CH196644A - Process for manufacturing caustic soda. - Google Patents

Process for manufacturing caustic soda.

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CH196644A
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Suisse Schweizerische Soudiere
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Description

  

  Procédé de fabrication de soude caustique.    La présente invention est relative à un  procédé de fabrication de soude caustique à  partir d'hydroxyde de calcium et d'un sel  de sodium soluble, dont l'acide forme avec le  calcium un sel soluble, par exemple du chlo  rure de sodium, procédé dans lequel le sel so  luble -de sodium est     transformé    en     oxalate    de  sodium qui est     caustifié    avec de l'hydroxyde  de calcium.  



  On     connaît    des     procédés    de     ce    genre basés  sur l'emploi du radical     oxalique    (voir     Lunge,          Handbuch    der     Soda-Industrie    und     ihre          Nebenzweige,        3me        édition,    Volume 3 1909],  pages 209 et 210).

   C'est ainsi que, d'une part,  on connaît des procédés basés sur l'emploi en  cycle     d'oxalate        ammonique.    Suivant ces pro  cédés, par une double décomposition entre du  chlorure de sodium et de     l'oxalate    d'ammo-         nium,    on obtient du     chlorure    d'ammonium et  de     l'oxalate    de sodium.

   Ce dernier est     causti-          fié    par de la chaux, le     chlorure    d'ammonium  étant .également traité par de la chaux pour  libérer l'ammoniaque, qui est transformé en  carbonate d'ammonium à l'aide de COQ, pro  venant, par exemple, de la calcination de cal  caire.     L'oxalate    de calcium     provenant    de la       caustification    de     l'oxalate    de sodium est en  suite     mis    en     réaction    avec ledit carbonate  d'ammonium avec production de carbonate de  calcium (boues) qui est rejeté, et avec régéné  ration     d'oxalate    d'ammonium.  



  Outre le fait que ces procédés     exigent    2  molécules de     Ca(OH)2    pour produire 2 molé  cules de     NaOH,    ils n'ont pas conduit aux ré  sultats     escomptés    par suite de la     reversibilité     des réactions. En effet, la     réaction:       2     NaCl        -I-        (NH,)zC 04        @    2     NH,Cl        +        C,04Na2     est réversible.

   De. plus, le rendement de la     réaction    de régénération:       (NHà2CVs        +        CsO'Ca   <B> < </B>     _@___        C204(NH4)s        +        CaCO3         est minime et     non-industriel    du fait que la  solubilité du carbonate de calcium est plus  grande que celle de     l'oxalate    de calcium, qui  est pratiquement insoluble dans le milieu de  la réaction.  



  D'autre part, on connaît des procédés ba  sés sur l'emploi d'acide oxalique, dans les  quels le radical     oxalique    est régénéré à l'aide  d'acide sulfurique.  



  Dans les procédés (le ce     genre.    il     faut,     théoriquement, consommer une molécule d'a  cide sulfurique pour produire     \?    molécules de  soude caustique. mais ainsi qu'on le     sait,     pour rendre ces procédés industriels, il faut  un notable excès d'acide sulfurique,     c'est-à-          dire    au moins 3 molécules. sinon.     dans    le ré  sidu de     CaSO,,    il reste une notable     quantité     de     C-#O,Ca.    non-décomposé et qui est perdue.  



  Pour remédier à ces inconvénient. on pré  voit, suivant l'invention, de réaliser un pro  cédé cyclique     présentant    une économie de  chaux     et'ou    d'acide par rapport     aux    procédés  connus et, en outre. un haut rendement indus  triel. ainsi que des réactions irréversibles et  stables.  



  A cet effet, le procédé suivant l'invention  comprend les opérations     suivantes:     a) On met en présence le sel de sodium de  départ, de     l'ammoniaque    ou une autre base  volatile se comportant de la même manière, et  un     oxalate    métallique dont le métal forme  avec le radical acide du sel de sodium     et    avec  la, base volatile une     combinaison    complexe  soluble dans la solution, par quoi il se forme  de     l'oxa.late    de sodium qui se sépare et est  éliminé par filtration. Le filtrat est. mis à       part,    pour être utilisé dans l'opération c)     ci-          après.     



  b)     L'oxalate    de soude obtenu est     caustifié     à l'a-ide     d'hydroxyde    de calcium avec forma  tion de soude caustique et     d'oxalate    de cal  cium.  



  c) Du filtrat obtenu en a.), on récupère  la. base volatile et forme avec     l'oxalate    de cal  cium obtenu en b)     l'oxalate    métallique de dé  part avec. obtention d'un sel de calcium que  l'on     élimine    par filtration.    Avec certains     oxalates    métalliques, on fa  vorise la, distillation de l'alcali volatil par in  jection de vapeur.  



  Lorsqu'on utilise, par exemple, du cuivre       comme    métal cyclique, il se forme dans le       stade        ce)    ci-dessus du chlorure de cuivre ba  sique et une solution de chlorure     d'amnio-          ciium.    Le     chlorure    de cuivre basique est neu  tralisé a l'aide d'un acide qui foi-me. avec le       calcium.        un    sel soluble, et le sel de cuivre  neutre est mis en réaction avec de     l'oxalate     de calcium.  



  Les     oxalates    de différents métaux sont  susceptibles de concourir aux réactions telles  que décrites et. en particulier. les     oxalates    de  cuivre, de zinc, de nickel, etc.. à condition  qu'ils présentent les propriétés     spécifiées    per  mettant     notamment    d'exécuter le cycle avec  récupération ou réutilisation de la base vola  tile.  



  Il est décrit, ci-après. un exemple de mis(,       cri        muvre    de procédé dans     lequel        l'oxa.late    mé  tallique utilisé est (le     l'oxalate    de cuivre. avec  lequel on     obtient:    d'excellents résultats indus  triels.  



  <B>138</B> parties en poids     d'oxalate    de     cuivre     sec     [?(CIIC_0,)        #        H_0]    sont triturées avec 385  parties en poids de saumure à<B>26%</B> et de  l'ammoniaque gazeux est introduit au travers  de la solution jusqu'à ce due     l'absorption          ,igne    88 parties en poids, en prenant soin  <B>,</B>     atie    el  que la température ne dépasse pas 50   C.  Pendant l'absorption, le mélange s'épaissit  et doit     être    soumis à l'agitation.

   Au fur et  à mesure due la réaction progresse, le mélange  devient d'une couleur bleue intense et il se  précipite de     l'oxalate    de     sodium    cristallin.  



  La filtration est effectuée après refroidis  sement à 15   C.     L'oxalate    de sodium obtenu  est lavé à l'aide de la plus petite quantité  d'eau possible pour enlever la     couleur    bleue  due au cuivre aussi     complètement    que     possible     Le filtrat et les eaux de lavage réunis,  soit environ 1150 parties en poids, sont     cbauf-          fés    et de la vapeur     est        introduite    jusqu'à     ce          qtie    la libération d'ammoniaque cesse prati  quement et que le cuivre se soit séparé sous  forme d'un solide vert-bleuâtre,

        Le poids de ce solide     atteint    environ  600 parties. Après avoir laissé reposer, la li  queur     surnageante    est décantée aussi complè  tement que possible. On     utilise    environ  106 parties d'une solution d'acide chlorhy  drique à 32 % pour dissoudre la     masse    solide  et lorsque la     dissolution        est    achevée, on  ajoute de     l'oxalate    de calcium humide, obtenu  par     caustification    de     l'oxalate    de sodium et  correspondant à un poids de 126 parties  sèches.

   Lorsqu'on constate que la solution  contient pratiquement tout le calcium, le mé  lange est refroidi et filtré.     L'oxalate    de cuivre  solide est lavé jusqu'à ce que les eaux de la  vage soient exemptes de chlore et on le sèche  ou bien on le conserve à l'état humide pour  une nouvelle opération.  



       L'oxalate    de sodium résultant de la pre  mière opération peut être séché ou, si on le  désire, il peut être retenu sous forme de     gà-          teaux    humides.  



  Le rendement à l'état sec s'élève à  109 parties en poids.  



  Après     caustification    de     l'oxalate    de soude  par de la chaux,     l'oxalate    de calcium obtenu  est utilisé pour le traitement du sel métallique  produit par la     désammoniation    et qui s'est  formé au cours de la production     d'oxalate    de  sodium.  



  On maintient constamment en cycle un       excès.d'oxalate    de     calcium    par rapport à la  quantité stoechiométrique théoriquement né  cessaire pour régénérer     l'oxalate    métallique  de départ.  



  Après filtration de     l'oxalate    métallique de       départ,    ainsi régénéré, on ajoute de la chaux  à la solution résiduaire et on élimine toute  trace d'ammoniaque par distillation.  



  Le filtrat de la     caustification    de     l'oxalate     de sodium à l'aide de lait de chaux est con  centré jusqu'à ce que le contenu en soude caus  tique .s'élève à 40 % en poids. On laisse alors la  solution se refroidir et on laisse reposer jus  qu'à ce que tout     l'oxalate    de sodium qui pour  rait être présent s'en sépare complètement.  



  Le produit final est obtenu par décanta  tion,     centrifugation    ou filtration au travers    de plaques en carbone ou -de toile en métal       monel.     



  L'acidification à l'aide de     HCl,    au lieu       d'être    effectuée avant la mise en présence       d'oxalate    de calcium, pourrait l'être en pré  sence de cet     oxalate.     



  De même, on pourrait pratiquer l'élimina  tion d'ammoniaque avant ou en     présence    de       l'oxalate    de calcium ou bien on peut ajouter       l'oxalate    de calcium à un stade d'élimination  partielle d'ammoniaque.  



       Il    est bien entendu que l'invention n'est  pas limitée à     l'utilisation        d'oxalate    de cuivre,  mais que l'on peut également utiliser     d'autres          oxalates    métalliques tels que, par exemple,       l'oxalate    -de zinc, de nickel et analogues, à  condition de remplir les conditions suivantes:       1o    Que     ces        oxalates    soient solubles dans  la solution de la base volatile de départ;

    20 Que les sels solubles des métaux de     ces          oxalates    soient susceptibles de se séparer phy  siquement ou chimiquement de la base vola  tile utilisée et que le cycle s'effectue avec ré  cupération ou réutilisation de     cette    base vo  latile;  30 Que les sels solubles de ces métaux  soient     susceptibles    d'une double décomposi  tion avec     l'oxalate    de calcium.  



  40 Que la régénération de     l'oxalate    métal  lique de départ se termine en présence d'un  acide dont le sel de calcium est soluble.  



  De même, au lieu     d'utiliser    du chlorure  de sodium comme sel sodique de départ, on  peut également     utiliser    d'autres sels de so  dium, tel que le nitrate, etc., à condition que  l'acide de ce .sel     forme    avec le     calcium    un  sel soluble.



  Process for manufacturing caustic soda. The present invention relates to a process for manufacturing caustic soda from calcium hydroxide and a soluble sodium salt, the acid of which forms with calcium a soluble salt, for example sodium chloride, process wherein the soluble sodium salt is converted to sodium oxalate which is caustified with calcium hydroxide.



  Processes of this kind are known based on the use of the oxalic radical (see Lunge, Handbuch der Soda-Industrie und ihre Nebenzweige, 3rd edition, Volume 3 1909], pages 209 and 210).

   Thus, on the one hand, there are known processes based on the use of ammonium oxalate cycle. According to these procedures, by a double decomposition between sodium chloride and ammonium oxalate, ammonium chloride and sodium oxalate are obtained.

   The latter is caustified with lime, ammonium chloride being also treated with lime to liberate ammonia, which is converted into ammonium carbonate with the aid of COQ, for example. , calcination of limestone. The calcium oxalate originating from the causticization of sodium oxalate is then reacted with said ammonium carbonate with production of calcium carbonate (sludge) which is rejected, and with regeneration of ammonium oxalate .



  Besides the fact that these processes require 2 molecules of Ca (OH) 2 to produce 2 molecules of NaOH, they did not lead to the expected results owing to the reversibility of the reactions. Indeed, the reaction: 2 NaCl -I- (NH,) zC 04 @ 2 NH, Cl + C, 04Na2 is reversible.

   In addition, the yield of the regeneration reaction: (NHà2CVs + CsO'Ca <B> <</B> _ @ ___ C204 (NH4) s + CaCO3 is minimal and non-industrial because the solubility of carbonate of calcium is greater than that of calcium oxalate, which is practically insoluble in the reaction medium.



  On the other hand, processes are known based on the use of oxalic acid, in which the oxalic radical is regenerated using sulfuric acid.



  In processes (this kind., Theoretically, it is necessary to consume a molecule of sulfuric acid to produce molecules of caustic soda. But as we know, to make these processes industrial, a notable excess of sulfuric acid, that is to say at least 3 molecules, otherwise in the residue of CaSO, a significant amount of undecomposed C- # O, Ca 4 remains and which is lost.



  To remedy these drawbacks. according to the invention, provision is made for a cyclic process exhibiting savings in lime et'ou acid compared with known processes and, in addition. high industrial efficiency. as well as irreversible and stable reactions.



  To this end, the process according to the invention comprises the following operations: a) The starting sodium salt, ammonia or another volatile base behaving in the same way, and a metal oxalate of which the metal forms with the acid radical of the sodium salt and with the volatile base a complex combination soluble in solution, whereby sodium oxa.late is formed, which separates and is filtered off. The filtrate is. apart, for use in step c) below.



  b) The soda oxalate obtained is caustified with the aid of calcium hydroxide with the formation of caustic soda and calcium oxalate.



  c) From the filtrate obtained in a.) is recovered. volatile base and forms with the calcium oxalate obtained in b) the starting metal oxalate with. obtaining a calcium salt which is removed by filtration. With certain metal oxalates, the distillation of the volatile alkali is favored by vapor injection.



  When, for example, copper is used as the cyclic metal, in step c) above, basic copper chloride and an ammonium chloride solution are formed. Basic copper chloride is neutralized with an authentic acid. with calcium. a soluble salt, and the neutral copper salt is reacted with calcium oxalate.



  Oxalates of different metals are capable of contributing to the reactions as described and. in particular. oxalates of copper, zinc, nickel, etc., provided that they have the specified properties making it possible in particular to carry out the cycle with recovery or reuse of the volatile base.



  It is described below. an example of a process in which the metal oxalate used is (the copper oxalate. with which one obtains: excellent industrial results.



  <B> 138 </B> parts by weight of dry copper oxalate [? (CIIC_0,) # H_0] are triturated with 385 parts by weight of <B> 26% </B> brine and ammonia gas is introduced through the solution until due to absorption, at 88 parts by weight, taking care <B>, </B> atie that the temperature does not exceed 50 C. During absorption, the mixture thickens and should be stirred.

   As the reaction proceeds, the mixture becomes an intense blue color and crystalline sodium oxalate precipitates.



  The filtration is carried out after cooling down to 15 C. The sodium oxalate obtained is washed with the aid of the smallest quantity of water possible to remove the blue color due to the copper as completely as possible The filtrate and the water of The combined washings, or about 1150 parts by weight, are boiled and steam is introduced until the release of ammonia virtually ceases and the copper has separated out as a bluish green solid,

        The weight of this solid reaches about 600 parts. After allowing to stand, the supernatant liquor is decanted as completely as possible. About 106 parts of a 32% hydrochloric acid solution are used to dissolve the solid mass and when the dissolution is complete wet calcium oxalate, obtained by causticizing sodium oxalate and correspondingly, is added. at a weight of 126 dry parts.

   When the solution is found to contain virtually all of the calcium, the mixture is cooled and filtered. The solid copper oxalate is washed until the water is free from chlorine and it is dried or stored in a wet state for further operation.



       The sodium oxalate resulting from the first step can be dried or, if desired, it can be retained as wet cakes.



  The dry yield is 109 parts by weight.



  After causticizing the sodium oxalate with lime, the calcium oxalate obtained is used for the treatment of the metal salt produced by deammoniation and which is formed during the production of sodium oxalate.



  An excess of calcium oxalate is constantly maintained in the cycle relative to the stoichiometric quantity theoretically necessary to regenerate the starting metal oxalate.



  After filtration of the starting metal oxalate, thus regenerated, lime is added to the residual solution and all traces of ammonia are removed by distillation.



  The filtrate from the causticization of sodium oxalate with milk of lime is concentrated until the content of caustic soda is 40% by weight. The solution is then allowed to cool and allowed to stand until all the sodium oxalate which may be present separates completely.



  The final product is obtained by decantation, centrifugation or filtration through carbon plates or monel metal cloth.



  The acidification with HCl, instead of being carried out before placing in the presence of calcium oxalate, could be carried out in the presence of this oxalate.



  Likewise, the ammonia removal could be carried out before or in the presence of the calcium oxalate or the calcium oxalate could be added at a stage of partial ammonia removal.



       It is understood that the invention is not limited to the use of copper oxalate, but that it is also possible to use other metal oxalates such as, for example, zinc oxalate, of nickel and the like, on condition that the following conditions are met: 1o That these oxalates are soluble in the solution of the starting volatile base;

    That the soluble salts of the metals of these oxalates are capable of separating physically or chemically from the volatile base used and that the cycle is carried out with recovery or reuse of this volatile base; That the soluble salts of these metals are susceptible to double decomposition with calcium oxalate.



  40 That the regeneration of the starting metal oxalate is terminated in the presence of an acid whose calcium salt is soluble.



  Likewise, instead of using sodium chloride as the starting sodium salt, other sodium salts, such as nitrate, etc., can also be used, provided that the acid of this salt forms with calcium a soluble salt.

 

Claims (1)

REVENDICATION Procédé pour la fabrication de soude caustique à partir d'hydroxyde de calcium et d'un sel de sodium soluble dont l'acide forme avec le calcium un sel soluble, procédé dans lequel le sel soluble de sodium est transformé en oxalate de sodium qui est caustifié avec de l'hydroxyde de calcium, caractérisé par les opérations suivantes: CLAIM Process for the manufacture of caustic soda from calcium hydroxide and a soluble sodium salt whose acid forms with calcium a soluble salt, process in which the soluble sodium salt is converted into sodium oxalate which is caustified with calcium hydroxide, characterized by the following operations: a) On met en présence le sel de sodium de départ, une barge volatile et un oxalate mé- tallique dont. le métal forme avec le radical acide du sel de sodium et avec la base vola tile une combinaison complexe soluble dans la. solution. par quoi il se forme de l'oxa-late de sodium qui se sépare et est éliminé par fil tration, le filtrat étant mis à part pour ètre uilisé dans l'opération c) ci-après: a) The starting sodium salt is brought together, a volatile barge and a metal oxalate, of which. the metal forms with the acid radical of the sodium salt and with the volatile base a complex combination soluble in the. solution. whereby sodium oxa-late is formed which separates and is removed by filtration, the filtrate being set apart to be used in operation c) below: b) L'oxalate de soude obtenu est ca.usti- fié à l'aide d'hydroxyde de calcium avec for mation de soude caustique et d'oxalate de calcium: ç) Du filtrat obtenu en a). on récupère la base volatile et forme avec l'oxalate de cal cium obtenu en b ) l'oxalate métallique de dé part, avec obtention d'un sel de calcium so luble que l'on élimine par filtration. b) The sodium oxalate obtained is ca.ustified using calcium hydroxide with the formation of caustic soda and calcium oxalate: ç) From the filtrate obtained in a). the volatile base is recovered and with the calcium oxalate obtained in b) the starting metal oxalate is formed, with a soluble calcium salt being obtained which is removed by filtration. SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé suivant la revendication, caracté risé en ce que, comme oxalate métallique, on utilise de l'oxalate de cuivre. Procédé suivant la revendication et la. sous- revendication 1, SUB-CLAIMS 1 Process according to claim, characterized in that, as metal oxalate, copper oxalate is used. A method according to claim and 1a. sub-claim 1, caractérisé en ce qu'on maintient en c- ycle un excès d'oxalate de calcium par rapport aux quantités stoechio- métriques. 3 Procédé suivant la revendication et, les sous- revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, pour la récupération de l'oxalate métal lique de départ, characterized in that an excess of calcium oxalate relative to the stoichiometric amounts is maintained in cycle. 3 A method according to claim and, sub-claims 1 and 2, characterized in that, for the recovery of the starting metal oxalate, l'oxalate de calcium est. mélangé à un produit neutralisé à l'aide d'un acide dont le sel de calcium est so luble. 4 Procédé suivant la. revendication et les sous-revendications 1. 2 et 3. caractérisé en ce (lue ladite neutralisation est effectuée au moment où la majeure partie de la base volatile a été récupérée. calcium oxalate is. mixed with a product neutralized with an acid whose calcium salt is soluble. 4 Process according to. Claim and sub-claims 1, 2 and 3, characterized in that (read said neutralization is carried out when the major part of the volatile base has been recovered. Procédé suivant la revendication. caracté risé en ce que, après filtration de l'oxalate métallique de départ, on ajoute de la chaux à la solution résiduaire et on élimine toute trace (le base volatile par distillation. Procédé suivant la revendication et les sous-revendications 1, 2, 3 et 4, caractérisé en ce que la base volatile est récupérée par injection de vapeur dans la solution la con tenant. A method according to claim. character ized in that, after filtration of the starting metal oxalate, lime is added to the residual solution and all traces (the volatile base are removed by distillation. Process according to claim and sub-claims 1, 2, 3 and 4, characterized in that the volatile base is recovered by injecting steam into the solution containing it.
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