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Procédé de préparation de formiate de potassium.
Dans la préparation du formiate de potassium à partir de sulfate de potassium et de formiate de calcium ou des composants de formation de celui-ci, du lait de chaux et del'oxyde de o ar- bone ou de gaz renfermant de l'oxyde de carbone, il est difficile de conduire la réaction de manière à former,en une seule passe opératoire, une solution concentrée de formiate de potassium et du sulfate de calcium exempt de potasse. Une certaine partie, plus ou moins grande suivant le mode de travail, de la potasse, élément précieux, passe à l'état de syngénite (CaSO4 K2SO4) ou de pentasulfate (5 CaSO4 . K2SO4) tout d'abord dans le dépôt. On doit éli-
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miner la potasse de oe dépôt par des opérations spéciales.
Dans quelques uns des procédés déjà connus, on opère même sciemment pour obtenir le dépôt potassique dont on prend alors à son compte la difficulté de traitement.
On connaît déjà des procédés où l'on cherche à empêcher autant que possible la formation du dépôt potassique en effectuant par exemple la double décomposition dans des autoclaves, à la température de décomposition du sel double. Mais ces procédés exigent l'application de températures élevées, dépassant 200 , et de pressions supérieures à 35 atmosphères effectives.
La présente invention se propose de porter remède aux inconvénients signalés des procédés connus et de préparer, à partir des composants de formation sulfate potassique et formiate de calcium ou du lait de chaux, de l'oxyde de carbone ou de gaz renfermant de l'oxyde de carbone, une solution aussi pure que possible et concentrée, dépassant 20 %, de formiate de potassium et du sulfate calcique exempt de potasse. On a constaté que l'on peut facilement former le sulfate calcique précipité à l'état exempt de potasse en maintenant la solution en réaction,au moment de la double décomposition, à aussi faible concentration que possible en sulfate potassique, et en assurant une conversion rapide de tous les participants à la réaction.
L'avantage de ce procédé est, en outre, que l'on peut effectuer la réaction du formiate à destempératures inférieures à 200 , par exemple à 180-190 , et à des pressions de 20 atmosphères effectives environ. En outre, on réalise une grande production avec l'appareillage, spécialement grâce au fait que le nouveau.procédé peut s'accomplir opportunément en continu.
On fait par exemple envoyer par une pompe, à température élevée et sous pression, un mélange de lait de chaux et de sulfate calcique dans un mélange déjà en réaction de formiate de potassium et de sulfate calcique, et on fait passer en contre-courant dans
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ce mélange en réaction en circulation, en agitant convenablement, un courant d'oxyde de carbone ou de gaz contenant de l'oxyde de carbone. On règle alors les conditions de la réaction, la tempsrature, la pression, la circulation des gaz et du liquide, la vitesse de l'agitation, etc. de manière qu'au moment de la double décomposition il n'y ait qu'un excès aussi faible que possible de sulfate de potassium.
On peut aussi, en marche semi-continue, ajouter sous pression uniquement le sulfate potassique dans la proportion de sa consommation, à une solution chaude de formiate de calcium venant d'être produite également à partir des composants de formait on.
On obtient ainsi facilement, en marche continue, une solution de formiate de potassium d.e 200-300 gr./l. avec une conversion/de sulfate potassique de plus de 90 % et un rendement en oxyde de carbone de plus de 98 %. Les pertes de potasse dans le résidu de sulfate oaloique sont inférieures à 1 %. On peut rentrer les eaux de lavage renfermant du formiate de potassium directement dans le processus. Le sulfate de calcium formé se filtre facilement. On peut faire la réaction dans des autoclaves à agitateurs convenables, dans des tours de réaction, pourvus de distributeurs appropriés, etc, en continu, où l'on peut obtenir, par suite de la rapidité de la réaction, des rendements élevés.
Exemples. -
1.- On envoie sous pression dans l'autoclave inférieur d'une batterie de plusieurs autoclaves superposés, pourvus d'agitateurs efficaces et en communication par des tuyaux de trop-plein, du gaz de générateur à 30/32 vol. % d'oxyde de carbone, le restant d'azote et de la vapeur surchauffée. Une pompe envoie en continu dans l'autoclave supérieur un mélange d'environ 90 gr. de chaux et 280 gr. de sulfate de potassium/litre, opportunément chauffé à 150 .
On fait passer le courant de liquide et le courant gazeux à la tempé-
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rature de 180 à 200 et sous une pression de 20 à 30 atm.eff. en contre-courant, de manière que le mélange gazeux qui s'échappe ne contienne plus que quelques dixièmes de pour cent d'oxyde de carbone.
De l'autoclave inférieur, on soutire en continu, sous pression, le mélange de la réaction achevée et on le filtre à chaud après sa détente. Le sulfate de calcium obtenu est pratiquement exempt de potasse et la solution claire de la réaction contient environ 250 gr. de formiate de potassium par litre.
2.- Dans un autoclave, on introduit du lait de chaux à environ 120 gr./l. CaO et on y fait passer de l'oxyde de carbone ou du gaz de générateur à une température de 190 at sous une pression de 20 atm. eff. , de manière à former du formiate de calcium. On ajoute au mélange réagissant, en continu, une solution concentrée et une suspension d'environ 150 de sulfate potassique réchauffé à environ 150 ; il existe alors jusqu'à la fin de la réaction toujours un excès de formiate de calcium. Lorsque la réaction est terminée, on a une solution de formiate de potassium d'environ 25O gr./litre. Le sulfate de calcium obtenu est pratiquement: exempt de potasse.
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Process for preparing potassium formate.
In the preparation of potassium formate from potassium sulphate and calcium formate or the components of formation thereof, milk of lime and carbon monoxide or gas containing calcium oxide. carbon, it is difficult to carry out the reaction so as to form, in a single operating pass, a concentrated solution of potassium formate and calcium sulfate free from potassium. A certain part, more or less large according to the mode of work, of potash, a precious element, passes to the state of syngenite (CaSO4 K2SO4) or of pentasulfate (5 CaSO4. K2SO4) first in the deposit. We must eli-
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to mine the potash from this deposit by special operations.
In some of the processes already known, one operates even knowingly to obtain the potassium deposit, the processing difficulty of which is then taken into account.
Processes are already known where it is sought to prevent as much as possible the formation of potassium deposit by carrying out, for example, the double decomposition in autoclaves, at the decomposition temperature of the double salt. However, these processes require the application of high temperatures, exceeding 200, and pressures above 35 effective atmospheres.
The present invention proposes to remedy the drawbacks indicated by the known processes and to prepare, from the potassium sulphate and calcium formate formation components or milk of lime, carbon monoxide or gas containing oxide. of carbon, as pure and concentrated a solution as possible, exceeding 20%, of potassium formate and calcium sulphate free from potash. It has been found that the precipitated calcium sulphate can easily be formed in the potash-free state by maintaining the solution in reaction, at the time of double decomposition, at as low a concentration as possible of potassium sulphate, and by ensuring a conversion. rapid reaction of all participants.
The advantage of this process is, further, that the reaction of the formate can be carried out at temperatures below 200, for example 180-190, and at pressures of about 20 atmospheres effective. In addition, a large production is achieved with the apparatus, especially thanks to the fact that the new process can conveniently be carried out continuously.
For example, a pump is sent, at high temperature and under pressure, a mixture of milk of lime and calcium sulphate in an already reacting mixture of potassium formate and calcium sulphate, and it is passed in countercurrent through
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this reaction mixture circulating, with suitable stirring, a stream of carbon monoxide or gas containing carbon monoxide. The reaction conditions, time, pressure, gas and liquid circulation, stirring speed, etc. are then regulated. so that at the time of double decomposition there is as little excess of potassium sulphate as possible.
It is also possible, in semi-continuous operation, to add under pressure only the potassium sulphate in proportion to its consumption, to a hot solution of calcium formate which has also just been produced from the forming components.
One thus easily obtains, in continuous operation, a solution of potassium formate d.e 200-300 gr./l. with a potassium sulphate conversion of over 90% and a carbon monoxide yield of over 98%. Potash losses in the oaloic sulfate residue are less than 1%. Wash waters containing potassium formate can be entered directly into the process. The calcium sulphate formed is easily filtered. The reaction can be carried out in autoclaves with suitable agitators, in reaction towers provided with suitable distributors, etc., continuously, where, owing to the rapidity of the reaction, high yields can be obtained.
Examples. -
1.- Is sent under pressure into the lower autoclave of a battery of several superimposed autoclaves, provided with efficient stirrers and in communication by overflow pipes, generator gas at 30/32 vol. % carbon monoxide, the rest nitrogen and superheated steam. A pump continuously sends a mixture of approximately 90 g into the upper autoclave. of lime and 280 gr. of potassium sulphate / liter, suitably heated to 150.
The liquid stream and the gas stream are brought to temperature.
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rature from 180 to 200 and under a pressure of 20 to 30 atm.eff. in counter-current, so that the gas mixture which escapes contains only a few tenths of a percent carbon monoxide.
From the lower autoclave, the mixture of the completed reaction is continuously withdrawn under pressure and filtered hot after its expansion. The calcium sulphate obtained is practically free from potash and the clear reaction solution contains about 250 gr. of potassium formate per liter.
2.- In an autoclave, lime milk is introduced at about 120 gr./l. CaO and carbon monoxide or generator gas is passed through it at a temperature of 190 at under a pressure of 20 atm. eff. , so as to form calcium formate. A concentrated solution and a suspension of about 150 potassium sulfate warmed to about 150 are added to the reaction mixture continuously; there is then always an excess of calcium formate until the end of the reaction. When the reaction is complete, there is a potassium formate solution of about 25O gr./litre. The calcium sulphate obtained is practically: free from potash.