Brevet FR2724580A1 — publié le 19960322

La présente invention est relative à un absorbant présentant des volumes intérieurs de gonflement permettant de fixer des substances liquides dangereuses. On connaît des absorbants formés de minéraux, ou de matières organiques, pour absorber des liquides. Toutefois, selon leur résistance, lorsqu'ils sont comprimés, ces absorbants restituent une fraction du liquide absorbé dont l'importance est fonction de leur résistance mécanique. Il y a aussi le risque que, lorsqu'ils sont déposés dans une décharge de déchets, ces absorbants libèrent des quantités considérables du liquide qu'ils ont absorbé, sous l'effet de lavages par des pluies acides. On connaît par ailleurs des agents gonflants dispersibles minéraux et organiques qui, grâce à un processus de gonflement, peuvent absorber des liquides tant en résistant à la pression, mais on ne peut utiliser ces agents que de manière limitée à l'état expansé, en raison de leur viscosité, car ils adhérent de façon indésirable au fond ou, par exemple, aux parois des conteneurs pour l'élimination des déchets. On connaît aussi un absorbant dispersible qui est formé d'un kieselguhr et d'un polyacrylate qui, de préférence, fixe l'eau, comme celui qu'on utilise, par exemple, dans les couches pour bébés. L'absorption de liquides dangereux avec ce produit doit s'effectuer par addition d'eau. Il s'agit d'un procédé particulièrement compliqué pour fixer des liquides répandus. En outre, l'addition d'eau augmente de façon indésirée la quantité de substances nocives. Si, par erreur, on mettait en oeuvre un tel procédé avec des substances pyrophores liquides qui réagissent de manière explosive avec l'eau, on pourrait aboutir même à des accidents graves. La présente invention a pour but de proposer un procédé sûr pour la préparation d'un absorbant pratiquement non collant, ainsi sous une forme de réalisation dispersible pour sa mise en oeuvre dans la pratique, qui agisse de façon multiple et rapide pour absorber des substances liquides dangereuses répandues. Pour obtenir ce résultat, l'invention fournit un absorbant qui présente pour paricularité qu'il est formé de corps de support ayant un effet absorbant, qui ne sont pas complètement résistants à la pression, par exemple sous forme de mica expansé à structure lamellaire (vermiculite), auxquels sont ajoutés jusqu'à 33 % en volume d'un ou plusieurs agents gonflants qui sont aptes à gonfler et/ou à se dissoudre dans le liquide à absorber, par exemple un polyacrylate et/ou du caoutchouc et/ou un autre polymère synthétique, un alginate, une colle, du gel de silice et/ou de la bentonite, de sorte que, pendant le processus d'absorption, les corps de support contribuent d'abord à transporter le liquide à absorber à l'agent gonflant ajouté et, ensuite, à faire de la place à l'agent gonflant pour que celui-ci puisse se dilater, et que l'absorbant est utilisé pour absorber des liquides et des boues et pâtes libérant un liquide, des acides et des lessives, des alcalis, des huiles et des hydrocarbures (y compris les hydrocarbures chlorés et les hydrocarbures aromatiques), des cétones, des esters, des éthers, des amines, des alcools, des monomères, des solutions métalliques et des solutions salines, des émulsions, des solvants, des peintures et les laques, et d'autres préparations et mélanges industriels, ainsi que des déchets contenant un liquide, des boues, des eaux usées et des substances radioactives. De préférence, le corps de support est formé d'une matière plastique cellulaire organique broyée, en particulier une mousse de résine phénolique (PH) et/ou une mousse de polyuréthane (PUR et/ou PIR) et/ou d'un mélange de minéraux qui n'est pas complètement résistant à la pression, par exemple de la vermiculite, et de matières plastiques cellulaires. Avantageusement, on peut ajouter à l'absorbant selon l'invention un acide ou une base à l'absorbant pour neutraliser le liquide à absorber. On peut en particulier lui ajouter du bicarbonate de soude. L'absorbant selon l'invention est particulièrement approprié à la solidification ou à l'épaississement des déchets spéciaux liquides ou des déchets spéciaux contenant un liquide, ainsi qu'au transport sûr des substances liquides dangereuses et des déchets liquides ou contenant un liquide. L'absorbant selon l'invention est approprié aussi au transport sûr de solutions biologiquement dangereuses, par exemple des liquides qui contiennent des agents pathogènes dangereux, des micro-organismes ou des bactéries, des champignons ou des virus. En particulier, l'absorbant selon l'invention atteint l'objectif qui consiste à absorber les pressions apparaissant dans des conteneurs fermés lors d'un gonflement de leur contenu, de façon à empêcher la déformation ou la destruction des conteneurs de transport ou de l'emballage et à fixer le liquide absorbé de manière telle que l'absorbant reste autant que possible non collant et dispersible, ainsi qu'à faciliter son dosage par l'utilisateur. Pour mieux exposer le procédé et la mise en oeuvre de l'absorbant selon l'invention, on décrit un exemple de formulation et de résolution d'un problème. Pour produire un absorbant pour des acides et des lessives d'après le procédé selon l'invention, on ueilise parties en volume d'un mica expansé, aussi appelé "vermiculite". Celui-ci est commercialisé sous la marque PERLEEN 444 par la firme Rench Chemie GmbH. Ce mica expansé provient de mines d'Afrique du Sud et a une structure lamellaire. De l'eau de cristallisation était enfermée entre ses lamelles. Lors d'un traitement thermique, l'eau de cristallisation en s'évaporant a soulevé les corps minéraux et crée de nombreux espaces vides creux. L'avantage particulier d'un tel mica expansé est qu'il se comprime à la manière d'un accordéon et les lamelles sont suffisamment proches pour transporter le liquide par capillarité. Les corps minéraux ont un diamètre de 0 à 2 mm, au plus de 6 mm. Dans la formulation, selon l'invention, le mica expansé joue le rôle des corps de support. On ajoute, à ce mica expansé, 10 parties en volume d'un polyacrylate séché, du type cationique, dont la structure présente des grains de 0 à 1, d'au plus jusqu'à 2 mm. Ces polyacrylates sont largement en vente dans le commerce, en tant qu'agents gonflants. Dans le cas présent, on utilise le produit "Acidsafe" de la firme Stockhausen, qui fait partie du groupe H ls, qui gonfle en particulier dans les acides et les lessives et est capable d'enfermer ces liquides. Dans la formulation, le polyacrylate sert d'agent gonflant. On mélange les deux quantités à sec, l'addition supplémentaire de liant n'étant pas nécessaire, et ce mélange est essentiellement stable pendant le transport étant donné que les corps minéraux peuvent immobiliser les corps gonflants du mélange grâce à leur structure externe. On obtient un mélange granuleux maniable, quasi exempt de poussières et qu'on peut manipuler proprement. Ce mélange est capable d'absorber des acides et des lessives pratiquement sans coller et en restant dispersible. Les corps de support du type lamellaire absorbent immédiatement le liquide et le transportent aux corps gonflants. Les corps gonflants commencent à absorber le liquide et, de ce fait, augmentent considérablement de volume. Si le liquide est contenu dans un récipient fermé, les corps gonflants exercent une pression considérable sur les parois de ce récipient. C'est là qu'intervient la propriété spécifique des corps de support. Ces corps de support diminuent la pression des corps gonflants et créent ainsi de l'espace pour ceux-ci. Le mica expansé s'avère particulièrement approprié à cet effet. Il peut transporter les acides et les lessives très rapidement entre ses lamelles et ensuite, se laisse facilement comprimer par les corps gonflants en expansion, de sorte que les pressions de gonflement qui apparaissent sont absorbées. Etant donné que les corps gonflants sont dispersés dans le mélange, ils peuvent donc se déployer nettement mieux que s'ils étaient adjacents les uns aux autres. Leur pouvoir absorbant et gonflant augmente spontanément de ce fait. La formulation qu'on décrit à titre d'exemple présente des effets absorbants très importants. On a effectué la mesure de cet effet absorbant d'après le procédé d'analyse pour liants chimiques du Bundesanstalt fur Materialfor-schung und -prûfung (BAM), Berlin. Ce procédé d'analyse BAM sert à déterminer les propriétés des liants chimiques depuis 1980. Pour analyser l'effet d'absorption du matériau d'essai (c'est-à-dire la formulation qu'on a décrite précédemment), à la température ambiante, par rapport à des substances individuelles et en solution, on introduit à chaque fois, de façon dosée, 1 g du matériau d'essai dans un ballon d'Erlenmeyer (d'un volume de 250 ml). Ensuite, on ajoute à 30 ml du liquide à absorber, en le répartissant de façon homogène. Après un temps de séjour de 5 minutes, on verse le contenu du ballon d'Erlenmeyer sur un tamis en toile métallique. La fraction de liquide qui n'a pas été absorbé s'écoule goutte à goutte. Après un temps d'écoulement de 2 minutes, on détermine le poids de la quantité de liquide qui n'a pas été absorbé. On prend en considération le poids du liquide qui adhère aux parois du récipient d'analyse, à chaque fois par détermination de la valeur d'essai à blanc. Après que la quantité de liquide non absorbé s'est écoulée, on peut recueillir l'absorbant chargé avec des moyens mécaniques (par exemple une palette). Tableau de l'effet absorbant de "Perleen 22 K10" après 5 minutes d'action Substance à absorber Type de Effet absorbant substance en kg de subs- tance/2 kg d'absorbant ammoniaque à 10 % lessive 43, 7 ammoniaque à 25 % lessive 39,0 acide acétique acide organique 11,8 acide acétique à 10 % acide organique 41,5 acide chlorhydrique acide à 10 % minéral 18,6 acide chlorhydrique acide à 25 % minéral 20,7 acide sulfurique à acide % minéral 20,5 acide sulfurique à acide 98 % minéral 38,6 acide nitrique acide % minéral 22,9 acide nitrique à acide % minéral 18,4 acide perchlorique acide à 70 % minéral 21,7 acide perchlorique acide à 10 % minéral 13,5 lessive de soude à 33 % lessive 22,4 lessive de soude à % lessive 17,4 Un avantage spécifique de l'absorbant selon l'invention est la chaleur de réaction relativement faible avec des acides minéraux concentrés tels que l'acide sulfurique, l'acide phosphorique, l'acide nitrique et l'acide chlorosulfonique, de sorte qu'on peut aussi utiliser cet absorbant avec ces substances. On peut utiliser cet absorbant aussi pour des alcalis forts. On peut utiliser l'absorbant selon l'invention sans aucun problème pour des substances telles que des aldéhydes, des acides organiques, des cétones, des amines organiques, ainsi que des liquides industriels, comme des décapants, des laques, des peintures, des carburants Diesel, l'épichlorhydrine, des bains fixateurs, des révélateurs photographiques et des diluants nitrés. Même après 48 heures de stockage, les produits grumeleux ou motteux formés sont faciles à éliminer. Le temps d'action de 5 minutes a été fixé par le BAM pour supposer une possibilité d'utilisation rapide des liants chimiques dans la pratique. On peut encore augmenter les performances d'absorption déterminées dans l'exemple de formulation en allongeant le temps d'action. La mesure du volume avant et après l'absorption indique qu'on peut encore considérablement diminuer la quantité d'agent gonflant ajouté de façon à empêcher une augmentation du volume de l'absorbant. L'absorbant selon l'invention permet d'obtenir une absorption de liquide allant jusqu'à 100 % de son volume propre, même avec des petites quantités ajoutées d'agent gonflant. Ainsi, l'utilisateur dispose d'un dosage simple en utilisant un rapport de 1:1 d'absorbant par rapport au liquide à absorber. Les corps minéraux de support de la formulation ne permettent pas seulement le transport du liquide vers les corps gonflants et de créer un espace pour que ceux-ci se développent, mais ils enferment aussi ces corps gonflants de manière non collante et protègent l'agent gonflant organique, comme le polyacrylate utilisé ici, contre le feu. Cette formulation peut protéger efficacement un produit dangereux à emballer contre le feu et les fuites, en diminuant la proportion d'agent gonflant. Ce mélange a des propriétés d'absorption des chocs. Le liquide absorbé est inclus dans les corps gonflants de façon qui résiste à la pression. La formulation indiquée à titre d'exemple s'est avérée appropriée lors d'un essai pratique particulièrement difficile. Quand des dépôts de boues de plomb provenant des déchets de batteries doivent être transportés dans des conteneurs pour produits dangereux, de l'acide sulfurique se dégage toujours de nouveau des boues en raison de la pression élevée due au poids propre des boues de plomb. En ajoutant l'absorbant selon l'invention aux boues de plomb, ou simplement en recouvrant celles-ci de l'absorbant selon l'invention, on peut empêcher complètement des fuites d'acide sulfurique liquide qui représentent un danger pour le transport. Dans ce cas, la sécurité du transport peut être considérablement augmentée grâce à l'effet absorbant rapide, la structurée de l'absorbant qui crée un espace pour le processus de gonflement, ainsi que le maintien d'une structure non collante, dispersible ou facile à manipuler. Le "surdosage" de l'agent gonflant contenu, de 10 % en volume à la place de seulement environ 2 à 3 % en volume, sert à augmenter la sécurité du point de vue chimique. En outre, un léger espace d'expansion reste disponible dans le conteneur. Dans la pratique, on ne doit pas utiliser complètement le pouvoir absorbant, de façon à conserver la siccité externe de l'absorbant. Si on n'avait utilisé que de la vermiculite pour effectuer l'absorption, lors de cet essai en grand dans la pratique, celle-ci serait restée complètement imbibée et n'aurait pas résisté à la pression, mais aurait libéré de l'acide. De même, si on n'avait utilisé qu'un polyacrylate dispersible, certes on aurait pu fixer les acides, mais les quantités requises de polyacrylate auraient été essentiellement plus importantes et auraient créé une pression de gonflement non contrôlable qui, en cas de surdosage, aurait pu déformer ou faire éclater un récipient fermé. De plus, utilisé seul, le polyacrylate se serait solidifié en une masse gélatineuse collante dans le conteneur, de sorte qu'on n'aurait pu vider le conteneur qu'avec un nettoyage très onéreux et dangereux. La structure de l'absorbant selon l'invention permet d'obtenir un procédé particulièrement rentable, économique et de dosage sûr pour la sécurité du transport. La figure 1 montre l'absorbant selon l'invention. Les corps de support (1) entourent le corps gonflant (2). Le liquide est amené au corps gonflant par capillarité à travers la structure lamellaire, dans la direction (3). La figure 2 montre, de façon très simplifiée, l'état après le gonflement. Les corps de support (1) ont été comprimés par le corps gonflant (8), ce qui a créé de la place pour le processus de gonflement. La figure 2 montre nettement, de façon exagérée, l'effet de création d'espace qui est produit par le mica expansé ou par des particules de matière plastique cellulaire qu'on utilise comme corps de support (1). Quand une quantité supplémentaire de liquide est amenée par capillarité aux corps gonflants (2) sujets à se dilater, ceux-ci se mettent en compression automatiquement. Si la dilatation spatiale de l'ensemble du système n'est pas empêchée, par exemple dans un conteneur ouvert en haut, l'ensemble du système se dilate, les corps de support sont portés par les corps gonflants et ne sont pas déformés, ou seulement légèrement. Le choix de l'agent gonflant dans ce système dépend du liquide à absorber. Ainsi, par exemple, on peut utiliser un caoutchouc, comme agent gonflant, pour fixer une huile d'après le procédé selon l'invention. On utilise un autre exemple pratique pour expliquer le choix de l'agent gonflant. On dispose, sur le marché, de formes de réalisation multiples de polyacrylates destinés à être utilisés dans la technique des eaux usées, dans les couches pour bébés et dans les techniques agricoles. Globalement, les polyacrylates utilisés comme des agents gonflants purs peuvent être répartis en deux groupes d'application. Ceux du premier groupe sont du type anionique et gonflent en particulier dans l'eau et les alcalis; ceux du deuxième groupe sont souvent du type cationique et gonflent dans les acides et les lessives, mais moins bien dans l'eau. On peut mettre à profit ces propriétés ioniques et ces préférences de gonflement dans le système selon l'invention. Par exemple dans le domaine de la radiologie clinique et du génie atomique, on produit des eaux usées, qui contiennent encore des éléments radioactifs. La plupart du temps, leur temps de désintégration est court, de sorte que les eaux usées doivent être stockées temporairement jusqu'à ce que les émissions radioactives qu'elles produisent ne constituent plus un danger. D'autres solutions radioactives doivent être épaissies et stocker pendant une longue durée. Que de telles eaux usées et boues doivent être évacuées ou immédiatement absorbées, ou qu'on doive procéder à leur épaississement contrôlé, dans les deux cas, le système d'absorbant selon l'invention est particulièrement approprié. Les substances cationiques radioactives qui sont contenues dans les eaux, par exemple l'iode 125 et le cobalt 57, peuvent être fixées d'une manière particulièrement sûre et durable dans l'absorbant quand on utilise, comme agent gonflant, un polyacrylate anionique tel qu'on le prépare, de préférence, pour l'industrie des couches pour bébés. De cette manière, les substances radioactives ne sont pas seulement absorbées avec l'eau, mais aussi solidement fixées ioniquement dans le système gonflant. L'absorbant chargé reste peu compact et déversable grâce à la présence des corps de support. Si on effectue ensuite une vitrification en vue d'enfermer durablement des déchets pour un stockage final durable des solutions radioactives, des corps de support par exemple à base de mica expansé réfractaire, quand ils sont présents en quantité suffisante, protègent les corps gonflants chargés, pendant le processus de vitrification, et forment un assemblage intime durable avec l'enveloppe de verre. Un autre exemple pour le choix des corps gonflants est le séchage ou l'épaississement des boues phosphatées comme celles qui sont produites dans l'industrie de transformation des métaux. Ces boues contiennent surtout de l'acide phosphorique et du fer. Si ces boues doivent être épaissies à l'état acide, l'absorbant selon l'invention doit comporter un polyacrylate cationique, comme agent gonflant. En revanche, si on neutralise d'abord la boue avec de la chaux de façon à l'amener à pH 6,5 ou d'un pH alcalin, on peut utiliser le polyacrylate anionique comme agent gonflant dans le système de l'absorbant, et là aussi, on obtient une fixation durable des métaux. Etant donné que, la plupart du temps, ces boues doivent être entreposées définitivement dans des décharges, une fixation particulièrement durable et résistante à la pression dans l'absorbant est désirable. Il n'est pas nécessaire de traiter la totalité des boues avec l'absorbant. Il suffit de recouvrir les boues sur leur surface ou sur les côtés souhaités pour absorber le liquide qui s'en échappera ultérieurement. Ainsi, l'environnement est protégé contre une fuite de liquide d'une manière sûre et résistante à la pression. L'absorbant selon l'invention et son système décrit convient pour presque tous les liquides, ainsi que les boues et les pâtes qui dégagent un liquide, pour les acides et les lessives, les alcalis, les huiles et les nombreux hydrocarbures, les cétones, les esters, les éthers, les amines, les alcools, les monomères, les solutions métalliques et les solutions salines, les émulsions, les solvants, les peintures et les laques, d'autres préparations et mélanges industriels, ainsi que des déchets et des boues contenant des liquides, et les eaux usées. On peut ajouter à l'absorbant, en outre, un ou plusieurs colorants indicateurs qui se dissolvent en fonction du pH du liquide à absorber et indiquent ainsi s'il s'agit, par exemple, d'un acide ou d'une base, ou si le pH est pratiquement neutre, ou s'il s'agit d'une huile et/ou d'un hydrocarbure. Un colorant indicateur d'huile serait, par exemple, un colorant soluble dans l'huile, mais insoluble dans l'eau, dans les acides et dans les lessives. On peut ajouter ces colorants indicateurs à l'état pulvérulent à l'absorbant. Grâce aux colorants indicateurs, on peut aussi garantir que l'utilisateur reconnaîtra rapidement s'il a choisi la formulation avec l'agent gonflant adéquat. On peut aussi remplir des tuyaux souples d'aspiration ou des tuyaux d'arrêt à extrémités ouvertes avec l'absorbant selon l'invention. Le matériau gonfle sous l'effet du liquide qui y pénètre. Cependant, la pression de gonflement est compensée par l'espace de gonflement dans le minéral. Grâce à cette utilisation, les tuyaux deviennent lourds, imperméables aux liquides et résistants au vent à cause de leur poids. Dans de tels tuyaux, ainsi que dans des emballages, des quantités aussi petites que % en volume d'agent gonflant dans le minéral peuvent suffire. REVENDICATIONS 1. Absorbant comportant des espaces de gonflement pour fixer des substances liquides dangereuses, caractérisé en ce qu'il est formé de corps de support ayant un effet absorbant, qui ne sont pas complètement résistants à la pression, par exemple sous forme de mica expansé à structure lamellaire (vermiculite), auxquels sont ajoutés jusqu'à 33 % en volume d'un ou plusieurs agents gonflants qui sont aptes à gonfler et/ou à se dissoudre dans le liquide à absorber, par exemple un polyacrylate et/ou du caoutchouc et/ou un autre polymère synthétique, un alginate, une colle, du gel de silice et/ou de la bentonite, de sorte que, pendant le processus d'absorption, les corps de support contribuent d'abord à transporter le liquide à absorber à l'agent gonflant ajouté et, ensuite, à faire de la place à l'agent gonflant pour que celui-ci puisse se dilater, et que l'absorbant est utilisé pour absorber des liquides et des boues et pâtes libérant un liquide, des acides et des lessives, des alcalis, des huiles et des hydrocarbures (y compris les hydrocarbures chlorés et les hydrocarbures aromatiques), des cétones, des esters, des éthers, des amines, des alcools, des monomères, des solutions métalliques et des solutions salines, des émulsions, des solvants, des peintures et les laques, et d'autres préparations et mélanges industriels, ainsi que des déchets contenant un liquide, des boues, des eaux usées et des substances radioactives. 2. Absorbant comportant des espaces de gonflement pour fixer des substances liquides dangereuses selon la revendication 1, caractérisé en ce que le corps de support est formé d'une matière plastique cellulaire organique broyée, en particulier une mousse de résine phénolique (PH) et/ou une mousse de polyuréthane (PUR et/ou PIR) et/ou d'un mélange de minéraux qui n'est pas complètement résistant à la pression, par exemple de la vermiculite, et de matières plastiques cellulaires. 3. Absorbant comportant des espaces de gonflement pour fixer des substances liquides dangereuses selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on peut lui ajouter un acide ou une base à l'absorbant pour neutraliser le liquide à absorber. 4. Absorbant comportant des espaces de gonflement pour fixer des substances liquides dangereuses selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que du bicarbonate de soude est ajouté à l'absorbant.