Brevet FR2028723A1 — publié le 19701016

L'invention a pour objet un procédé de purification des solutions salines en vue de l'électrolyse des chlorures alcalins. te telles solutions alcalines doivent etre constituées par des solutions aussi pitres que possible de chlorure de sodium ou de potassiurt. L@ présence d'autres ions métalliques ou encore d'anions en particulier d'ions provenant de sulfates et qui sont produits par les impuretés du sel naturel est à éviter,étant donne qu'elle s'oppose à La pureté du chlore et de la lessive ne sodium ou de potassium obtenus par électrolyse de telle sorte qu'ellee entraîne une purification ultérieure onéreuse. Les anions sulfuriques sont encore plus gênants du fait qu'ils attaquent les anodes en graphi- te généralement utilisés.C'est pourquoi on élimine les impuretés constituées par les cations sous forme de carbonates ou dthydro- xydes et les anions sous forme de sulfate de baryum. La précipita- tion est suivie par une filtration dans un filtre-presse ou un filtre à membranes de construction appropriée ; mais les filtres sont rapidement cdmatés par les précipitas fins souvent colloîdaux ce qui nécessite l'emploi de grandes surfaces filtrantes tout en n'offrant cependant qu'une faible durée de passage de telle sorte que l'économie en-est réduite par la dépense de travail exigée. récemment on tend a remplacer de plus en plus les anodes en graphi- te par des anodes en titane qui ne sont pas susceptibles d'e'cre attaquées et dans ce-cas on peut supprimer la précipitation du sul- fate de baryum si i'on renonce à réutiliser la saumure utilisée une première fois. Cependant, au point de vue économique et au point de vue de l'évacuation des eaux usées,il est nécessaire dans la plupart des cas de travailler en circuit fermé. On a également proposé déjà d'utiliser au cours de la filtration des adjuvants permettant de prolonger la durée de séjour.Mais ces adjuvants sont salis par les précipités et par suite@il faut reje ter 7e tour@eau de filtra t on de telle sorte que ces adjuvants sont perdus, ce qui occasionne une augmentation des frais du processus. L'invention a pour objet de résoudre le problème consistant à effectuer la purification des solutions salines par précipitation suivie de filtration tout en assurant une plus longue durée de passage dans l'installation de filtration avec un rendement spécifique supérieur du filtre et une amélioration de l'économie par réduction de l'adjuvant utilisé. Ce problème est résolu par le fait que la filtration s'effectue par utilisation d'un agent filtrant alluvionnaire constitué à partir des résidus d'une purification antérieure d'une saumure d'où l'on a supprimé les éléments gênants de la filtration Dans le cas le plus simple on a cherché à utiliser les précipi tés eux-mêmes comme agents de filtration. Les essais effectués dans ce sens n'ont pas abouti au résultat nécessaire parce que les précipités contiennent aussi des particules entraînées boueuses et colloîdales qui colmatent rapidement la couche filtrante.Pour séparer de tels produits gênant la filtration,on soumet les précipités à un classement par voie humide dans des hydrocyclones, des dispositifs de décantation, de centrifugation, de tamisage avec ou sans traitement simultané par oscillations c'est-à-dire par vibrations. Si l'on ajoute au cours de la filtration un adjuvant alluvionnaire spécial qui peut être avantageusement constitué, en dehors des adjuvants les plus connus ayant pour base la silice et les silicates tels que la diatomite ou la perlite et le carbone, par de's produits synthétiques en grains tres fins(d'une grosseur de particules d'environ 10 à 200 microns), en ce cas les adjuvants peuvént être récupérés Si l'on fait précipiter Les ions formés nar les impuretés sous forme de produits facilement solubles par voie chimique apres quoi on filtre avec addition de L'adjuvant insoluble et enfin on élimine chimiquement le résidu du précipité, par exemple en traitant les carbonates et hydroxydes par l'acide chlorhydrique tandis que l'adjuvant insoluble restant est ramené apres lavage à l'eau,par tanisage, classement par voie humide ou encore par séchage/dans un état convenant à sa réutilisation. On a constaté au cours de l'utilisation pratique de ce procédé que l'on pouvait atteindre des rendements spécifiques pour le filtre allant de 200 à 1 500 litres par mètre carré et par heure en utilisant -des-adjuvants de filtration classiques tandis qu'en utilisant comme agents de filtration les résidus de précipitation débarrasses par classement humide des particules fines s'opposant à la filtration, on atteint des rendements de @ 000 à 5 000 litres par mètre carré et par heure.En ajoutant des adjuvants spéciaux tels qu'-un produit synthétique pulvérulent on atteint des rendements encore supérieurs ,par exemple 8 000 litres par mètre carré et par heure avec un allongement simultané de la durée de passage. Le procédé peut être exécuté de manière à rendre possible une automatisation poussée, les différents s-tades du processus étant effectués dans tous les cas d'une manière régulière et sflre. Sur la figure unique du dessin ci-;oint, on a représente une installation servant à l'exécution du procédé suivant les stades successifs d'un programme. Sur cette figure unique, 1 désigne le filtre contenant plusieurs disques tournants superposés et 2 un récipient de prépara- tion ; celui-ci comporte dans sa partie inférieure un tamis hori- zontale 4 à perforations fines au-dessus duquel est monté un dispositif mélangeur 5 constitué dans le cas représenté par un vibrateur 3 commandé par un aimant agitateur. 5 désigne le récipient contenant la saumure boueuse provenant du récipient de précipitation ou des cellules électrolytiques, 6 désigne le récipient pour la saumure pure et filtrée et 7 le récipient d'acide chlorhydrique. La saumure boueuse contenue dans le récipient 5 qui est maintenu constamment plein par un réglage à trop-plein et à flotteur est amenée par la pompe 8 au filtre 1. La saumure pure est amenée de là dans le récipient 6 comportant un réglage par trop-plein permettant l'alimentation de- cellules électrolytiques Après épuisement du filtre par colmatage et réduction des sections droites de passage, son enveloppe est vidée sous la pression de l'air passant par la canalisation 9 après quoi le résidu déposé sur les éléments horizontawc tournants est repoussé par centrifugation à la suite d'une rotation rapide pour etre ensuite évacué par La partie inférieure du filtre en traversant 11 ouverture de ce dernier dégagée par le coulissement du tiroir 10 vers le récipient de préparation 2.Celui-ci reçoit d'abord de l'acide chlorhydrique provenant du récipient 7 et fourni par les canalisations ll et 12 sous l'action d'une pompe l'acide est alore mélangé intimement avec le résidu sous l'action de l'agitateur vibrant 7 du récipient 2. Il s'ensuit que les hydroxydes et les carbonates du résidu se dissolvent dans l'acide qui est refoulé ensuite par amenée d'air comprimé provenant de la canalisation 13 et revient ensuite dans son récipient 7. On introduit alors de L'eau de Lavage par la canalisation 14 et cette eau forme sous inaction de l'agitateur une suspension avec la partie du résidu de filtration- qui n'a pas été dissoute par l'acide, c'est-à-d're l'adjuvant de filtration ou Le sulfate de baryum ou les deux,en se débarrassant des restes diacide. On refoule ensuite liteau de lavage hors du récipient 2 en utilisant de l'air comprimé, cette eau s'écoulant par le tamis 4 que traversent également les particules les plus fines du résidu et qui ne doivent pas être conservées dans l'adjuvant de filtration.Les produits restant sur le tamis peuvent être utilisés commue adjuvants de filtration et sont mélangés avec de la saumure pure provenant du récipient 6 par les canalisations ll et 15 pour être ensuite mis en suspension par l'agitateur 3 et refoulés par la pompe 16 et les canalisations 17 et 18 vers le filtre 1 pour y former une nouvelle couche de base alluvionnaire servant à la filtration suivante. Les mêmes canalisations permettent également,en cas de besoin et si l'on veut prolonger la durée de passage dans le filtre, d'introduire une proportion constante supplémentaire d'adjuvant de filtration en ce sens que pendant l'amende de la saumure boueuse refoulée par la pompe 8 une suspension d'adjuvant de filtration pénètre constamment dans le filtre par la canalisation 18. Le processus conforme au programme indiqué ci-dessus peut être commandé automatiquement par programmateur. REVENDICATIONS 1 Procédé de purification de solutions salines en vue de l'électrolyse de chlorures alcalins,ce procédé consistant en une précipitation suivie d'une filtration étant caractérisé par le fait que la filtration se fait un utilisant un agent de filtration alluvionnaire ootenu à partir des résidus d'une purification antérieure d'une saumure assurant la séparation des particules s'opposant à la filtration. 2 Procédé suivant la revendication 2 caractérisé par le fait que l'on traite le précipité par classement au moyen d'un hydrocyclone, d'un dispositif de décantation, de centrifugation, de tamisage à sec ou par vibrateur, des vibrations étant aDplica- bles éventuellement dans tous les cas. 3 Procédé suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que l'agent filtrant alluvionnaire est constitue par des résidus de précipitation dont les particules les plus fines ont été retirées par classement à voie humide 4 Procédé suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que les ions métalliques constituant des impuretés sont précipités sous forme a'rtn composé facilement soluble au point de vue chimique et filtrés après addition d'un adjuvant de filtration insoluble, Le résidu étant finalement débarrassé du précipité tandis que l'agent de filtration demeurant à l'état non dissous peut être réutilisé pour une filtration ultérieure 5 Procédé suivant la revendication t: caractérisé par le fait que les ions métalliques sont précipités sous for--e d'hydroxydes,de carbonates ou à la fois d'hydroxydes et de carbonates, le solvant chimique prévu étant constitue par de l'acide chlorhydrique 6 Procédé suivant la revendication 4 caractérisé par le fait que 7'on utilise comme adjuvant de filtration un produit organique synthétique ou du carbonate finement pulvérisé, de la diatomite ou un autre produit contenant Le silice@ 7 Procédé suivant la revendication 4 caractérisé par Le fait que les résidus soldes retirés du filme à la suite d'une élimination réglée de ces résidus sont introduits dans un récipient de préparation comportant dans sa partie inférieure un temis fin à peu près horizontal au-dessus duquel se trouve l'agitateur, ces résidus y étant traités d' abord par un acide et ensuite par de l'eau pour être ensuite mélangés à une saumure purifiée,après quoi les résidus constitués désormais uniquement par l'adjuvant de filtration insoluble sont amenés à former une suspension dans la saumure afin ae pouvoir former une nouvelle couche de fil@ration alluvionnaire que l'on introduit dans le --iltre n Procédé suivant la revendication I caractérisé par le fait que les résidus à réutiliser comme agent de filtration alluvionnaire contiennent le sulfate de baryum précipité dans la solution saline à électrolyser 9 Procédé suivant la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on utilise pour la filtration un filtre présentant ces surfaces filtrantes horizontales dont le nettoyag e est assuré par rotation de ces surfaces filtrantes.