Brevet FR2368567A1 — publié le 19780519

L'invention concerne un procédé de préparation d'un solvant aqueux présentant des propriétés spécifiques pour réaliser des teintures liquides, notamment pour produits textiles elle s'étend à une installation de teinture de produits textiles ou analogues et aux solvants aqueux obtenus par mise en oeuvre de ce procédé. Actuellement, les teintures permettant de traiter des produits textiles ou produits analogues sont réalisées à partir d'eau naturelle dans laquelle sont versés les colorants en proportions appropriées ; les effluents de teinture sont rejetés à l'égout après le traitement des produits, ce qui représente un inconvénient grave car ces effluents en quantité importante se trouvent chargés d'une pollution élevée. Un premier objectif de l'invention est de fournir un sol v ant aqueux permettant d'améliorer notablement la qualité des teintures préparées à partir de celui-ci. Un autre objectif de l'invention est d'éviter les rejets d'effluents liquides pollués et de fournir un procédé et une installation permettant de teindre des produits en circuit fermé sans rejet liquide notable vers l'extérieur. A cet effet, le procédé conforme à l'invention permettant de préparer un solvant aqueux présentant des propriétés spécifiques pour réaliser des teintures liquides notamment pour produits textiles ou analogues, consiste à utiliser des effluents de teinture récupérés après un traitement de teinture de produits, à oxygéner ces effluents, à les disposer dans une cuve à électrolyse à anode métallique soluble alimentée par un courant électrique adapté pour engendrer la formation d'un hydroxyde métallique floconneux adsorbant à l'égard des impuretés contenues dans les effluents, à amener les effluents ainsi traités à traverser un filtre de décantation apte à séparer le floculat de la phase liquide et à recueillir cette phase liquide qui constitue le solvant aqueux précité propre à recevoir un colorant pour réaliser une teinture. Les diverses expérimentations effectuées avec une large gamme d'effluents de teinture ont permis de constater que, de façon inattendue, les solvants aqueux obtenus fournissent, après dissolution des colorants,des teintures de qualités notablement supérieures à celles de teintures obtenues à partir d'eau naturelle ; les teintes des produits traités sont nettement plus vives et plus fraîches et, dans les traitements d'azurage de produits textiles, on parvient à aviver l'éclat des textiles à un degré beaucoup plus élevé. Bien plus, pour certaines teintures telles que teintures pour polyamides, polyesters ou ara#oo'je#, il est possible de réaliser des économies non négligeables de colorants (de tordre de 1% à 5 %), tout en bénéficiant d'une qualité de teinture améliorée. Par ailleurs, le procédé conforme à l'invention utilise les effluents de teinture et élimine du même coup le problème grave de leur rejet. On conçoit l'intérêt de ce procédé qui en fournissant un produit de base amélioré pour la préparation des teintures résoud le difficile problème de la pollution engendrée par les installations de teinture. Selon un mode de réalisation susceptible d'être mis en oeuvre dans le domaine de la teinture des produits textiles ou analogues, le procédé de l'invention est intégré en circuit fermé avec les opérations de teinture : les effluents de teinture sont récupérés à la sortie de la ou des cuves de teinture et le solvant aqueux obtenu est envoyé dans une ou des cuves de dissolution du colorant, fournissant à leur sortie la teinture prête à être dirigée vers chaque cuve de teinture. Les essais ont montré que d'excellents résultats sont obtenus en traitant les effluents dans une cuve à électrolyse comportant une ou plusieurs anodes réalisées en un des métaux ou alliages suivants : cuivre, aluminium, laiton ou fer. Il est vraisemblable qu'une partie des qualités observées pour le solvant aqueux provient de la présence des ions métalliques qui sont introduits en très faible proportion dans le solvant. L'invention s'étend à une installation de teinture de produits textiles ou analogues, apte à fonctionner en circuit fermé conformément au procédé ci-dessus défini. Cette installation comprend la combinaison suivante de moyens (chacun connus en eux-mêmes) : au moins une cuve de dissolution du colorant pour préparer la teinture, au moins une cuve de teinture où le traitement des textiles est effectué, des moyens de récupération des effluents à la sortie des cuves de teinture, un système d'oxygénation vers lequel sont délivrés ces effluents, une cuve à électrolyse à anode soluble où passent les effluents oxygénés, un filtre de décantation situé en aval de cette cuve, et des moyens de transfert du solvant aqueux obtenu vers les cuves de dissolution du colorant. La description qui suit en référence aux dessins annexés présente, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation d'une telle installation, qui permettra d'illus- trer le procédé de l'invention ; sur ces dessins - la figure 1 est une vue schématique de cette installation - la figure 2 est une vue, en perspective avec d'un ensemble arraché partiel,/de cette installation et la figure 3 en est une vue de détail - la figure 4 présente des courbes comparatives de densité optique concernant le solvant de l'invention, une eau naturelle et de l'eau distillée. L'installation de teinture de produits textiles schématisée à la figure 1 comprend des cuves de dissolution de colorant qui sont alimentées en parallèle, par ltentremise de vannes, en solvant aqueux fourni par l'installation elle-même et servant à la préparation des teintures ; sur le schéma de la figure 1, on a représenté une cuve de dissolution 1 avec sa vanne 2 et les départs en parallèle 3 et 4 vers d'autres cuves (non représentées) avec les vannes correspondantes. Chaque cuve de dissolution comporte de façon classique un système de chauffage à vapeur 5 ; la teinture est préparée dans cette cuve en mélangeant les colorants appropriés au solvant aqueux. Chaque cuve de dissolution est associée à une cuve de teinture 6 dans laquelle les produits textiles subissent le traitement de teinture. Une pompe 7 et une vanne 8 permettent d'alimenter cette cuve en teinture ; une vanne 9 et une vanne 10 permettent de vidanger respectivement la cuve de dissolution 1 et la cuve de traitement 6. La cuve 6 est de façon classique associée à une cuve d'expansion Il qui recueille les excès de teinture et les renvoie dans la cuve 6 ; une pompe 12 assure les transfertsdu liquide. La cuve d'expansion Il peut être vidangée à travers une vanne 13. Les effluents de teinture sont recueillis dans un égout de récupération 14, où ils sont prélevés par une conduite pourvue d'une pompe 15 apte à les refouler à une hauteur au moins égale à 5 ou 6 mètres environ. Les effluents sont alors amenés à s'écouler en cascade de cette hauteur par un sytème de déversement 16 qui assure leur oxygénation. Ils tombent dans un réservoir d'homogénéisation 17 et sont transférés par une pompe 18 vers une cuve à électrolyse 19 qui sera décrite en détail plus loin. A la sortie de la cuve 19, le liquide obtenu contenant des floculats en suspension est dirigé par une pompe 20 dans un filtre de décantation pourvu d'une masse de charbon actif. Ce filtre sépare les boues de la phase liquide ; les boues peuvent être séchées pour être incinérées ou, le cas échéant, pour être utilisées dans un autre secteur de l'industrie (fabrication d'engrais, etc...). La phase liquide constitue le solvant aqueux visé par l'invention et est envoyée dans un réservoir de stockage 22 d'où elle sera prélevée par l'action d'une pompe 23 pour la préparation des teintures dans les cuves de dissolution 1. Ainsi, l'installation travaille en circuit fermé sans rejet liquide notable vers l'extérieur ; un apport d'eau naturelle peut, le cas échéant, être réalisé par une conduite 24. La cuve à électrolyse 19 est schématisée à la figure 2 ; elle comprend une pluralité d'électrodes identiques telles que 25 s'étendant dans des plans parallèles d'un bord à l'autre de la cuve laquelle est formée en un matériau électriquement isolant. Des nervures latérales 26 assurent le guidage des électrodes. Celles-ci sont en métal tel que cuivre, aluminium, laiton ou fer. Les électrodes impaires sont électriquement connectées entre elles par une barre 27 reliée à des pinces telles que 28 (figure 3) qui servent à maintenir lesdites électrodes en l'exemple, chaque pince est constituée par un barreau conducteur cylindrique 28a relié à la barre 27 et autour duquel peuvent pivoter des flasques en cuivre 28b pour pincer l'électrode ; des vis de serrage 28c permettent de serrer les flasques contre l'électrode. Ces pinces s'étendent sur une longueur de la cuve légèrement inférieure à la moitié de celle-ci. Les électrodes paires sont électriquement connectées entre elles de façon analogue et leuz pincesde fixation et de connection s'étendent sur l'autre moitié de la cuve. La cuve est, de préférence, alimentée par un courant discontinu et inversé selon le cycle suivant : période de 30 à 300 secondes, courant d'intensité comprise entre 500 et 1500 Ampères ; période de 10 à 30 secondes, arrêt du courant période de 30 à 300 secondes, courant inversé dtintensité comprise entre 500 et 1500 Ampères ; enfin période de 10 à 30 secondes, arrêt du courant. Cette alimentation qui fait jouer tour à tour le rôle d'anode soluble aux électrodes paires et impaires, conditionne des économies importantes (économie d'énergie, économie de matière enraison de la destruction moins rapide des électrodes), tout en fournissant un excellent résultat (obtention après décantation d'un solvant aqueux de qualités appropriées à la préparation des teintures). En l'exemple schématisé à la figure 2, la cuve à électrolyse est alimentée en effluents oxygénés par une conduite en forme de tronc de pyramide 29 débouchant en partie haute de la cuve ; la reprise des effluents traités s!effectue par une conduite analogue 30 située du côté opposé en partie basse. Un trop-plein 31 assure un niveau constant dans la cuve et renvoie les excès vers le réservoir d'homogénéisation 17. L'installation décrite fonctionne en semi-continu au niveau de la préparation des teintures et du traitement de teinture et, en continu, au niveau de l'électrolyse et du filtrage ; les réservoirs 17 et 22 permettent un tel fonctionnement en circuit fermé. Le solvant aqueux déversé dans le réservoir 22 permet d'obtenir des teintures de qualités très améliorées par rapport à celles qui sont préparées dans les installations classiques au moyen d'eau naturelle. On trouvera ci-après quelques caractéristiques d'un solvant aqueux obtenu,conformément à l'invention, à partir d'effluents de teinture textile provenant des usines de la Société S O T A P - C A R O L à LAVELANET (Ariège) - rH (potentiel d'oxydo-réduction) : 20 millivolts - résistivité : 2400 ohm. cl - salinité : 300 milligrammes par litre - T.O.D. (Total Oxygen Demand) du solvant : 900 milligrammes/l (T.O.D. initiale des effluents 8000 milligrammes/litres) - D.C.O. (Demande chimique en oxygène) du solvant 700 milligrammes par litre (D.C.O. initiale des effluents : 5000 milligrammes/l) - M.E.S. (Matière en suspension) du solvant négligeable (M.E.S. initiale des effluents : 800 milligrammes/ litre). Par ailleurs, les courbes de la figure 4 donne les résultats spectrophotométriques comparés entre ce solvant aqueux (Courbe A), les eaux naturelles utilisées à LAVELANET pour préparer les teintures (Courbe B) et de l'eau distillée (Courbe C) ; en abscisse sont portées les longueurs d'onde en nanomètres et en ordonnée la densité optique. REVENDICATIONS 1/ - Procédé de préparation d'un solvant aqueux présentant des propriétés spécifiques pour réaliser des teintures liquides, notamment pour produits textiles ou analogues, ledit procédé- étant caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser des effluents de teinture récupérés après un traitement de teinture de produits, à oxygéner ces effluents, à les disposer dans une cuve à électrolyse à anode métallique soluble alimentée par un courant électrique adapté pour engendrer la formation d'un hydroxyde métallique floconneux adsorbant à l'égard des impuretés contenues dans les efluents, à amener les effluents ainsi traités à traverser un filtre de décantation apte à séparer le floculat de la phase liquide et à recueillir cette phase liquide qui constitue le solvant aqueux précité propre à recevoir un colorant pour réaliser une teinture. 2/ - Procédé de préparation selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il est intégré en circuit fermé avec les opérations de teinture pour permettre de teindre des produits textiles ou analogues, les effluents de teinture étant récupérés à la sortie d'au moins une cuve de teinture et le solvant aqueux obtenu étant envoyé dans au moins une cuve de dissolution du colorant, fournissant à sa sortie la teinture prête à être dirigée vers la ou les cuves de teinture. 3/ - Procédé de préparation selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que l'oxygénation des effluents de teinture est réalisée en amenant ceux-ci à s'écouler en cascade sur une hauteur au moins égale à 5 à 6 mètres environ. 4/ - Procédé de préparation selon la revendication 3 caractérisé en ce que les effluents tombent après écoulement en cascade dans un réservoir d'homogénéisation où ils sont homogénéisés avant d'être admis dans la cuve d'électrolyse. 5/ - Procédé de préparation selon l'une des revendications 1, 2, 3 ou 4, caractérisé en ce que la cuve d'élec tolyse est alimentée par un courant discontinu et inversé selon le cycle suivant :période de 30 à 300 secondes, courant d'intensité comprise entre 500 et 1500 Ampères ; période de 10 à 30 secondes, arrêt du courant ; période de 30 à 300 secondes, courant inversé d'intensité comprise entre 500 et 1500 Ampères ; enfin période de 10 à 30 secondes, arrêt du courant. 6/ - Procédé de préparation selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4 ou 5, caractérisé en ce que la cuve à électrolyse comprend une ou plusieurs anodes solubles réalisées en un des métaux ou alliages suivants : cuivre, aluminium, laiton ou fer. 7/ - Procédé de préparation selon l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5 ou 6, caractérisé en ce que le filtre de décantation contient une masse de charbon actif. 8/ - Installation de teinture de produits textiles ou analogues apte à fonctionner en circuit fermé conformément à la revendication 2 sans rejet' liquide notable vers l'exté- rieur, cette installation comportant au moins une cuve de dissolution du colorant pour préparer la teinture et au moins une cuve de teinture, ladite installation étant caractérisée en ce qu'elle comprend des moyens de récupération des effluents à la sortie de la cuve de teinture, un système d'oxygénation vers lequel sont délivrés les effluents, une cuve d'électrolyse à anode soluble où passent les effluents oxygénés, un filtre de décantation situé en aval de cette cuve et des moyens de transfert du solvant aqueux obtenu vers la cuve de dissolution du colorant. 9/ - Installation de teinture selon la revendication 8, caractérisée en ce qu'un réservoir d'homogénéisation est prévu entre le système d'oxygénation et la cuve d'électroly; se, cependant qu'un réservoir de stockage du solvant aqueux est prévu à la sortie du filtre pour permettre un fonctionnement de l'installation,en semi-continu,au niveau de la préparation de teintures et du traitement de teinture et, en continu, au niveau de l'électrolyse et du filtrage. 10/ - Solvant aqueux pour teinture caractérisé en ce qu'il est préparé par mise en oeuvre du procédé conforme à l'une des revendications 1, 2, 3, 4, 5, 6 ou 7.