CA1185140A - Procede et produit pour l'inhibition du depot d'argiles dans de l'eau - Google Patents
Procede et produit pour l'inhibition du depot d'argiles dans de l'eauInfo
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- CA1185140A CA1185140A CA000444536A CA444536A CA1185140A CA 1185140 A CA1185140 A CA 1185140A CA 000444536 A CA000444536 A CA 000444536A CA 444536 A CA444536 A CA 444536A CA 1185140 A CA1185140 A CA 1185140A
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- C02F5/00—Softening water; Preventing scale; Adding scale preventatives or scale removers to water, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/08—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents
- C02F5/10—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances
- C02F5/12—Treatment of water with complexing chemicals or other solubilising agents for softening, scale prevention or scale removal, e.g. adding sequestering agents using organic substances containing nitrogen
Abstract
L'invention concerne un procédé pour l'empêchement de la sédimentation d'argiles dans l'eau, par l'adjonction d'un composé hydrosoluble. Ce composé est constitue par un polymère porteur de groupes hydroxamiques attachés à une chaîne hydrocarbonée, linéaire. La quantité de cet adjuvant est faible, de l'ordre de quelques milligrammes.
Description
.
~a pr~sente invention concerne un proc~d~ pour empêcher la s~dimentation d'argiles dans des eaux qui en contien-nent ; elle s'applique notamment au traitement de l'eau des rivi~res, utilisée dans dex circuits industriels, cette eau contenant plus ou moins d'argile à llétat de suspensionO L'invention comprend ~galemerlt un produit servant d'additif ~ l'eau en vue de cet empêchement de la s~dimentation des argiles.
Un des inconvénients, auxquels on se heurte dans l'indus-trie, lorsque l'eau de rivière est utilisée dans des cir-cuits ~e fabrication, r~side en ce que des particules d'ar-gile, initialement pr~sentes dans l'eau,s'agglomèrent et se déposent dans les canalisations ou r~cipients ; cela se 15 traduit par un encrassement qui abaisse le coefficient de transmission thermique des parois des appareils concernés ;
en même temps f le coefficient de frottement sur ces parois augmente, compromettant les qualités hydrodynamiques de l' appareil~ Dans des cas de passages étroits, on risque même 20 un bouchage complet. Lorsque des argiles sont par elles-mêmes nocives pour une fabrication, on est oblig~ de les ~liminer au préalable par une opération plus ou moins coû-teuse ; mais quant il s'agit d'emploi où seule la s~dimen-tation est physiquement gênante, comme par exemple dans des ~5 circuits de refroidissement, on ne procède g~n~ralement pas ~ une ~limination complète des argileset l'on emploie des moyens pour seulement emp~cher le d~pôt de ces substances.
On connait en particulier des adjuvants, tels que par exem-ple m~thylène bis-naphtal~ne sulfonate de sodium dont l'ad-30 dition à l'eau permet de réduire la sédirnentation des argi-les présentes. Cependant, il reste encore fort ~ faire dans cette voie, parce que les adjuvants connus nlexercent .~ .
, g qu'une action partielle et laissent tout de même précipi-ter une yrande par-tie des argiles contenues dans l'eau.
La présente inven-tion constitue un per~ectionnement mar-qué dans le procédé d'inhibition du dépôt des aryiles par l'utilisation d'additiEs. Elle permet en efEet A'augmen-ter considérablement la fraction d'argile qui reste en suspen-sion après plusieurs jours de repos, cette fraction étant beaucoup plus élevée qu'avec les adjuvants connus jusqu'à
10 présent. Un autre avantage, apporté par l'invention, rési-de en ce que le nouvel adjuvant utilisé donne de bons r~-sultats même avec des eaux plus ou moins salines, notam-ment des eaux saumâtres, par exemple celles des estuaires.
Il suffit d'ailleurs de concen-trations, en l'adjuvant sui~
15 vant l'invention, b.ien moindres que dans le cas des addi~
tifs usuels.
Le nouveau procédé, suivant l'invention, consiste ~ dis~
soudre dans l'eau à traiter une faible quantité d'un po~
20 lymère hydrosoluble, porteur de groupes hydroxamiques atta-chés à une cha.ine hydrocarbonée, linéaire. Ces polymères peuvent ~tre représentés par la formule CH ~CHt~~~
C=O ~1) NHOH
La chaine polyoléf:inique ----~CII2-CH~--~ peut être du l:ype polyvinyle, polyacryle, polybutényle, etc.; mais peut ~ga~
lement compo.rter des motifs de copolymères,par exemple des acides, esters ou sels acryliques, maléiques, vinyl~
30 ques, en particulier d'acétate de vinyle, de vinyl pyrro-lidone, de butadiène, styrène ou d'acrylonitrile.
Dans les inhibiteurs de la sédimentation d'aryiles, suivant l'invention, le groupe hydroxamique peut être partiellement 35 ou entièrement remplacé par un thio dérivé correspondant, ~ a~s~o c'est-~-dire un c3roupe du type S S O
-C-NEIOH , -C-NHSH ou -C-NHSI~
Une forme particulièrement utile des polymères hydroxami-ques concernés est celle dans laquelle la chaîne hydrocar-bonée porte à la fois les groupes hydroxamiques ~1) et des groupes amide CH2~CH'}n~
I=o (2) L'activité i.nhibitr.ice des fonctions hydroxamiques n'es-t pas gêIlée par la présence des fonctions amide, alors que 15 la préparation de ces composés mix-tes hydroxamiques et ami-diques est aisée, ce qui présente un avantage industriel i.ndéniable. On peut, en effet, fabriquer des polymères por--teurs des deux sortes de groupes en question (1) .et (2), avec bon rendement, par chauffage d'un polyacrylamide avec 20 de l'hydroxylamine.
L'empêchement de la sédimentation des argiles dans une eau se fait ].e mieux lorsque, dans le polymère hydroxami.que em-ployé, 10 à 90% des fonctions actives sont des groupes hy-25 droxamiques (1), le reste étant des groupes amide (2~ ; lesproportions pr~férées sont cependant de 30 à 60~- cle grc)upes hydroxamiques et 70 à ~0~ de groupes amide.
Bien que l'invention puisse être r~alisée avec des polym~-30 res de différents degrés de polymérisation, notarnment de 5 200, il est préférable d'employer des ac~ents facilementsolubles dans l'eau, ne comrnun.iquant à celle-ci qu'une fai-ble viscosité, ce qui est obtenu a~ec des degrés de poly-mérisation de 10 à 100 et surtout de 12 ~ 70.
S~
Quant la ~ha~ne hydrocarbon~e est du type simple, figurée dans les formules (1) et ~2), les masses mol~culaires len poids) moyennes des polymères utilisables, correspondant aux degres de polymérisation indiqu~s plus haut, se si~
tuent entre 530 et 25 000, de préférence entre 800 et 5 000 et le mieux de 1 000 ~ 2 000~
Dans les polymeres d~crits, I ou 2 atomes d'hydrog~ne, dans le groupe -NH~H, peuvent être substitués par des radicaux 10 alkyliques ou aryliques, notamment des alkyles en C1 à C6, par des phényles ou des alkylaryles. Ainsi,peut on avoir, par exemple, des polymèr~s du type tCH2-CIItn- -~=0 où R peut etre -CH3, -C3~l7~ C6 13~ 6 5 Etant don~e ce que l'on sait déjà sur les effets des poly-mères hydroxamiques sur les bou~ notamment les ~Ques de 20 ~orage (demande de brevet ~ladien n 435.170 du 23 ac~t 1983), il est fort ~pr~n~ntc~e çes polym`eres agissent dans le sens de l'~pêche-ment cle la sédimentation des argiles ; on sait, en effet, que leur adjonction ~ une boue de forac3e se traduit par une baisse de la viscosité de la boue ; or, une sédimenta-25 tion est d'autant plus aisée que la viscosité du milieudispersant esi faible ; on aurait donc pu s'attendre ~ ce que la présence de pol~nères hydroxamiques, dans une eau de rivière plus ou moins argileuse, conduise - au contrai re - ~ une s~dimentation accentuee des argiles. C'est,~
30 l'inverse, un empechement tr~s marqué du d~pot que l'on constate lorsque des polymères hydroxamiques sont intro-duits dans l'eau. En effet,dans ce cas,le facteur pr~pon-dérant est la non agglomération des particules, donc la diminution de leur vitesse de s~dimentation en vertu de la 35 loi de Stokes.
,.,, ~ .
Les exemples qui suivent sont destinés ~ illus~xer l'in~
vention, non limitativement.
Pour ces exemples, on utilisait de l'eau distillee dans laquelle une quantité voulue d'argile était mise en sus-pension de la fason suivante. L'argile était ajoutée ~
500 ml d'eau et dispers~e à la turbine pendant 1 minute ;
la suspensioll obtenue était conservée dans un Erlenmeyer ;
on l'homogénéisait avant de la laisser décanter pendant 10 1 heure. On soutirait alors, lentement, avec une canne de verre, le liquide surnageant, de manière à ne pas soulever l'argile déposée au fond.
Aux fins d'analyse, 500 ml de la suspension ainsi soutir~s 15 étaient placés dans un bechex de 800 ml ; on lui ajoutait l'adjuvant ~ etudier et l'on homogénéisait pendant quel-ques minutes. Le becher, recouvert d'une feuille de papier d'aluminium, ~tait alors mis ~ l'étuve ventilée ~ 65C pour 45 minutes. La suspension était ensuite versée dans une é-20 prouvette de 500 ml et laissée décanter au repos pendant24 heures ou 24h, 48h et 72h. Après le temps ~oulu~ on en soutirait ~ la seringue 50 ml avec la pointe de celle-ci sur la graduation 200 ml de l'éprouvette. La quantit~ d'ar-gile en suspension est alors déterminée en turbidimètre.
~5 Pour cela, on prépare un certain nombre de dilutions dont la tur~idité est mesurée en unités Jackson au colorim~tre HACH DR ; les unités Jaclcson sont converties en mcJ d'ar-~ile par litre. La concentration initiale en ar~ile, dans la suspension, est déterminée par extrait sec.
Dans les exemples utilisarlt les polymères hydroxamiques~
suivant l'invention, ces derniers derivent du polyacryla-mide et contiennent encore un certain ~ourcent de groupes amide.
Les ta~leaux des résultats indiquent, en abréviations :
* (marque de commerce) ., ,. ,~
~.~ ,. .
M la masse moléculai.re du polymère employé ;
Taux hx ~ le taux ~ de remplacement des groupes amide du polymère de départ par les groupes hydro-xamiques ;
5 APH m~/l teneur en ].e polymère ajouté à l'eau ar~i-leuse ;
Ao concentration en argile en my/l dans la sus-pension au temps 0 ;
24,A~8 ou A72 concentration en argile en mg/1 dans la suspen-sion après le temps indique ~24 h, 48 h ou 72 h) ;
~2~
15 -- - % degré d'inh:ibition de la sédimentation, c'est-~o à-dire le ~ de l'argile initiale restant apr~s le temps de l'essai.
EXEMPLES 1 à 16 . .
Dans cette série d'essais, on a opéré pendant 24 h de dé-cantation avec des masses molairesdiff~rentes du polymère obtellu à partir du polyacrylamide ; on a également fait varier les taux hx de remplacement des groupes amidiques 25 pa~ des ~roupes hydroxamiques ; en outre, difEérentes con-centrations en polymère de l'eau traitée ont été expér:imen-tées dans les exemples 2 à 12.
Les exemples 13 à 16 donnent les résulta-ts obtenus avec un 30 adjuvant connu, de la techn:i.que antérieure, le m~thyl~ne bisnaphtalèn~ sul:Eonate de Na, appliqué à la meme eau argi~
leuse qui servait dans les exemples 8 ~ 12.
I.es résultats sont réunis au tableau I. Il s'ensuit qu'un 35 degré d'i.nhibition beaucoup plus élevé peut etre obtenu par l'application de l'invention par rapport à l'art connuO
en effet, d'apr~s l'exemple 5, il est possible d'arriver à maintenir en suspension environ 60~ de l'argi1.e initia-le, en ne dissolvant qu'1 mg d'un polymère hydroxamique par litre d'eau, alors que le maximum d'e:Efet inhibiteur de sédimentation avec le méthylène bis-naphtalène sulfo-nate de Na niatteint même pas 20~ pour 80 mg d'adjuvant pa.r litre d7eau (voir exemple 16).
Dlautres renseignements intéressants peuvent ê-tre tirés 10 du tableau I qui se trouve à la page suivante.
TABI.E~U I
N M Taux APHAO A24 24_ %
hx % myJl O
.~
1 - - 0 420 50 11,9 5 240 000 27 1 " 52 12,3 324 ~00 32 1 " 65 15,5 47 500 34 " " 175 41,6 51 500 31 " " 250 59,5 67 500 6 " " 30 19,0 1071 500 " ~ 125 29,7 9I 500 55 1 l 75 47 l0" " 2 " 9~ 55 11" " l0 " 66 31,4 1512 . " 20 - 25 . 9,2 . _ . . , . _ . . _ . .
Méthylène bis~
.~ naphtalène sulfo-., nate de sodium mg/l 13 10 " 21 7,8 14 ~ .. 20 " 29 10,8 15 " " 40 " 36 13,3 16 " " 80 " 52 19~2 .. _ . _ .. . _ _ .. _ . _ _ . ... . _ . __ .
On voit, en effet que, pour un taux hydroxamique hx ~ sen-siblement égal, le deyré d'inhibition est d'autant me:Ll-leur que la masse moléculaire M du polymère employ~ est faible ; les exemples 2 à 5 montrent que ce r~sultat pas-se de 12,3 ~ 59,5 ~O lorsque M varie de 40 000 ~ I 500~ D' autres essais, non indiqu~s dans le tableau, conduisent ~ une .inh:ibit:ion de 60,5~ lorsque M égale 800 avec hx=32~,.
Pour une même eau aryileuse, la comparaison de l'exemple 4 avec 6 indique l'impor-tance du hx : on constate en effet qu'en passant de hx % = 6 à hx = 34, (A24JAo)% varie de 19 ~ 41,6.
.9 Une par-ticularité importante de l'invention est illustrée par les exemples ~ ~ 12 qui montrent qu'il h'y a non seule--ment aucun intérêt à trop augmenter la concen~ration en adjuvant dans l~eau argileuse, mais que cette concel1tra-tion doit etre faible et comprise entre cer-taines limi-tes pour procurer un maximum d'effet.
Ainsi est~ tabli que les concentrations en adjuvant, suivant l'invention, doivent etre comprises entre 0,5 et 10 10 mg/l e-t, de préférence, entre 1 et 5 mg/l, ou en-tre 0,1 et 5x10 6 macromoles/l.
EX~MPLES 17 à 20 15 Des essais similaires aux pr~cédents sont effectués avec une eau tenant en suspension 1 540 mg/l d'argile (Ao)~ Le polymère hydroxamique, obtenu ~ partir du polyacry]amide, présente une masse molécu:Laire M=5 100 ; il est utilisé
~ la concentration de 1 mg/l, soit 2x10 7 macromoles par 20 litre. Les décantations et analyses sont e~ectuées après 24 h, 48 et 72 h, ce qui conduit respectivement aux con-24 48' 72 du tableau II qui suit.
TAB EAV II
M = 5 100 __Ao = 1 540 mg/l Concen APII - 1mg/l N 17 18 19 _ 20 ~~émoin - ~ ~~-~ ~~~ -~
APH O mg/l Taux hx % - 7 20 33 , _ _ .. . .. _ _ ~24 m~/l 130 160 460 740 30 A24/AO ~ 8,4~ 10,4Q 29,8% 48%
.
A~l8 mg~l 50 85 250 370 A48/Ao % 3,2% 5,5% 16,2% 24%
_ A72 mg/l 40 50 170 270 72/Ao % 2,6% 3,2% 11% 17,5%
. . _ . . _ . . .
L'exemple 17 correspond à l'essai sans aucun adjuvant :
il conduit à des % d'argile restante très faibles.
L'amélioration n'est pas très forte dans l'exemple 18, parce que le taux hydroxamique hx es-t faible, 7%.
Par contre, les résultats sont déjà intcressants dans l'exemple 19 où hx = 20~ : là, le clegré d'inhibition de la sédimentation est voisin de 30~ apr~s 24 h, e-t il res-te encore à 11% après 72 h.
10 L'exemple 20 confirme les résultats du tableau précédent, en ce que hx supérieur à 30 conduit à d'excellents résul-tats : on a, en eEfet, encore 48~ de l'argile initiale d~ns l'eau, après 24 h, et 17,5~ apr~s 72 h, c'est-à--dire plus qu'il n'en reste après 24 h avec 40 mg/l de méthylène 15 bis-naphtalène sulfonate de sodi.um.
~a pr~sente invention concerne un proc~d~ pour empêcher la s~dimentation d'argiles dans des eaux qui en contien-nent ; elle s'applique notamment au traitement de l'eau des rivi~res, utilisée dans dex circuits industriels, cette eau contenant plus ou moins d'argile à llétat de suspensionO L'invention comprend ~galemerlt un produit servant d'additif ~ l'eau en vue de cet empêchement de la s~dimentation des argiles.
Un des inconvénients, auxquels on se heurte dans l'indus-trie, lorsque l'eau de rivière est utilisée dans des cir-cuits ~e fabrication, r~side en ce que des particules d'ar-gile, initialement pr~sentes dans l'eau,s'agglomèrent et se déposent dans les canalisations ou r~cipients ; cela se 15 traduit par un encrassement qui abaisse le coefficient de transmission thermique des parois des appareils concernés ;
en même temps f le coefficient de frottement sur ces parois augmente, compromettant les qualités hydrodynamiques de l' appareil~ Dans des cas de passages étroits, on risque même 20 un bouchage complet. Lorsque des argiles sont par elles-mêmes nocives pour une fabrication, on est oblig~ de les ~liminer au préalable par une opération plus ou moins coû-teuse ; mais quant il s'agit d'emploi où seule la s~dimen-tation est physiquement gênante, comme par exemple dans des ~5 circuits de refroidissement, on ne procède g~n~ralement pas ~ une ~limination complète des argileset l'on emploie des moyens pour seulement emp~cher le d~pôt de ces substances.
On connait en particulier des adjuvants, tels que par exem-ple m~thylène bis-naphtal~ne sulfonate de sodium dont l'ad-30 dition à l'eau permet de réduire la sédirnentation des argi-les présentes. Cependant, il reste encore fort ~ faire dans cette voie, parce que les adjuvants connus nlexercent .~ .
, g qu'une action partielle et laissent tout de même précipi-ter une yrande par-tie des argiles contenues dans l'eau.
La présente inven-tion constitue un per~ectionnement mar-qué dans le procédé d'inhibition du dépôt des aryiles par l'utilisation d'additiEs. Elle permet en efEet A'augmen-ter considérablement la fraction d'argile qui reste en suspen-sion après plusieurs jours de repos, cette fraction étant beaucoup plus élevée qu'avec les adjuvants connus jusqu'à
10 présent. Un autre avantage, apporté par l'invention, rési-de en ce que le nouvel adjuvant utilisé donne de bons r~-sultats même avec des eaux plus ou moins salines, notam-ment des eaux saumâtres, par exemple celles des estuaires.
Il suffit d'ailleurs de concen-trations, en l'adjuvant sui~
15 vant l'invention, b.ien moindres que dans le cas des addi~
tifs usuels.
Le nouveau procédé, suivant l'invention, consiste ~ dis~
soudre dans l'eau à traiter une faible quantité d'un po~
20 lymère hydrosoluble, porteur de groupes hydroxamiques atta-chés à une cha.ine hydrocarbonée, linéaire. Ces polymères peuvent ~tre représentés par la formule CH ~CHt~~~
C=O ~1) NHOH
La chaine polyoléf:inique ----~CII2-CH~--~ peut être du l:ype polyvinyle, polyacryle, polybutényle, etc.; mais peut ~ga~
lement compo.rter des motifs de copolymères,par exemple des acides, esters ou sels acryliques, maléiques, vinyl~
30 ques, en particulier d'acétate de vinyle, de vinyl pyrro-lidone, de butadiène, styrène ou d'acrylonitrile.
Dans les inhibiteurs de la sédimentation d'aryiles, suivant l'invention, le groupe hydroxamique peut être partiellement 35 ou entièrement remplacé par un thio dérivé correspondant, ~ a~s~o c'est-~-dire un c3roupe du type S S O
-C-NEIOH , -C-NHSH ou -C-NHSI~
Une forme particulièrement utile des polymères hydroxami-ques concernés est celle dans laquelle la chaîne hydrocar-bonée porte à la fois les groupes hydroxamiques ~1) et des groupes amide CH2~CH'}n~
I=o (2) L'activité i.nhibitr.ice des fonctions hydroxamiques n'es-t pas gêIlée par la présence des fonctions amide, alors que 15 la préparation de ces composés mix-tes hydroxamiques et ami-diques est aisée, ce qui présente un avantage industriel i.ndéniable. On peut, en effet, fabriquer des polymères por--teurs des deux sortes de groupes en question (1) .et (2), avec bon rendement, par chauffage d'un polyacrylamide avec 20 de l'hydroxylamine.
L'empêchement de la sédimentation des argiles dans une eau se fait ].e mieux lorsque, dans le polymère hydroxami.que em-ployé, 10 à 90% des fonctions actives sont des groupes hy-25 droxamiques (1), le reste étant des groupes amide (2~ ; lesproportions pr~férées sont cependant de 30 à 60~- cle grc)upes hydroxamiques et 70 à ~0~ de groupes amide.
Bien que l'invention puisse être r~alisée avec des polym~-30 res de différents degrés de polymérisation, notarnment de 5 200, il est préférable d'employer des ac~ents facilementsolubles dans l'eau, ne comrnun.iquant à celle-ci qu'une fai-ble viscosité, ce qui est obtenu a~ec des degrés de poly-mérisation de 10 à 100 et surtout de 12 ~ 70.
S~
Quant la ~ha~ne hydrocarbon~e est du type simple, figurée dans les formules (1) et ~2), les masses mol~culaires len poids) moyennes des polymères utilisables, correspondant aux degres de polymérisation indiqu~s plus haut, se si~
tuent entre 530 et 25 000, de préférence entre 800 et 5 000 et le mieux de 1 000 ~ 2 000~
Dans les polymeres d~crits, I ou 2 atomes d'hydrog~ne, dans le groupe -NH~H, peuvent être substitués par des radicaux 10 alkyliques ou aryliques, notamment des alkyles en C1 à C6, par des phényles ou des alkylaryles. Ainsi,peut on avoir, par exemple, des polymèr~s du type tCH2-CIItn- -~=0 où R peut etre -CH3, -C3~l7~ C6 13~ 6 5 Etant don~e ce que l'on sait déjà sur les effets des poly-mères hydroxamiques sur les bou~ notamment les ~Ques de 20 ~orage (demande de brevet ~ladien n 435.170 du 23 ac~t 1983), il est fort ~pr~n~ntc~e çes polym`eres agissent dans le sens de l'~pêche-ment cle la sédimentation des argiles ; on sait, en effet, que leur adjonction ~ une boue de forac3e se traduit par une baisse de la viscosité de la boue ; or, une sédimenta-25 tion est d'autant plus aisée que la viscosité du milieudispersant esi faible ; on aurait donc pu s'attendre ~ ce que la présence de pol~nères hydroxamiques, dans une eau de rivière plus ou moins argileuse, conduise - au contrai re - ~ une s~dimentation accentuee des argiles. C'est,~
30 l'inverse, un empechement tr~s marqué du d~pot que l'on constate lorsque des polymères hydroxamiques sont intro-duits dans l'eau. En effet,dans ce cas,le facteur pr~pon-dérant est la non agglomération des particules, donc la diminution de leur vitesse de s~dimentation en vertu de la 35 loi de Stokes.
,.,, ~ .
Les exemples qui suivent sont destinés ~ illus~xer l'in~
vention, non limitativement.
Pour ces exemples, on utilisait de l'eau distillee dans laquelle une quantité voulue d'argile était mise en sus-pension de la fason suivante. L'argile était ajoutée ~
500 ml d'eau et dispers~e à la turbine pendant 1 minute ;
la suspensioll obtenue était conservée dans un Erlenmeyer ;
on l'homogénéisait avant de la laisser décanter pendant 10 1 heure. On soutirait alors, lentement, avec une canne de verre, le liquide surnageant, de manière à ne pas soulever l'argile déposée au fond.
Aux fins d'analyse, 500 ml de la suspension ainsi soutir~s 15 étaient placés dans un bechex de 800 ml ; on lui ajoutait l'adjuvant ~ etudier et l'on homogénéisait pendant quel-ques minutes. Le becher, recouvert d'une feuille de papier d'aluminium, ~tait alors mis ~ l'étuve ventilée ~ 65C pour 45 minutes. La suspension était ensuite versée dans une é-20 prouvette de 500 ml et laissée décanter au repos pendant24 heures ou 24h, 48h et 72h. Après le temps ~oulu~ on en soutirait ~ la seringue 50 ml avec la pointe de celle-ci sur la graduation 200 ml de l'éprouvette. La quantit~ d'ar-gile en suspension est alors déterminée en turbidimètre.
~5 Pour cela, on prépare un certain nombre de dilutions dont la tur~idité est mesurée en unités Jackson au colorim~tre HACH DR ; les unités Jaclcson sont converties en mcJ d'ar-~ile par litre. La concentration initiale en ar~ile, dans la suspension, est déterminée par extrait sec.
Dans les exemples utilisarlt les polymères hydroxamiques~
suivant l'invention, ces derniers derivent du polyacryla-mide et contiennent encore un certain ~ourcent de groupes amide.
Les ta~leaux des résultats indiquent, en abréviations :
* (marque de commerce) ., ,. ,~
~.~ ,. .
M la masse moléculai.re du polymère employé ;
Taux hx ~ le taux ~ de remplacement des groupes amide du polymère de départ par les groupes hydro-xamiques ;
5 APH m~/l teneur en ].e polymère ajouté à l'eau ar~i-leuse ;
Ao concentration en argile en my/l dans la sus-pension au temps 0 ;
24,A~8 ou A72 concentration en argile en mg/1 dans la suspen-sion après le temps indique ~24 h, 48 h ou 72 h) ;
~2~
15 -- - % degré d'inh:ibition de la sédimentation, c'est-~o à-dire le ~ de l'argile initiale restant apr~s le temps de l'essai.
EXEMPLES 1 à 16 . .
Dans cette série d'essais, on a opéré pendant 24 h de dé-cantation avec des masses molairesdiff~rentes du polymère obtellu à partir du polyacrylamide ; on a également fait varier les taux hx de remplacement des groupes amidiques 25 pa~ des ~roupes hydroxamiques ; en outre, difEérentes con-centrations en polymère de l'eau traitée ont été expér:imen-tées dans les exemples 2 à 12.
Les exemples 13 à 16 donnent les résulta-ts obtenus avec un 30 adjuvant connu, de la techn:i.que antérieure, le m~thyl~ne bisnaphtalèn~ sul:Eonate de Na, appliqué à la meme eau argi~
leuse qui servait dans les exemples 8 ~ 12.
I.es résultats sont réunis au tableau I. Il s'ensuit qu'un 35 degré d'i.nhibition beaucoup plus élevé peut etre obtenu par l'application de l'invention par rapport à l'art connuO
en effet, d'apr~s l'exemple 5, il est possible d'arriver à maintenir en suspension environ 60~ de l'argi1.e initia-le, en ne dissolvant qu'1 mg d'un polymère hydroxamique par litre d'eau, alors que le maximum d'e:Efet inhibiteur de sédimentation avec le méthylène bis-naphtalène sulfo-nate de Na niatteint même pas 20~ pour 80 mg d'adjuvant pa.r litre d7eau (voir exemple 16).
Dlautres renseignements intéressants peuvent ê-tre tirés 10 du tableau I qui se trouve à la page suivante.
TABI.E~U I
N M Taux APHAO A24 24_ %
hx % myJl O
.~
1 - - 0 420 50 11,9 5 240 000 27 1 " 52 12,3 324 ~00 32 1 " 65 15,5 47 500 34 " " 175 41,6 51 500 31 " " 250 59,5 67 500 6 " " 30 19,0 1071 500 " ~ 125 29,7 9I 500 55 1 l 75 47 l0" " 2 " 9~ 55 11" " l0 " 66 31,4 1512 . " 20 - 25 . 9,2 . _ . . , . _ . . _ . .
Méthylène bis~
.~ naphtalène sulfo-., nate de sodium mg/l 13 10 " 21 7,8 14 ~ .. 20 " 29 10,8 15 " " 40 " 36 13,3 16 " " 80 " 52 19~2 .. _ . _ .. . _ _ .. _ . _ _ . ... . _ . __ .
On voit, en effet que, pour un taux hydroxamique hx ~ sen-siblement égal, le deyré d'inhibition est d'autant me:Ll-leur que la masse moléculaire M du polymère employ~ est faible ; les exemples 2 à 5 montrent que ce r~sultat pas-se de 12,3 ~ 59,5 ~O lorsque M varie de 40 000 ~ I 500~ D' autres essais, non indiqu~s dans le tableau, conduisent ~ une .inh:ibit:ion de 60,5~ lorsque M égale 800 avec hx=32~,.
Pour une même eau aryileuse, la comparaison de l'exemple 4 avec 6 indique l'impor-tance du hx : on constate en effet qu'en passant de hx % = 6 à hx = 34, (A24JAo)% varie de 19 ~ 41,6.
.9 Une par-ticularité importante de l'invention est illustrée par les exemples ~ ~ 12 qui montrent qu'il h'y a non seule--ment aucun intérêt à trop augmenter la concen~ration en adjuvant dans l~eau argileuse, mais que cette concel1tra-tion doit etre faible et comprise entre cer-taines limi-tes pour procurer un maximum d'effet.
Ainsi est~ tabli que les concentrations en adjuvant, suivant l'invention, doivent etre comprises entre 0,5 et 10 10 mg/l e-t, de préférence, entre 1 et 5 mg/l, ou en-tre 0,1 et 5x10 6 macromoles/l.
EX~MPLES 17 à 20 15 Des essais similaires aux pr~cédents sont effectués avec une eau tenant en suspension 1 540 mg/l d'argile (Ao)~ Le polymère hydroxamique, obtenu ~ partir du polyacry]amide, présente une masse molécu:Laire M=5 100 ; il est utilisé
~ la concentration de 1 mg/l, soit 2x10 7 macromoles par 20 litre. Les décantations et analyses sont e~ectuées après 24 h, 48 et 72 h, ce qui conduit respectivement aux con-24 48' 72 du tableau II qui suit.
TAB EAV II
M = 5 100 __Ao = 1 540 mg/l Concen APII - 1mg/l N 17 18 19 _ 20 ~~émoin - ~ ~~-~ ~~~ -~
APH O mg/l Taux hx % - 7 20 33 , _ _ .. . .. _ _ ~24 m~/l 130 160 460 740 30 A24/AO ~ 8,4~ 10,4Q 29,8% 48%
.
A~l8 mg~l 50 85 250 370 A48/Ao % 3,2% 5,5% 16,2% 24%
_ A72 mg/l 40 50 170 270 72/Ao % 2,6% 3,2% 11% 17,5%
. . _ . . _ . . .
L'exemple 17 correspond à l'essai sans aucun adjuvant :
il conduit à des % d'argile restante très faibles.
L'amélioration n'est pas très forte dans l'exemple 18, parce que le taux hydroxamique hx es-t faible, 7%.
Par contre, les résultats sont déjà intcressants dans l'exemple 19 où hx = 20~ : là, le clegré d'inhibition de la sédimentation est voisin de 30~ apr~s 24 h, e-t il res-te encore à 11% après 72 h.
10 L'exemple 20 confirme les résultats du tableau précédent, en ce que hx supérieur à 30 conduit à d'excellents résul-tats : on a, en eEfet, encore 48~ de l'argile initiale d~ns l'eau, après 24 h, et 17,5~ apr~s 72 h, c'est-à--dire plus qu'il n'en reste après 24 h avec 40 mg/l de méthylène 15 bis-naphtalène sulfonate de sodi.um.
Claims (18)
1. Procédé pour l'empêchement de la sédimenta-tion d'argiles dans l'eau, par l'adjonction d'un composé
hydrosoluble, caractérisé en ce que cet additif est constitué par une très faible quantité d'un polymère porteur de groupes hydroxamiques attachés à une chalne hydrocarbonée, linéaire.
hydrosoluble, caractérisé en ce que cet additif est constitué par une très faible quantité d'un polymère porteur de groupes hydroxamiques attachés à une chalne hydrocarbonée, linéaire.
2. Procédé suivant la revendication 1, carac-térisé en ce que la chaîne hydrocarbonée est polyoléfini-que.
3. Procédé suivant la revendication 2, caracté-risé en ce que la chaîne hydrocarbonée est polyvinylique, polyacrylique ou polybuténylique.
4. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le polymère, porteur de groupes hydroxamiques, comporte des motifs de copolymeres.
5. Procédé suivant la revendication 4, caracté-risé en ce que le polymère, porteur de groupes hydroxa-miques, comporte des motifs acides,esters ou sels acryliques, maleiques, vinyliques, vinyl pyrroli-done, butadiène, styrène ou acrylonitrile.
6. Procédé suivant la revendication 1, caxacterise en ce que le polymère porte, à côté des groupes hydroxamiques, d'autres groupes fonctionnels.
7. Procédé suivant la revendication 6, caractéri-sé en ce que le polymère porte, à côté des groupes hydroxamiques, des groupes amide.
8. Procédé suivant la revendication 1, caracté-risé en ce que le polymère dérive d'un polyacrylamide dont 10 à 90% des groupes amide sont remplacés par des groupes hydroxamiques.
9. Procédé suivant la revendication 8, caracté-risé en ce que le polymère dérive d'un polyacrylamide dont 30 à 60% desgroupes amide sont remplacés par des groupes hydroxamiques.
10. Procédé suivant la revendication 1, caracté-risé en ce qu'un ou les deux atomes d'oxygène de la fonction hydroxamique- ? - NHOH sont remplacés par des atomes de soufre.
11. Procédé suivant la revendication 1, caracté-risé en ce que la masse moléeulaire du polymère est de 500 à 25 000.
12. Procédé suivant la revendication 11, caracté-rise en ce que la masse moléculaire du polymère est de 600 à 5 000.
13. Procéde suivant la revendication 11, caracté-rise en ce que la masse moléculaire du polymère est de 800 à 2 000.
14. Procédé suivant la revendication 1, caracté-risé en ce que la concentration en polymère à groupes hydroxamiques dans l'eau à traiter, est de 0,1 x 10-6 à
5 x 10-6 macromole/l.
5 x 10-6 macromole/l.
15. Procédé suivant la revendication 1, dans lequel 1 ou 2 atomes d'hydrogène de la fonction NHOH
hydroxamique sont remplacés par des radicaux hydrocarbonés en C1 à C6 ou/et des phényles, ou/et des alkylaryles.
hydroxamique sont remplacés par des radicaux hydrocarbonés en C1 à C6 ou/et des phényles, ou/et des alkylaryles.
16. Procédé suivant la revendication 1, caracté-risé en ce que la concentration en polymère hydroxamique, dans l'eau à traiter, est de 0,5 à 10 mg/l.
17. Procédé suivant la revendication 16,caracté-risé en ce que la concentration en polymère hydroxamique, dans l'eau à traiter, est de 1 à 5 mg/l.
18. Méthode pour le traitement des eaux renfer-mant environ 150 à 1 540 mg d'argile par litre, caractérisé
en ce qu'on leur incorpore additif, constué par une très faible quantité d'un polymère porteur de groupes hydro-xamiques attachés à une chaîne hydrocarbonée linéaire, par la mise en oeuvre du procédé défini dans la revendi-cation 1.
en ce qu'on leur incorpore additif, constué par une très faible quantité d'un polymère porteur de groupes hydro-xamiques attachés à une chaîne hydrocarbonée linéaire, par la mise en oeuvre du procédé défini dans la revendi-cation 1.
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