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Publication number: BE454682A
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Description


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   "Procédé d'obtention de sulfate   d'ammonium   et'de   bicarbonatée   - de sodium à partir de sulfate de sodium,   d'ammoniaque   et   @   d'acide carbonique. 
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La fabrication du sulfate d'ammonium en partant du gypse, de l'ammoniaque et de l'acide carbonique, est un procédé bien connu.. Ge procédé est relativement facile   @   par le fait que le carbonate de calcium est très peu soluble dans l'eau, ce qui permet d'obtenir facilement une solution de sulfate d'ammonium pur. 



   Comme le carbonate de calcium constitue un résidu de peu de valeur, on a essayé de le remplaoer par un sel de sodium qui, d'une, part, donne du carbonate de sodium et, d'autre part, un sel d'ammonium utilisable. 



   Le procédé   Solvay   utilise le chlorure de sodium, l'ammoniaque et l'acide carbonique pour l'obtention de bi- 
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 carbonate de sodium avec formation du chlorure dtammoni,m. 



  Le rendement de ce procédé étant assez faible, on a essayé de l'améliorer en ajoutant à. la solution saturée des eaux mèr.es, des sels fortement solubles, par exemple des nitrates ou des   rhodanurest   De ce fait, on obtenait une précipitation presque complète du bicarbonate de sodium d'une part et du chlorure d'ammonium d'autre part, quand on partait de   chlo-   rure de sodium et de bicarbonate d'ammonium.   'Ce   procédé était réalisé d'après le principe suivant : On sature de bicarbonate d'ammonium une solution   "A"   riche en ions, Na+. .'On précipite du bicarbonate de sodium qui est   filtré.   On sature de chlorure de sodium le filtrat, qui forme une solution "B" et qui est riches en ions NH4+.

   Le chlorure d'ammonium précipite et est filtré, après quoi,   @   

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 on réintroduit le filtrat en cycle pour former la solu- tion   "A".   



   Le chlorure d'ammonium est un sel qui n'a que très peu de valeur et, pour en tirer profit, on le décomposait par la chaux vive afin de récupérer l'ammoniaque. 



   Un sel d'ammoniaque qui, par contre, a une valeur très élevée, est le sulfate d'ammonium et il était donc intéressant   d'utiliser   le sulfate de sodium pour le trans- former à l'aide de bicarbonate d'ammonium, en sulfate d'ammonium et bicarbonate de sodium, mais quand on tra- vaillait suivant les procédés connus jusqu'à présent, il était impossible d'obtenir une précipitation nette des deux matières. En d'autres termes, chaque précipité contenait toujours une très grande proportion de l'autre substance comme impuretés. 



   Le sulfate d'ammonium contenait jusqu'à 33% de   bicarà   bonate de sodium, qui précipitait simultanément, par contre le précipité du bicarbonate de sodium était fortement impur à cause de la présence de sulfate d'ammonium. Ce fait s'explique facilement par la solubilité du sulfate de sodium tout à fait différente de celle du chlorure de so- dium. 



   On a trouvé qu'il est quand même possible de préci-   piter   du sulfate d'ammonium et du bicarbonate de sodium industriellement pur en procédant de la façon suivante : 
On utilise un cycle formé de deux étapes. Dans la première de ces étapes, on précipite le sulfate d'ammonium en ajoutant du sulfate de sodium et de l'ammoniaque à la solution des eaux mères, tandis que, dans la douzième étape, on précipite du bicarbonate de sodium en ajoutant de nouveau du sulfate de sodium au filtrat de la première étape, et en saturant la solution avec de l'acide carbonique. 



  Le procédé est donc très différent des procédés connus, étant donné que le sulfate de sodium est ajouté en deux fois et non en une seule fois et que l'ammoniaque et lta- cide carbonique sont aussi Introduits séparément dans le cycle. 



   Ce mode opératoire est motivé par le fait qu'on a trouvé que le sulfate d'ammonium qui précipite ne peut être obtenu à   l'état   pur que quand la solution (les eaux mères) ne   contient'-''   que relativement peu de bicarbonate. Comme les eaux mères obtenues après la filtration de bicarbonate de sodium, et qui doivent être utilisées pour la précipi- 

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 tation du sulfate d'ammonium, sont,saturées en bicarbonate, il faut donc tout d'abord éliminer la plus grande partie de celui-ci. Suivant l'invention, cette élimination se fait par l'ammoniaque , qui est ajoutée à la solution'avec formation de carbonates, qui sont plus solubles que le bicarbonate.

   Si l'on ajoute ensuite le sulfate de soude, on obtient un précipité de sulfate d'ammonium pur, qui peut être facilement filtré. ' 
On sature   d'aoide   carbonique le filtrat qui contient l'ion co3"sous forme de carbonate. Comme la quantité des 
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 ions positifs (NH4+' Na) est moindre à cause de la préci- pitation antérieure du sulfate d'ammonium, il faut ajouter des ions Na+ sous forme-de sulfate de sodium, pour obtenir une précipitation de bicarbonate de sodium, qui est équi- valente de celle de sulfate d'ammonium précipité dans la première étape du cycle. La solution qui reste après la   ,   précipitation retourne dans le cycle.

   Les précipitations sont fortement facilitées si l'on ajoute   à, la   solution des sels fortement solubles, comme, par exemple, le chlorure ou le rhodanure de sodium, 
Le procédé selon l'invention peut, par exemple, être réalisé de la façon suivante 
On prépare à la température de 35 C une solution (les eaux mères   A),   qui contient par   litre':'   
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 NH4 + 116 g 6,43 Mol Na.+ . 53,4 g 2,2 M91 S0" 26 ' g ,75 Mol (ou 5,50 Mol EGO '94 1 I:::A moi par.rapport HC03 ., 1,54 Mol aux ions mono- ait 6035 g ' l,'74 Mol valents)   'En   maintenant la température à 35 C, on ajoute par litre de cette solution 13,6 g NH3 gazeux   (=0,8   Mol)   et - '   
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 28,4 g Na2 sa4 ( 0,2 Mol ou 0,4-Hbl par rapport au Né) . 



  On agite pendant un certain temps, par exemple, pendant 4 heures, on filtre le sulfate d'ammonium précipité et on lave le précipité avec un peu'd'eau. On obtient 52,8 g 
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 (NH4)2S04 (= 0,4 Mol ou c7,8 Mol par'rapport,au NH4 + ). On ajoute l'eau de lavage à la solution du filtrat.qui forme des eaux mères B. 



   Cette solution a la composition suivante par litre : 
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 Nez 116 g 6,43 Mol Na+ 62,5 g 3,78 Mol Mol w04L' 245 g g,55 Mol (ou 5,10/par . rapport aux ions   monova-   lentsµ 

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HCO3' 44, 5 g 0,73 Mol 
CO3" 43,5 g 0,81 Mol (ou 1,61 Mol par   C1' 60,5 g le 70 Mol rapport aux ions monovalents)   
Par rapport à la solution "A",   cet+p   solution pré- sente une diminution de la teneur en SO4", à cause de la précipitation du sulfate d'ammonium et une diminution de la teneur en   HCO'  à cause de l'excès en ions positifs   (Na+),   le (NH4+) qu'on avait ajouté étant précipité sous forme de sulfate. La diminution de la teneur en HCO3'a pour effet d'empêcher quele bicarbonate précipite encoreen même temps que le sulfate d'ammonium. 



   A la solution "B" ainsi obtenue, on ajoute de nouveau 
28,2 g Na2SO4 par litre (0,2 Mol ou 0,4 Mol par rapport àu Na+), on agite en maintenant la température à 35 C et on introduit du CO2 gazeux. On forme donc de nouveau du bicarbonate et, vu l'augmentation de la quantité d'ions Na+ dans la solution, on précipite du bicarbonate de sodium.    



  Le précipité est lavé et on obtient 67 g de NaHCO (=0,8Mo1) @   à   l'état   solide. On ajoute les eaux de lavage au filtrat qui a la oomposition de la solution A, après quoi le cycle peut etwe recommencer. 



    REVENDICATIONS   
1, Procédé d'obtention de sulfate d'ammonium et de bicarbonate de sodium à partir de sulfate de sodium, d'ammo- niaque et d'acide carbonique, caractérisé é par le fait qu'on introduit dans une solution concentrée (eaux mères) de l'ammoniaque et du sulfate de sodium en transformant la plus grande partie du bicarbonate présent dans la solu- tion en carbonate et en précipitant du sulfate d'ammonium pur, qui est filtré, après quoi, on ajoute au filtrat de nouveau la même quantité de sulfate de soude qu'avant et on introduit de l'acide carbonique qui précipite tout le sodium des deux additions de sulfate de soude sous forme de bicarbonate, qui est filtré, après quoi la solution retourne dans le cycle.

Claims

2. Procédé suivent la revendication 1, c a r a c t é - risé par le fait que la quantité d'ammoniaque par rapport au sulfate de sodium ajouté au début de la réaction est de 4 NH3 pour 1 Na2SO4' la solution des eaux mères contenant déjà une quantité suffisamment grande en ions SO4" , pour précipiter tout l'ammoniaque sous forme de sulfate et que, dans la deuxième étape du procédé,on ajoute à la solu- tion des quantités d'acide carbonique et de sulfate de so- dium se trouvant dans le rapport 4 CO2 pour 1 Na2SO4.