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.,PROCEDE POUR OBTENIR -DU SOUFRE NON MOTTANT.
La présente invention concerne un procédé pour l'obtention de soufre en poudre non mottante ; elle vise également les nouveaux agents anti-mottants qui permettent la réalisation de ce résultat ;en outre, l'invention comprend le nouveau produit industriel constitué par la poudre non mottante de soufre, préparée conformément au procédé décrit ci-dessous.
Il est connu que le soufre en poudre a tendance à se motter, pendant son stockage, c'est-à-dire se prendre en masse pour former des mottes de dimensions très varia- bles, dont la-présence rend malaisée son utilisation. Les usages agricoles et industriels exigent en effet un soufre s'écoulant facilement ; une telle poudre est préparée, se'*
Ion la technique connue, par )'adjonction au soufre d'une
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proportion assez sensible de composés minéraux tels que silice, talc ou carbonate de magnésium. Cependant, si ce traitement connu évite le mottage, il compromet en même temps la pureté du soufre, ce qui peut présenter des in- oonvénients.
Le nouveau procédé selon 1!invention permet, au contraire, d'obtenir une poudre fine de soufre ne présen- tant'pratiquement plus de tendance au mottage, tout en conservant une grande pureté. Ainsi,' les poudres de soufre suivant l'invention peuvent être gardées, pendant des mois, ,en tas ou en sacs superposés, sans qu'il y ait formation de mottes dures ; ces poudres peuvent d'ailleurs avoir une te:. neur en S supérieure à 99 %, et éventuellement même 99,8 % ou plus. Un autre avantage de l'invention réside en ce que son traitement, lorsqu'il est appliqué à du soufre à l'état fondu, conduit à un solide dont le broyage subséquent, à grande finesse, devient très aisé.
D'autre part, le traite- ment de l'invention permet d'avoir une poudre fine de sou- fre sans aucun ingrédient toxique ou nocif,sans odeur ou couleur particulière. L'invention apporte également un avan- tage économique, car elle peut être réalisée aveo des frais réduits au minimum.
Le procédé suivant l'invention consiste à mélanger au soufre, de façon homogène, une faible quantité d'un acide organique ou/et d'un nitrile correspondant, dont la molécule contient au moins 6 atomes de carbone. Autrement dit, l'effet anti-mottant est exercé par des composés orga- niques portant un groupe éleotronégatif tel que par exemple -
COOH, -S03H ou/et -ON pour un nombre total d'atomes de 0 égal ou supérieur à 6.
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Selon une forme d'exéoution préférée de l'inven- tion, l'acide organique ou le nitrile employé est choisi parmi ceux dont le nombre d'atomes de carbone est égal ou . supérieur à 12. De plus, sont d'un intérêt tout particu- lier ceux des acides organiques et nitriles qui possèdent la propriété d'abaisser plus ou moins la tension interfa- ciale entre l'eau et l'huile. C'est ainsi que des aoides tels qu'oléique, résiniques, laurique et naphténiques, ain- si que leurs dérivés sulfonés, sont préférés à des acides comme caprique, stéarique, arachidique, benzoïque ou ben- zène sulfonique.
Suivant un autre trait de l'invention, on emploie de préférence des acides organiques ou'nitriles bouillant au voisinage de 150 C, ou mieux, au-dessus de cette tempé- rature.
Les agents anti-mottants selon l'invention peu- vent être liquides ou solides; parmi les solides on préfère ' ceux dont la température de fusion se situe au-dessous de 120 0, à moins qu'ils soient solubles.dans le soufre fondu, ce qui présente des avantages pour la forme d'exécution par- tioulière consistant à, ajouter l'agent anti-mottant au sou- fre fondu, mode de réalisation dont il sera question plus loin.
Pour la même raison, il est recommandable d'em- ployer des acides organiques ou/et des nitriles de stabilité thermique suffisante pour ne pas subir de décomposition à 15000, pendant une durée de l'ordre de 30 minutes environ.
Comme agents anti-mottants, conformes à l'inven- tion, on peut employer différents aoides gras, acides ali- phatiques sulfoniques, acides oyolaniques tels que naphté- nique , éventuellement sulfonés, acides aromatiques, de
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préférence portant sur le noyau une chaîna aliphatique assez longue, acides aromatiques sulfonés, etc.
et les nitriles correspondant à ces acides*
C'est- ainsi qu'à titre d'exemples non limitatifs, peuvent être employés, avec des efficacités diverses, les acides caprylique, laurique, oléique, rioinoléique, linoléique, linolénique, stéarique, palmitique, abiétique et autres acides résiniques, déhydroabiétique, acides de ' l'huile de tall, benzène sulfonique, dodécyl-phényl sulfo- nique, oléyl-phényl sulfonique, naphténique et les dérivés substitués de ces acides. De même peut-on utiliser les nitriles correspondants, en particulier nitriles oléique, laurique, abiétique etc.
La proportion d'agent anti-mottant suivant l'in- vention, suffisante pour obtenir le résultat recherché, est' généralement comprise entre 0,01 % et 1 % en poids par rap- port au soufre. Le plus souvent l'effet désiré est atteint avec 0, 05 % à 0,5 % et il n'est guère aooru par une augmen- tation de la dose d'agent ajouté. Dans le cas particulier, très pratique, d'emploi des acides résiniques et des aoidee gras non saturés, les proportions optima s'échelonnent entre
0,1 et 0,3 %. Rien ne s'oppose à l'addition de quantités su- périeures à 1 % lorsqu'une grande pureté du soufre rest pas exigée.
L'agent anti-mottant peut être incorporé @ soufre de différentes manières, connues en soi, et à difféents moments de la préparation de la poudre de soufre.
Ainsi peut-on le mélanger intimement à la oudre elle-même, ou bien au soufre allant au broyage en Verde la préparation d'une poudre fine.
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Une forme d'exécution de l'invention, tout par- ticulièrement avantageuse, consiste à incorporer l'agent anti-mottant au soufre fondu, de façon à en former une so- lution ou bien une suspension parfaitement homogène dans la masse de ce métalloïde. On constate alors qu'au refroi- dissement le soufre cristallise en cristaux plus gros et plus friables, se broyant aisément en une poudre très fine, protégée contre l'agglomération subséquente, par la pré- sence de l'agent anti-mottant.
Puisque, dans cette forme d'exécution, il faut opérer au-dessus du point de fusion du soufre, pratiquement la masse fondue est maintenue entre 125 et 150 C, le plus souvent entre 130 et 140 C, pendant qu'on la mélange, pour bien disperser l'agent anti-mottant introduit. Il serait na- turellement possible de chauffer à une température plus éle- vée si la dissolution d'un acide organique ou/et d'un nitrile particulier l'exigeait.
L'expérience montre que des résultats très satis- faisants sont obtenus avec une agitation convenable, quoique modérée, du soufre fondu, après l'adjonction d'un ou de plusieurs agents anti-mottants selon l'invention. Par exem- ple, avec un agitateur à pales, des vitesses de 100 à 1 000 tours/mn pendant des durées de 1/2 à 30 minutes ont permis d'obtenir l'incorporation bien homogène de nombreux des pro- .duits mentionnés plus haut. Selon le volume de soufre à traiter, suivant la nature de l'agent anti-mottant, le type de mélangeur et la température choisis, ces vitesses et du- rées peuvent varier, mais pratiquement leurs grandeurs res- pectives sont le plus souvent de l'ordre de 200 à 500 tours/ mn et 5 à 15 minutes.
Il y a intérêt à effectuer le mélange
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d'autant plus rapidement que l'agent utilisé est plus volatil , ou/et sensible à l'action de la chaleur.
Un mode opératoire'commode consiste à injecter l'agent, à l'état liquide, dans le soufre fondu, par exemple directement dans une canalisation transportant le soufre li- quide.
Dans la réalisation du procédé suivant l'invention, il est préférable d'éliminer du soufre l'hydrogène sulfuré qui pourrait s'y trouver, et qui serait susceptible d'exer- oer une influence néfaste sur la cristallisation et le com- portement du soufre au stockage. Il peut d'ailleurs en être de même des autres impuretés, et on a toujours intérêt à les éliminer autant que possible.
Au cours des travaux, dans le cadre de la présente invention, sur l'efficacité de différentes substances en tant qu'agents anti-mottants, on a adopté l'essai suivant comme norme pour la détermination de l'efficacité. Sur des éohan- , tillons de soufre, additionnés de l'agent à étudier, on ef- fectuait une mesure de compressibilité consistant à détermi- ner la pression nécessaire pour produire l'écrasement d'une pastille de soufre de 5 g, ayant une section de 5 cm2. moulée sous 100 kg/cm2 pendant 5 minutes. Le soufre, destiné à la confection des pastilles, est préalablement broyé et tamisé;
la'pastille est faite avec la fraction granulométrique com- prenant les particules de dimensions inférieures à 0,063 mm, ayant été séchées à 40 C pendant 2 heures.
Le soufre non traité, présentant la tendance ha- bituelle au mottage, donne à l'essai susindiqué une compres- sibilité des pastilles d'environ 45 à 50 kg/cm2. Par contre, le soufre traité, pour lequel on ne constate pratiquement
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plus la formation de mottes gênantes, conduit à des chiffres inférieurs ou égaux ) 20 kg/cm2. On peut, considérer que les agents anti-mottants moyennement efficaces donnent une pou- dre de compressibilité 21 à 30 kg/cm2. tandis qu'on trouve 31 à 40 avec des agents peu efficaces.
Dans une première série d'essais, dont les résul- tata sont rapportés au tableau I ci-dessous, les différents adjuvants ont été utilisés à la proportion de 0,2 % en poids; ils étaient mélangés pendant 10 minutes aveo la masse de sou- fre fondu, à 130 -140 C, brassée par un agitateur à pales tournant à 500 t/mn. Après refroidissement, le soufre cris- tallisé était broyé à la manière oonnue, et l'on séparait, 'pour l'essai, la fraction de dimensions inférieures à 0,063mn.
TABLEAU 1
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<tb> Agent <SEP> essayé <SEP> sibilité <SEP> sur <SEP> la <SEP> poudre <SEP> obtenue
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<tb> Kg/cm2
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<tb> Acide <SEP> oléique <SEP> 17 <SEP> souple <SEP> au <SEP> toucher; <SEP> odeur
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<tb> faible.
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" <SEP> naphténique <SEP> 17 <SEP> souple <SEP> ; <SEP> forte <SEP> odeur.
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Acides <SEP> gras <SEP> de <SEP> l'huile
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<tb> de <SEP> tall. <SEP> 17 <SEP> souple; <SEP> odeur <SEP> faible..
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90% <SEP> " <SEP> Il <SEP> + <SEP> 10% <SEP> d'aci-
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<tb> 70% <SEP> " <SEP> "+ <SEP> 30% <SEP> " <SEP> 14 <SEP> "
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<tb> 50%, <SEP> " <SEP> "+ <SEP> 50% <SEP> " <SEP> " <SEP> 13 <SEP> "
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<tb> Acides <SEP> résiniques
<tb> (colophane) <SEP> 25 <SEP> souple.
<tb>
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Acide <SEP> stéarique <SEP> 26 <SEP> peu <SEP> souple; <SEP> odeur <SEP> faible
<tb>
<tb> " <SEP> benzène-sulfonique <SEP> 34 <SEP> assez <SEP> souple.
<tb>
<tb>
" <SEP> benzoïque <SEP> 44 <SEP> dur <SEP> au <SEP> toucher.
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Nitrile <SEP> oléique <SEP> 19 <SEP> peu <SEP> souple; <SEP> odeur <SEP> faible
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On peut constater, d'âpres le tableau. I, que des mélanges d'acides organiques à poids moléculaires élevés, provenant du bois, notamment des mélanges d'acides de l'huile de tall avec la colophane conduisent à d'excellents résul- tata, caractérisés par des compressibilités de 13 à 16 kg/cm2.
En ce qui concerne la colophane seule (25 kg/cm2). sa solubilité dans le soufre fondu est inférieure 4 0,2 %' il n'y a eu, en fait, qu'une dissolution partielle dans l'essai relaté au tableau I. Il en.est de même pour les aci- des stéarique,.benzoïque et benzène-sulfonique.
Des essais effectués avec 0,1 % en poids, d'acides gras de l'huile de tall et de leurs mélanges avec des acides résiniques, ont donné les mêmes résultats qu'aveo 0,2 %.
Dans une autre série d'essais, on a dissous 0,2 % d'un mélange à 70 % d'acides gras de tall avec 30 % d'acides résiniques, dans du soufre fondu,' entre 130 et 140 C, en faisant varier la vitesse et la durée de l'agitation du mé- lange à cette température.
Le tableau II ci-après montre que l'effet anti-mottant obtenu varie'peu avec ces facteurs,
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àiritatiozi du mélange , ç,omnxee t
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<tb> Durée <SEP> Vitesse <SEP> kg/om2
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<tb> minutes <SEP> tours/mn
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