Brevet FR2298511A1 — publié le 19760820

. L'invention concerne un nouveau procédé de fabrication d'un carbonate de calcium artificiel Ultrapur,utilisable dans diverses industries, Pharmaceutique,alimentaire,ou industrie des cosmétiques. . Les procédés connus à ce jour reposent sur 2 types essentiels de réactions chimiques. a) Carbonatation d'une suspension d'hydroxyde de calcium. Schéma Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + HaO (gaz) soit une réaction Solide.gaz.Le carbonate de calcium hérite des impuretés du produit initial (chaux éteinte) b) Le 2éme type de méthode consiste à amener en solution l'ion Ca2+ en présence d'une base trés faible,ND3 ,C1 (attaque d'un carbonate de calcium naturel par Hcl,HNO) et à précipiter la calcite artifi ciel à l'aide d'un carbonate alcalin Na2CO3, K2CO3. Le nouveau procédé permet l'obtention d'un composé beaucoup plus pur, que celui envisageable avec les 2 méthodes précitées,car toutes les impuretés sont éliminées par filtration dans le premier stade du procédé. . Exposé du nouveau procédé. La matiére premiére est constituée par un carbonate de calcium naturel particuliérement pur. 1er Stade (1) Décomposition à 26 1000oc du carbonate de calcium naturel. cette opération se fait au four éleetrique afin d'éviter la pollution liée au combustible (gaz,Fuel,Coke). 2éme Stade (2) Action du nitrate de diéthylamonium sur la chaux vive. Obtention du nitrate de diéthylamonium Diéthylamine + Acide nitrique -Nitrate de diéthylamonium La réaction (2) se fait en milieu aqueux ce qui détermine la formation d'hydroxyde de calcium. 2,1 - La réaction a lieu en milieu héterogéne (solide,liquide,vapeur). 2,2 - La régulation thermique se fait par l'intermédiaire de la phase vapeur dont la température est fixée entre 80 et 90 c.Cette température est nécessaire pour concilier plusieurs phénoménes. La vitesse de réaction qui est liée à l'élimination de la phase vapeur (diéthylamine),le point d'ébullition de ce composé est de A 670c. Une température supérieure de l'ordre de 1000c,aménerait ltélimina- tion du milieu réactionnel,d'une quantité d'eau plus importante. Cela est peu conciliable avec des données de rentabilité industriel le (coût élevée de la calorie). 2,5 - Les concentrations utilisées pour les réactants sont les suivantes CaO 0,25 mole l (C2H5)2 NH2NO3 0,50 mole l-1 2,4 - La réaction à lieu dans un réacteur parfaitement hermétique équipé d'une régulation thermique,d'une agitation mécanique et d'un réfrigérant horizontal,permettant la récupération compléte de la diéthylamine qui est produite au sein de la réaction. 2,5 - La réaction est compléte dans le sens Les rendements sont de l'ordre de 99,5 %.Le milieu réactionnel à un pH > 12 et une température proche de l'ébullition. Toutes les impuretés métalliques dont le produit de solubilité est trés faible (Fe,Al1Pb,Mn etc) précipitent sous forme d'hydro xydes et sont éliminées par filtration.Seul le Magnésium contenu dans le produit initial (calcite naturelle) accompagne le calcium en solution selon un schéma réactionnel identique à (2). 3ème Stade (3) Recyclage de la diéthylamine et élimination du magnésium. Aprés élimination des impuretés métalliques par filtration, la solution de nitrate de calcium (contenant des traces de nitrate de Magnésium) est additionnée du distillat de diéthylamine provenant de la réaction (2).Cette base forte confére au milieu un pH > 12 qui assure la précipitation du magnésium sous forme d'hydroxyde L'hydroxyde de magnésium est éliminé par filtration,le milieu réactionnel est constitué alors par une phase liquide homogéne qui est une solution trés pure de nitrate de calcium additionnée de diéthylamine. 4éme Stade (4) Formation du carbonate de calcium trés pur,par action de l'anhy dride carbonique sur la solution de nitrate de calcium,en présence de diéthylamine. Hydrolyse de la diéthylamine Action de l'anhydride carbonique CO2 est un produit du premier stade du schéma réactionnel (1) 2NO + H2O en réalité,CO2(G) en milieu fortement basique détermine les équilibres suivants: (b) devient prépondérant par la précipitation de CaCO3 selon Le 4eme stade (4),détermine la formation de carbonate de calcium extra pur et la régénération du nitrate de diéthylamonium qui est l'agent es-;entiel du procédé. Aprés filtration et séparation des deux phases. Solide - > Carbonate de calcium. Liquide - > Solution nitrate de diéthylamonium La solution de nitrate de diéthylamonium est recyclée en (2) et le carbonate de calcium est lavé plusieurs fois à l'eau bouillante. Le produit obtenu aprés lavage et séchage titre 99,9 % en CaCO3. La teneur en Fer est inférieure à 0,0001 %,ce qui est remarquable. Le produit issu de cette invention,peut trouver des applications dans des industries trés diverses. - L'industrie pharmaceutique comme excipient. - L'industrie des cosmétiques. - L'industrie alimentaire. Ces domaines trés particuliers réquiérent des qualités trés pures. Schéma du Procédé C02 CaPcination Diéthylamine 1 Réacteur .I CaO I + NDA I Filtration Soution de Ca(gOj)2 lw . Impuretésl / Elimination Filtrat.ion Mg(OH)2 m I l tarbonatation n z Q M CaCO3 extra pur Revendications 1) Procédé de fabrication d'un carbonate de calcium extra pur. Caractérisé par le fait que le nitrate de diéthylamonium,agent principal de la réaction est régénéré et recyclé. 2) Procédé selon la revendication 7 Caractérisé par le fait que la témpérature de la réaction est régulée en phase vapeur à 900c de maniére à ne distiller que la diéthylamine,formée au sein de la réaction.