Brevet FR2295931A1 — publié le 19760723

La présente invention a pour objet un procédé d'épuration des produits résiduaires issus du processus d'obtention du carbonate de soude Solvay en vue de leur transformation ultérieure en produits utilisables. Pendant la fabrication du carbonate de soude Solvay, on obtient des produits résiduaires, dont les principaux sont une suspension provenant de l'opération de régénération de llammo- niac, une suspension provenant de l'opération d'épuration de la saumure ainsi que des déchets solides provenant de l'opération de calcination du calcaire. I)ans les usines qui fabriquent du carbonate de soude Solvay, les produits résiduaires sont d'habitude évacués dans des champs d'épendage en vue de la sédimentation et de l'entreposage pendant plusieurs années des particules solides, tandis que les solutions relativement limpides sont absorbées par la terre. Les champs d'épendage occupent une superficie de nombreux hectares. Ni la littérature technique ni celle des brevets ne décrivent des procédés d'utilisation directs de ces produits résiduaires en tant que produits utilisables. On connaît un procédé d'épuration des produits résiduaires provenant de l'opération de régénération de l'ammoniac, en les mélangeant avec des boues provenant de la production d'hy- dioxyde de sodium par la méthode Solvay. Un autre procédé d'épurationgdes produits résiduaires provenant de l'opération de régénération de l'ammoniac consiste à les épaissir à plusieurs reprises,en les mélangeant en même temps avec de 1' eau, en vue d'éliminer les quantités excessives d'ions chlore ainsi qu'à les filtrer une seule fois. Les boues issues de la filtration ont une humidité d'au moins 70%. On connaît aussi un procédé d'utilisation des produits résiduaires, après leur sédimentation préalable et leur entreposage pendant plusieurs années, en vue de les sécher, comme engrais calciques, mais à cause de leur teneur en ions chlore, ils sont peu utilisables. Le procédé selon l'invention consiste à mélanger la suspension aqueuse provenant de la régénération de l'ammoniac, la suspension aqueuse provenant de l'opération de purification de la saumure ainsi que la suspension aqueuse provenant de la calcination du calcaire et à les concentrer à 8-12 % en poids de matière sèche, tandis que la solution limpide est évacuée en tant qu'effluent et le dépôt épaissi est filtré deux ou plusieurs fois, de préférence dans des centrifugeurs ou des filtres à disques, à une température de 70 à 900C pour réduire la viscosité de la suspension.Entre les filtrations successives, on ajoute au dépôt un liquide qui ne contient pas d'ions chlore, de préférence de l'eau, ou par exemple des suspensions provenant du dépoussiérage de gaz ou des suspensions provenant de 1 'épu- ration de l'eau destinée aux chaudières, pour obtenir la concentration en ions chlore, correspondante aux exigences posées par exemple dans ces engrais calciques post-sodiques, c'est-à-dire pas plus de 5 O/o de chlorure calculés en chlore. Le filtrat de la filtration finale est ajouté aux produits résiduaires avant l'épaississement. La solution avantageuse du procédé selon l'invention consiste en ce qu'aux produits résiduaires condensés, on ajoute un agent floculant, par exemple du type de polyacryl-amide,tel que : Gigtar, Rokrysol à activité dépassant 1 m/h, en quantité de 1,5 à 3,0 g/m3 de produits résiduaires. Selon une autre forme d'exécution avantageuse du procédé selon l'invention, on ajoute la suspension aqueuse, provenant de l'opération de calcination du calcaire, au dépôt de la première filtration, ou bien on la filtre séparément et le dépôt filtré est mélangé avec le dépôt de la filtration finale des produits résiduaires, le filtrat étant mélangé avec le dépôt de la première filtration. Le procédé d'épuration des produits résiduaires selon l'invention se caractérise par sa simplicité et sa mise en oeuvre aisée-; le processus est conduit dans des installations connues de faible tonnage et n'exige pas d'autres matières premières supplémentaires - en dehors de l'agent floculant en cas de son application. Il est aussi possible d'utiliser des solutions polluées de poussières. Les dépôts obtenus par le procédé selon l'invention se caractérisent par une faible teneur en eau de l'ordre de 50 h; soumis à d'autres traitements, ils sont employés en tant qu'engrais calciques ou à la production de ciment. Exemple 1 On mélange la suspension aqueuse provenant de l'opération de régénération de l'ammoniac, à une température d'environ 90 C, la suspension obtenue de l'épuration de la saumure, à une température d'environ 2000 ainsi que la suspension aqueuse provenant de l'opération de calcination du calcaire, à une tempéra ture d'environ 30 O, obtenues comme produits résiduaires du processus de production du carbonate de soude Solvay, avec le filtrat de la filtration finale.La suspension totale ayant une temperature d'environ 800C-, une concentration en matière sèche de 1,5 ,S en poids et une teneur en ions chlore d'environ 12 * en poids, est condensée dans le sédimenteur jusqu'à la concentration, d'environ 12 * en poids en matière sèche La suspension ainsi obtenue est filtrée et le dépôt contenant moins de 50 * d'eau, à une température d'environ 750C, est mélangé avec de l'eau.La suspension obtenue à une température d'environ 75 C, ayant une concentration en matière sèche d'environ 12 % en poids, à une concentration en ions chlore d'environ 2,5 %o en poids est de nouveau filtrée, le dépôt obtenu contient moins de 50 * en poids d'eau et sa température est d'environ 70qu. Le dépôt, après séchage, peut être utilisé en tant qu'en- grais calcique, provenant de la production de soude. Exemple 2 Les suspensions agueuses mentionnées ci-dessus, issues de l'opération de régénération de l'ammoniac, de l'épuration de la saumure et de l'opération de calcination du calcaire, sont mélangées avec le filtrat de la filtration finale et on ajoute au mélange un agent floculant en quantité d'environ 1,5 g/m3, le mélange étant condensé jusqu'à une teneur en matière sèche d'environ 12 O,o en poids.Après la condensation de la suspension, on ajoute de nouveau 3,0 g/m3 d'agent floculant à la supension, le tout étant soumis à la centrifugation; le dépôt obtenu, contenant moins de 50 * en poids d'eau et ayant une température d'environ 700V estmélangé avec de l'eau chaude. mélange obtenu, dont la température est d'environ 800C, la concentration en ma tière sèche d'environ 25 * en poids et la concentration en ions chlore d'environ 2,5 % en poids, on ajoute de nouveau le floculant à raison d'environ 3 g/m3; on soumet le tout à la centrifugation et sèche le dépôt contenant moins de 50 ffi en poids d'eau, à température d'environ 75 C. Le dépôt obtenu peut être utilisé comme engrais calcique provenant de la production de soude. Cette variante du procédé selon l'invention permet d'obtenir des solutions à partir de la filtration dont la teneur en matière sèche est plus faible que dans le cas de l'exemple 1. Exemple 3 La suspension aqueuse, provenant de l'opération de régénération de l'ammoniac, à une température d'environ 90 C, est mélangée avec le filtrat de la filtration finale. La suspension ayant une température d'environ 85 C est condensée jusqu'à une teneur en matière sèche d'environ 12 * en poids dans le sédimenteur. La suspension condensée est filtrée et l'on obtient un dépôt contenant environ 50 % en poids d'eau. Le dépôt est mélangé avec la suspension provenant de l'opération d'épuration de la saumure à une température d'environ 300C, avec la suspension aqueuse, provenant de l'opération de calcination du calcaire et avec de l'eau chaude.La suspension obtenue contenant environ 25 ,ó en poids de matière sèche est de nouveau filtrée, livrant un dépôt contenant moins de 50 % en poids d'eau. Ensuite, le dépôt est séché. Il peut être utilisé comme engrais calcique, issu de la production de soude. Cette variante du procédé selon l'invention permet de réduire la charge des installations pour la première filtration, mais, par contre, exige une plus grande quantité de chaleur pour atteindre la température désirée pour la deuxième filtration. Exemple 4 La suspension provenant de l'opération de régénération de l'ammoniac, la suspension aqueuse provenant de l'opération d'épuration de la saumure et le filtrat de la filtration finale sont mélangés, puis condensés, dans le sédimenteur en vue d'obtenir une suspen,sion condensée ayant une concentration d'environ 12 * en poids en matière sèche. La suspension condensée est filtrée et le dépôt contenant moins de 50 * en poids d'eau, à température d'environ 750C, est mélangé avec l'eau chaude afin d'obtenir une température d'environ 800C. Le dépôt est ensuite de nouveau soumis à la filtration. On obtient un dépôt contenant moins de 50 * en poids d'eau, à une température d'environ 700C. La suspension provenant de l'opération de calcination du calcaire est filtrée séparément et le dépôt issu de cette filtration, contenant environ 30 * en poids d'eau, est mélangé avec le dépôt de la filtration-finale des autres suspensions, d'où il résulte finalement un dépôt contenant moins de 45 % en poids d'eau. Le filtrat de la filtration du produit provenant de la calcination du calcaire peut être retourné à l'hydratation du lait de chaux. Le dépôt est séché et peut être utilisé. comme engrais calcique provenant de la production de soude. Cette variante du procédé selon l'invention permet de réduire la consommation de la chaleur dans les opérations de séchage, mais elle demande une plus grande consommation de solutions qui ne contiennent pas d'ions chlore dans l'opération de mélange des boues avant la deuxième filtration, afin d'obtenir la concentration désirée des ions chlore dans le dépôt soumis au séchage. REVENI?ICATIONS 1.- Procédé d'épuration des produits résiduaires obtenus lors de la production du carbonate de soude Solvay, tels que solution aqueuse provenant de l'opération de régénération de l'ammoniac, solution aqueuse provenant de l'opération d'épuration de la saumure ainsi que suspension aqueuse provenant de l'opération de calcination du calcaire, caractérisé en ce que les différents produits résiduaires mentionnés sont mélangés, condensés jus qu'à une concentration de 8 à 12 % en poids de matière sèche, éventuellement additionnés d'un floculant pais filtré deux fois ou plus, de préférence dans des centrifugeuses ou des filtres à disques à une température de 70 à 900C, en ajoutant an dépôt, entre les filtrations, un liquide ne contenant pas d'ions chlore, tandis que le filtrat de la filtration finale est mélangé avec les produits résiduaires avant leur condensation. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'aux produits résiduaires condensés, on ajoute, comme floculant, des composés du type du polyacrylamide en quantités de 1,5 à 3 g par m3 de produits résiduaires. 3.- Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'on emploie comme liquide ne contenant pas d'ions chlore de l'eau ou des solutions provenant du dépoussiérage de gaz ou de l'épuration de l'eau destinée aux chaufferies. 4.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la suspension provenant de l'opération de calcination du calcaire est ajoutée au dépôt de la première filtration. 5.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la suspension provenant de l'opération de calcination du calcaire est filtrée séparément et en ce que le dépôt filtré est mélangé avec le dépôt de la filtration finale des produits résiduaires, le filtrat étant mélangé avec le dépôt de la première filtration.