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La présente invention se rapporte à des procédés pour concen- trer des solutions d'hydroxydes alcalins par élimination progressive de l'eau par évaporation, et en particulier à des procédés pour réduire l'at- taque corrosive par ces solutions des surfaces métalliques en contact avec elles pendant la concentration.
Les solutions d'hydroxydes alcalins visées par l'invention sont principalement les solutions de soude caustique obtenues par le procédé de caustification. Dans ce procédé, on fait réagir des solutions de car- bonate de sodium avec de la chaux éteinte, ce qui les caustifie et donne initialement, après élimination du carbonate de calcium précipité, une liqueur de soude caustique contenant 10 à 12% d'hydroxyde de sodium. Pour obtenir des solutions plus concentrées ou de la soude caustique anhydre, il n'y a qu'un moyen, éliminer l'eau de la liqueur basique à 12% par éva- poration.
Il existe différents procédés pour réaliser cette évaporation,
Dans un de ces procédés, la liqueur basique est évaporée sous pression réduite dans des récipients chauffés à la vapeur jusqu'à ce qu'elle con- tienne environ 45% d'hydroxyde de sodium, puis est transférée dans des pots en fonte qui sont chauffées directement et on continue à éliminer l'eau par évaporation directe à la pression atmosphérique jusqu'à ce que, si on le désire, on obtienne de la soude caustique pratiquement anhydre.
Dans un autre procédé, on continue à évaporer la liqueur à 45% sous pres- sion réduite dans des récipients chauffés à la vapeur, jusqu'à ce qu'el- le contienne 70-75% d'hydroxyde de sodium, avant de la faire passer dans les pots. Dans un autre procédé, la liqueur à 70-75% est concentrée, non dans des pots à chauffage direct, mais sous pression réduite dans des évaporateurs tubulaires chauffés par un agent de transmission de chaleur à température suffisamment élevée.
Il est courant d'utiliser un métal ou un alliage autre que l'acier pour la fabrication des évaporateurs exposés aux liqueurs chaudes de soude caustique contenant plus de 45% d'hydroxyde de sodium environ, parce que ces liqueurs attaquent fortement l'acier, détruisant les installations et contaminant la soude caustique. Le nickel est souvent choisi à cette fin parce que le nickel lui-même est pratiquement insensible à l'attaque de la soude caustique, mais même le nickel peut être attaqué par les liqueurs de soude caustique obtenues par le procédé de caustification dans les conditions régnant dans les processus d'évaporation, aux températures su- pêrieures à 150 C environ.
Même si l'oxygène est exclu par un dégazage préliminaire des liqueurs, l'attaque se produit encore, bien qu'à un degré moins marqué qu'en présence d'oxygène.
Un but de l'invention est de permettre la concentration continue de solutions d'hydroxydes alcalins, si nécessaire jusqu'à la déshydrata- tion pratiquement complète, en contact avec des métaux, particulièrement le nickel, sans que les métaux soient appréciablement corrodés ou sans que l'hydroxyde alcalin soit contaminé.
On a trouvé qu'en ajoutant de petites quantités d'amidon ou de dextrine aux liqueurs de soude caustique concentrées, on réduit considé- rablement la vitesse d'attaque par ces dernières des métaux de construc- tion, particulièrement du nickel, au cours de leur concentration progres- sive.
Suivant la présente invention, dans un procédé pour concentrer de façon continue des solutions d'hydroxydes alcalins par élimination progressive de l'eau par évaporation jusqu'à ce qué l'hydroxyde alcalin soit pratiquement anhydre, on ajoute de l'amidon ou de la dextrine aux solutions avant que la proportion d'hydroxyde alcalin atteigne 45 à 50%e ou à ce moment, ou bien lorsque la température des solutions atteint 150 C.
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Par amidon, on entend ici n'importe quelle qualité commerciale normale d'amidon, par exemple l'amidon de pommes de terre, de mais ou de blé. Par dextrine, on entend la matière adhésive obtenue en modifiant l'amidon par chauffage, seul ou avec de petites quantités d'acides miné- raux dilués, par exemple la dextrine de mais, ou la dextrine de fécule.
Il est préférable, lorsqu'on utilise de l'amidon, de le mélanger avec un peu d'eau pour former une pâte, puis de traiter cette pâte par une quan- tité suffisante de soude caustique d'une concentration de 30-50% pour transformer l'amidon en une solution ou une dispersion homogène. Cette dernière est alors sous forme appropriée pour être ajoutée à la masse de la solution de soude caustique en voie de concentration.
Si l'on ne procè- de pas à cette homogénéisation préliminaire, on court le risque de voir l'amidon former des grumeaux lorsqu'on l'ajoute à la masse de la solution de soude caustique, grumeaux qui ne se répartissent pas uniformément dans cette masseo Avec la dextrine, il n'est pas nécessaire d'appliquer le traitement préliminaire et la dextrine peut être introduite sous la for- me d'une solution ou d'une dispersion aqueuse directement dans les con- duites d'alimentation menant les liqueurs de soude caustique à l'évapo- rateuro
Les quantités d'amidon ou de dextrine requises pour obtenir une protection adéquate sont faibles. Des proportions particulièrement utiles sont de 0,02 à 0,10% en poids de la soude caustique dans la liqueur.
Dans les exemples donnés ci-dessous, on utilise des liqueurs de soude caustique dégagées et dans une atmosphère exempte d'oxygène. Les mêmes conditions sont pratiquement obtenues à l'échelle industrielle par- ce que dans des liqueurs qui ont été concentrées sous pression réduite à 45-50% de NaOH, la quantité d'air dissous est négligeable, et parce que l'atmosphère d'évaporateurs bien conçus, où la concentration s'effectue à partir de 45 à 50% de NaOH, est presque exclusivement constituée par de la vapeur.
EXEMPLE 1. -
On immerge deux segments pesés d'un tube en nickel lisse de 1 1/2 pouce (38 mm) de diamètre extérieur et d'une épaisseur de paroi de 1/16e de pouce (1,5 mm) dans un évaporateur où l'on évapore un courant continu de 1 litre par heure de liqueur de soude caustique dégazée contenant 46% de NaOH à 280 C, de façon à obtenir une liqueur contenant 90 à 95% de NaOH.
On introduit de l'azote du commerce, exempt d'oxygène, dans l'évaporateur sous une pression légèrement supérieure à la'pression atmosphérique,pour empêcher l'entrée de l'oxygène de l'atmosphère. Après cinq semaines, on retire les échantillons de la liqueur et on les pèse. La perte de poids moyenne pour cette période correspond à 17,6 et 19,1 grammes/m2/24 heures, respective- ment. Les deux échantillons sont fortement attaqués et érodés et prati- quement exempts de pellicule, le seul dépôt étant noir et non adhérent.
Une seconde expérience est effectuée en ajoutant préalablement une suspension d'amidon de pommes de terre dans l'eau à la liqueur à 46% pour obtenir une concentration de 0,16 gramme d'amidon par litre ; tou-tes les autres conditions sont aussi voisines que possible de celles de la première expérience. En 14 jours, la vitesse moyenne de perte de poids des échantillons représente 4,37 et 4,74 grammes/m2/24 heures respecti- vement.
Les échantillons sont légèrement attaqués, mais sans formation de cratèreso EXEMPLE 2.-
Dans un évaporateur semblable à celui de l'exemple 1 et fonction- nant de la même façon, mais avec des liqueurs dégazées contenant 46% de
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NaOH auxquelles on a préalablement ajouté de la dextrine à raison de 0,4 gramme par litre, on immerge sans interruption pendant 15 jours des éprou- vettes de nickel pesées. Pendant cette période, les pertes de poids moyen- nes des deux éprouvettes sont respectivement 7,86 et 8,01 grammes/m2/24 heu- res.
Dans une expérience semblable, la concentration de dextrine est por- tée à 0,80 gramme par litre et les éprouvettes sont immergées sans inter- ruption pendant 14 jours, Pendant cette période, les pertes moyennes de poids sont 0,117 et 0,111 gramme/m2/24 heures respectivement, et les éprou- vettes sont en bon état à la fin de l'expérience, portent de petites quan- tités de poudre noire friable, une mince et légère pellicule de ternissure et ne présentent aucune érosion en cratères.
REVENDICATIONS.
1,- Procédé pour concentrer continuellement des solutions de sou- de caustique en éliminant progressivement l'eau par évaporation jusqu'à ce que la soude caustique soit pratiquement anhydre, caractérisé en ce qu'on ajoute de l'amidon ou de la dextrine aux solutions avant que la pro- portion de soude caustique atteigne environ 50% en poids, ou à ce moment, ou lorsque la température des solutions atteint 150 C.