BE360742A - - Google Patents

Description

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  PROCEDE POUR LA FABRICATION DES SELS DE MAGNESIUM EN PARTANT DES SELS CORRESPONDANTS DE CALCIUM. 



   La présente invention a pour objet un procédé industriel permettant de produire un sel quelconque de magnésium en employant les sels correspondants de calcium. Ce procédé   @   est basé sur l'action intermédiaire de l'anhydride carboni- que et est caractérise en ce qu'on fait barboter un courant d'anhydride carbonique dans un bain maintenu en agitation et contenant en suspension de l'hydrate de magnésium   oonve-   nablement dosé et le sel de calcium correspondant au sel de magnésium désirée le précipité de calcium formé, étant succes- sivement enlevé dudit bain et des doses des dites substances étant nouvellement ajoutées jusqu'à ce que le titre en sel de magnésium ait atteint le degré de concentration voulu. 



   Le présent-: procédé peut être réalisé en employant de la magnésite naturelle ou, mieux encore de la dolomite calcinée; 

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 ces deux substances brutes contiennent a peu près le même pourcentage   d'oxyde   de magnésium   (à   peu près 35-40%) tand is que la dolomite calcinée coûte la moitié et même moins que la ma- gnésite naturelle; en outre, elle se réduit facilement en pâte, ou en lait, à un état de grande subdivision tandis que la magnésite est une substance très dure et elle doit être moulue en fine poudre en dépensant un travail et des frais considéra- bles. 



   Il n'est pas indispensable que l'anhydride carbonique néces- saire pour la réaction soit pure et très concentrée; elle peut être enlevée de toute source naturelle ou artificielle, et on peut l'utiliser même si elle est très diluée dans l'air, ou dans un autre gaz inerte. Il est vrai que si la dilution de l'anhydride carbonique augmente, l'opération devient plus   lon-   gue et la concentration finale du sel à obtenir qu'on peut    atteindre devient moindre ; est cependant toujours possible   d'obtenir des concentrations pratiquement utilisables, même avec de l'anhydride carbonique très diluée, par exemple au 10%. 



  Dans le cas des fabriquer qui ne doivent pas produire une quan- tité très forte de sels de magnésium, il peut suffire d'utili- ser l'anhydride carbonique contenue dans la fumée des chau- dières de la fabrique. 



   Pour des fabriques plus importantes, ou n'ayant pas dispo- nible de l'acide carbonique provenant d'autres sources (par exemple fours de tout genre, fermentation et semblables) on devra pourvoir à l'installation de fours de calcination, qui fourniront en même temps la dolomite calcinée et l'acide car- bonique nécessaires pour la réaction chimique 
Le présent procédé peut être   employée   utilement pour la produo- tion de chlorure de magnésium, en employant le chlorure de calcium; mais son application plue   immédiate   et considérable est sans doute la production du sulfate de magnésium en employant 

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 le sulfate de calcium, dont existent des gisements naturels importants, par exemple dans les bancs de gypse et qui revient bon marché. 



   Au contraire la fabrication du sel en employant l'acide sul-   furique   et la magnésite est assez coûteuse, elle ne donne pas toujours le sel très pur et elle oblige à produire, ou au moins à manier l'acide sulfurique* ce qui représente toujours un danger ou du moins un ennui pour le personnel et une usure considérable des   appareils.   



   De plus avec ce système, il est plus facile d'obtenir un sel quelque peu acide et non parfaitement neutre. Les avantages du présent   procéder qui   permet la fabrication du sulfate de magnésium, sans l'emploi des acides et de la magnésite,mais en utilisant les gisements naturels de gypse et de dolomite, matières premières dont il existe des gisements inépuisables, sont donc   évidents4   Ce procédé ne demande pas l'emploi de températures élevées, ni de pressions appréciables, mais il est facilement réalisable par voie humide à l'aide d'appareils très ordinaires et qui sont à la portée de tous les ouvriers et de toutes les industries, en employant le gypae calciné, qui contient environ 65% en poids d'acide sulfurique, comme l'acide ordinaire à 50  Bé, c'est-à-dire l'acide le plus économique qui existe dans le commerce.

   Il permet d'obtenir encore une autre économie considérable.   Lorsqu.on   emploie l'acide sulfurique et la magnésite on dépense de l'acide sulfurique pour saturer tou- tes les impuretés de la magnésite, telles que la chaux, le fer, l'alumine etc. Cette dépense n'est pas petite lorsqu'on traite les magnésites naturelles qui sont assez impures. Au contraire avec le présent procéda on emploie seulement le gypse nécessaire et suffisant pour saturer la magnésie. 



   La réalisation du procédé appliqué à la fabrication du sulfate de magnésium, est faite comme il suit: après avoir calciné et 

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 delayé dans   l'eau.la dolomite,   et après avoir deshydraté et moulu le gypse à l'état de fine poudre, il suffit de mettre en suspension dans l'eau les deux substances, et de les agiter continuellement dans des autoclaves ordinaires en fer, qui ne devront pas nécessairement présenter une grande résistance, car l'opération s'accomplit aisément à la pression ordinaires Dans ces autoclaves on fait barboter le gaz carbonique, c'est- à-dire la fumée des chaudières et des fours, où le mélange gazeux dont on dispose, à l'aide d'un compresseur ou d'une machine soufflante quelconque* L'anhydride carbonique se dis- sout dans l'eau, et elle agit comme il est dit plus haut,tandis que l'air,

   ou le gaz inerte, sortent par le haut de l'autoclave* Afin de mieux utiliser l'anhydride carbonique contenu: dans le mélange gazeux on peut disposer deux ou plusieurs autodaves en série afin qu'à la fin du parcours, le mélange gazeux sitcédé tout l'anhydride carbonique. 



   En employant la dolomite calcinée (on peut utiliser aussi la magnésite calcinée et moulée impalpable) on peut agir suivant deux manières différentes: 
I) En employant la dolomite calcinée et hydratée mélangée avec    du gypse ; ce cas la vraie réaction qui intéresse, commence   seulement après que toute la chaux de la dolomite   a été   saturée par l'acide carbonique selon la réaction très connuet 
Ca   (OH)2   + CO2 = Ca CO3 + H2O 
Pour conserver le liquide assez coulant, il convient de pro- portionner les ingrédients de manière à obtenir une solution de sulfate de magnésium environ à 7 -8  Bé. A ce point, il est convenable de filtrer et d'exprimer le résidu solide, consti- tué de carbonate de calcium, afin de séparer la solution de sulfate de magnésium.

   A cette solution on peut encore addi- tionner des matières premières pour continuer   l'opération.jus-   qu'à atteindre la concentration d'environ   140-160   Bé, et ainsi 

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 de suite. On peut obtenir facilement la concentration de 20 Bé et on pourrait aussi l'augmenter; il est cependant certain que depuis les 20  Bé l'opération devient longue et industriellement moins convenable. 



   II) On traite la dolomite calcinée hydratée avec une solu- tion de sulfate de magnésium précédemment préparée-par le même procédé de manière à obtenir la réaction immédiate sui- vante.: 
 EMI5.1 
 aa, (OH)2 + Mg (OH)2 Mg S04 = Ca 304 + 2 Mg (OH)2 
Ensuite on applique aux produits de cette première réaction, le procédé ordinaire jusque obtenir 
 EMI5.2 
 Ca C03 + Mg ( OH)2 + Mg S04 
On ajoute ensuite une autre quantité de gypse, et on complète la réaction jusqu'à obtenir:

   
 EMI5.3 
 Oa003+ dg( QH)2 + Mg i04 + CaS04 bC02 = 2aaCO3 +2MgS04 + Ii20 
Par ce changement on emploie une moitié du sel produit, dans la première partie du procédé, mais il n'est plus nécessai- re de procéder par degrés, comme dans le cas précédent, et on évite les filtrations intermédiaires avec les pertes de temps relatives et de la solution entrainée par le résidu solide de CaCO3 qui vient d'être éliminé. Le procédé devient alors con- tinu et on peut arriver jusque 25  Bé de concentration sans interruptions et sans dispersions. Le liquide a la plus grande densité au commencement et devient toujours plus fluide et moins dense en allant vers la fin de la réaction. 



   Enfin, le temps total nécessaire pour obtenir une produc- tion donnée de sulfate de   magnésium   n'augmente pas, soit parce   qu'on   épargne les filtrations intermédiaires., soit parce que la réaction entre le gypse précipité et l'hydrate de magnésium précipité lui aussi qui dérivent de la première réaction, et par action de l'anhydride carbonique, est beaucoup plus facile et rapide que celle entre le gypse naturel et l'hydrate de la dolo- mite naturelle. 

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   Si on voulait   accélérer   la réaction aux dépens du prix de re- vient, il conviendrait de substituer à la dolomite calcinée la magnésite calcinée (notamment là où cette matière est voisine et coûte peu). Dans ce cas   o   ne doit pas saturer avec l'anhy- dride   carbonique tonte   la chaux de la dolomite, et par cela non seulement la durée de la réaction diminue, mais on peut obtenir une concentration sensiblement plus forte par une seule opéra- tion car l'absence de la chaux permet de tenir en suspension dans l'eau une quantité plus grande de gypse et de magnésie;

   On peut aussi utiliser dans cette opération de la dolomite demi-cal- cinée et moulue, qui consiste dans un mélange de carbonate de cal- cium avec de l'oxyde de magnésium; aussi dans ce cas la durée de l'opération devient moindre, et la filtration du résidu solide plus facile. 



   Enfin on peut employer utilement la dolomite calcinée hydratée, lavée à outrance avec de l'eau pour enlever par solution la plus grande partie de chaux pour enrichir en magnésie la matière pre- mière employée et ce procédé peut être utilement appliqué dans le cas où il existe dans les voisinages de la fabrique un lac ou un cours d'eau. 



   En employant la mangésite ou la dolomite demi-calcinée, le présent procédé devient toujours plus économique que le procédé usuel fondé sur l'emploi de l'acide sulfurique; le coût s'accroit un peu en comparaison de celui résultant de l'emploi de la dolo- mite calcinée, qui est le plus économique et convenable, où ne sont pas nécessaires des solutions très concentrées de sulfate   de   magnésium, et où ne soit pas indispensable une grande rapidité de fabrication. 



   Le temps nécessaire pour les réactions susdites est très variable suivant les matières premières employées et surtout suivant la qualité et quantité du gaz carbonique utilisé . En disposant les choses de la manière plus favorable et avec un gaz qui contienne au moins   15-20%   d'acide carbonique, on peut obtenir en moyenne 

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 un enrichissement de la solution de un degré Bé pour cha- que heure de traitement. Mais on peut aussi l'accélérer spé- cialement jusqu'à la concentration d'environ 10 -12    Bé.   



   Le procédé qu'on vient de décrire peut donc être appliqué pour réaliser un grand nombre d'applications industrielles très im- portantes. Une des applications les plus intéressantes consiste dans la récupération des sels contenus dans les eaux d'égout de pluàieurs industries, récupération qui ne pourrait pas être effectuée convenablement d'une autre manière. Par exemple les eaux d'égout des fabriques de la soie artificielle viscose   opntiennent   des quantités oonsidérables de sulfates divers, (de magnésium, de sodium, et même de zinc) ainsi que de l'acide sulfurique, qu'on perd,faute d'un procédé éconpmique permettant leur récupération.

   L'applioation du   procédé-   formant l'objet essentiel de la présente invention à cette récupération est au oontraire très simple et économique* 
Les eaux'de lavage et d'égout en question sont préalablement traitées avec un excès de lait de chaux, ce qui produit, même à la température ordinaire, la précipitation de sulfate de cal- cium, d'hydrate de magnésium et d'hydrate de zino; l'eau traitée   contient   encore en solution du sulfate de sodium et non plus de 
0.002 de sulfate de calcium.

   Après avoir séparé' par décantation ou par filtration la masse précipitée de cette solution, on peut aisément traiter séparément ces deux parties comme suit: 
Le précipité, délayé dans de l'eau pure, est traité par de l'anhydride carbonique suivant un des procédés décrits plus haut, ce qui permet de récupérer du sulfate de magnésium. Si dans l'o- pération précédente on emploie de la chaux   dolomitique   au lieu de la chaux pure ,on pourra récupérer aussi l'acide sulfurique existant dans les eaux d'égout sous la forme de sulfate de magné- sium supplémentaire. 



   L'autre partie, c'est-à-dire la solution résiduelle,contenant essentiellement du sulfate de sodium, et débarrassée complè- tement du sulfate de magnésium, peut être'soumise à un pro- 

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      cédé de concentration multiple dans un appareil de type connu,   jusqu'à,   atteindre la cristallisation du sulfate de sodium pur. 



  Cette opération au contraire ne peut pas être appliquée direo- tement aux eaux d'égout originaires à cause de la présence du sulfate de magnésium, qui produirait la formation d'un sulfate double lequel ne serait pas utilisable dans l'industrie de la soie artificielle viscose. 



   Le traitement ci-dessus décrit permet donc la récupération non seulement du sulfate de magnésium et de l'acide sulfurique, mais aussi du sulfate de sodium, qui pourront être sans autre renouvellement employés indéfiniment.

Claims (1)

1. REVENDICATIONS ET RESUME.

   1 ) Procédé pour la fabrication industrielle des sels de ma- gnésium, carctérisé en ce qu'on fait barboter un courant d'anhydride carbonique dans un bain maintenu en agitation et contenant en suspension une teneur convenable d'hydrate de magnésium et du sel de calcium correspondant au sel de magné- sium désiré, tandis qu'on enlève successivement dudit bain le précipité de calcium formé et on y ajoute des nouvelles doses desdites substances jusqu'à ce que la solution magnésique ob- tenue ait atteint le degré de concentration voulu 2 ) Procédé comme revendiqué sous 1 ), caractérisé en ce que l'on fait passer dans le bain contenant en suspension l'hydrate de magnésium le sel convenable de calcium, un courant d'un mélange gazeux contenant de l'anhydride carbonique provenant d'une source quelconque,

   comme de la fumée de combustion, des produits gazeux de calcination et de fermentation, et analogues* 3 ) Procéda comme revendiqué sous 1 ) ou 2 ) caractérise en ce que l'on utilise comme sel de magnésium la magnésite natur elle.

   4 ) Procédé comme-revendiqué sous 1 ) ou 2 ) oaractérisé en ce que l'on utilise comme sel de magnésium la dolomite,au moins @ partiellement calcinée* <Desc/Clms Page number 9> 5 ) Procédé comme revendiqué dans les revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'on utilise comme sel de calcium le sulfate naturel constituant le gypse.

   6 ) Procédé comme revendiqué sous 5 ), caractérisé en ce qu'on traite la dolomite calcinée hydratée avec du sulfate de magnésium préalablement préparé et avec de l'anhydride carbonique en ajoutant ensuite du gypse en procédé continuo 7 ) Procédé comme revendiqué sous 1 ) à 4 ), caractérisé en ce qu'on utilise comme sel de calcium le chlorure de calcium.

   8 ) Procédé comme revendiqué dans les revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le traitement est fait sur le pré- cipité qu'on peut obtenir en traitant les eaux d'égout des fabriques de soie viscose par du lait de chaux préféra- blement dolomitique, la solution résiduelle étant éventuel- lement soumise à une concentration multiple propre à effec- tuer la cristallisation simultanée du sulfate de sodium.