Brevet FR2538365A1 — publié le 19840629

PROCEDE D'ELIMINATION DE L'ANHYDRIDE SULtUREUX PRESENT DANS L'ACIDE FLUORHYPRIQUE EN TANT QU'IMPURETES L'inventzon concerna un procédé d'élimination d'une impureté constituée par#l1anhydridesulfureux dans l'acide fluorhydrique commercial, le rendant ainsi apte à être utilisé dans des domaines exigeant une grande pureté tels que par exemple, dans l'industrie nucléaire. Depuis longtemps déjà, homme de l'art a été confronté à la nécessité de disposer pour des applications industrielles particulières d'acide fluorhydrique exempt d'impuretds telles que l'anhydride sulfureux.Or, par son procédé d'obtention, l'acide fluorhydrique généralement déplacé des fluorures naturels par l'acide sulfurique, contient de l'anhydride sulfureux en une quantité généralement inférieure à 0,3 t mais pouvant atteindra 1 % en poids La présence de l'anhydride sulfureux, même en très faible quantité, peut entre indésirable et même rédhibitoire pour certaines applications.En effet, la présence d'anhydride sulfu-- reux est intolérable lorsque l'acide fluorhydrique est utilisé dans un milieu réactionnel catalytique car, dans ce cas, l'anhydride sulfureux présent joue le rôle d'un poison du catalyseur mis en oeuvre. De même, la présence de l'anhydride sulfureux dans l'acide fluorhydrique, lorso que ce dernier est mis en oeuvre dans la fluoruration du dioxyde d'uranium, provoque une corrosion exacerbée de l'installation industrielle. En raison de ces inconvénients majeurs, il a été proposé d'éliminer l'anhydride sulfureux de l'acide fluorhydrique par distillation Prac- tonnée, et ce procédé reste actuellement le plus employé, malgré le coût que représente une bidistillation dudit acide pour l'obtenir avec la pureté souhaitée. Malgré l'efficacité du procédé de purification de l'acide fluorhydrique par une bidistillation et perce que la bidistillation nécessite un équi- pement industriel important, d'autres traitements de purification ont été proposés à l'homme de l'art dans le but de rendre cette purification plus simple et surtout indépendante d'une installation industrielle coo teuse et importante. Un premier type de procédé, illustré par le brevet américain 2 777 754, consiste à mettre en contact l'acide fluorhydrique contenant l'anhydride sulfureux comme impureté avec un agent oxydant choisi dans le groupe constitué par le dioxyde de manganèse, le permanganate de potassium, les chlorates chromates, dichromates et peroxydes de sodium et potessium. Le traitement de purification s'effectue en phase liquide et sous pression à une température choisie dans l'intervalle de 20 à 2000 Ce procédé, certes efficace, oblige toutefois à une séparation ultérieure de l'impureté transformée en acide sulfurique dont l'agressivité corso dante est réelle. Un autre type de procédée illustré par le brevet américain 3 167 391, consiste à mettre en contact l'acide fluorhydrique impur,sous forme gam zeuse avec une série de liquides de lavage contenant des quantités con- trâ#èsd'eau. Bien que ce procédé de purification offre une solution au problème de la purification de l'acide fluorhydrique, il se révèle peu applicable industriellement, et se voit préférer le procédé de purification bien connu de la double distillation. Comme il est nécessaire, pour l'homme de l'art, de disposer d'un acide fluorhydrique relativement pur, débarrassé en particulier de l'anhydride sulfureux d'une manière simple et économique, en vue d'applications industrielles importantes, telle que la fluoruration du dioxyde diura- nium, la demanderesse, poursuivant ses recherches, a trouvé un procédé simple d'élimination de l'impureté constituée par l'anhydride sulfureux. Le procédé selon l'invention, d'élimination de l'impureté constituée par l'anhydride sulfureux, présente dans l'acide fluorhydrique commercial, se caractérise en ce que ledit acide commercial est mis en contat sous forme gazeuse et chaude avec un agent.métallique chaud de traitement offrant une grande -surface de contact et contenant en majeure partie du fer. Selon l'invention, l'acide fluorhydrique est mis en contact sous une forme gazeuse et chaude avec l'agent métallique dans une zone de traitement constituée d'un vase clos, dans lequel est placé ledit agent. A l'entrée de la zone de traitement, l'acide fluorhydrique est porté à une température, supérieure à sa température d'ébullition,choisie dans l'intervalle 200C à 500C. L'agent métallique de traitement, placé dans la zone de traitement de l'acide fluorhydrique, est porté à une température au plus égale à 3500C et, de préférence comprise entre 2000C et 3000C. Le débit d'acide fluorhydrique à traiter dans la zone de traitement est choisi dans l'intervalle de 0,5.l.h- 1 kg.-1 à 10 l.h-1. kg-1 La zone de traitement contenant l'agent métallique est constituée de préférence par des tubes métalliques . soit résistantssoitrésistants à l'action de 1'HF impur , tels que l'inconel, soit en acier ordinaire à parois épaisses d'au moins 10 mm. L'agent métallique, qui doit disposer -d'une grande surface de contact est constitué par des déchets métalliques contenant du fer sous.produit de l'industrie de la mécanique tels que les copeaux de tournure d'acier doux ou bien par de la laine d'acier, des tricots d'acier... L'invention sera mieux comprise grâce à l'exemple ci-après donné à titre illustratif. EXEMPLE On a traité selon l'invention de l'acide fluorhydrique contenant de l'anhydride sulfureux comme impureté en vue d'un usage ultérieur exigeant de l'acide fluorhydrique purifié. Pour ce faire, on a utilisé une installation de laboratoire comportant une batterie de tubes d'absorption constituant la zone de traitement de l'acide. Cette batterie se composait de 3 tubes métalliques an série chauffés électriquement, ayant chacun une longueur de 200 centimètres et un diamètre de 20 centimètres. Chaque tube était rempli de 50 kg de tournure d'acier doux préalablement dégraissé, représentant une masse totale de 150 kg. Cette masse métallique de-traitement état portée à la température de 2500C + 250C. L'acide fluorhydrique impur, soumis au traitement selon l'invention, contenait 0,25 % en poids de 502. Il était préchauffé à une température de 400C f 1. C et était introduit dans la batterie de tubes d'absorption à raison de 80 litres par heure, ce qui représentait un débit par kilo de l'agent métallique de 0,8 l.h l kg 1 A la sortie de la zone de traitement, un échantillon d'acide fluorhydrique traité a été prélevé et analysé.0n a pu constater que l'acide fluorhydrique traité selon le procédé ne contenait plus que 0,001 % en poids de S02. On peut remarquer que cette technique employée à la préparation de 1'UF4 dans l'industrie nucléaire n'entraine pratiquement pas de dépense d'équipement, les réchauffeurs de HF gazeux pouvant être utilisés pour cette purification. REVENDICATIONS 1. Procédé d'élimination de l'anhydride sulfureux présent dans l'acide fluorhydrique commercial caractérisé en ce que ledit acide est mis en contact sous une forme gazeuse et chaude avec un. agent métallique chaud de traitement contenant en majeure partie du fer. 2. Procédé d'élimination de l'anhydride sulfureux selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'agent métallique de traitement est à une température au plus égale à 3500C, et préférentiellement comprise entre 2000C et 3000C. 3. Procédé d'élimination de l'anhydride sulfureux selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le débit d'acide fluorhydrique à traiter et mis en contact avec l'agent métallique de traitement est compris entre 0,5 l.h l.kg 1 et 10 l.h l.kg 1. 4. Procédé d'élimination de l'anhydride sulfureux selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé an ce que l'acide fluorhy drique à traiter est préchauffé à une température choisie dans l'intervalle de 200C à 50 C. 5. Procédé d'élimination de l'anhydride sulfureux selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'agent métallique de traitement est choisi dans le groupe constitué par des déchets métalliques contenant du fer, tels que copeaux d'aeier doux et par les laines et tricots d'acier.