles qui est en général inférieure à 1 %, à l'exception de l'allevardite qu'on trouve en Hongra4 %), et de la bentonite de Madère (2,5 %) il faut en déduire que les composés organiques (en combinaison complexe avec les substances minérales argilifères) ont augmenté. la peptisabilité des minéraux d' argile dans l'eau. Les hydrosilicates d'aluminium naturels intervenant dans des complexes que l'on peut séparer par le procédé selon l'invention contiennent sous forme d'extrait concentré les substances extraordinairement importantes pour le sol fertile, de sorte que les hydrosilicates d'aluminium ainsi isolés peuvent être considérés pour ainsi dire comme des "médicaments pour sol fertile. Ils permettent d'ajouter au sol, en même temps que le minéral argilifère important, encore environ 20 % de substance organique. Un avantage particulièrement important réside dans le fait que la substance organique ne peut se gâter, ne peut se putréfier dans le sol, car elle est conservée par les minéraux argilifères. Il est en outre particulièrement avantageux que la microflore du sol se revivifie. Les hydrosilicates d'aluminium organiques combinés à l'état naturel sous forme de complexes, solubles dans l'eau, séparés par le procédé selon l'invention, forment en solution dans l'eau un revêtement pelliculaire épais sur les surfaces des sols sablonneux, et ils protègent, par leur pouvoir de fixation, le sol contre le soulèvement de poussières et l'érosion par le vent. Les hydrosilicates d'aluminium solubles dans 1'eau, intervenant dans des complexes à l'état naturel, séparés par le procédé selon l'invention, ne subissent pas de nouvelles réactions chimiques avec des composés organiques. Il faut les considérer comme des substances complexes inactives dans la mesure où ils ne sont pas appropriés pour former une nouvelle liaison complexe, du fait que tous les sites de liaison complexes sont déjà occupés. Par suite, on peut considérer les produits de charbon peptisés comme inactifs à cet égard. Cela a cependant une grande importance pratique, dans la mesure où les hydrosilicates d'aluminium organiques intervenant à l'état naturel dans des complexes, solubles dans l'eau, séparés selon l'invention, peuvent aussietre utilisés comme charges.Cette propriété est très importante, lorsqu'on introduit des substances actives, dans des -produits de protection des plantes, la destruction des mauvaises herbes, etc. Les hydrosilicates d'aluminium organiques intervenant à l'état naturel dans des combinaisons complexes, solubles dans liteau, selon ltinvention, présentent également, en solution aqueuse, des propriétés thixotropes. On peut, par conséquent, les utiliser également comme inhibiteurs contre la sédimentation, là où leur couleur foncée le permet. En raison de l'augmentation de surface spécifique des minéraux argilifères organiques, combinés sous forme de complexes, solubles dans l'eau, on peut les utiliser comme agents de précipitation, pour purifier de l'eau potable ou des eaux résiduelles. On peut utiliser les minéraux argilifères organiques, combinés dans des complexes à l'état naturel, comme solutions colloidales, en raison de leur stabilité électrolytique et thermique, et également en raison de leurs bonnes propriétés rhéolo tiques, comme eaux boueuses de rinçage dans les forages, ou pour améliorer de telles eaux de rinçage. Un avantage particulier consiste en ce que les hydrosilicates d'aluminium organiques, en combinaisons complexes, naturels, solubles dans l'eau, séparés par le procédé selon l1inven- tion, peuvent être commercialisés, une fois l'agglomération effectuée, sous la forme de pâtes, ou bien après séchage pulvérisant, sous forme pulvérulente. Dans des buts d'amendement, on envisage l'épandage sous forme pulvérulente, la pulvérisation des complexes dissous obtenus, ou bien leur introduction dans le système d'irrigation. On peut utiliser les minéraux argilifères intervenant dans des combinaisons complexes, à l'état naturel, solubles dans l'eau, qui se forment en tant que produits secondaires comme charbons enrichis de pouvoir calorifique considérablement accru. Leur surface spécifique accrue, qui atteint la valeur de 200 à 300m2/g, permet également d'utiliser les particules de charbon enrichies comme adjuvants dans des filtres. Les exemples non limitatifs qui suivent servent à illustrer l'invention. Exemple 1 On prépare à partir de charbon de Mizserfa, Nograd, dont la teneur en cendres est de 52 %, mais dont la fraction peptisable est de 48,0 % un produit broyé d'une granulométrie inférieure à 60 microns. Dans un appareil de désagrégation, connu en soi, on introduit 200 litres d'eau, puis, après avoir fait démarrer la machine, on ajoute 150 kg de houille broyée, et l'on fait marcher le désagrégateur au reflux pendant 5 minutes. Ensuite, on déshydrate la bouillie dans un filtre-presse et on la sè- che à l'air. Exemple 2 On dilue la dispersion obtenue dans l'exemple 1 avec 200 litres d'eau, on la fait se déposer et l'on recueille la so- lution obtenue dans un récipient séparé. On sèche le charbon enrichi résiduel. Exemple 3 On effectue la dispersion de l'exemple 1 à 800C avec de l'eau. Exemple 4 Pour intensifier la peptisation, on ajoute 3 % de carbonate de sodium ammoniacal (rapporté à la substance à base de charbon introduite en quantité dosée), dans le procédé selon les exemples 1 à 3. Exemple 5 Dans les exemples 1 à 4, pour intensifier le processus de peptisation, on utilise 0,2 % de chlorure de cétyl-pyridine. Pour la désagrégation et la dispersion, on peut utiliser des dispositifs à un ou plusieurs étages quelconques, des moulins à colloldes, etc. On peut concentrer les solutions d'hydrosilicates d'aluminium organiques, intervenant à l'état naturel dans des complexes, alors obtenus, de la façon courante, ou bien les mettre à l'état pulvérulent par séchage pulvérisant. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement à ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement envisagés; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Procédé de séparation des hydrosilicates d'aluminium organiques, intervenant dans des liaisons complexes à l'état naturel peptisables, des substances organiques et/ou non organiques non solubles dans l'eau, et des hydrosilicates d'aluminium organiques naturels, intervenant dans des liaisons complexes, non peptisables dans l'eau, caractérisé en ce que l'on broie la matière première minérale, on fait subir au produit de broyage, en ajoutant une quantité de peptisant de O à 5 % du poids du matériau de chargement, une agitation intense, et l'on décompose ainsi les substances organiques jusqu'à ce qu'elles soient à ltétat colloïdal, les points de fixation hydrophiles des radicaux fonctionnels étant affaiblis au cours de ce processus, et enfin l'on sépare de façon connue la solution peptisée ainsi obtenue. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue la peptisation à une température de 60 à 1200C. 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'on effectue la peptisation avec des peptisants organiques et/ou minéraux dans des quantités de O à 5 % du produit du chargement. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise comme peptisants, dans des quantités de O à 5 % en poids, Na2C03, NaOH ou KOH. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on utilise, comme peptisant, le chlorure de cétyl-pyridine.