Brevet FR2558457A1 — publié le 19850726

La présente invention est relative à la produc- tion d'ingrédients pour détergent et savon en poudre à par- tir de phosphates de métal alcalin. La présente invention fournit principalement un procédé de production de poly- et/ou de pyrophosphates de métal alcalin, impliquant la réaction d'un orthophosphate et d'acide sulfurique. Selon un aspect de l'invention, on acidifie l'or- thophosphate trisodique avec de l'acide sulfurique, puis on le traite à chaud pour obtenir un mélange de tripoly- phosphate pentasodique et de sulfate de sodium. Selon un deuxième aspect de la présente invention, l'orthophosphate disodique produit à partir de l'orthophosphate trisodique, selon des procédés décrits dans la Demande de Brevet aus- tralien N 31620/84 au nom du Demandeur, est acidifié avec de l'acide sulfurique. Le mélange est ensuite traité à chaud pour fournir un mélange de tripolyphosphate pentasodique et de sulfate de sodium. Selon un troisième aspect de la présente inven- tion, l'orthophosphate trisodique est acidifié avec suffisam- ment d'acide sulfurique en solution pour former de l'ortho- phosphate disodique et du sulfate de sodium. Les deux compo- sés sont séparés par cristallisation et l'orthophosphate disodique est traité à chaud pour donner le pyrophosphate tétrasodique. Les procédés mentionnés ci-dessus peuvent être représentés par les réactions typiques simplifiées ci- apres: (1) 3Na3PO4+2H2SO4 2Na2SO4+Na5P3010+2H2Q (2) 6Na2HPO4+H2SO4 2Na5P3O10 +Na2SO4+4H20 (3) 2Na3PO4+H2SO4; 2Na2HPO4+Na2SO4 (4) 2Na2HPO4 > Na4P207+H20 Bien que les réactions ci-dessus se réfèrent aux phosphates de sodium, il est bien évident que l'on peut utiliser des composés du potassium à la place des composés de sodium correspondants. Avantages: Des "savons en poudre" et des détergents modernes sont généralement formes d'un mélange d'ingrédients pour obtenir de bonnes propriétés de lavage à un coût minimum, Un mélange typique peut comprendre: 1 partie de carbonate de sodium, 2 parties de tripolyphosphate pentasodique, 4 parties de sulfate de sodium, ainsi que de moindres quantités de fractions de pétrole sul- fonées, un parfum et un colorant. Le tripolyphosphate pentasodique est couramment obtenu par réaction d'acide phosphorique obtenu par com- bustion ou d'acide phosphorique obtenu par voie humide et fortement purifié, avec du carbonate de sodium et le trai- tement thermique des produits. Ce procédé est onéreux. L'orthophosphate trisodique de haute pureté peut être facilement obtenu par l'extraction par la soude caus- tique ou par la fusion de carbonate de sodium de roches minérales phosphatées naturelles (Rothbaum N.Z. Journal of Science, Vol. II No. 4, 4th December, 1968; G. Thomas Provisional Specification PG 0279, 14th Juillet, 1983). Le phosphate disodique de haute pureté peut à son tour être préparé par carbonatation du phosphate triso- dique, selon des méthodes qui sont décrites dans la Demande de Brevet australien du Demandeur N 31620/84: 2NaPO +CO +H O 2Na HPO4+Na2CO 2Na3PO4 2 2 2 4 2CO Des produits primaires des poly- ou des pyrophos- phates ainsi que le sulfate correspondant, sont obtenus par la réaction du phosphate trisodique ou du phosphate diso- dique avec de l'acide sulfurique. Le mélange peut être sé- paré après réaction et avant traitement thermique, ou bien, il peut être laissé tel que pour être incorporé après traitement à chaud, dans le mélange détergent de savon en poudre de base. L'acide sulfurique est facilement disponible en tant que sous-produit et diverses opérations, dont l'une est la sulfonation de fractions du pétrole pour former un ingrédient pour détergents et savons en poudre. Le dioxyde de carbone est un sous-produit d'opérations de traitement thermique. La soude caustique et le carbonate de sodium sont devenus très peu cotteux sur le marché mondial ces derniers temps et le procédé de la présente invention permet leur utilisation avec des minerais du phosphate de basse qualité et de l'acide sulfurique obtenu en tant que sous-produit, pour produire des ingrédients de détergent et de savon en poudre intéressants et d'une façon qui est bien meil- leure marché que conformément aux procédés classiques. Outre les dispositions qui précèdent, l'invention comprend encore d'autres dispositions, qui ressortiront de la description qui va suivre. L'invention sera mieux comprise à l'aide du com- plément de description qui va suivre, qui se réfère à des exemples de mise en oeuvre du procédé objet de la présente invention. Il doit être bien entendu, toutefois, que ces exemples de mise en oeuvre sont donnés uniquement à titre d'illustration de l'objet de l'invention, dont ils ne constituent en aucune manière une limitation. EXEMPLE 1 On mélange 100 g d'orthophosphate trisodique hy- draté cristallisé (Na3PO4, 12H20), produit par l'extrac- tion caustique du minerai de qualité C des Iles Christmas, avec 17,2 g d'acide sulfurique à 80 % (mesuré sous forme de H2SO4 à 100 %). L'acide sulfurique est un sous-produit de la sulfonation du dodécylbensène, pour former un ingré- dient de savon en poudre. La réaction entre l'orthophosphate trisodique et l'acide sulfurique dégage une grande quantité de chaleur, éliminant une partie de l'eau de cristallisation et de réac- tion. Les réactifs sont encore chauffés entre 300 et 500 C puis refroidis pour donner le rapport de phase désiré de tripolyphosphates. Le produit résultant convient pour être incorporé dans des mélanges pour des savons en poudre sé- chés par pulvérisation. EXEMPLE 2 On fait réagir 100 g d'orthophosphate disodique hydraté obtenu par carbonatation du phosphate trisodique et séparation du carbonate de sodium résultant, avec 4,6 g d'acide sulfurique à 80 % (mesuré en tant que H2SO4 à 100 %). La réaction entre le phosphate disodique et l'a- cide sulfurique dégage de la chaleur, éliminant une partie de l'eau de cristallisation et de réaction. Les réactifs sont ensuite chauffés à une température de 300 à 500 0C, puis refroidis pour donner le rapport de phase désiré des formes tripolyphosphates. Le produit résultant convient pour être incorporé dans des mélanges pour des savons en poudre séchés par pulvérisation. EXEMPLE 3 On dissout 100 g de cristaux d'orthophosphate trisodique hydraté dans de l'eau et on les mélange avec 13 g d'acide sulfurique dilué (mesuré en tant que H2S04). La solution résultante est refroidie à 20 C et les cristaux de phosphate disodique se forment alors. Ceux-ci sont séparés par filtration, séchés et chauffés à 400 - 600 C pour former du pyrophosphate tétrasodique. Le filtrat débarrassé du phosphate disodique sous forme de cristaux, est évaporé pour que le sulfate de so- dium se sépare en cristallisant et la liqueur-mère est re- cyclée vers le lot suivant. Ainsi que cela ressort de ce qui précède, l'in- vention ne se limite nullement à ceux de ses modes de mise en oeuvre de réalisation et d'application qui viennent d'être décrits de façon plus explicite; elle en embrasse au contraire toutes les variantes qui peuvent venir à l'esprit du technicien en la matière, sans s'écarter du cadre, ni de la portée, de la présente invention. REVENDICATIONS 1.- Procédé de production de polyphosphates et/ ou de pyrophosphates de métal alcalin à partir d'un ortho- phosphate de métal alcalin, caractérisé en ce qu'on acîdi- fie cet orthophosphate avec de l'acide sulfurique et qu'en- suite ou bien: a) on chauffe le mélange réactionnel pour produire les produits désirés et l'on récupère ceux-ci à partir du mélange réactionnel, ou bien b) on sépare un intermédiaire à partir du mélan- ge réactionnel et on chauffe l'intermédiaire pour former un produit désiré. 2.- Procédé de production de polyphosphates et/ou de pyrophosphates de métal alcalin à partir d'un orthophos- phate de métal alcalin, caractérisé en ce qu'on acidifie cet orthophosphate avec de l'acide sulfurique, en ce qu'on chauffe le mélange réactionnel pour produire les produits désirés et en ce que l'on récupère ceux-ci à partir du mé- lange réactionnel. 3.- Procédé de production de polyphosphates et/ou de pyrophosphates de métal alcalin à partir d'un orthophos- phate de métal alcalin, caractérisé en ce qu'on acidifie cet orthophosphate avec de l'acide sulfurique, en ce qu'on sépare un intermédiaire à partir du mélange réactionnel et en ce que l'on chauffe l'intermédiaire pour former un produit désiré. 4.- Procédé suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 3, caractérisé en ce que l'orthophosphate de métal alcalin est l'orthophosphate trisodique. 5.- Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 3, caractérisé en ce que l'orthophosphate de métal alcalin est l'orthophosphate tripotassique. 6.- Procédé suivant la revendication 3, carac- térisé en ce que l'orthophosphate de métal alcalin est l'orthophosphate disodique. 2558457. 7.- Procédé suivant la revendication 3, caracté- rise en ce que l'orthophosphate de métal alcalin est l'orthophosphate tripotassique. 8.- Procédé suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 7, caractérisé en ce que le traitement thermi- que est effectué à 300 - 6000C. 9.- Procédé suivant l'une quelconque des revendi- cations 1 à 7, caractérisé en ce que le traitement thermi- que est effectué à 300 - 500 C. 10.- Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 3, 6 ou 7, caractérisé en ce que le traitement thermique est effectué à 400 - 600 C. 11.- Procédé suivant l'une quelconque des reven- dications 1 à 7, caractérisé en ce que le rapport pondérai d'acide sulfurique à l'orthophosphate de métal alcalin est de 3 à 14 g d'acide sulfurique pour 100 g d'orthophos- phate de métal alcalin. 12.- Produits caractérisés en ce qu'ils sont obte- nus par mise en oeuvre du procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11.