CH125004A - Procédé de fabrication de sulfates. - Google Patents

Description

  Procédé de fabrication de sulfate.    Ce procédé a pour but la fabrication de  sulfates (neutres ou acides) et de soufre, par  chauffage sous pression. de solutions conte  nant au moins un sel d'un alcali et d'un  acide oxygéné du soufre d'un degré d'oxy  dation moindre que l'acide sulfurique, le  chauffage étant effectué totalement ou par  tiellement par introduction de vapeur d'eau  directement dans la solution.

   On peut traiter  de cette façon des solutions obtenues. par l'ac  tion de     SO_    en présence d'eau et éventuelle  ment d'hydrogène sulfuré sur des corps alca  lin: tels .que les hydrates. carbonates et sul  fures de hua.     Ii    ou     d'ammonium    et     pouvant     contenir un ou     plusieurs    desdits sels comme  les sulfites (neutres ou acides),     thionates     (comprenant     thiosulfates,        dithiornates    et     poly-          thionates),    etc.  



  La. transformation des     bisulfites    en sul  fate et soufre par chauffage sous pression  est connue (travaux (le     Barbaglia    et     Ga,rci).     Pour éviter le danger d'explosion qui peut se  produire pendant le chauffage, on a proposé  d'ajouter des     catalysateurs    comme le soufre  ou le sélénium. on (le, former, dans le     vase          d(#        réaction    même, les sulfites, par admis-    lion d'anhydride sulfureux et des bases, en  présence d'eau.

   Dans ce dernier cas, la réac  tion est amorcée par les sulfites qui se dé  composent plus facilement à l'état naissant  ainsi que par le     surchauffage    local produit  par la chaleur de neutralisation.  



  Il a été trouvé que, même avec l'emploi  d'une solution toute faite et sans addition de  catalyseurs, la.     réaction    peut très bien être  maîtrisée, si l'on introduit. dans la solution  se trouvant dans le vase clos, de la vapeur  d'une température élevée.

   L'effet est sur  prenant et semble devoir être attribué au fait  que la vapeur, comme dans ledit procédé la  chaleur de neutralisation, provoque un     sur-          chauffage    local qui amorce plus tôt la réac  tion, ce à. quoi peut également contribuer le  fait que, par la dilution locale due à la con  densation de la vapeur, la conversion de     S02     libre en     S03    et soufre se fait par .endroits  plus vite (voir     Gmelin        Kraut.        I-Iandbuch    der       anorg.        Chemie    I. 1, page 457).  



  Cette vapeur sert en même temps, totale  ment ou en partie, au chauffage de la solu  tion à. la température de réaction.      Pour des raisons pratiques, on opère de  préférence en continu, en pompant par exem  ple la solution à travers l'autoclave ou en l'y  faisant s'écouler continuellement d'un réser  voir clos résistant à la pression (sas).  



  Pour réunir en gouttes le soufre se sépa  rant sous forme colloïdale, on se sert de pré  férence encore de la<B>v</B>apeur pour tenir le  liquide en mouvement de rotation, en l'intro  duisant par exemple par une (ou plusieurs)  araignée à vapeur (tube circulaire avec bran  ches tangentielles et ouvertes au bout). Ce  dispositif remplace avantageusement l'agita  teur proposé jusqu'à présent et remplit en  outre le but de     rassembler    par rotation in  tense le soufre ainsi que d'empêcher la solu  tion entrante, plus lourde parce que plus  froide, de quitter immédiatement le réci  pient. I1 est par conséquent placé de préfé  rence en proximité de la surface du liquide  en réaction.

   A la sortie du vase de réaction  on peut appliquer avantageusement une cré  pine qui oblige le soufre à quitter l'auto  clave     eri    gouttes et le répartit auparavant  sur la surface du liquide, de façon à ce que  le soufre éventuellement encore finement di  visé soit retenu et aggloméré. Pour empêcher  le soufre de se solidifier dans la vanne de  sortie, plus froide, un petit tube -à vapeur se  branche de l'araignée à travers la. crépine  jusqu'à l'ouverture de la vanne.  



  La transformation se fait, de     cette    façon,  déjà au-dessous de 150  . Pour l'accélérer, on  peut cependant chauffer au-dessus de<B>150</B>     '.     La température dépend de la concentration       cle    la solution et de sa teneur -en acide sulfu  reux.  



  En appliquant cette méthode de chauf  fage aux     thionates,    il a été trouvé qu'ils se  transforment également en sulfite et soufre.  



  Les     thionates    prennent naissance par  exemple dans l'action de     SO=    sur des sulfures  alcalins ou sur de l'ammoniaque impur, mé  langé d'hydrogène sulfuré, comme l'ammo  niaque     obtenu    par la distillation du charbon.  La teneur des solutions en     thionates    peut  être très variable et dépend de la quantité de  l'hydrogène sulfuré ainsi que des conditions    de l'action du     SO-,    sur le     H.S,    qui peuvent  être modifiées de façon à réduire ou à favo  riser la formation des     thionates.     



  On savait que, en chauffant les     poly-          thionates,    ils se transforment en sulfate et  soufre. Cependant, ce chauffage était     effec-          tué    à l'air libre, c'est-à-dire sous la pression  atmosphérique. Dans ces conditions il y a  dégagement de     SO_,    d'après la réaction:       (NH4)2S50,>    -     (NH4)2504        -i--        S02        -I-    3 S.

    En vase clos, ce     S02    empêcherait, à la  même température que celle employée pour  l'ébullition à l'air libre, la conversion; en       provoquant    un équilibre. Mais en chauffant  à des températures plus élevées (en vase clos  avec introduction de vapeur directement dans  la solution), on obtient la transformation  suivante:  3     (NH4)=.S,0,        -i-        \?        H=0    - 3     (NTH4)_S04        -'t-          H2S04        -I-    10 S.  



  Les     solutions    qui doivent être transfor  mées d'a-près le présent procédé peuvent sou  tenir les     polythionates    tout seuls ou mélangé  avec du     thiosulfate    ou avec du sulfite, ou  elles peuvent contenir du     thiosulfate    avec- du  sulfate acide ou, comme il a été indiqué plus  haut, le sulfite acide tout seul, sous quel  terme est à comprendre le     bisulfite    qui peut  contenir du sulfite neutre.  



  Ce procédé peut être appliqué à tout les  sulfites et     thionates    alcalins.  



  Pour la     préparation    des sels ammoniacaux  à transformer par le présent procédé, en par  tant d'ammoniaque et de     S02,    la possibilité       d'obtention    d'acide sulfurique libre, -d'après  la réaction     susindiquée    peut être avantageu  sement utilisée à surmonter un inconvénient  qui se présente clans le cas le plus fréquent.  où l'ammoniaque est dilué par d'autres gaz,  comme dans les gaz de distillation de char  bon ou de lignites.

   Cet inconvénient est dû à  la facilité de     -dissociation    du sulfite d'am  monium, par laquelle une     petite    partie de  l'ammoniaque ne peut être retenue par l'a  cide sulfureux de la solution avec laquelle  on lave le gaz, et reste dans ce dernier avec       l'ànhydricle    sulfureux dissocié.      Pour éviter ces pertes, il convient de ré  duire au minimum la. dissociation, en en aug  tnentant un constituant, le mieux l'ammo  niaque.  



  On règle par exemple l'admission de     SO_     dans le saturateur par lequel passent les gaz       conienant    l'ammoniaque - si l'on préfère  l'arrosage au traitement des gaz par barbo  tage - l'admission de la solution contenant       SO_    dans le laveur desdits gaz, de façon  qu'elle soit si faible que les gaz retiennent  encore de l'ammoniac libre. Ensuite on traite  ces gaz encore une fois, par exemple dans un  autre saturateur, avec la solution obtenue       par    chauffage sous pression (après sépara  tion du soufre) et contenant de l'acide sul  fureux libre, pour leur enlever tout le reste  de l'ammoniaque.  



  On peut aussi, dans les cas où l'on veut  recueillir plus complètement le soufre des  gaz de     distillation,    introduire du     SO_    dans       ceux-ci.    On sait, en effet, que la réaction:       H_S        -f-        ,S0_    = 2 H_0     -I-    3 S procède très  lentement et incomplètement.

   Elle est accé  lérée et complétée par l'addition de     SO_.    En  chargeant les gaz, de la     façon    indiquée, avec  on     excès    de     SO_,    on arrive par conséquent  à faire réagir plus complètement cet     SO_     avec le     H_S    des gaz, avec formation de sou  fre et de     thionates.     



  Dans ce but, on fait par exemple couler  dans le laveur à gaz la solution contenant  l'acide sulfureux si     vite    que les gaz empor-         tent    l'excès voulu de     S0_.    Dans un deuxième  laveur, on leur ajoute de l'ammoniac en excès,  soit sous forme de vapeurs de la colonne de  distillation des eaux ammoniacales, soit au  moyen d'une, solution ammoniacale, et finale  ment on leur enlève, le mieux dans un satu  rateur, l'ammoniac avec l'acide sulfurique  libre de la solution transformée, comme dans  les cas précédents, à laquelle solution on  peut ajouter l'acide résiduaire de la purifi  cation du benzol.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de fabrication de sulfates et de soufre par chauffage sous pression de solu tions contenant au moins un sel d'un alcali et d'un acide oxygéné du soufre d'un degré d'oxydation moindre que l'acide sulfurique, caractérisé en ce que le chauffage est effec tué au moins partiellement par introduction de vapeur d'eau directement dans la solution. SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé selon la revendication, dans lequel la vapeur est introduite de façon à. donner au liquide un mouvement tournant. 2 Procédé selon la revendication, dans le quel la. vapeur est introduite de façon à empêcher la solidification du soufre à la sortie du récipient.