Procédé et appareil pour la préparation d'une dispersion aqueuse d'un complexe de silicate
de métal alcalin et d'aluminium La présente invention est relative à un procédé
et à un appareil pour la préparation d'une dispersion aqueuse d'un complexe de silicate de métal alcalin et d'aluminium.
Le brevet belge No. 785.004 décrit la fabrication d'un complexe de silicate de métal alcalin et d'aluminium, qui est complètement soluble dans l'acide chlorhydrique,
par un procédé qui consiste à mélanger avec une force de cisaillement élevée une solution aqueuse d'un silicate de métal alcalin et une solution aqueuse d'un sel d'aluminium dans des proportions et conditions qui conduisent pratiquement immédiatement, lors du contact des solutions, à la formation d'un complexe polymère de silicate de métal alcalin et d'aluminium, sous la forme d'une dispersion stable dans l'eau. Le procédé particulier pour créer la force de cisaillement élevée, comme décrit, comprend l'emploi d'un rotor tournant à grande vitesse.
Un appareil qui convient à l'emploi dans ce procédé est décrit dans ce brevet, et il l'est encore avec plus de détails dans le brevet belge No. 785.003. Il comprend un compartiment mélangeur dans lequel débouchent au moins trois conduits distincts pour les solutions à mélanger, un conduit de sortie partant d'un point distant des entrées des conduits d'alimentation et relié à un éjecteur hydraulique, ainsi qu'un dispositif permettant de mélanger les solutions introduites dans le compartiment mélangeur, avec des forces de cisaillement élevées.
En pratique, le compartiment est normalement une enceinte ou chambre disposée verticalement, les conduits d'alimentation débouchant dans le fond de celuici, et le conduit d'évacuation partant au voisinage du sommet du compartiment, le dispositif pour le mélange à cisaillement élevé, étant placé à proximité du fond de l'enceinte et comprenant de façon générale des palettes rotatives ou palettes de rotor et des moyens pour faire tourner les palettes du rotor à une vitesse supérieure à
1000 tours/minute.
L'appareil et les différents moyens de commande qui lui sont associés pour l'écoulement des liquides, pour régler la vitesse des rotors, etc., sont capables d'être mis en oeuvre avec une très grande précision pour obtenir des variations très fines du débit et de la composition du produit. Il est donc très convenable, dans les cas où une commande précise est essentielle, en particulier lorsque
le produit est débité directement dans une source d'alimentation en eau de ville, d'aider à la purification de cette source. Il y a cependant nombre de cas, par exemple dans la purification des eaux usées et des effluents industriels, où cette grande précision de la commande n'est pas réellement nécessaire et où, au lieu de cela, il conviendrait d'utiliser un appareil plus simple, notamment un appareil qui ne nécessite pas un usinage aussi parfait et ces vitesses de rotation élevées.
Idéalement, on envisagerait un appareil dépourvu d'un rotor ou d'autres parties mobiles à grande vitesse, et capable cependant d'être utilisé pour réaliser un cisaillement suffisamment élevé pour qu'en mélangeant de l'eau, du sulfate d'aluminium et du silicate de sodium dans l'appareil, on obtienne un produit très semblable à celui que l'on obtient avec le procédé préféré décrit dans le brevet belge No. 785.004.
Suivant la présente invention, on prépare une dispersion aqueuse stable d'un complexe de silicate de métal alcalin et d'aluminium ayant un pH de 3 à 7,5, contenant
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l'acide chlorhydrique, en mélangeant avec cisaillement une solution aqueuse de silicate de métal alcalin et une solution aqueuse d'un sel d'aluminium, et le procédé se caractérise par le fait que le mélange avec cisaillement s'opère dans un appareil comprenant un tube mélangeur, au moins deux orifices d'entrée par lesquels les courants aqueux peuvent passer dans une extrémité du tube, et une sortie à l'autre extrémité du tube, en amenant la masse d'eau au
tube par l'une des entrées et la solution aqueuse de silicate de métal alcalin par une autre entrée, en faisant en sorte que les courants aqueux venant de chaque entrée suivent une trajectoire d'allure générale hélicoïdale et se mélangent avec un cisaillement suffisant pour rendre le produit soluble dans l'acide chlorhydrique à l'aide de moyens stationnaires placés dans'le tube et en retirant la solution aqueuse par l'orifice de sortie à une pression plus basse d'au moins 2,8 kg/cm<2>, que la pression à l'entrée par laquelle est amenée la masse de l'eau.
Un appareil suivant l'invention comprend un tube mélangeur, au moins deux entrées par lesquelles les courants aqueux peuvent passer dans une des extrémités du tube, l'une des entrées servant à l'apport de la masse d'eau pour le <EMI ID=2.1>
de sortie à l'autre extrémité du tube, et des moyens sta-
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courants aqueux suivent une trajectoire d'allure générale hélicoïdale et se mélangent l'un à l'autre avec cisaillement et pour faire que le produit qui quitte l'orifice de sortie soit à une pression égale à la pression atmosphérique ou inférieure à celle-ci, et qui soit d'au moins 2,8 kg/cm<2> inférieure à la pression régnant dans l'entrée de la masse d'eau.
Si l'appareil n'a que deux entrées, la solution de silicate passe par l'une d'entre elles et la masse d'eau
et de solution de sel d'aluminium passe par l'autre, le diamètre de cette autre entrée étant supérieur à celui de l'entrée empruntée par le silicate. De préférence, cependant, la solution de sel d'aluminium est introduite par
une entrée séparée de l'entrée prévue pour la masse d'eau
et l'appareil a donc de préférence trois orifices d'entrée.
La masse d'eau doit être fournie sous pression et l'autre courant eu les autres courants doivent ordinairement l'être aussi. La masse d'eau est généralement fournie par un tuyau d'entrée dont le diamètre est au moins aussi grand que le diamètre du ou de chacun des autres tubes d'entrés et souvent égal à une fois et demie ou même à
deux fois le diamètre de l'autre tuyau ou des autres tuyaux.
Pour aider les courants à suivre une trajectoire d'allure générale hélicoïdale et pour faire qu'ils s'entraînent l'un l'autre sans produire pratiquement un mélange initial, il est préférable que les tuyaux d'entrée soient disposés tous suivant un angle supérieur à 120 degrés par rapport au tube mélangeur. Lorsqu'il y a trois tuyaux d'en-trée, on préfère que deux d'entre eux fassent avec le tube un angle supérieur à 120 degrés, par exemple de 135 degrés environ et que le troisième soit à environ 180 degrés, c'est-à-dire ait un axe commun avec le tube mélangeur. De préférence, les tuyaux d'entrée et le tube mélangeur sont dans un plan commun.
Le mouvement hélicoïdal auquel sont soumis les courants aqueux dans le procédé de l'invention fait nécessairement intervenir un certain degré d'entraînement des courants l'un par l'autre, et c'est une approximation de l'effet obtenu en faisant tourner les rotors à très grande vitesse, comme dans le brevet belge No. 785.004. Des facteurs tels que la longueur et l'aire en section transversale du tube, la chute de pression le long du tube et le nombre des tours hélicoïdaux que les moyens stationnaires obligent les courants aqueux à exécuter, influencent le degré de mélange du silicate de métal alcalin et du sel d'aluminium.
Il est important que les moyens stationnaires ne soient pas tels qu'ils provoquent simplement le cisaillement aux interfaces des courants adjacents, comme ce serait le cas si l'on prévoyait dans le tube une bande hélicoïdale ininterrompue unique ou des déflecteurs minces à faces absolument parallèles au courant. Inversement, les moyens atationnaires
ne doivent pas être tels qu'un mélange ait lieu sans cisaillement quelconque. Ainsi, un simple positionnement des déflecteurs au hasard le long du tube, transversalement à
la longueur du tube, par exemple comme dans une machine à laver ouverte, ne serait pas satisfaisant, parce que le courant ne serait pas hélicoïdal mais plutôt, en s'exprimant de manière figurée, en zig-zag. De même, lorsque les courants aqueux de silicate de métal alcalin et d'un sel d'aluminium sont injectés perpendiculairement dans un tube mélangeur et sur le courànt de la masse d'eau, sans que soient prévus des moyens quelconques pour obliger les divers courants à conserver certaines caractéristiques laminaires et à s'entraîner l'un l'autre, les résultats ne seraient de nouveau pas satisfaisants. Il est facile d'observer si l'on produit ou non l'entraînement hélicoïdal nécessaire, le mélange et le cisaillement, puisque s'il n'en est pas ainsi, on n'obtient pas le produit soluble dans un acide, sous forme d'une dispersion stable.
Au lieu de cela, la silice ou une autre matière insoluble précipitera, soit immédiatement, soit après un temps de repos.
Dans une forme de réalisation de la présente invention, le tuyau d'entrée pour la masse d'eau se termine par un orifice en forme de fente qui délivre une lame ou feuille d'eau(et parfois de sel d'aluminium). Cette feuille ou lame et par conséquent l'orifice que l'on utilise pour la former sont de préférence annulaires. La fente annulaire est de préférence définie extérieurement par les parois extérieures de l'extrémité de son tuyau d'entrée et intérieurement par un cône qui s'adapte dans cette entrée, là où le tuyau d'entrée rejoint le tube mélangeur. Les moyens pour créer un certain degré d'écoulement hélicoïdal peuvent être sur la surface du cône ou au voisinage de celle-ci, pouvant être par exemple des rainures à la surface du cône ou sur les parois de l'entrée, ou des nervures entre le cône et la paroi d'entrée.
Ces rainures ou nervures peuvent être hélicoïdales ou partiellement hélicoïdales. Le cône est placé de préférence avec son sommet à l'aval. L'entrée d'eau contenant le cône est de préférence coaxiale au tube mélangeur.Les parois coniques du cône s'étendent de préférence à l'extérieur par rapport à ce tuyau d'entrée, en travers
des ouvertures venant de l'autre ou des autres tuyaux d'entrée, à l'extrémité d'entrée du tube mélangeur. La masse d'eau est amenée le long de son tuyau d'entrée, au cône,
et passe ensuite autour des côtés du cône pour former une lame annulaire qui aura un mouvement hélicoïdal s'il y a une ou plusieurs rainures en spirale dans le cône, et elle sera sous pression élevée. La pression dans la lame annulaire et dans le tuyau qui conduit au cône est commandée partiellement par un choix approprié de dimensions du cône et de la fente annulaire. L'autre entrée ou les autres entrées sont dirigées vers la surface du cône et ainsi le ou les courants qui en viennent accentuent l'effet Coanda, de sorte que la lame de liquide est attirée vers les côtés du
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lange seulement entre les courants à ce moment.
Lorsque les courants entraînés atteignent le sommet du cône, l'écoulement turbulent augmente sensiblement instantanément pour donner lieu à un degré élevé de cisaillement.
Le mélange à cisaillement élevé assuré par le cône peut suffire à lui seul pour donner une dispersion stable d'un produit soluble dans un acide , mais on préfère ordinairement que le tube mélangeur comprenne des moyens pour provoquer un mélange turbulent et/ou l'écoulement hélicoïdal en suivant sa longueur. Il est souhaitable que ces autres moyens fassent en sorte que le courant aqueux se déplace suivant un trajet d'allure générale hélicoïdale
et ils peuvent comprendre des déflecteurs arrangés le long du tube. Les déflecteurs peuvent commodément être arrangés de telle façon qu'ils provoquent une inversion de l'écoulement hélicoïdal entraîné'le long du cône et procurent ainsi un trajet en spirale interrompu ou continu en sens opposé. En variante, les déflecteurs peuvent être prévus sous la forme d'une hélice dite de cisaillement , c'est-à-dire un élément solide , habituellement sous forme d'une feuille tordue en hélice et incisée, depuis ses bords extérieurs vers le centre , ordinairement à angle droit par rapport à l'axe de l'hélice , par intervalles le long de l'hélice , ou bien plusieurs de ces éléments peuvent être prévus bout à bout.
Ceci constitue des déflecteurs individuels et si l'élément est sensiblement de la même largeur que le diamètre du tube , les déflecteurs s'étendent sur tout le tube. Le découpage s'étend ordinairement par exemple sur un quart ou
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feuille. De préférence, l'hélice de cisaillement qui est ordinairement faite de métal , bien qu'elle puisse être faite par exemple de matière plastique, s'étend sensiblement sur la longueur du tube de mélange , bien qu'une section
de l'hélice puisse n'être pas découpée , pour donner une partie dans laquelle les courants du liquide sont entraînés mais ne sont pas soumis à un degré de mélange important.
Le découpage et la torsion des moyens constitués
par cette feuille sont tels que chaque déflecteur fasse un angle avec un plan qui passe par l'axe du tube. C'est cet angle qui fait que les courants aqueux sont détournés d'un trajet rectiligne suivant le tube et ont une trajectoire généralement hélicoïdale. L'incidence des courants aqueux sur les déflecteurs inclinés peut provoquer approximativement l'effet obtenu par la disposition de lames de rotor faisant un angle avec la verticale , comme on le voit dans l'appareil utilisé dans le procédé du brevet belge 785.004. En fait, on a trouvé qu'un produit désirable/peut être préparé en disposant simplement une hélice de cisaillement dans le tube de mélange , sans qu'il soit nécessaire d'utiliser un cône du type décrit ci-dessus , bien qu'en général on utilise à la fois l'hélice de cisaillement et le cône.
De préférence, les tuyaux d'admission et le tube de mélange sont moulés ou formés autrement dans un bloc massif unique de matière plastique ou d'une autre matière. L'hélice de cisaillement et/ou le cône , ou d'autres moyens pour provoquer le mouvement hélicoïdal sont de préférence adaptés de manière amovible à l'intérieur de l'appareil.
La longueur du tube de mélange sera choisie en général de telle façon que la chute de pression moyenne le long du tube soit d'au moins 0,11 kg/cm<2>/cm. Lorsqu'on utilise un cône à l'entrée de l'eau, le degré de chute de pression le long du cône sera sensiblement supérieur à ce qu'il est le long du reste du tube. Par exemple, lorsqu'il existe un cône, la chute de pression suivant sa longueur est ordinairement d'au moins 2,8 kg/cm<2>, et de préférence d'au moins 4,2 ou 5,6 kg/cm2. La longueur du tube est habituellement d'au moins 15 cm à 20 cm et ordinairement inférieure à 50 cm et elle peut être par exemple de 28 ou
30 cm. Le diamètre du tube de mélange est en général d'au moins 5 mm , mais de préférence inférieur à 20 mm et il est compris de préférence entre 8 et 12 mm.
Le diamètre des tuyaux d'entrée variera généralement entre 5 et 20, de préférence entre 5 et 10 mm pour le tuyau d'entrée'principal à travers lequel la masse de l'eau est amenée au tube, et de 2 à 10, et de préférence entre 2 et 6 mm pour l'autre ou les autres tuyaux.
Habituellement, l'appareil est conçu en sorte que
la dispersion aqueuse soit enlevée par l'orifice de sortie, à la pression atmosphérique ou sensiblement en dessous de cette pression, et la pression de la masse de l'eau à l'entrée est d'au moins 2,8 kg/cm<2>. De façon générale, la différence de pression entre l'entrée et la sortie est
d'au moins 4,2 kg/cm <2> et dépasse souvent 5,6 kg/cm<2>. Le grand degré de chute de pression suivant la longueur du
tube et la chute de pression totale importante contribuent aux effets de mélange et de cisaillement qui sont nécessaires dans l'invention pour avoir les meilleurs résultats.
On retire de préférence le produit à travers l'orifice de sortie , en utilisant un éjecteur hydraulique. Ainsi, souvent, la pression à la sortie sera d'au moins 0,35 kg/cm et de préférence d'au moins 0,7 kg/cm , par exemple 1,4 kg/cm<2>, de vide. L'eau introduite par l'éjecteur hydraulique diluera le complexe de silicate et ceci peut être désirable si le produit doit être utilisé directement dans
le traitement des sources d'eau. De cette façon, le volume
de l'eau introduite à travers les entrées peut être diminué dans la mesure nécessaire pour former une dispersion stable avant toute nouvelle dilution.
On a trouvé souhaitable d'observer une relation entre la teneur en silicate et le pH de telle façon que pour des teneurs en silicate inférieures, les valeurs de pH utilisées soient des valeurs inférieures et qu'on utilise des valeurs plus grandes pour de plus importantes teneurs en silicate. Des gammes convenables des valeurs de pH pour obtenir un produit à propriétés optimales sont données au Tableau I , et au Tableau II. on a inscrit les valeurs préférées de pH pour différentes teneurs en silicate. Naturellement , des valeurs pour les concentrations de silicate non indiquées sur les Tableaux , peuvent s'obtenir par interpolation.
TABLEAU I
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TABLEAU II
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Le sel d'aluminium est normalement le sulfate , mais d'autres sels d'aluminium tels que par exemple l'alun et
le nitrate d'aluminium peuvent être utilisés aussi. On peut utiliser du sulfate d'aluminium que l'on trouve dans
le commerce , mais il est naturellement souhaitable que celui-ci ne soit pas trop contaminé par de l'acide.
Le silicate est ordinairement le silicate de sodium et normalement on l'obtient sous forme de solution aqueuse concentrée telle que le pH soit très élevé, par exemple de
12 à 13, et la quantité d'eau utilisée dans le procédé est ordinairement telle qu'en l'absence de sulfate d'aluminium ou d'un autre sel, le pH de la solution diluée de silicate de sodium soit inférieur à 11,6 et de préférence inférieur
à 11,3. Le silicate de potassium peut être utilisé à la place du silicate de sodium.
La quantité d'eau fournie à l'appareil , en volume, est normalement très grande en comparaison de la quantité
de silicate de sodium et de sulfate d'aluminium. Par exemple, le volume de l'eau est au moins égal à 20 fois le volume
du silicate de sodium , mesuré sous forme de solution aqueuse concentrée ,- et ordinairement , il est de 40 fois
le volume de la solution de silicate. S'il n'y a pas assez d'eau, le produit est plus concentré qu'on ne le désire , bien que, comme on l'a décrit ci-dessus , l'eau introduite par l'intermédiaire d'un éjecteur hydraulique à la sortie
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nairement, la masse d'eau fournie à l'entrée principale de l'appareil est exempte de silicate de sodium et de sulfate d'aluminium. Ainsi, en général, les concentrations et les débits relatifs des courants aqueux fournis au tube mélangeur seront les mêmes que ceux décrits dans le brevet belge No.
785.004.
On décrira à présent 1 invention en se référant aux dessins joints au présent mémoire, sur lesquels:
- La figure 1 est une coupe par une forme de réalisation de l'appareil suivant l'invention;
- la figure 2 est une coupe d'une autre forme de réalisation ;
- la figure 3 est une coupe suivant l'axe X-X de la figure 2 ; et
- les figures 4 à 8 sont des représentations d'hélices de cisaillement convenables pour être utilisées dans l'appareil montré aux figures 2 et 3.
L'appareil représenté à la figure 1 comprend un bloc 1 de matière plastique , ordinairement de matière plastique transparente, un tube mélangeur 2 et des tuyaux d'entrée 3,4 et 5 qui se fondent ensemble pour donner une entrée unique 6. Des adaptateurs 7 peuvent être adaptés dans l'orifice de sortie 8 provenant du tube de mélange et aux points d'entrée des tuyaux d'admission pour permettre la liaison de conduits convenables qui amèneront les liquides à l'appareil et qui déchargeront le produit de celui-ci.
Souvent, l'orifice de sortie 8 se décharge directement dans le liquide traité , avec ce résultat que la pression dans le tube�st sensiblement la pression atmosphérique , et il n'est pas nécessaire d'avoir un adaptateur 7 à la sortie.
Au point où le tuyau d'entrée 4 s'approche de l'entrée commune 6, le tuyau est lui-même usiné comme montré en 9 pour donner un siège pour un cône 10 qui est placé à
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laire. Les côtés 11 du cône s'étendent à travers l'entrée commune 6 d'une distance suffisante pour que les courants de silicate de sodium ou de potassium provenant du tuyau 3 et de sulfate d'aluminium provenant du tuyau 5 , entrent sous l'influence de la pression élevée de la lame annulaire d'eau qui est obligée de passer autour des côtés du cône. En raison de la présence des nervures 12, la lame prend un mouvement hélicoïdal. La pression qui règne alors tombe sensiblement immédiatement à celle qui règne dans le reste du tube de mélange , par exemple tombe de la pression atmosphérique à une valeur de 1 à 1,4 kg/cm<2> avec pour conséquence un cisaillement hydraulique important dans la zone marquée par A.
Le produit monte alors contre un déflecteur hélicoïdal 13 qui est placé de façon à inverser tout sens de rotation que la feuille pouvait avoir eu , suite à quoi
un mélange à forte turbulence se présente dans la zone B. Un mélange très intime se poursuit dans la zone C (où se trouve le déflecteur B) et dans la zone D (où il n'y a pas de déflecteur) et finalement le produit sort par l'orifice de sortie 8 , tout cela en une fraction de seconde. La longueur optimale des zones B; C et D se trouvera facilement par l'expérience et dépendra par exemple des débits
et des diamètres. Ordinairement, la zone B est très proche de l'entrée 6 , la partie supérieure de l'hélice 13 étant à une distance de 0,1 à 2 centimètres du point le plus bas où les tuyaux 3 et 5 se fondent avec les parois cylindriques du tube 2.
Dans un appareil typique, le diamètre du cône et
par oonséquent pratiquement le diamètre du tuyau d'entrée 4 peuvent être d'environ deux tiers de la hauteur du cône et peuvent être d'à peu près deux fois le diamètre des tuyaux d'entrée 3 et 5. Par exemple, les tuyaux d'entrée
3 et 5 peuvent avoir un diamètre d'environ 6 mm , le tuyau d'entrée 4 peut avoir environ 12 mm de diamètre et le cône peut avoir une longueur d'environ 18 mm. L'hélice 13 peut s'étendre sur par exemple 5 à 10 centimètres et la zone D peut aller de 1 à 10 centimètres. Des dimensions typiques du bloc peuvent être par exemple de 30 centimètres pour la hauteur , de 15 centimètres pour la largeur et de 5 centimètres d'épaisseur.
Dans le fonctionnement, un courant d'eau à haute pression , ordinairement à une pression supérieure à
7 kg/cm est introduit par le tuyau d'entrée 4, tandis que le silicate de sodium est introduit par le tuyau 5 et la solution de sulfate d'aluminium par le tuyau 3. Les débits et les concentrations , et par conséquent les valeurs de pH , doivent tous être choisis comme décrit dans le brevet belge No. 785.004. A titre d'exemple, si le produit doit être utilisé pour traiter 100.000 mètres cubes d'eau
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l'écoulement de l'eau à travers le tuyau 4 pourrait être d'environ 400 litres à l'heure , tandis que si la dose était de 4 ppm , et s'il fallait traiter par jour 400.000 mètres cubes, le débit de l'eau serait de 3.200 litres à l'heure.
Le produit obtenu par le procédé peut être très semblable au produit obtenu par le procédé décrit dans le brevet belge No. 785.004, bien que dans certains cas, le degré de polymérisation puisse être réduit. Cependant, il est nécessaire , par exemple, que la zone C ne soit pas si longue que le degré de polymérisation pour un pH particulier et une concentration donnée , utilisés dans une expérience particulière , soit réduit au point de rendre la dispersion instable.
Le produit obtenu en utilisant l'appareil suivant l'invention est naturellement soluble dans l'acide chlorhydrique , et il est souhaitable que l'appareil comprenne des moyens pour le laver à l'aide d'acide chlorhydrique. Ordinairement, ces moyens comprennent une alimentation en acide chlorhydrique du tuyau d'entrée d'eau en une position du côté de l'alimentation du cône mélangeur. Dans l'appareil représenté, un tuyau d'alimentation 14 est prévu à cette fin.
L'appareil peut être construit en toute matière convenable. De préférence, comme indiqué, on le fait de matière plastique , mais tout ou partie de l'appareil, par exemple l'hélice 13, où le cône 10, peuvent être faits
d'un métal non sujet à corrosion.
L'appareil montré aux figures 2 et 3 a les mêmes éléments fondamentaux que celui que montre la figure 1.11 comprend aussi des conduits d'amenée 15, un éjecteur hydraulique 16 ayant une entrée 17 , une entrée d'acide 18
et un manomètre 19.
Dans le fonctionnement de l'appareil, une hélice de cisaillement telle que l'une des hélices de cisaillement
20 à 24 montrée aux figures 4 à 8, est introduite dans le tube mélangeur 2.
Chacune des hélices de cisaillement comprend essentiellement une tôle métallique tordue pour former une hélice. Ainsi, dans l'hélice de cisaillement 23, il y a sept tours complets de la feuille. A la base de chaque hélice de cisaillement, se trouve une section 32 qui n'est pas tordue en fait mais qui a une section transversale en forme d'X. Cette partie s'adapte dans l'extrémité d'entrée 6 du tube mélangeur et c'est dans cette partie que les courants sont initialement entraînés.
Dans chacune des hélices de cisaillement, 20, 21, 22,
23 et 24, la feuille tordue est incisée perpendiculairement
à l'axe de l'hélice pour donner des aubes qui sont telles qu'elles assurent qu'il y ait à la fois mélange des courants et mouvement hélicoïdal. Les feuilles sont coupées avant torsion et les aubes sont inclinées par rapport à l'axe
de l'écoulement , de façon à provoquer une certaine turbulence , bien que leur orientation soit telle qu'elles assurent un mouvement hélicoïdal et un certain entraînement des courants l'un..par l'autre. L'hélice de cisaillement 21n'est pas fendue sur deux tours complets de l'hélice et ainsi le changement nécessaire du degré de turbulence
ne se oduira pas tant que les courants n'auront pas dépassé cette partie.
Les deux types d'aubes dans les hélices de cisaillement, c'est-à-dire les aubes étroites et les aubes larges, sont montrées respectivement par 30 pour l'hélice 20 et par 31 dans l'hélice 24. Les aubes étroites 30 sont formées en incisant la feuille métallique à intervalles étroits réguliers , à une distance de par exemple 1/4 et 1/2 de
la largeur de la feuille. Les aubes larges 31 sont produites en fendant la feuille à intervalles plus distants , à une distance supérieure à une demi fois la largeur de la tôle. Il est préférable naturellement que les aubes soient plus larges lorsque la profondeur de coupe est plus profonde parce qu'autrement, les aubes sont trop étroites et trop longues pour assurer le degré voulu de résistance à l'écoulement et pour donner ainsi la turbulence voulue.
L'exemple donné ci-après représente l'invention.
Exemple 1
Un appareil du type décrit ci-dessus est utilisé, avec un tube mélangeur d'une longueur de 30 cm et d'un diamètre de 2,5 cm , dans lequel on a introduit à frottement dur une hélice de cisaillement de type 21. Les débits, concentrations et valeurs de pH sont choisis comme décrit dans le brevet belge No. 785.004 , et le produit est sem-_ blable à celui que l'on obtient dans l'emploi de l'appareil de la figure 1.
Avec les deux types d'appareils,les sources d'entrée pour les solutions de silicate de sodium et de sulfate d'aluminium sont commodément reliés à l'appareil par des pompes proportionnelles qui commandent le débit, l'eau peut être fournie à l'appareil par un mécanisme de commande convenable quelconque et il peut y avoir un compteur entre le magasin d'acide chlorhydrique et l'entrée d'acide chlorhydrique pour permettre que se produise un lavage à des intervalles prédéterminée. Un mécanisme de commande conve-
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nable pour l'écoulement de l'eau est un Flostat (Marque de fabrique pour un appareil qui maintient constant le débit de l'eau) et comprend une valve à solénoïde qui provoque le courant de rinçage acide après un temps prédéterminé.
Le produit peut être recueilli dans des récipients, par exemple des tonneaux, et ensuite envoyé au point d'utilisation , mais comme la concentration du produit, mesurée
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basse, il est ordinairement plus commode de décharger le produit soit directement dans les eaux usées , soit dans une autre suspension aqueuse. Le produit obtenu par l'emploi
de l'appareil décrit convient pour servir de coagulant partiel et il a des propriétés favorisant la floculation. Cn peut l'utiliser pour tout processus de traitement d'effluent industriel exigeant une sédimentation rapide de particules suspendues , particulièrement lorsque le volume d'eau à traiter est relativement petit et que la qualité finale doit être propre à un épandage normal. Le procédé
a également une grande valeur pour le traitement des effluents d'eaux usées où de grands volumes doivent être traités par des processus de clarification et de sédimentation seulement avant ou après la digestion de la boue. Il est
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qu'on puisse l'utiliser pour produire assez de coagulant
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REVENDICATIONS
1.- Procédé de préparation d'une dispersion aqueuse stable d'un complexe de silicate de métal alcalin et d'alu-
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l'acide chlorhydrique , dans lequel le complexe est préparé en mélangeant avec cisaillement une solution aqueuse de silicate de métal alcalin et une solution aqueuse d'un sel d'aluminium , caractérisé en ce que le mélange avec cisaillement est opéré dans un appareil qui comprend un tube mélangeur , au moins deux entrées par lesquelles les courants aqueux peuvent passer dans une extrémité du tube et un orifice de sortie à l'autre extrémité du tube , en fournissant la masse de l'eau au tube à travers une entrée et la solution aqueuse de silicate de métal alcalin par une autre entrée , en faisant que les courants aqueux provenant de chaque entrée suivent une trajectoire d'allure générale hélicoïdale et se mélangent avec un cisaillement suffisant pour rendre leproduit soluble dans l'acide chlorhydrique par des moyens stationnaires placés dans le tube,
et en ce qu'on retire la dispersion aqueuse par l'orifice de sortie sous une pression qui est d'au moins 2,8 kg/cm <2> inférieure à la pression à l'entrée à travers laquelle est fournie
la masse d'eau.