Brevet FR2543128A1 — publié le 19840928

L'invention se rapporte à l'élimination d'ions d'organo- -plomb de milieux aqueux, notamment, mais non exclusivement, des effluents aqueux provenant de la fabrication d'alcoyle- -plombs. Le rejet de liqueurs résiduaires contenant des composés d'organoplomb, tels qu'elles se produisent, par exemple, dans la fabrication d'alcoyleplombs, présente un certain nombre de difficultés, à la fois du point de vue économique et du point de vue d'une pollution éventuelle de l'environnement Alors que les composés inorganiques de plomb peuvent s'éliminer sensiblement complètement, et à un coût raisonnable, par pré- cipitation dans les solutions, cela n'est pas vrai des compo- sés d'organoplomb, et particulièrement des alcoyleplombs Par exemple, les effluents aqueux résultant de la fabrication d' alcoyleplomb sont généralement alcalins et contiennent des quantités notables de chlorure de sodium, et dans ces milieux des équilibres de complexes ont lieu tels que, par exemple R Pb + 2 C 1 = R 3 Pb Cl 2, 33 2 qui peuvent exercer un effet de solubilisation sur les ions d'organoplomb aux concentrations faibles considérées En outre, même lorsqu'ils précipitent de la solution, les précipités d' organoplomb sont souvent de fines suspensions ou émulsions qui traversent les filtres, ne décantent pas facilement, et ne coprécipitent pas avec des composés inorganiques. Divers procédés ont été proposés pour résoudre le problè- me du dégat des effluents qui contiennent des organoplombs provenant des processus de fabrication d'alcoyleplomb, et no- tamment l'élimination des ions d'organoplomb Un tel projet, décrit en détail dans le document de brevet US 3 697 567, comporte un procédé en deux étapes ou l'effluent est d'abord mis en contact avec un métal plus électropositif que le plomb, mais sensiblement non réactif vis-à-vis de l'eau, suivi d'un traitement ultérieur de l'effluent, tel que filtration, sédi- mentation ou centrifugation, pour enlever le précipité solide, fermé à la première étape Dans un processus, on fait passer l'effluent à travers un lit de métal finement divisé Dans un autre processus, l'effluent est agité en un bain contenant le métal finement divisé Parmi les métaux dont l'usage est suggéré dans ce procédé, il est dit que le zinc et le fer sont préférés. Dans le brevet GB 1 417 078, la demanderesse décrit un procédé pour l'élimination des ions d'organoplomb de milieux aqueux contenant des concentrations assez basses de ces ions, à savoir en quantités jusqu'à 100 ppm et plus généralement dans la gamme 10-100 ppm (calculées en plomb) Ce procédé comporte le passage des solutions diluées contenant de 1 ' organoplomb de haut en bas à travers une colonne de particules de zinc chimiquement nettoyées, l'interruption périodique de la circulation de l'effluent ou solution contenant l'organo- -plomb, et le lavage en sens inverse de la colonne avec de 1 ' eau à une pression suffisante pour provoquer la fluidisation des particules de zinc tassées Par la mise en oeuvre de ce procédé on peut éliminer les ions d'organoplomb de façon très efficace en un seul passage, c'est-à-dire une élimination de plus de 80 %, souvent de plus de 90 %, et ces rendements peuvent se maintenir sur des périodes extrêmement longues, par exemple 500 700 heures d'opération continue (excepté l'interruption périodique pour le lavage de la colonne en sens inverse). La présente invention propose une modification de ce pro- cédé, qui évite plusieurs inconvénients rencontrés dans la mise en oeuvre pratique de ce procédé Ceux-ci comprennent le besoin d'une filtration soignée des effluents d'alcoyleplomb avant son passage à travers la colonne, pour enlever toute particule solide entraînée, qui sans cela pourraient causer un colmatage du lit; le besoin d'une dimension uniforme soi- gneusement contrôlée des particules de zinc, en sorte que les particules soient entièrement fluidisées pendant l'étape de lavage en sens inverse, mais sans le risque que des particules plus petites soient entraînées hors du lit par le liquide de lavage en sens inverse; le besoin d'une plaque percée pour supporter le lit de particules de zinc pendant la circulation vers le bas de l'effluent à travers le lit, que l'on doit ce- pendant enlever pour un nettoyage périodique plutôt plus fré- quemment qu'il ne serait nécessaire par ailleurs pour complé- ter le lit de particules de zinc; et enfin le besoin d'inter- ruptions périodiques, quoique espacées, de l'effluent d' - organoplomb à travers la colonne, pour l'étape de lavage en sens inverse, toute interruption de la circulation d'effluent à travers la colonne étant un inconvénient pour le traitement de grands volumes d'effluent dilué d'alcoyleplomb produits - par la fabrication en continu d'alcoyleplombs. Selon la présente invention, ces difficultés sont évitées ou atténuées en faisant passer l'effluent dilué d'alcoyleplomb, ou tout autre solution diluée contenant des ions d'organoplomb, sans filtration préalable de bas en haut à travers un lit de particules de zinc chimiquement nettoyées, par exemple lavées à l'acide, contenues dans un récipient, en agitant les parti- cules de zinc tandis que l'effluent passe au travers vers le haut, et en l'évacuant par la partie supérieure du récipient, pour un rejet ou un traitement de complément de l'effluent appauvri en organoplomb. Bien que l'agitation des particules de zinc dans le ré- cipient puisse être obtenue simplement par la circulation as- cendante de l'effluent dans le récipient, c'est-à-dire par fluidisation du lit, la technique préférée est d'installer un agitateur mécanique à commande extérieure, monté sur le fond du récipient, et qui sert à agiter le lit de particules de zinc De préférence, l'agitateur prend la forme d'un rotor à pales, monté pivotant sur le socle du récipient réacteur au; tour d'un axe de rotation vertical Pour empêcher l'entraine- ment des plus petites particules de zinc Dar l'effluent qui déborde, un ou plusieurs déflecteurs peuvent être disposés dans le réacteur au dessus du lit de particules de zinc. Des essais pratiques ont montré que, avec une agitation permanente, l'activité du lit des particules de zinc peut être maintenue sur des périodes extrêmement longues, même en l'absence d'une étape de lavage en sens inverse, considérée antérieurement comme essentielle En outre, l'agitation perma- nente du lit sert à prévenir un colmatage du lit par des soli- des contenus dans l'effluent non traité, ou qui se forment in situ dans le lit par réaction entre les particules de zinc et les composés réactifs dans l'effluent Ces solides sont ba- layés du lit par le liquide ascendant, et évacués de la partie supérieure du récipient avec l'effluent traité, qui est alors de préférence filtré, ou traité d'autre façon pour éliminer ces solides avant le rejet. Le liquide traité peut être évacué de la partie supérieu- re du récipient de traitement de toute façon convenable, mais en vue de contribuer à un courant uniforme et homogène dans le récipient, le bord de ce récipient est de préférence en forme de déversoir, par dessus lequel l'effluent traité s'é- vacue sur la totalité des 3600 de la circonférence du bord. En disposition préférée, l'effluent traité évacué du récipient est passé en hydrocyclone ou autrement soumis à quelque forme de décantation complémentaire, la matière décan- tée étant renvoyée à la zone de réaction Ceci permet d'utili- ser des particules de zinc plus fines, avec une augmentation corollaire bénéfique de la surface des particules disponible pour le contact avec l'effluent. Dans encore une autre disposition préférée, l'effluent traité, sortant du récipient de traitement, est soumis à une injection de gaz avant le rejet Ceci résulte d'une découverte expérimentale selon laquelle, au contact des particules de zinc, une proportion notable d'ions trialcoyleplomb en solu- tion réagit du tétraalcoyleploirb qui s'évacue avec l'effluent traité Le traitement préféré d'injection de gaz élimine effi- cacement le tétraalcoyleplomb, laissant l'effluent sensible- ment sans plomb Tout gaz inerte approprié peut être utilisé pour le traitement d'injection, mais pour des raisons d'écono- mie l'air est préféré Dans le traitement d'injection, le gaz, par exemple l'air, est de préférence dispersé dans l'ef- fluent traité contenu dans un récipient de traitement sous agitation pour assurer une dispersion sensiblement uniforme des bulles d'air dans l'ensemble de l'effluent traité L'aéra- tion de l'effluent traité peut s'exécuter en continu avec un temps de séjour de l'effluent dans le récipient d'aération de -15 minutes. Egalement le traitement initial de l'effluent et l'aéra- tion facultative s'exécutent convenablement à température am- biante D'autres paramètres de traitement sont donnés ci- après Dimensions des particules de zinc Gamme générale tamis de 5 à 150 mailles ( 3,4 à 0,1 mm) Gamme préférée tamis de 5 à 50 mailles ( 3,4 à 0, 3 mm) Débit d'effluent généralement jusqu'à 0,75 volume par unité, Bien que l'on puisse travailler à des températures modé- rément élevées, par exemple jusqu'à 50 'C, de préférence on travaillera vers 30 'C. Volume du lit de particule de zinc par minute, de préfé- rence de 0,1 à 0,25 volume par minute. Le procédé suivant-l'invention est illustré par l'exemple suivant. EXEMPLE Un récipient vertical cylindrique de 230 mm de diamètre et 1 m de long est équipé d'un agitateur fermé de plaques pla- nes inclinées, disposé très près du fond du récipient Quatre déflecteurs de rive, chacun d'environ 250 mm de haut, sont fi- xés à la paroi intérieure du récipient à l'extrémité infé- rieure. On fait passer une circulation continue d'effluents aqueux d'une usine de fabrication de tétraalcoyleplomb, à travers le récipient à partir de la base On a ajouté une charge de zinc lavé à l'acide au tamis de 5 à 50 mailles ( 3,4 à 0,3 mm), et mis en route l'agitateur. La circulation a été maintenue pendant 53 jours; pendant ce temps le débit a varié entre 2,3 et 9,1 litre/minutes, avec une moyenne sur l'ensemble de 3,8 1/min On a ajouté du nou- veau zinc de temus en temps pour maintenir le rendement de la réaction La concentration à l'entrée d'organoplomb soluble a varié entre 5 et 20 mg/l avec une moyenne sur l'ensemble de 9,36 mg/l. La concentration moyenne de sortie a varié entre 1,0 mg/i pour un débit de 2,3 1/ min à 1,5 mg/l pour un débit de 9,1 1/min, et a été maintenue à ces valeurs durant la période de fonctionnement REVENDICATIONS 1 Procédé d'élimination d'ions d'organoplomb de solu- tions aqueuses contenant de tels ions en quantités (calculées en plomb) jusqu'à 100 ppm, o l'on fait passer la solution à travers un lit de particules de zinc nettoyées chimiquement, caractérisé en ce qu'on l'a fait passer, de façon sensiblement constante, de bas en naut à travers le lit de particules de zinc, tandis que l'on maintient ces particules dans un état de permanente agitation. 2 Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le débit de solution à travers le lit, est tel qu'il maintienne les particules de zinc dans ledit état de permanen- te agitation. 3 Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que les particules sont agitées par le moyen d'un agitateur mécanique à commande extérieure. 4 Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, après passage à travers le lit de particules de zinc, on souffle dans la solution un gaz, avant le rejet. Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que l'on souffle dans la solution traitée de l'air.