Brevet FR2376907A1 — publié le 19780804

L'invention a pour objet un procédé de traitement de sel sulfaté précipité au cours de ltévaporation de soude caustique de cellules à diaphragme. Il est bien connu qu'au cours de ltévaporation de lessive électrolytique de cellules à diaphragme, on précipite en premier lieu des cristaux de chlorure de sodium pur, puis un méiange de cristaux de chlorure de sodium (NaCl) et de sulfate de sodium (Na2SO4), et, enfin, un sel triple Na2SO4, NaCl, NaOll0 Le procédé de décomposition du sel triple étant connu, on se trouve en présence de deux qualités de sel : un sel (NaCl) pur qui représente 50 à 75 % du sel total précipité, qui ne peut être souillé que par de la solution sodique d'interposition, qu'il est facile d'éliminer par clairçage ; un sel (NaCl + Na2S04), dit sulfaté, qui représente 25 à 50 % du sel total précipité. Ce dernier sel est souvent rejeté, étant donné que sa teneur en sulfates le rend inapte å une nouvelle utilisation dans les cellules d'électrolyse et que les procédés connus de traitement chimique de désulfatation sont trop onéreux, comparativement à la valeur du chlorure de sodium récupérable. L'invention vise plus précisément un procédé permettant la récupération intégrale du sel précipité au cours de la concentration de lessive de soude de eellules à diaphragme, les sels étant séparés sous forme a) de chlorure de sodium pur b) de sel de Glauber pur ; c) d'une saumure de sel pouvant être recyclée à l'électro- lyse, ce procédé étant caractérisé par le fait que le sel sulfaté est soumis à une opération de lavage par l'eau à une température comprise entre 25 et 300C, ce qui permet de séparer sous forme de chlorure de sodium pur 70 à 90 d,0 du chlorure contenu dans le sel impur, après quoi la solution résultante est soumise à un refroidissement à une température comprise entre 0 et 10 C, ce qui assure la séparation sous forme de sel de Glauber pur, de 80 à 90 % du sulfate de soude contenu dans la solution soumise au refroidissement, ce qui permet de recycler les solutions, débarrassées du sel précipité au stade de l'électrolyse, tout en supprimant les rejets d'une installation de production de soude caustique par électrolyseurs à diaphragme, sans avoir à utiliser de tractifs chimiques et au prix d'une consommation d'énergie négligeable. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description non limitative suivante d'un mode de mise en oeuvre du procédé en question. En un premier temps, on effectue un lavage du sel sulfaté qui peut contenir entre 10 et 20 , de Na2SO4 et 80 à 90 , de Nazi. Une dissolution partielle de ce sel à-une température légèrement inférieure à la température de transformation du sel de Glauber en sel anhydre, soit entre 25 et 300C, donnera une solution des deux sels qui contiendra par exemple à 290C : NaCl 7,1 , Na2SO4 23,2 %. Le sulfate étant, dans ces conditions, beaucoup plus soluble que le chlorure, il sera facile, en ajustant le débit d'eau de dissolution et en maintenant un temps de contact convenable, de séparer une solution riche en sulfate d'un sel non dissous constitué par du NaCl pur. 70 à 90 % du NaCl souillé peut ainsi être récupéré avec des teneurs pratiques en sulfate de soude inférieures à 0,1 % (compté sur sec). En un second temps de traitement, on évite le rejet des solutions enrichies en sulfate de soude - ou leur traitement chimique - grâce à la précipitation par refroidissement entre 0 et 1000 du sulfate de soude sous forme décahydratée. La solution refroidie à 5 C, par exemple, ne contiendra plus que 2,4 ffi de Na2S04 et pourra contenir 24,1 % de NaCl. 80 à 90 % du sulfate contenu dans la solution pourra Qtre précipité sous forme d'un sulfate décahydraté pur qui peut facilement autre transformé en sulfate anhydre commercialisable. La solution séparée du sel cristallisé contiendra tout le NaCl contenu dans la solution soumise au refroidissement et sera saturée en sulfate de soude. Cette solution pourra, sans inconvénient, être recyclée au stade de l'électrolyse puisqu'elle n' occasionnera une remontée de la teneur en sulfate de la saumure d'électrolyse que de 0,5 à t g/l pour des saumures qui contiendraient déjà 6 g/l de CaSO4. Cette solution de retour pourra être saturée en sel par prélèvement, par exemple, du chlorure séparé lors de la première phase du traitement. il est bien certain que la séparation du sulfate ne peut présenter d'intérêt que dans la mesure où le refroidissement à basse température peut être réalisé économiquement. Pour réaliser ce refroidissement, on pourra, par exemple, mettre en oeuvre le procédé décrit par le brevet français NO 1-397 491 au nom de la demanderesse et qui consiste à injecter un gaz liquéfié au sein de la solution à refroidir. Selon la présente invention, il est avantageux de réaliser un refroidissement par détente sous vide poussé en utilisant comme élément de condensation de la vapeur de détente, la soude concentrée à 50 ffi et refroidie. La solution de chlorure et sulfate à SOC a en effet une tension de vapeur de 4 mm Hg. Or, la soude caustique à 50 % présente une tension de vapeur de 4 mm Hg à 41 0C. il suffit donc de mettre en contact, dans un dispositif approprié, la vapeur émise par le détendeur de saumure et la soude caustique à 50 % à une température inférieure à 400C pour assurer la condensation de ia vapeur de détente; On remarquera que ceci est d'autant plus facile que les unités modernes de production de soude caustique sont équipées d'un dispositif de refroidissement de la soude à 25 - 300 C, qui permet d'éliminer les dernières traces de sel soluble.Cette solution à 50 %, ainsi refroidie et débarrassée du sel précipité lors du refroidissement, est généralement réchauffée pour éviter sa solidification dazs les stockages. Le dispositif préconisé permet ce réchauffage qui est effectué, il est vrai, au prix d'une légère dilution. Mais, la baisse du titre de la soude résultant de la condensation des sapeurs de détente est très faible - au maximum de 0,5 % - et peut facilement être corrigée par une augmentation correspondante de la concentration à la sortie de l'évaporateur sans qu'il en résulte une augmentation sensible de la consommation de vapeur. En résumé, le procédé tel que décrit ci-dessus permet la récupération intégrale du chlorure de sodium non transformé dans les cellules d'électrolyse à diaphragme. Le sulfate de soude qui constitue l'impureté de ce sel est récupéré séparément sous forme solide et peut facilement ventre transformé en sulfate anhydre commercialisable. Cette opération qui permet de supprimer tous les rejets d'un ensemble de production de soude de cellule à diaphragme ne nécessite aucune source d'énergie autre que celle nécessaire à ltentrainement de deux essoreuses et de quelques pompes et agitateurs. il est évident que l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit ci-dessus, mais qu'elle englobe toutes les variantes et modifications à la portée de l'homme de l'art, issues du meme principe de base. REVFNDICATIONS 1. Procédé permettant la récupération intégrale du sel précipité au cours de la concentration de lessive de soude de cellules à diaphragme, les sels étant séparés sous forme a) de chlorure de sodium pur ; b) de sel de Glauber pur ; c) d'une saumure de sel pouvant être recyclée à l'électro- lyse, ce procédé étant caractérisé par le fait que le sel sulfaté est soumis à une opération de lavage par l'eau-à une température comprise entre 25 et 300C, ce qui.permet de séparer sous forme de chlorure de sodium pur 70 à 90 ffi du chlorure contenu dans le sel impur, après quoi la solution résultante est soumise à un refroidissement à une température comprise entre 0 et 100C, ce qui assure la séparation sous forme de sel de Glauber pur, de 80 à 90 ffi du sulfate de soude contenu dans la solution soumise au refroidissement, ce qui permet de recycler les solutions, débarrassées du sel précipité au stade de l'électrolyse, tout en supprimant les rejets d'une installation de production de soude caustique par électrolyseurs à diaphragme, sans avoir à utiliser de réactifs chimiques et au prix d'une consommation d'énergie négligeable. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le refroidissement de la solution à traiter est réalisé par détente sous vide poussé avec absorption de la vapeur de détente dans la solution de soude concentrée froide produite par ailleurs dans l'unité. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le refroidissement de la solution à traiter est réalisé, de façon connue, par injection de gaz liquéfié dans ladite solution.