Brevet FR2676432A1 — publié le 19921120

Objet de L'invention La présente invention a pour but de développer un procédé qui permet de régler ou d'éliminer, à volonté, la teneur en hydroxyde de sodium du cyanure de sodium cristallisé, en facilitant sa manipulation et son transvasement tout en augmentant sa densité apparente, sans nécessiter de séchage ni de compression. Anteriorités de L'invention L'obtention de cyanure de sodium, quels que soient le processus suivi et les produits initiaux, s'achève toujours par sa cristallisation à partir d'une solution aqueuse le contenant. Cette cristallisation est faite par concentration sous vide des solutions, lesquelles contiennent en outre de l'hydroxyde de sodium en petites quantités qui fait fonction de stabilisant en inhibant la polymérisation du cyanure mais qui, cependant, se concentre aussi pendant le processus et s'incorpore au cyanure à travers la solution mère qui imprègne le produit solide. Les cristaux de cyanure de sodium sont séparés par centrifugation, ce qui diminue l'imprégnation mais est bien loin de l'annuler, à tel point que l'on obtient fréquemment des teneurs en hydroxyde de sodium voisines de 0,5% en poids ou supérieures. Cette imprégnation du cyanure par l'hydroxyde de sodium présente un bon nombre d'inconvénients consistant notamment en ce qu'il s'écoule mal, du fait de la viscosité entre particules, et que sa manipulation est malaisée et risquée, pour la même raison. C'est pourquoi on a recours habituellement au séchage du cyanure qui est ensuite soumis à une compression pour obtenir des briquettes, des tablettes ou toute autre sorte d'aggloméré. Les processus de séchage sont complexes et coûteux en énergie, comme il ressort des documents cités ci-après au titre d'antériorités. Ainsi, le fascicule du brevet roumain n 48 903, du 28 IX-67, demande du 17-X-64, préconise un séchage par atomisation sous un courant d'azote à 150-1 0000C. A la même époque, on a également découvert un procédé roumain (S. Seban, Begheceanu et D. Sandru (1967). Rev. Chim. Bucarest 18 (12), 723-725 où sont cités en tant qu'agents de séchage des gaz inertes dilués par l'air et, auparavant, on connaissait par le brevet anglais 802 091 du 1er octobre 1958, d'employer de l'air appauvri en CO2. Les courants de gaz inertes et les températures mettent en évidence les difficultés inhérentes aux anciens procédés connus. De là que les recherches se soient orientées vers d'autres voies telles que, par exemple, le séchage en deux étapes, en employant dans la première un gaz non saturé en vapeur, de teneurs en eau allant jusqu'à 18%, et en chauffant dans la seconde jusqu a des températures de 250 à 3000C (brevet allemand 1 467 211 de juillet 1971 ; demande de brevet français du 2 août 1962 brevet français 1 338 450, demande du 2 août 1962). Outre le fait de compliquer l'opérativité, ce procédé implique une contrainte thermique considérable, ce qui n'avait pas davantage d'importance à l'époque où le procédé fut développé mais qui en a, en revanche, à l'heure actuelle. On pourrait faire des commentaires analogues et relever des problèmes semblables en ce qui concerne d'autres modes de séchage à partir de cristaux de cyanure de sodium à l'aide d'un gaz chaud, notamment de l'air porté de 200 à 400 C (brevet anglais 834 765, du Il mai 1960 ; brevet allemand 1 114 246 du 23 février 1963 ; demande du 29 octobre 1960), dans différents fours de séchage ou étuves, parmi lesquels il convient de signaler les systèmes à lit fluidisé (Zvigunov, A.P. : Laeshenkov, Yu.V. et autres Nautchno Proizvod. Ob'edin "Tekhnergokhimpram", U.R.S.S. Prom. Energ. 1981, (9) 32-5 ; brevet de RDA 201.019 du 29 juin 1983, Appl. 235-086 du 24 novembre 1981 ou séchoirs à haute fréquence (et aussi brevet de RDA nO DD 201.019 et brevet de la RFA o aussi brevet de RDA n DD 201.019 et brevet de la RFA n 1 149 338 du 30 mai 1963, demande du 5 août 1961) ; comme on peut le voir, ils sont tous tombés aujourd'hui dans le domaine public sans être parvenus à résoudre le problème posé de manière efficace. o Le brevet espagnol n 538 296 résout les problèmes de séchage en soumettant les cristaux humides à une compression, après leur avoir ajouté des produits liants, absorbants et stabilisants. Les problèmes diminuent mais, comme on peut le constater, on ne s'affranchit pas du processus de compression. Description de L'invention L'invention qui fait l'objet du présent brevet permet de résoudre tous les problèmes posés en proposant une méthode rapide et économique qui permet d'obtenir un produit facilement manipulable et d'une grande fluidité, ne requérant aucun séchage spécifique bien que permettant, comme nous le verrons plus loin, de sécher plus ou moins le produit, en fonction des conditions de mise en oeuvre. La présente invention repose sur la découverte que, lorsqu'on neutralise par carbonatation "in situ" l'hydroxyde de sodium contenu dans les cristaux au moyen d'un réactif gazeux - réactif vis-à-vis de NaOH et inerte vis-à-vis du cyanure - on améliore la fluidité, en éliminant la viscosité due à la soude, son aptitude au tassement ou compactage diminue et on favorise l'augmentation de la densité apparente du produit, sans devoir recourir à des compressions complémentaires.Mais, bien qu'il s'agisse là de toute évidence d'une option opératoire, ce processus est encore plus favorisé si la température est inférieure à 34,70C, température à laquelle se produit l'équilibre l'eau d'imprégnation passant alors à faire partie de l'eau moléculaire de constitution, ce qui améliore la cristallinité du produit et entraîne, ce faisant, une modification de ses propriétés physiques. De là que l'un des modes opératoires soit à des températures inférieures à 34,70C, et de préférence entre -150C et +200C. Si l'on souhaite procéder à un séchage partiel ou total du produit, il faut opérer avec un gaz à des températures supérieures à 34,7 C, de préférence supérieures à 100 C mais sans atteindre, bien évidemment, les hautes températures préconisées par certains des brevets cités. Le gaz réactif peut être le dioxyde de carbone, mais il doit être contenu dans un gaz vecteur diluant, qui peut être l'air ou l'azote, ou tout autre gaz inerte vis-à-vis du cyanure. Le C02 réagit avec NaOH en le neutralisant avec formation du carbonate de sodium, tout en contribuant à un certain séchage du produit, du fait du caractère exothermique propre à la neutralisation et par entraînement, par le courant gazeux, des gaz - C02 et gaz vecteur - ce qui augmente la séparation d'eau du cyanure. Le C02, en tant que gaz neutralisant, ne doit pas être utilisé seul car, une fois épuisée la neutralisation-carbonatation, laquelle se ferait de manière trop rapide et sans donner l'occasion d'un séchage spontané, le C02 réagirait avec l'eau résiduelle en libérant de l'acidité laquelle décomposerait ensuite en partie le cyanure avec le risque que cela implique de libération de CNH toxique, outre la perte de cyanure de sodium. Les avantages de ce processus sont les suivants : on obtient un produit fluide, d'une manipulation aisée, qui permet de réduire l'encombrement des conteneurs dans lesquels il est conditionné, du fait de l'augmentation de la densité apparente précitée. D'autre part, pour la plupart des applications du produit, il n'est pas nécessaire d'avoir recours à des processus de séchage ou de compression, avec ce que cela implique en économie d'énergie, réduction des investissements et amélioration des conditions de sécurité, dans la mesure où l'opération de séchage implique normalement une certaine manipulation du produit. Mode de réalisation préféré de L'invention Après avoir décrit le fondement de notre invention, il convient de préciser les conditions opératoires préférées auxquelles les variables thermodynamiques du processus doivent se conformer. La masse de cyanure de sodium contaminée par la soude, par l'imprégnation dans les eaux mères de cristallisation, est transférée sur un lit de réaction - en continu ou discontinu - à travers lequel on fait passer un mélange, que l'on aura préparé au préalable, de C02 et d'un gaz vecteur, à la température souhaitée, selon que l'on se propose un séchage plus intense ou la fixation moléculaire de l'eau par hydratation du CNNa, joint à la carbonatation dans les deux cas. Les débits relatifs des courants solide et gazeux, dans des processus en continu, ou les proportions suivant lesquelles les uns et les autres participent, dans les processus opératoires discontinus, seront établis en fonction de la quantité d'hydroxyde de sodium à éliminer et du contenu en C02 du gaz ou du mélange gazeux. A l'issue de l'opération, le produit est transvasé, à l'aide de n'importe lequel des dispositifs connus pour ce genre d'opération, compte tenu de sa mobilité aisée et du fait qu'il se comporte comme un produit fluide ("free-flowing"). Comme gaz vecteur on peut employer de l'azote ou de l'air, de préférence le second pour des raisons d'économie. il s'incorpore au courant de C02 à la température voulue, en fonction des buts décrits ci-dessus. De toute façon, la proportion en volume de C02 dans le mélange de gaz doit être comprise entre 1% et 25% et, de préférence, entre 1 et 8%. Des proportions inférieures obligeraient à prolonger l'opération, tandis que des proportions supérieures impliqueraient un temps de passage trop bref, ce qui ferait perdre de l'efficacité à la fonction subsidiaire de séchage. La quantité de gaz entrant dans le processus doit contenir entre 1 et 5 fois le C02 nécessaire pour la neutralisation de l'hydroxyde désiré, de préférence entre 2 et 3 fois. Cela dépendra de toute façon de l'efficacaté du contact solide gaz. Les exemples suivants illustrent l'invention sans toutefois en limiter la portée. Exemple 1 On met dans un filtre Bûcher 100 g de cyanure de sodium cristallisé, à une température de 41 C, et dont la composition en poids est la suivante cyanure de sodium 95,20% hydroxyde de sodium 0,45% carbonate de sodium 0,05% eau 4,30% en faisant passer à travers, pendant 5 min, un courant de gaz à 120C comportant deux flux, l'un d'air sec d'un débit de 1,6 I/min, et l'autre de dioxyde de carbone, d'un débit de 0,074 L/min, tous les deux dans des conditions normales de pression et de température.Au bout de 5 min d'écoulement dans le Büchner, la composition du produit - dont la fluidité s'est sensiblement améliorée par rapport au produit initial - est la suivante : cyanure de sodium 95,34% hydroxyde de sodium 0,24% carbonate de sodium 0,33% eau 4,09% Exemple 2 Dans cet exemple, mis en oeuvre à plus grande échelle, on met dans un dispositf à lit fluide 255 kg de cyanure de sodium cristallisé et centrifugé dont la composition est la suivante : cyanure de sodium 93,78% hydroxyde de sodium 0,12% carbonate de sodium 0,15% formiate de sodium 0,22% eau 4,73% en faisant passer à travers un courant de gaz comportant 96,5% en volume d'azote et 3,5% en volume de dioxyde de carbone, pendant 15 min et à un débit de 12 Nm3/h. L'analyse du produit ainsi obtenu donne la composition suivante : cyanure de sodium 94,10% hydroxyde de sodium 0,00% carbonate de sodium 1,31% formiate de sodium 0,22% eau 4,37% Ce produit se comporte comme un "free-flowing", à une température inférieure à 34,70C. il est entendu que l'invention n' est pas limitée aux modes de mise en oeuvre préférés décrits ci-dessus à titre d'illustration et que le spécialiste peut y apporter diverses modifications sans toutefois s'écarter du cadre et de l'esprit de l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé permettant d'obtenir du cyanure de sodium cristallisé exempt d'hydroxyde de sodium, ou à teneurs réglables en hydroxyde de sodium et en tout cas inférieures à 2% en poids, d'une teneur en humidité inférieure à 10% et d'une teneur en carbonate de sodium inférieure à 6%, contenant ou non du formiate de sodium, caractérisé en ce que le produit obtenu, dans les processus conventionnels, à la sortie de la séparation de phase par centrifugation ou filtration, est soumis à un traitement de carbonatationneutralisation de l'hydroxyde de sodium qui imprègne la surface des cristaux de cyanure de sodium, en faisant passer entre eux du dioxyde de carbone entrainé par un gaz vecteur inerte vis-à-vis du cyanure. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le gaz vecteur peut être l'air, l'azote ou leurs mélanges. 3. Procédé selon les revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on emploie comme gaz de carbonatation de l'air sec enrichi en dioxyde de carbone. 4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le pourcentage en volume du courant de C02 par rapport à celui du gaz vecteur oscille entre 1% et 25%, de préférence entre 1 et 8%, mesurés tous deux dans des conditions normales. 5. Procédé selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la carbonatation de l'hydroxyde de sodium se fait avec le mélange gazeux à une température inférieure à 34,70C, de préférence entre -150C et +200C. 6. Procédé selon les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il peut être mis en oeuvre avec ce mélange gazeux porté à des températures supérieures à 34,70C, de préférence supérieures à 100 C, si l'on souhaite en outre réduire la teneur en eau. 7. Procédé selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que la quantité de gaz intervenant dans le processus de neutralisation-carbonatation doit contenir entre 1 et 5 fois le C02 nécessaire pour la carbonatation de l'hydroxyde de sodium contenu dans le cyanure que l'on souhaite carbonater, de préférence entre 2 et 3 fois. 8. Cyanure de sodium obtenu par le procédé selon les revendications précédentes, caractérisé par sa teneur réglable en hydroxyde de sodium, inférieure en tout cas à 2% en poids, et par un taux d'humidité ne dépassant pas 10% en poids et une proportion de carbonate de sodium inférieure à 6%, le fait qu'il contienne ou non du formiate de sodium étant indifférent.