Brevet FR2620435A1 — publié le 19890317

Agglomérés soLides, à base de chLorate de sodium, dégageant de l'oxygène respirable par décomposition thermochimique et Leur procédé de préparation. La présente invention a pour objet des agglomérés solides, à base de chlorate de sodium, dégageant de L'oxygène respirable par décomposition thermochimique. Elle concerne également un procédé de préparation desdits agglomérés. De tels agglomérés sont utiles à la fabrication de chandelles, dont la décomposition, au sein de dispositifs adéquats, assure une distribution contrôlée d'oxygène respirable. De tels dispositifs sont, par exemple, décrits dans le brevet FR 1 403 612. Ils sont avantageusement utilisés dans Les sous-marins, les équipements de plongée, Les aéronefs... Ils peuvent également équiper des postes de soudure, des postes de premier secours, des abris anti-atomiques... Des agglomérés solides à base de chlorate alcalin ont été décrits dans Le brevet FR 1 142 360. Ils contiennent outre du chlorate de sodium, un corps combustible et un catalyseur. Le bioxyde de manganèse est utilisé comme catalyseur et le magnésium comme combustible. Avantageusement, lesdits agglomérés contiennent également du bichromate de sodium. Ces agglomérés solides, selon l'art antérieur, sont caractérisés par une faible densité. Ils sont obtenus par moulage à une pression ordinaire -5.106 à 107 Pa (50 à 100 bars)- d'un mélange des ingrédients ci-dessus ; ledit mélange ayant été préalablement humidifié par ajout en son sein de plus de 3 parties en poids d'eau pour 1 partie en poids de chlorate de sodium. La densité de tels agglomérés demeure voisine de celle du chlorate de sodium, environ 1,6. Selon l'invention, on propose maintenant des agglomérés, contenant les mêmes ingrédients mais de densité supérieure à 1,8. De tels agglomérés sont particulièrement intéressants, en ce qu'ils présentent un haut rendement volumétrique. Selon L'invention, on a optimisé le rapport volume d'oxygène dégagé par volume d'aggloméré consommé. Ceci revêt une importance primordiale dans un grand nombre d'applications desdits agglomérés, spécialement à bord des sous-marins. La Demanderesse, de manière surprenante, a pu obtenir des agglomérés d'une telle densité, en appliquant de fortes pressions à des mélanges spécifiques des ingrédients énoncés ci-dessus, tout en évitant Les risques de décomposition brutale de ces mélanges et d'explosion. Les agglomérés solides de forte densité, selon l'invention, sont obtenu par compression au-delà de 108 Pa (1000 bars), d'un mélange, contenant pour 100 parties en poids de chlorate de sodium, 5 à 7 parties en poids de bioxyde de manganése, 2 à 3 parties en poids de magnésium, environ 0,3 partie en poids de bichromate de sodium et de L'eau en une quantité telle qu'elle représente avec L'eau éventuellement contenue dans Le chlorate environ 1 % en poids dudit chlorate sec. La quantité d'eau intervenant dans le mélange est, selon l'invention, fondamentale. La présence de cette eau est indispensable. Elle joue le rôle de Lubrifiant, permet de comprimer le mélange sans avoir à Le chauffer. Toutefois, si elle intervient en quantité trop importante, il se pose notamment des problèmes insolubles de démoulage. Selon l'invention, on a donc élaboré des mélanges à environ 1 X d'eau (en poids par rapport au chlorate sec) qui peuvent, sans danger, être fortement comprimés et qui génèrent des agglomérés se décomposant sans problème. De plus, cette technique d'élaboration des agglomérés selon l'invention -forte compression d'un mélange faiblement humidifié- a permis de minimiser La quantité de combustible intervenant. Les mélanges à comprimer selon L'invention ne contiennent pour 100 parties en poids de chlorate, que 2 à 3 parties en poids de magnésium. Cette diminution de la quantité de combustible intervenant est intéressante en ce que, d'une part, elle va dans le sens de la sécurité et en ce que, d'autre part, elle permet de minimiser La quantité de calories dégagée lors de La combustion d'un aggloméré selon l'invention. La Demanderesse, en ajustant La composition des mélanges d'ingrédients utiles selon l'art antérieur à la préparation d'agglomérés, a rendu possible leur forte compression et l'obtention d'agglomérés, particulièrement performants. Lors de leur combustion, Les rapports litres d'oxygène dégagés et litres d'oxygène dégagés volume de produit quantité de chaleur dégagée sont optimisés. Pour atteindre une densité supérieure à 1,8, Le mélange des ingrédients selon l'invention doit être comprimé au-delà de 108 Pa (1000 bars). De préférence, il sera comprimé au-delà de 2.108 Pa (2000 bars). Il est possible, selon L'invention, de préparer des agglomérés d'une densité supérieure à 2,3. Ainsi, on obtient, par compression d'un mélange selon l'invention, à 24.107 Pa (2400 bars), des agglomérés de densité 2,4. Avantageusement, L'eau intervenant dans le mélange des ingrédients selon L'invention est de l'eau purifiée. On utilise de L'eau distillée ou déminéralisée. En augmentant le degré de pureté de Ladite eau, on augmente son pouvoir lubrifiant. De plus, la Demanderesse a mis en évidence l'avantage qu'il y a à utiliser une eau purifiée chlorée. ELle est chlorée notamment par addition d'hypochlorite de sodium. ELle est ainsi rendue oxydante et renforce l'action du bichromate de sodium. En utitisant une eau purifiée et chlorée, on obtient selon L'invention des agglomérés très fiables. Leur décomposition thermochimique démarre et va jusqu'à son terme sans difficulté aucune. Un autre objet de L'invention est de proposer un procédé de préparation d'agglomérés solides dégageant de l'oxygène respirable par décomposition thermochimique à haute densité. Ledit procédé consiste à - mélanger dans un malaxeur Les poudres de chlorate et de bioxyde de manganèse ; - introduire dans ledit malaxeur la poudre de magnésium ; - humidifier lentement le mélange ainsi obtenu par une solution aqueuse de bichromate de sodium ; - prélever la quantité souhaitée du mélange humidifié homogénéisé et la soumettre dans une presse à une pression supérieure à 108 Pa (1000 bars) ; - sécher L'aggloméré obtenu puis le faire refroidir lentement. Les poudres de chlorate, de bioxyde de manganèse et de magnésium sont mélangées à sec. Au mélange obtenu est ajoutée la solution aqueuse de bichromate de sodium. Pour augmenter la vitesse de dissolution dudit bichromate, son incorporation dans l'eau a pu être réaLisée à chaud. Comme indiqué ci-dessus, l'umidification du mélange se fait, de préférence, avec de l'eau purifiée et chlorée, sa compression est effectuée, de préférence, à une pression supérieure à 2.108 Pa (2000 bars). Le séchage des agglomérés obtenus après démoulage est réalisé dans un four à 1200C pendant 12 heures. Au cours de ce séchage, on élimine environ la moitié de la quantité d'eau préalablement introduite dans le mélange. Les agglomérés solides selon L'invention contiennent donc environ : pour 100 parties en poids de chlorate de sodium (NaClO3) 5 à 7 parties en poids de bioxyde de manganèse (mon02) 2 à 3 parties en poids de magnésium (Mg) environ 0,3 parties en poids de bichromate de sodium (Na2Cr207) et environ 0,5 % en poids d'eau par rapport au chlorate sec. D'autres avantages et caractéristiques des agglomérés selon l'invention seront mieux compris à la lecture de L'exemple comparatif ci-après. On a réalisé un premier aggloméré solide (A) selon La technique de L'art antérieur. Le mélange des ingrédients après humidification (ajout de 3,33 % en poids d'eau par rapport au poids de chlorate) a été mis en formedans des moules (une pression d'environ 107 Pa (100 bars) a été appliquée) puis séché. La composition de L'aggloméré obtenu ainsi que sa densité figurent dans La première colonne du tableau ci-après. On a réalisé un second aggloméré solide (B) en mettant en oeuvre la présente invention. Le mélange des ingrédients a été soumis à une pression de 24.107 Pa (2400 bars). La composition de l'aggloméré obtenu ainsi que sa densité figurent dans la seconde colonne du tableau ci-après. On a également indiqué dans ce tableau les quantités d'oxygène et de chaleur dégagées par la combustion d'un dm3 de chacun de ces agglomérés. A B Comparaison NaClO3 (g) 1450,56 2195,7 Mn02 (g) 87,04 131,5 Mg (g) 50,72 54,7 H20 (g) 7,2 1 10,8 Na2Cr2O3(g) 4,32 6,5 Densité 1,6 2,4 + 50 X Quantité d' 2 450 700 1 55 % dégagée (l) Quantité de chaleur 304 328 dégagée (Kcal) Kcal dégagées 0,675 0,469 - 30 % I 2 dégagés Ces valeurs mettent en évidence l'intérêt des agglomérés solides selon l'invention. REVENDICATIONS 1. Agglomérés solides, dégageant de L'oxygène respirable par décomposition thermochimique, à base de chlorate de sodium, contenant en outre du bioxyde de manganèse, du magnésium, du bichromate de sodium et de l'eau, caractérisés par une densité supérieure à 1,8. 2. Agglomérés solides selon la revendication 1, caractérisés en ce qu'ils sont obter s par compression au-delà de 108 Pa (1000 bars) d'un mélange contenant pour 100 parties en poids de chlorate de sodium, 5 à 7 parties en poids de bioxyde de manganèse, 2 à 3 parties en poids de magnésium, environ 0,3 partie en poids de bichromate de sodium et de l'eau, en une quantité telle qu'elle représente avec l'eau éventuellement contenue dans le chlorate, environ 1 % en poids dudit chlorate sec. 3. Agglomérés solides selon L'une des revendications 1 ou 2, caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par compression au-delà de 2.108 Pa (2000 bars). 4. Agglomérés solides selon L'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisés en ce qu'ils sont obtenus par compression à 24.107 Pa (2400 bars). 5. Agglomérés solides selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisés en ce que ladite eau est de l'eau purifiée. 6. Agglomérés solides selon La revendication 5, caractérisés en ce que Ladite eau est de plus chlorée. 7. Procédé de préparation des agglomérés solides selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce qu'il consiste à : - mélanger dans un malaxeur les poudres de chlorate et de bioxyde de manganèse ; - introduire dans ledit malaxeur la poudre de magnésium ; - humidifier lentement le mélange ainsi obtenu par une solution aqueuse de bichromate de sodium ; - prélever la quantité souhaitée du mélange humidifié homogénéisé et la soumettre dans une presse à une pression supérieure à 108 Pa (1000 bars) ; - sécher L'aggloméré obtenu puis le faire refroidir lentement. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que Le mélange est soumis à une pression supérieure à 2.108 Pa (2000 bars > . 9. Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8 caractérisé en ce que, après compression, l'aggloméré est séché dans un four à 120 C pendant 12 heures.