Brevet FR2562807A1 — publié le 19851018

La présente invention concerne un procédé pour améliorer la pureté d'un sel. Plus particulièrement l'invention concerne un procédé pour produire du chlorure de sodium de qualité supérieure par traitement d'une saumure avant la production du sel de qualité supérieure par évaporation, par exemple dans des unités de cristallisation sous l'action du soleil. Le procédé peut s'appliquer à de nombreux types de saumures avant que ces saumures soient introduites dans des unités de cristallisation. Le sel produit par ce procédé se différencie de ceux produits de façon classique, par sa pureté nettement accrue, notamment par des teneurs moindres en calcium, magnésium et autres métaux, ainsi que par une transparence très accrue. Le sel produit selon l'invention contient également nettement moins de li- queur-mère emprisonnée, ce qui a pour effet désirable d'accroitre la densité apparente de la forme "fai- blement tassée". Bien que l'invention soit particulièrement destinée à la production du chlorure de sodium, elle peut également s'adapter à la production d'autres pro- duits d'évaporation par exemple, le sel de Glauber. En pratique courante, les saumures provenant de l'évaporation de l'eau de mer, de nappes salées aquifères souterraines, de lacs salés ou d'autres sources, sont normalement conduites directement dans des unités de cristallisation pour qu'une évaporation complémentaire s'effectue. L'évaporation peut s'effectuer soit sous l'action du soleil, soit d'autre façon, par exemple par évaporation sous vide. Le sel précipite dans les unités de cristallisation lorsque l'évaporation se produit. Le sel ainsi formé contient généralement un pourcentage élevé de liqueur-mère et très souvent l'humidité externe du se! est aussi élevée. Dans un tel sel les impuretés, comme précédemment mentionné, sont généralement abondantes. La teneur en chlorure de sodium dans le cas d'un sel ainsi formé est souvent infé- rieure à 96% de NaCl. Selon le procédé de l'invention, on effectue une modification du pH et/ou du potentiel redox de la saumure avant la cristallisation. Le pH des saumures qui est normalement inférieur à 7,5 peut par exemple être élevé à une valeur entre 7,8 et 8,4, la valeur exacte dépendant de la nature et de l'environnement de la saumure. Pour cela on peut utiliser un alcali quelconque tel que l'hydro- xyde de sodium, le carbonate de soude, l'ammoniac, la magnésie, la magnésite, la chaux, la chaux éteinte, le calcaire ou une autre base. Le pH exact nécessaire varie pour chaque saumure selon sa nature et les environnements particuliers. L'introduction de ces produits chimiques peut être effectuée en un emplacement approprié quel- conque avant l'introduction des saumures dans les unités de cristallisation o le sel dépose lorsque l'évaporation s'effectue de façon normale. Il est préférable de mélanger les produits chimiques avec la saumure affluente. Un appareillage de mélange particu- lier n'est généralement pas nécessaire. Des précipités peuvent se former lors du prétraitement des saumures. Cependant leur quantité est généralement négligeable et on peut les éliminer par sédimentation, filtration ou d'autres façons avant l'introduction dans les unités de cristallisation. Les précipités sont très fins et s'ils pénètrent dans les unités de cristallisation, on peut facilement les éli- miner du produit par lavage après récolte. Au lieu de modifier le pH des saumures, on peut élever leur potentiel redox pour obtenir des amé- liorations comparables de la qualité du sel. Le potentiel redox des saumures est normalement inférieur à 400 mV ENH (électrode normale à hydrogène) et on peut de façon avantageuse l'élever par exemple à une valeur comprise entre 500 et 700 mV par addition d'agents oxydants. Des agents oxydants appropriés comprennent le permanganate de potassium (KMnO4), l'hypochlorite de sodium (NaClO), le chlore (C12), le dioxyde de chlore (C10O2), le peroxyde d'hydrogène (H202), l'ozone (03) et le sable de manganate. Les additions dans chaque cas particulier dépendent de la nature et de l'environnement des saumures concernées. Il peut parfois être souhaitable de combiner la modification du pH avec l'ajustement du potentiel redox. Dans ce cas les valeurs du pH choisi sont généralement un peu inférieures à celles utilisées lorsqu'on modifie uniquement le pH et les quantités du ou des agents oxydants utilisés pour élever le potentiel redox, sont réduites de façon cor- respondante. L'invention est illustrée par les exemples non limitatifs suivants: (a) Dans un essai sur le terrain, au niveau de la production commerciale, on transfère de la saumure à un pH d'environ 6,7 et ayant une densité de 1, 216, dans les unités de cristallisation classiques sous l'action du soleil o une évaporation complémentaire sous l'ac- tion du soleil s'effectue. Du sel ordinaire (chlorure de sodium) se dépose dans les unités de cristallisation lorsque l'évaporation se produit. La densité de la saumure effluente est de 1,24. Les caractéristiques de qualité du sel, après les opérations classiques de traitement figurent ci-dessous: Analyse % en poids Chlorure de sodium (NaCl) 95,50 Calcium (Ca) 0,05 Magnésium (Mg) 0,05 Sulfate (S04) 0,16 Potassium (K) 0,01 Humidité externe (H20) 3,00 Humidité interne (H20) 1, 15 Aspect des cristaux: Les cristaux sont généralement opaques et contiennent une petite proportion de zones transluci- des, avec un grand nombre de cavités à l'intérieur des cristaux; environ 5% du volume total de chaque cristal peut être occupé par des cavités remplies de saumure. (b) On soumet de la saumure de la même source que dans (a) ci-dessus à un prétraitement par ajustement du pH avant de l'introduire dans des unités de cristallisation industrielles normales. On ajuste le pH à 8,2 avec une solution de soude caustique (NaOH). Les caractéristiques de qualité du sel après les opérations classiques de traitement, figurent ci- dessous: Analyse % en poids Chlorure de sodium (NaCl) 97,45 Calcium (Ca) 0,03 Magnésium (Mg) 0,02 Sulfate (SO4) 0,10 Potassium (K) 0,01 Humidité externe (H20) 2,00 Humidité interne (H20) 0,35 Aspect des cristaux: Les cristaux sont semi-translucides à trans- parents et contiennent un petit nombre de cavités de petites tailles, avec très peu d'inclusions et/ou de liqueur-mère emprisonnée. (c) Dans une expérience de laboratoire on soumet une saumure provenant de la même source qu'en (a) et (b) à un prétraitement pour accrolître son potentiel redox. On introduit dans l'échantillon de saumure 7,5 mg/1 de dioxyde de chlore (C10o2) avant l'introduction dans un appareil de cristallisation de laboratoire. Le o10 potentiel redox du système passe ainsi de 541 à 646 mV ENH. L'appareil de cristallisation de laboratoire est constitué d'un becher de 5 litres et d'un agitateur magnétique. Le système est agité en continu au laboratoire. L'évaporation se produit et le chlorure de sodium dépose. On recueille le sel lorsque. la densité de la saumure atteint 1, 24. Les caractéristiques de qualité du sel, après lavage avec une solution de chlorure de sodium de qualité pour analyse, afin d'éliminer toutes les impuretés externes, et centrifu- gation jusqu'à siccité, figurent ci-dessous: Analyse % en poids Chlorure de sodium (NaCl) 97,5 Magnésium (Mg) 0,004 Humidité interne (H20) 0,14 Aspect des cristaux: Comme en (b). (d) On ajuste tout d'abord à 8,0 le pH d'un échantillon de laboratoire de la même saumure que celle utilisée dans les autres essais; on ajoute ensuite du perman- ganate de potassium (KMnO4) pour obtenir une concentra- tion de 0,3 mg/l et un potentiel redox de 620 mV ENH. Les caractéristiques de qualité du sel produit à partir de la saumure prétraitée, après lavage avec une solution de chlorure de sodium de qualité pour analyse, afin d'éliminer toutes les impuretés externe, et centrifugation jusqu'à siccité, figurent ci-dessous: Analyse % en poids Chlorure de sodium (NaCl) 97,5 Magnésium (Mg) 0,001 Humidité interne (H20) 0,09 Aspect des cristaux: Comme en (b) et (c). Les essais ci-dessus montrent clairement l'amélioration de la qualité du sel que l'on obtient par suite du prétraitement des saumures selon l'invention. L'invention est susceptible de diverses variantes sans sortir de son cadre. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour améliorer la pureté d'un sel produit par évaporation et cristallisation d'une solution de ce sel contenant des impuretés, caractéri- sé par l'ajustement du pH et/ou du potentiel redox de la solution avant l'évaporation et la cristallisation. 2 - Procédé selon la revendication 1, dans lequel le sel est le chlorure de sodium. 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on élève le pH de la solution. 4 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel on élève le potentiel redox de la solution. - Procédé pour améliorer la pureté dua chlorure de sodium produit par évaporation et cristalli- sation d'une solution de chlorure de sodium contenant des impuretés, caractérisé par l'élévation du pH et/ou du potentiel redox de la solution avant l'évapo- ration et la cristallisation. 6 - Procédé selon la revendication 5, dans lequel on élève le pH à une valeur entre 7,8 et 8,4 par addition d'un alcali à la solution. 7 - Procédé selon la revendication 5, dans lequel on élève le potentiel redox à une valeur comprise entre 500 et 700 mV ENH par addition d'un ou plusieurs agents oxydants à la solution. 8 - Sel de pureté améliorée produit selon le procédé de l'une quelconque des revendications précédentes.