Brevet FR2576891A1 — publié le 19860808

-1- Procédé pour inhiber l'agglutination de particules de silicate de métal alcalin et compositions de matières comprenant des particules de silicate de métal alcalin Cas S.84/24 SOLVAY & Cie (Société Anonyme) La présente invention concerne un procédé pour inhiber l'aggluti- nation de particules de silicate de métal alcalin. On sait que les silicates des métaux alcalins, notamment le métasilicate de sodium pentahydraté, trouvent de nombreuses applica- 5 tions dans l'industrie, notamment dans la préparation d'agents de lavage, de rinçage ou de nettoyage de textiles, comme adjuvant de blanchiment, pour le dégraissage de métaux et d'objets métalliques et pour le désencrage de vieux papiers. Ces produits ont toutefois la propriété d'être hygroscopiques i0 et, lorsqu'ils sont à l'état de particules, notamment de poudres, ils présentent une tendance naturelle à l'agglutination. On a déjà proposé divers procédés pour lutter contre cet inconvénient. Ainsi, par exemple, dans le document DE-A-2.525.581 on a proposé d'empêcher l'agglutination du métasilicate de sodium 15 anhydre en y ajoutant une solution saturée d'acide gluconique ou d'un sel de cet acide, par exemple le gluconate de sodium. De manière similaire, dans le document DE-B-2.525.582, on a proposé d'ajouter à du métasilicate de sodium anhydre, de l'acide phospho- rique ou un sel de cet acide, notamment du phosphate monosodique. 20 Ces procédés connus se sont révélés, en pratique, peu satisfai- sants, leur action sur l'agglutination des particules de silicate de métal alcalin tendant à décliner rapidement et à disparattre. L'invention vise à remédier à cet inconvénient des procédés connus, en fournissant un procédé nouveau pour inhiber la tendance 25 à l'agglutination des particules de silicate de métal alcalin (notamment de métasilicate de sodium pentahydraté), dont l'action soit plus efficace et perdure dans le temps. -2- L'invention concerne dès lors un procédé pour inhiber l'agglutination de particules de silicate de métal alcalin, selon lequel on mélange aux particules un composé contenant des ions de ferrocyanure. Dans le procédé selon l'invention, le composé contenant des 5 ions de ferrocyanure peut être un ferrocyanure métallique. On utilise avantageusement du ferrocyanure de métal alcalin, le ferro- cyanure de potassium ayant la préférence. La quantité optimum du composé contenant des ions de ferrocyanure dépend de divers paramètres, notamment du silicate de métal 10 alcalin, de sa granulométrie et dudit composé; elle peut 9tre déterminée aisément dans chaque cas particulier par un travail de routine au laboratoire. Dans le cas particulier o le procédé est appliqué à du métasilicate de sodium pentahydraté, on utilise avantageusement, pour le composé contenant des ions de ferrocyanure, 15 du ferrocyanure de potassium en quantité au moins égale à 15 mg par kg de métasilicate de sodium pentahydraté; les quantités supérieures à 25 mg par kg sont préférées, celles comprises entre 40 et 70 mg par kg convenant spécialement bien. Dans le procédé selon l'invention, le composé contenant des 20 ions de ferrocyanure peut être mis en oeuvre à l'état solide ou à l'état liquide. Dans le cas d'un composé solide, celui-ci consiste en particules que l'on mélange aux particules de silicate de métal alcalin pour réaliser un mélange le plus homogène possible. Dans une forme de réalisation préférée du procédé selon l'inven- 25 tion, le composé contenant des ions de ferrocyanure est mis en oeuvre à l'état d'une solution aqueuse. On utilise avantageusement des solutions aqueuses de ferrocyanure de potassium, contenant au moins 1 % en poids de ferrocyanure de potassium, de préférence plus de 5 %; les solutions aqueuses contenant entre 10 et 20 % en poids 30 de ferrocyanure de potassium se sont révélées les plus avantageuses. Dans cette forme de réalisation de l'invention, le mélange de la solution avec les particules de silicate de sodium peut être opéré à toutes températures compatibles avec le maintien du silicate de sodium à l'état solide et de la solution à l'état liquide. Par 35 exemple, dans le cas particulier du métasilicate de sodium penta- hydraté, il convient généralement de réaliser le mélange à une -3- température qui n'excède pas 70 C, par exemple entre 15 et 65 C, les températures comprises entre 40 et 60 C étant spécialement avantageuses. A l'issue du mélange des particules de silicate de métal alcalin avec la solution aqueuse, on peut, selon une variante 5 avantageuse du procédé, soumettre le mélange résultant à un séchage, pour éliminer l'eau ammenée avec la solution. Le séchage peut être opéré à température modérée, par exemple entre 20 et 60 C. A l'issue du procédé selon l'invention, on obtient des composi- tions de matières comprenant des particules de silicate de métal 10 alcalin dont la tendance à l'agglutination est fortement réduite. L'invention concerne dès lors aussi des compositions de matières comprenant des particules de silicate de métal alcalin et un additif destiné à inhiber une agglutination des particules, dans lesquelles ledit additif comprend un composé contenant des ions de ferrocyanure. 15 L'invention s'applique notamment aux compositions de matières comprenant des particules de silicate de sodium; elle s'applique spécialement bien aux compositions de matières comprenant des particules de métasilicate de sodium hydraté, par exemple penta- hydrate, de formule générale Na2O SiO2 52.20 20 L'invention s'applique en principe aux particules de toutes diiaensions, mais elle présente d'autant plus d'intérêt que la cranulométrie du silicate de métal alcalin est plus fine. Elle trouve une application spécialement lntéressante dans le cas o le silicate de métal alcalin est à l'état de particules de diamètre 25 moyen inférieur à 2 rae, et plus généralement à 1 mm, notamment compris entre 100 et 750 microns. Afin de mettre en relief les avantages procurés par la présente invention, on va rendre compte ci-après d'essais qui ont été effec- tués par la Demanderesse. 30 Les essais ont porté sur une poudre de silicate de sodium penrt-ahydraté à l'état de particules de diamètre moyen compris entre 0:37 et 0570 mm. Pour l'exécution des essais, on a utilisé un petit mélangeur de laboratoire de 2 litres de capacité, fabriqué par 35 Geb:r. L;dige-Machinenba. GmbHI sous la dénomination M5G dans lequel -4- on a introduit 750 gr de la poudre de métasilicate de sodium pentahydraté et, le cas échéant, un additif anti-agglutination que l'on mélange pendant 3 minutes pour obtenir une composition de matière pulvérulente homogène. 5 Celle-ci a alors été retirée du mélangeur et refroidie en récipient fermé, puis soumise à un test d'agglutination. A cet effet, on a introduit 164 gr de la poudre dans un sachet de polyethylene que l'on a obturé et disposé dans ua cylindre en polychlorure de vinyle de 10 cm de hauteur et de 5,2 cm de diamètre intérieur (section 10 21 cm2). On a comprimé le sachet dans le cylindre au moyen d'un piston de 5 cm de diamètre et de 5 cm de hauteur portant une charge de 20 kg. A l'issue d'une durée définie de mise sous charge, on a retiré le sachet du cylindre, on l'a ouvert et on a examiné visuel- lement la poudre. Les résultats ont été cotés comme suit : 15 - 0 : absence de nodules - ! :quelques petits nodules ne pouvant être pris entre les doigts - 2 :nodules plus nombreux ne powuvant être pris entre les doigts - 3 : petits nodules powuvant être pris entre les doigts - 4 : quelques gros nodules pouvant être pris entre les doigts 20 - 5 : prise en masse complète. Dans chaque essai, on a effectué quatre tests d'agglutination, avec des durées de mise sous charge respectivement égales à un, deux, sept et quatorze jours. Première série d'essais (conformes à l'invention) 25 Dans les exemples d'application dont la description va suivre, l'additif anti-agglutination utilisé a été du ferrocyanure de potassium. Celui-ci a été ajouté à la poudre de métasilicate de sodium pentahydraté sous la forme d'une solution aqueuse. La compo- sition de matière recueillie à l'issue du mélange de la poudre avec 30 la solution a été soumise telle quelle aux tests d'agglutination décrits plus haut ou a été au préalable séchée à 50 C. Exemple 1 On a mis en oeuvre une solution aqueuse contenant 10 g de ferrocyanure de potassium par kg. La solution a été utilisée en une 35 quantité réglée pour apporter 25 mg de ferrocyanure de potassium par kg de métasilicate de sodium pentahydraté. Le mélange de la -5- poudre de métasilicate de sodium et de la solution de ferrocyanure de potassium a été effectué à 25 C. La composition de matière recueil- lie à l'issue du mélange a été séchée à 50 C pendant une heure, pour éliminer l'eau apportée par la solution de ferrocyanure de 5 potassium. Les résultats des tests d'agglutination sont mentionnés au tableau 1. TABLEAU 1 Durée de la mise sous Cote d'agglutination charge (jours) 1 O 2 0,5 7 3 14 4 Exemple 2 On a répété l'essai de l'exemple 1, en mettant en oeuvre une quantité de solution suffisante pour apporter 100 mg de ferrocyanure 10 de potassium par kg de métasilicate de sodium pentahydraté. Les tests d'agglutination ont révélé une cote d'agglutination égale à 1, à l'issue d'une durée de mise sous charge de 14 jours. Exemple 3 Dans cet essai, on a utilisé une solution aqueuse contenant 15 333 g de ferrocyanure de potassium par kg, que l'on a mise en oeuvre en une quantité réglée pour apporter 50 mg de ferrocyanure de potassium par kg de métasilicate de sodium pentahydraté. Le mélange a été opéré à 25 C, comme à l'exemple 1. La composition de matière recueillie à l'issue du mélange a été séchée, comme à 20 l'exemple 1, à 50 C pendant une heure, puis soumise aux tests d'agglutination. Les résultats des tests sont mentionnés au tableau 2. -6- TABLEAU 2 Durée de la mise sous Cote d'agglutination charge (jours) 1 1,5 2 2,5 14 3 Exempl]e 4 Dans cet essai, on a utilisé une solution aqueuse contenant 166 g de ferrocyanure de potassium par kg, que l'on a mise en oeuvre en une quantité réglée pour apporter 50 mg de ferrocyanure 5 de potassium par kg de métasilicate de sodium pentahydraté. Le mélange de la solution avec le métasilicate de sodium pentahydraté a été opéré à 50 C. La composition de matière recueillie à l'issue du mélange à été séchée à 50 C pendant une heure, puis soumise aux tests d'agglutination dont les résultats sont mentionnés au tableau 10 3. TABLEAU 3 Durée de la mise sous Cote d'agglutination charge (jours) 1 3 2 1 7 1 14 1 Exemple 5 On a répété l'ensemble des opérations de l'exemple 4, à l'excep- tion de l'étape finale de séchage, qui n'a pas été exécutée. Les résultats des tests d'agglutination sont mentionnés au 15 tableau 4. -7- TABLEAU 4 Durée de la mise sous Cote d'agglutination Cote d' agglutination charge (jours) - 1 2 2 14 1 Deuxième série d'essais (essais de référence) Exempl e 6 On a soumis aux tests d'agglutination une poudre de métasilicate de sodium pentahydraté telle quelle, exempte d'additif anti-aggluti- 5 nation. Les tests ont revélé une cote d'agglutination constamment égale à 4, après un, deux, sept et quatorze jours de mise sous charge. Exemple 7 On a soumis aux tests d'agglutination une poudre de métasilicate 10 de sodium pentahydraté à laquelle on a mélangé 1 % en poids d'une poudre de gluconate de sodium (additif anti-agglutination). Les résultats des tests d'agglutination sont mentionnnés au tableau 5. TABLEAU 5 Dur~e de ]a raise sous Durée de la mise sous Cote d'agglutination charge (jours) 1 O 2 3 7 3,5 14 4 Exem~c B 15 On a soumis aux tests d'agglutination une poudre de métasiliate de sodium pentahydratë, a laquelle on a mdlangé 1 % en poids de -8- phosphate monosodique à titre d'additif anti-agglutination. Les résultats des tests d'agglutination sont mentionnés au tableau 6. TABLEAU 6 Durée de la mise sous Cote d'agglutination charge (jours) . 2 2 3 7 4 14 5 Une comparaison des résultats de la première série d'essais (exemples 1 à 5, conformes à l'invention) avec ceux de la deuxième série d'essais (exemples 6 à 8) montrent le progrès apporté par l'invention. REV E N D I C A T IONS 1 - Procédé pour inhiber l'agglutination de particules de silicate de métal alcalin, caractérisé en ce qu'on mélange aux particules un composé contenant des ions de ferrocyanure. 5 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le composé contenant des ions de ferrocyanure est du ferrocyanure de métal alcalin. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'on met en oeuvre du ferrocyanure de potassium. 10 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on l'applique à des particules de métasilicate de sodium pentahydraté. .CLMF:5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le composé contenant des ions de ferrocyanure 15 est mis en oeuvre en une quantité comprise entre 25 et 100 mg par kg de silicate de métal alcalin. .CLMF: 6 - Procédé selon l'une quelconque de revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le composé contenant des ions de ferrocyanure est mis en oeuvre à l'état d'une solution aqueuse et en ce qu'après 20 avoir mélangé ladite solution au silicate de métal alcalin, on soumet le mélange résultant à un séchage. .CLMF: 7 - Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'on met en oeuvre une solution aqueuse contenant au moins 1 % en poids dudit composé. 25 9 - Compositions selon la revendication 8, caractérisées en ce 30 que le silicate de métal alcalin est du silicate de sodium hydraté et le composé contenant des ions de ferrocyanure est du ferrocyanure de métal alcalin. 10 - Compositions selon la revendication 9, caractérisées en ce que le silicate de métal alcalin est du métasilicate de sodium pentahydraté et le composé contenant des ions de ferrocyanure est du ferrocyanure de potassium. 8 - Compositions de matières comprenant des particules de silicate de métal alcalin et un additif destiné à inhiber une agglutination des particules, caractérisées en ce que l'additif comprend un composé contenant des ions de ferrocyanure.