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.
Process and apparatus for the preparation of an aqueous dispersion of a silicate complex
of alkali metal and aluminum The present invention relates to a process
and an apparatus for the preparation of an aqueous dispersion of an alkali metal aluminum silicate complex.
Belgian patent No. 785,004 describes the manufacture of an alkali metal aluminum silicate complex, which is completely soluble in hydrochloric acid,
by a process which consists in mixing with a high shearing force an aqueous solution of an alkali metal silicate and an aqueous solution of an aluminum salt in proportions and conditions which lead practically immediately, upon contact with the solutions, to the formation of a polymer complex of alkali metal aluminum silicate in the form of a stable dispersion in water. The particular method of creating the high shear force, as described, involves the use of a rotor rotating at high speed.
An apparatus which is suitable for use in this process is disclosed in this patent, and it is further described in greater detail in Belgian Patent No. 785,003. It comprises a mixing compartment into which at least three separate conduits emerge for the solutions to be mixed, an outlet conduit starting from a point remote from the inlets of the supply conduits and connected to a hydraulic ejector, as well as a device for mix the solutions introduced into the mixing compartment, with high shear forces.
In practice, the compartment is normally an enclosure or chamber arranged vertically, the supply ducts opening into the bottom thereof, and the evacuation duct leaving near the top of the compartment, the device for the high shear mixing being placed near the bottom of the enclosure and generally comprising rotating vanes or rotor vanes and means for rotating the rotor vanes at a speed greater than
1000 revolutions / minute.
The apparatus and the various control means associated with it for the flow of liquids, for regulating the speed of the rotors, etc., are capable of being used with very great precision in order to obtain very fine variations in the temperature. flow rate and product composition. It is therefore very suitable, in cases where precise control is essential, especially when
the product is discharged directly into a city water supply source, to aid in the purification of this source. There are, however, many cases, for example in the purification of wastewater and industrial effluents, where this high precision of control is not really necessary and where, instead, a more efficient device should be used. simple, especially an apparatus which does not require such perfect machining and these high rotational speeds.
Ideally, one would envision an apparatus without a rotor or other high speed moving parts, yet capable of being used to achieve a sufficiently high shear that by mixing water, aluminum sulfate and sodium silicate in the apparatus, a product is obtained very similar to that obtained with the preferred process described in Belgian Patent No. 785,004.
According to the present invention, a stable aqueous dispersion of an alkali metal aluminum silicate complex having a pH of 3 to 7.5, containing
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hydrochloric acid, by mixing with shear an aqueous solution of alkali metal silicate and an aqueous solution of an aluminum salt, and the process is characterized by the fact that the mixing with shear takes place in an apparatus comprising a mixing tube, at least two inlet ports through which aqueous streams can pass through one end of the tube, and one outlet at the other end of the tube, bringing the body of water to the
tube through one of the inlets and the aqueous solution of alkali metal silicate through another inlet, ensuring that the aqueous streams from each inlet follow a generally helical path and mix with sufficient shear to render the product soluble in hydrochloric acid by using stationary means placed in the tube and withdrawing the aqueous solution through the outlet port at a lower pressure of at least 2.8 kg / cm <2> , as the pressure at the inlet through which the mass of water is brought.
An apparatus according to the invention comprises a mixing tube, at least two inlets through which the aqueous streams can pass into one end of the tube, one of the inlets serving to supply the body of water for the <EMI ID = 2.1>
outlet at the other end of the tube, and stationary means
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aqueous streams follow a generally helical path and mix with each other with shear and to cause the product leaving the outlet to be at or below atmospheric pressure , and which is at least 2.8 kg / cm <2> lower than the pressure prevailing in the inlet of the body of water.
If the device has only two inlets, then the silicate solution passes through one of them and the body of water
and aluminum salt solution passes through the other, the diameter of this other inlet being greater than that of the inlet taken by the silicate. Preferably, however, the aluminum salt solution is introduced by
an entrance separate from the entrance intended for the body of water
and therefore the apparatus preferably has three inlet ports.
The body of water must be supplied under pressure and the other stream and the other streams usually must also be. The mass of water is usually supplied by an inlet pipe the diameter of which is at least as large as the diameter of the or each of the other inlet pipes and often equal to one and a half or even to
twice the diameter of the other pipe or pipes.
To help the streams follow a generally helical course and to cause them to train each other without producing virtually an initial mixture, it is preferable that the inlet pipes are all arranged at an angle. greater than 120 degrees from the mixing tube. When there are three inlet pipes, it is preferred that two of them make an angle greater than 120 degrees with the tube, for example about 135 degrees and that the third is about 180 degrees, that is, that is to say has a common axis with the mixing tube. Preferably, the inlet pipes and the mixer tube are in a common plane.
The helical motion to which the aqueous streams are subjected in the process of the invention necessarily involves some degree of entrainment of the streams together, and this is an approximation of the effect obtained by rotating the streams. very high speed rotors, as in Belgian patent No. 785,004. Factors such as the length and cross-sectional area of the tube, the pressure drop along the tube and the number of helical turns which the stationary means force the aqueous streams to perform, influence the degree of mixing of the metal silicate. alkaline and aluminum salt.
It is important that the stationary means are not such that they simply cause the shearing at the interfaces of the adjacent streams, as would be the case if a single uninterrupted helical strip or thin baffles with absolutely parallel faces were provided in the tube. aware. Conversely, the stationary means
must not be such that mixing takes place without any shear. Thus, a simple positioning of the deflectors at random along the tube, transversely to
the length of the tube, for example as in an open washing machine, would not be satisfactory, because the current would not be helical but rather, figuratively speaking, zig-zag. Likewise, when the aqueous streams of alkali metal silicate and of an aluminum salt are injected perpendicularly into a mixing tube and along the stream of the body of water, without any means being provided for forcing the various streams to retain certain laminar characteristics and train each other, the results would again be unsatisfactory. It is easy to observe whether or not the necessary helical entrainment, mixing and shearing is produced, since if this is not the case, the acid-soluble product is not obtained as stable dispersion.
Instead, silica or other insoluble material will precipitate, either immediately or after standing.
In one embodiment of the present invention, the inlet pipe for the body of water terminates with a slit-shaped orifice which delivers a blade or sheet of water (and sometimes aluminum salt). This sheet or blade and therefore the orifice which is used to form it are preferably annular. The annular slot is preferably defined externally by the outer walls of the end of its inlet pipe and internally by a cone which fits into this inlet, where the inlet pipe meets the mixing tube. The means for creating a certain degree of helical flow may be on or near the surface of the cone, for example being grooves on the surface of the cone or on the walls of the inlet, or ribs between. the cone and the entrance wall.
These grooves or ribs can be helical or partially helical. The cone is preferably placed with its top downstream. The water inlet containing the cone is preferably coaxial with the mixing tube. The conical walls of the cone preferably extend outward of this inlet pipe, across
openings coming from the other inlet pipe (s) at the inlet end of the mixing tube. The mass of water is brought along its inlet pipe, to the cone,
and then pass around the sides of the cone to form an annular blade which will have a helical motion if there is one or more spiral grooves in the cone, and it will be under high pressure. The pressure in the annular blade and in the pipe leading to the cone is partially controlled by an appropriate choice of dimensions of the cone and of the annular slot. The other inlet (s) are directed towards the surface of the cone and thus the current (s) which come from it accentuate the Coanda effect, so that the sheet of liquid is attracted towards the sides of the
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only mix between the currents at this time.
When the entrained currents reach the top of the cone, the turbulent flow increases substantially instantaneously to give rise to a high degree of shear.
The high shear mixing provided by the cone may be sufficient on its own to provide a stable dispersion of an acid soluble product, but it is ordinarily preferred that the mixing tube include means for causing turbulent mixing and / or flow. helical following its length. It is desirable that these other means cause the aqueous stream to move in a generally helical course.
and they may include baffles arranged along the tube. The baffles can conveniently be arranged such that they cause a reversal of the helical flow entrained along the cone and thereby provide an interrupted or continuous spiral path in the opposite direction. Alternatively, the deflectors may be provided in the form of a so-called shear helix, i.e. a solid element, usually in the form of a sheet twisted into a helix and incised, from its outer edges towards the center. , usually at right angles to the axis of the propeller, at intervals along the propeller, or several of these elements may be provided end to end.
These constitute individual baffles and if the element is substantially the same width as the diameter of the tube, the baffles extend throughout the tube. The division usually extends for example over a quarter or
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leaf. Preferably, the shear propeller which is ordinarily made of metal, although it could be made, for example, of plastic material, extends substantially the length of the mixing tube, although one section
of the propeller may not be cut, to give a part in which the streams of the liquid are entrained but are not subjected to a significant degree of mixing.
Cutting and twisting of the means constituted
by this sheet are such that each deflector makes an angle with a plane which passes through the axis of the tube. It is this angle which causes the aqueous streams to be diverted from a rectilinear path following the tube and to have a generally helical path. The impact of the aqueous currents on the inclined deflectors can approximately cause the effect obtained by the arrangement of rotor blades at an angle with the vertical, as seen in the apparatus used in the process of Belgian patent 785,004. In fact, it has been found that a desirable product can be prepared by simply disposing a shear helix in the mixing tube, without the need to use a cone of the type described above, although In general, both the shear helix and the cone are used.
Preferably, the inlet pipes and the mixing tube are molded or otherwise formed from a single solid block of plastic or other material. The shear propeller and / or the cone, or other means for causing the helical movement are preferably removably fitted within the apparatus.
The length of the mixing tube will generally be chosen such that the average pressure drop along the tube is at least 0.11 kg / cm <2> / cm. When using a cone at the water inlet, the degree of pressure drop along the cone will be significantly greater than along the rest of the tube. For example, when there is a cone, the pressure drop along its length is usually at least 2.8 kg / cm <2>, and preferably at least 4.2 or 5.6 kg / cm2. . The length of the tube is usually at least 15 cm to 20 cm and usually less than 50 cm and it can be for example 28 or
30 cm. The diameter of the mixing tube is generally at least 5 mm, but preferably less than 20 mm and it is preferably between 8 and 12 mm.
The diameter of the inlet pipes will generally vary between 5 and 20, preferably between 5 and 10 mm for the main inlet pipe through which the mass of water is brought to the tube, and from 2 to 10, and preferably between 2 and 6 mm for the other pipe (s).
Usually the device is designed so that
the aqueous dispersion is removed through the outlet, at or substantially below atmospheric pressure, and the pressure of the mass of the water at the inlet is at least 2.8 kg / cm < 2>. In general, the pressure difference between the inlet and the outlet is
at least 4.2 kg / cm <2> and often exceeds 5.6 kg / cm <2>. The large degree of pressure drop along the length of the
tube and the large total pressure drop contribute to the mixing and shearing effects which are necessary in the invention to obtain the best results.
The product is preferably withdrawn through the outlet orifice, using a hydraulic ejector. Thus, often the pressure at the outlet will be at least 0.35 kg / cm and preferably at least 0.7 kg / cm, eg 1.4 kg / cm <2>, of vacuum. Water introduced by the hydraulic ejector will dilute the silicate complex and this may be desirable if the product is to be used directly in
treatment of water sources. In this way the volume
of the water introduced through the inlets can be reduced to the extent necessary to form a stable dispersion before any further dilution.
It has been found desirable to observe a relationship between silicate content and pH such that for lower silicate contents the pH values used are lower values and larger values are used for larger ones. silicate contents. Suitable ranges of pH values to obtain a product with optimum properties are given in Table I, and Table II. preferred pH values have been entered for different silicate contents. Of course, values for silicate concentrations not shown in the Tables can be obtained by interpolation.
TABLE I
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TABLE II
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The aluminum salt is normally sulfate, but other aluminum salts such as for example alum and
aluminum nitrate can be used too. You can use aluminum sulphate found in
trade, but it is of course desirable that it is not too contaminated with acid.
The silicate is usually sodium silicate and normally is obtained as a concentrated aqueous solution such that the pH is very high, for example from
12 to 13, and the amount of water used in the process is usually such that in the absence of aluminum sulphate or other salt, the pH of the dilute sodium silicate solution is less than 11, 6 and preferably lower
at 11.3. Potassium silicate can be used instead of sodium silicate.
The amount of water supplied to the device, by volume, is normally very large compared to the amount
of sodium silicate and aluminum sulfate. For example, the volume of water is at least 20 times the volume
sodium silicate, measured as a concentrated aqueous solution, - and usually it is 40 times
the volume of the silicate solution. If there is not enough water the product is more concentrated than desired, although, as described above, the water introduced through an ejector hydraulic output
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nally, the body of water supplied to the main inlet of the apparatus is free from sodium silicate and aluminum sulphate. Thus, in general, the concentrations and relative flow rates of the aqueous streams supplied to the mixing tube will be the same as those described in Belgian Patent No.
785,004.
The invention will now be described with reference to the drawings attached to this specification, in which:
- Figure 1 is a section through an embodiment of the apparatus according to the invention;
- Figure 2 is a sectional view of another embodiment;
- Figure 3 is a section along the X-X axis of Figure 2; and
- Figures 4 to 8 are representations of shear propellers suitable for use in the apparatus shown in Figures 2 and 3.
The apparatus shown in Figure 1 comprises a block 1 of plastic material, usually transparent plastic material, a mixing tube 2, and inlet pipes 3, 4 and 5 which merge together to provide a single inlet 6. Adapters 7 can be fitted into the outlet 8 coming from the mixing tube and at the entry points of the inlet pipes to allow the connection of suitable conduits which will bring the liquids to the apparatus and which will discharge the product from it. this.
Often the outlet port 8 discharges directly into the treated liquid, with the result that the pressure in the tube is substantially atmospheric pressure, and it is not necessary to have an adapter 7 at the outlet. .
At the point where the inlet pipe 4 approaches the common inlet 6, the pipe is itself machined as shown at 9 to provide a seat for a cone 10 which is placed at
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laire. The sides 11 of the cone extend through the common inlet 6 a distance sufficient for the streams of sodium or potassium silicate from pipe 3 and aluminum sulphate from pipe 5 to enter below it. influence of the high pressure of the annular water blade which is forced to pass around the sides of the cone. Due to the presence of the ribs 12, the blade takes a helical movement. The prevailing pressure then falls substantially immediately to that which prevails in the rest of the mixing tube, for example falls from atmospheric pressure to a value of 1 to 1.4 kg / cm <2> with the consequence of a significant hydraulic shear in the area marked with A.
The product then rises against a helical deflector 13 which is placed so as to reverse any direction of rotation that the sheet may have had, following which
a highly turbulent mixture occurs in zone B. A very intimate mixing continues in zone C (where the deflector B is located) and in zone D (where there is no deflector) and finally the product comes out through the exit port 8, all in a fraction of a second. The optimum length of zones B; C and D will be easily found by experience and will depend for example on the flow rates
and diameters. Usually, zone B is very close to inlet 6, with the upper part of the propeller 13 being 0.1 to 2 centimeters away from the lowest point where pipes 3 and 5 merge with the cylindrical walls. tube 2.
In a typical apparatus, the diameter of the cone and
therefore practically the diameter of the inlet pipe 4 may be about two-thirds the height of the cone and may be about twice the diameter of the inlet pipes 3 and 5. For example, the pipes d. 'Entrance
3 and 5 may be about 6mm in diameter, the inlet pipe 4 may be about 12mm in diameter, and the cone may be about 18mm long. The propeller 13 can extend for example 5 to 10 centimeters and the zone D can range from 1 to 10 centimeters. Typical dimensions of the block can be, for example, 30 centimeters for the height, 15 centimeters for the width and 5 centimeters in thickness.
In operation, a stream of water at high pressure, usually at a pressure greater than
7 kg / cm is introduced through the inlet pipe 4, while the sodium silicate is introduced through the pipe 5 and the aluminum sulphate solution through the pipe 3. The flow rates and the concentrations, and consequently the values of pH, must all be chosen as described in Belgian patent No. 785,004. For example, if the product is to be used to treat 100,000 cubic meters of water
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the flow of water through pipe 4 could be about 400 liters per hour, while if the dose was 4 ppm, and if 400,000 cubic meters were to be treated per day, the flow rate of l The water would be 3,200 liters per hour.
The product obtained by the process can be very similar to the product obtained by the process described in Belgian Patent No. 785,004, although in some cases the degree of polymerization can be reduced. However, it is necessary, for example, that the zone C be not so long that the degree of polymerization for a particular pH and a given concentration, used in a particular experiment, is reduced to the point of making the dispersion unstable.
The product obtained using the apparatus according to the invention is naturally soluble in hydrochloric acid, and it is desirable that the apparatus comprises means for washing it with hydrochloric acid. Ordinarily, these means include a supply of hydrochloric acid from the water inlet pipe at a position on the supply side of the mixing cone. In the apparatus shown, a supply pipe 14 is provided for this purpose.
The apparatus can be constructed of any suitable material. Preferably, as indicated, it is made of plastic material, but all or part of the apparatus, for example the propeller 13, where the cone 10, can be made
of a metal not subject to corrosion.
The apparatus shown in Figures 2 and 3 has the same basic elements as that shown in Figure 1.11 also comprises supply conduits 15, a hydraulic ejector 16 having an inlet 17, an acid inlet 18
and a manometer 19.
In the operation of the apparatus, a shear helix such as one of the shear helices
20 to 24 shown in Figures 4 to 8, is introduced into the mixing tube 2.
Each of the shear helices essentially comprises a metal sheet twisted to form a helix. Thus, in the shear helix 23 there are seven full turns of the sheet. At the base of each shear helix is a section 32 which is not actually twisted but has an X-shaped cross section. This part fits into the inlet end 6 of the mixing tube and it is in this part that the currents are initially drawn.
In each of the shear helices, 20, 21, 22,
23 and 24, the twisted sheet is incised perpendicularly
to the axis of the propeller to give vanes which are such as to ensure that there is both mixing of currents and helical movement. The sheets are cut before twisting and the blades are inclined relative to the axis
of the flow, so as to cause some turbulence, although their orientation is such that they ensure a helical movement and some entrainment of the currents one..by the other. The shear propeller 21 is not split for two full turns of the propeller and thus the necessary change in the degree of turbulence
will not smell until the currents have passed this part.
The two types of blades in the shear propellers, i.e. narrow blades and wide blades, are shown respectively by 30 for the propeller 20 and by 31 in the propeller 24. The narrow blades 30 are formed by incising the metal sheet at regular narrow intervals, at a distance of for example 1/4 and 1/2 of
the width of the sheet. The wide vanes 31 are produced by slitting the sheet at more distant intervals, at a distance greater than half the width of the sheet. It is of course preferable that the vanes be wider when the depth of cut is deeper because otherwise the vanes are too narrow and too long to provide the desired degree of resistance to flow and thereby provide the desired turbulence.
The example given below represents the invention.
Example 1
An apparatus of the type described above is used, with a mixing tube with a length of 30 cm and a diameter of 2.5 cm, into which a type 21 shear helix has been introduced with hard friction. flow rates, concentrations and pH values are chosen as described in Belgian patent No. 785,004, and the product is similar to that obtained by using the apparatus of Figure 1.
With both types of apparatus, the inlet sources for the sodium silicate and aluminum sulfate solutions are conveniently connected to the apparatus by proportional pumps which control the flow, water can be supplied to the apparatus. The apparatus by some suitable control mechanism and there may be a counter between the hydrochloric acid store and the hydrochloric acid inlet to allow washing to occur at predetermined intervals. A suitable operating mechanism
�
nable for the flow of water is a Flostat (Trademark for a device which maintains constant the flow of water) and includes a solenoid valve which causes the acid flushing current after a predetermined time.
The product can be collected in containers, for example barrels, and then sent to the point of use, but as the concentration of the product, measured
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low, it is usually more convenient to discharge the product either directly to the wastewater or to another aqueous suspension. The product obtained by use
of the apparatus described is suitable for use as a partial coagulant and has flocculation promoting properties. It can be used for any industrial effluent treatment process requiring rapid sedimentation of suspended particles, particularly when the volume of water to be treated is relatively small and the final quality must be suitable for normal spreading. The process
It is also of great value for the treatment of wastewater effluents where large volumes have to be treated by clarification and sedimentation processes only before or after digestion of the sludge. It is
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that it can be used to produce enough coagulant
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CLAIMS
1.- Process for preparing a stable aqueous dispersion of an alkali metal silicate complex of aluminum
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hydrochloric acid, in which the complex is prepared by mixing with shear an aqueous solution of alkali metal silicate and an aqueous solution of an aluminum salt, characterized in that the mixing with shear is carried out in an apparatus which comprises a mixing tube, at least two inlets through which aqueous streams can pass through one end of the tube and an outlet port at the other end of the tube, providing the mass of water to the tube through an inlet and the solution aqueous alkali metal silicate through another inlet, causing the aqueous streams from each inlet to follow a generally helical course and mix with sufficient shear to render the product soluble in hydrochloric acid by stationary means placed in the tube,
and in that the aqueous dispersion is withdrawn through the outlet under a pressure which is at least 2.8 kg / cm <2> lower than the pressure at the inlet through which is supplied
the body of water.