Brevet FR2647775A2 — publié le 19901207

FR 2647775 A2 19901207 FR 8907291 A 19890602 PROCEDE DE PREPARATION D'UN SILICATE METALLIQUE, SILICATE AINSI OBTENU ET APPLICATION EN VERRERIE La présente invention concerne un procédé de préparation d'un silicate métallique, le silicate ainsi obtenu et son application dans l'industrie de la verrerie. La présente demande est une addition à la demande de brevet nO 89 02758. Dans cette dernière, on décrivait un procédé de préparation d'un silicate métallique d'un métal alcalin et d'un autre métal dans lequel on faisait réagir en continu un silicate de métal alcalin et une solution d'un sel de l'autre métal dans un liquide organique. Un tel procédé permet d'obtenir un produit de bonne homogé néité chimique et de granulométrie fine et resserrée. On a cherché cependant à améliorer encore ce procédé. Dans ce but, le procédé selon l'invention de préparation d'un silicate métallique d'un métal alcalin et d'au moins un autre métal selon la revendication 1 du brevet principal par mise en contact et réaction en continu d'un silicate du métal alcalin, d'une solution d'un sel de l'autre métal et d'un liquide organique est caractérisé en ce que dans une première étape, on met en présence et on mélange le silicate du métal alcalin et le liquide organique, puis dans une seconde étape, on met en présence le mélange obtenu précédemment avec la solution du sel de l'autre métal au moins une desdites étapes étant effectuée en continu. I1 apparait que le procédé de l'invention permet d'obtenir un précipité qui présente une valeur d'extrait sec particulièrement élevée. D'autres caractéristiques et détails de l'invention apparaitront plus clairement a la lecture de la description et des exemples concrets qui vont suivre. Il est rappelé tout d'abord que l'enseignement général du brevet principal s'applique ici. Notamment en ce qui concerne les produits de départ, ou réactifs, on utilise tout d'abord un silicate de métal alcalin, généralement silicate de potassium ou de sodium. Le sel de l'autre métal doit être un sel soluble. Ce peut être un sel organique, tel qu'un acétate mais on utilise de préférence un sel minéral et, dans ce cas, plus particulièrement un nitrate. Le choix de l'autre métal dépend bien entendu de l'utilisation que l'on veut donner au produit obtenu. Lorsque l'on vise la préparation par le procédé de l'invention de compositions précurseurs de compositions verrières, on choisit ce métal dans le groupe comprenant les métaux dont les oxydes sont des oxydes modificateurs du verre. Ainsi, on peut citer à titre d'exemple le plomb, le baryum, le calcium, le zinc, le magnésium. En particulier, notamment dans le cadre de la préparation de compositions verrières, il peut être avantageux de travailler aussi dans des conditions telles que le rapport molaire Rm : Si02/oxyde de métal alcalin du silicate de métal alcalin de départ soit égal au rapport molaire SiO2/somme des concentrations molaires des oxydes alcalins et des oxydes métalliques des autres métaux dans la composition finale du silicate métallique obtenu. Bien sûr, il est tout à fait possible d'utiliser des sels de plusieurs métaux en même temps, en fonction la aussi du type de produit que l'on veut obtenir. Le liquide organique doit hêtre de préférence miscible avec les autres réactifs. Il doit etre choisi généralement parmi ceux susceptibles de diminuer la solubilité des produits de réaction dans le milieu réactionnel. Il est choisi notamment parmi les alcools et plus particulièrement les alcools saturés. On peut mentionner à titre d'exemple le méthanol, ltéthanol, le propanol, l'isopropanol, le butanol, l'isobutanol. Enfin comme dans le brevet principal, on entend par continu une réaction se déroulant sans interruption des flux de matières premières entrantes et des produits finis formés, notamment donc une réaction avec introduction simultanée des réactifs dans le réacteur et un maintien à un volume constant du milieu réactionnel dans le réacteur. Selon la caractéristique principale de l'invention, la première étape du procédé consiste à mettre en présence et à mélanger le silicate alcalin avec le liquide organique. On obtient un mélange auquel on ajoute dans une deuxième étape la solution du sel de l'autre métal ou des autres métaux. Il est à noter qu'une des étapes peut être effectuée en discontinu. On entend ici par discontinu une réaction dans laquelle notamment il n'y a pas maintien du volume constant du milieu réactionnel. Une fois la réaction réalisée, le mélange réactionnel est filtré. Le précipité obtenu est filtré, lavé et séché par tout moyen connu. La filtration et le lavage peuvent aussi être réalisés en continu. Le silicate métallique précipité obtenu peut, en fonction de la nature des réactifs, constituer ou servir de base a une composition précurseur de composition verrière. Cette même composition précurseur par un traitement thermique de fusion et d'affinage conduira à une composition verrière. Des exemples concrets vont maintenant être donnés. EXEMPLE 1 On additionne en continu en 45 minutes 1051 g de silicate de potassium (silo2 = 18k - Rm = 3,5) et 687 g de méthanol pur. On ajoute a cette suspension en discontinu et en 4 minutes 485 g d'une solution de nitrate de plomb å 30%. Le précipité est muri 1 heure sous agitation. Il est ensuite filtré. L'extrait sec du précipité obtenu, déterminé après chauffage å 1000C (en 10 heures), est de 65%. EXEMPLE 2 COMPARATIF On part des mêmes réactifs que dans l'exemple précédent mais on mélange en continu dans une première étape le nitrate de plomb et le méthanol sous un débit respectif de 0,84 lXh et 2,06 1/h. Puis, on introduit ce mélange dans un réacteur en continu en même temps que la solution de silicate sous un débit de 2,1 1/h. Le précipité obtenu présente un extrait sec de 45%. REVENDICATIONS 1 - Procédé de préparation d'un silicate métallique d'un métal alcalin et d'au moins un autre métal selon la revendication 1 du brevet principal par mise en contact et réaction en continu d'un silicate de métal alcalin, d'une solution d'un sel de l'autre métal et d'un liquide organique, caractérisé en ce que dans une première étape, on met en présence et on mélange le silicate du métal alcalin et le liquide organique, puis dans une seconde étape on met en présence le mélange obtenu précédemment avec la solution du sel de l'autre métal, au moins une desdites étapes étant effectuée en continu. 2 - Procédé selon la revendication i, caractérisé en ce que le liquide organique précité est un alcool notamment un alcool saturé, en particulier le méthanol. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2 pour la préparation notamment de compositions précurseurs de compositions verrières, caractérisé en ce qu'on choisit l'autre métal précité dans le groupe comprenant les métaux dont les oxydes sont des oxydes modificateurs du verre. 4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'autre métal précité est le plomb. 5 - Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on détermine le rapport molaire SiO2/oxyde de métal alcalin du silicate de métal alcalin de départ de manière à être égal au rapport molaire SiO2/somme des concentrations molaires des oxydes alcalins et métalliques des autres métaux dans la composition finale du silicate métallique obtenu. 6 - Composition précurseur notamment de composition verrière caractérisée en ce qu'elle est o base d'un silicate métallique obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications précedentes. 7 - Composition verrière, caractérisée en ce qu'elle est obtenue par un traitement thermique de fusion et d'affinage de la composition précurseur selon la revendication 6.