Brevet FR2506746A1 — publié le 19821203

L'objet de la présente invention est la purification des silicates alcalino solubles pour éliminer notament toutes les impuretés mé 1 talliques des métaux de transition qui sont compléxés et "soluble", La méthode choisie est une purification par filtration des impure- tés métalliques précipitées. L'agent de précipitation est un sulfure alcalin contenant de préférence le méme élément alcalin que celui du silicate alcalin soluble à purifier. Si on ajoute une solution concentrée de sulfure alcalin dans une solution de silicate alcalin impur on obtient une coloration noire de la solution due à tous les sulfures métalliques des éléments de transition qui ont précipités Hélas le précipité est extrémement fin et reste en suspention dans le silicate alcalin même apurés un traitement à la centrifugeuse. Cette caractéristiques du précipité empêche toute filtration courante impossible, il faut faire appel à l'ultrafiltration qui est une technique couteuse, néanmoins il est possible de filtrer ces sulfures métalliques en utilisant un agent entrainant.L'agent entrainant doit être trés lourd (masse molaire élevée) et avoir une grande affinitée pour les sulfures métalliques en suspention, de façon à les "capturer" à sa surface (les silicates alcalins mouillent les sulfures). L'agent entrainant utilisé est l'hydroxyde de plomb Pb(OH)2, qui rajouté en quantités suffisantes dans la solution de silicate sulfuré se transforme sous agitation en sulfure de: plomb lourd et - insoluble qui entraine tous les sulfures métalliques en suspention. Une filtration sur cartouche de filtration ou papier filtre normal permet une séparation rapide des impureté sulfurés du sili- cate alcalin. Le silicate alcalin à ainsi une bonne pureté, soit des teneurs en impuretés d'éléments de transition allant jusqu'à-. 0,05 mg/dm . La solution de silicate alcalin ainsi purifiée peut servir selon la demande de brevet n 81 07189 à fabriquer des silicates monomères trée pur notament pour la verrerie d'optique, ou bien à fabriquer de la silice très pure pour la verrerie on subtitution du quartz pur broyé pour la verrerie. Le précipité sulfuré quant à lui est traité par voie métallurgique, ou chimique ceci afin de récupérer le plomb qui: est recyclé sous forme d'hydroxyde de plomb. Â titre d'exemple voici quelques solubilités de sulfures métalliques à I8 C en mg/dm : MnS 4,7 mg/dm3, FeS 6,2, CoS 3,8, NiS 3,6, CuS 0,33, ZnS 6,9, Ag2S 8,4 IO-I2, PbS 0,86 mg/dm . Ces solubilités sont donnés sans éxcés de sulfures alcalins. Dans le cas d'éxcés de sulfures alcalins, la solubilité est encore plus faible. Exemple n I Purification de. silicate de potassium à 19 % de silice. Mettre 200g de silicate de potassium dans un bêcher, ajouter 4 g de sulfure de potassium K2S, chauffer ou non, la solution devient noire ajouter 7 g d'hydroryde de plomb en suspension dans 20 cm3 d'eau puis verser le tout dans la solution de silicate. Le précipité est s ainsi filtrable sans aucune difficultés. Le silicate alcalin aprés filtration est pur et incolore. L'éxcés éventuel de sulfure alcalin peut être éliminé au cours d'une. deuxième filtration aprés addition d'hydroxyde supplémentaire : Pb(OH)2. L'avantage du procédé est que les traces de plomb restant dans le silicate alcalin ne coloreront pas le verre fait à partir de ses silicates car le plomb est un élé ment formateur du réseau dans le verre.L'hydroxyde de plomb supplé mentaire m@ayant pas réagit pour cause d'excés est éliminé par filtration. Exemple n 2 : Préparation de silice pure. Mettre 260 g de silicate de potassium purifier selon l'exemple n0 I (ayant un Rma * 3,25, K2O 9,4 %,SiO2 I9,4 %) dans un bêcher, ajoutas lentement I00 cm de méthanol sous forte agitation mettre ensuite 75 cm3 d'acide nitrique purifié i 7 moles/dm . Laisser agiter 45 mn Filtrer le précipité qui a une humidité de 45 %. Sécher à l'étuve. La silice obtenue est pure (0,05 mg/Kg SiO2 d'impuretés d'éléments de transition). Les acides utilisés doivent être très pur pour faire de la silice pure. Je tiens à préciser que les deux exemples cités ci-dessus sont donnés à titre illustratif mais non limitatif, de même l'élément de précipitation entrainant peut être autre que 1. plomb à condition qu'il soit très lourd, qu'il donne des sulfures métalliques trés insolubles et qu'il ne colore pas le verre Les applications des silicates purifiés sont la verrie d'optique soit par formation de silicate selon la demande de brevet ne 8I 07I89 soit par formation de silice pures R E V E N D I C A T I O N S - I ) L'obtention des silicates alcalins purs en utilisant les sulfures alcalins. - 24) L'utilisation dhydroryde de plomb comme agent entraineur des sulfures métalliques permettant une filtration facile du silicate al calin selon n I. - 50 ) La faible teneur d'éléments de transitions restant dans le si licate alcalin aprés la filtration, selon n I. - 4 ) L'utilisation des silicates purifies en verrerie pour la demande de brevet n 8I 07I8c selon n I. - 50) L'utilisation des silicates purifiés pour faire de la silice pure selon n I.