CH198965A - Procédé de préparation et de séparation par flottation du chlorure d'ammonium et de sels alcalins. - Google Patents

Description

  Procédé de préparation et de séparation par     fiottation    da chlorure d'ammonium  et de sels alcalins.         Il    est bien connu d'effectuer, par une       opération    de flottation, la séparation du chlo  rure d'ammonium de ses mélanges avec des  sels alcalins, nitrates, sulfates, carbonates,  etc.  



  On sait que pour cette opération de flot  tation, on utilise     couramment,        comme    liquide  de suspension, l'eau-mère saturée au sein de  laquelle on a effectué d'abord la     préparation     du mélange de chlorure d'ammonium et de  sels     alcalins    par double     décomposition    entre  un chlorure alcalin et un ou plusieurs sels  d'ammonium. La flottation du mélange peut  avoir lieu suivant les procédés bien connus  "à l'huile" ou "à l'écume" et les eaux-mères  saturées qui constituent le liquide de suspen  sion sont ramenées dans le cycle pour servir  de milieu à une nouvelle opération de double  décomposition suivie d'une nouvelle     flottation     et ainsi de suite.  



  Ces eaux-mères sont saturées vis-à-vis de  tous les sels qui servent à la double décom-    position ou qui en résultent, mais elles sont  encore aptes à dissoudre d'autres sels qui pro  viennent soit des matières premières conti  nuellement apportées, soit de l'eau qui rem  place     les        pertes,        ,soit    encore     des    corrosions que  peuvent parfois subir les appareils et les  tuyauteries utilisés au cours des     opérations.     



  Or, on a fait la constatation surprenante  que le rendement de la flottation, c'est-à-dire  la pureté des sels obtenus après     séparation,     dépend dans     une    mesure     considérable    de la  nature des sels étrangers contenus dans les  eaux-mères.  



  Par exemple, si pour une préparation de  chlorure d'ammonium et de nitrate de potas  sium, on     utilise    comme matière première du  chlorure de     potassium        contenant    comme im  pureté du     chlorure    de sodium, il est évident  qu'à chaque cycle les eaux-mères se chargent  peu à peu de nitrate de sodium. Or, on a  constaté qu'une proportion considérable de  nitrate de     sodium    dans les eaux-mères, telle      que 500 kg de     NaN03    par 1000 kg     d'H'0,     n'influe pas sensiblement sur le rendement  de     l'opération    de     flottation.     



  Par contre, la présence dans les     eaux-          m@res    d'une quantité infime de certains au  tres sels solubles, non-ammoniacaux et     non-          alcalins    fait baisser le rendement de la flot  tation dans une proportion considérable: par  exemple. un rendement qui est normalement  de 98ô tombe aux     environs    de     80;ô    pour  seulement une teneur dans les eaux-mères de  3 kg de ces sels pour 1000 kg d'eau.  



  On a constaté également qu'il n'y avait  pas de proportionnalité fixe entre la teneur  des eaux-mères en sels nuisibles et la     baisse     de rendement qui en résulte. Si, comme il  vient d'être indiqué, une teneur de 3 kg  amène une baisse de     16%.    par contre une  teneur     moitié    moindre n'amène qu'une baisse  de 2 à 3     %    seulement.  



  Cette dernière propriété, d'ailleurs inat  tendue, est     trés    importante, car elle permet  d'effectuer la flottation dans des conditions  très satisfaisantes avec des eaux-mères con  tenant encore un peu de sels     non-ammonia-          caux    et non-alcalins.  



  La présente invention met a profit les  deux constatations indiquées ci-dessus.  



  Elle a pour objet un procédé de prépara  tion et de     séparation    par flottation du chlo  rure d'ammonium et de sels     alcalins    dans  lequel, au sein d'eaux-mères saturées prove  nant d'une opération précédente, on opère la  double décomposition entre un chlorure alca  lin et des sels d'ammonium,, puis on sépare  par flottation le chlorure d'ammonium des  sels alcalins, caractérisé en ce qu'avant flot  tation, on élimine au moins en majeure partie  les sels solubles non-ammoniacaux et     non-          alcalins    contenus dans la     solution.     



  Il est recommandé d'effectuer cette élimi  nation des eaux-mères avant leur utilisation  comme milieu pour la double décomposition;  en effet, à ce stade     du,    procédé, les     eaux-          mères    sont déjà débarrassées des corps inso  lubles et des cristaux non-dissous. Le traite  ment conforme à l'invention ne complique  donc. pas la marche normale en cycle.

      On peut aussi effectuer     cette        purification          seulement    après la double     décomposition    et  avant la flottation; il pourrait sembler que  cette variante est plus satisfaisante que la  première puisqu'ainsi même les sels non  ammoniacaux ou non-alcalins amenés par les  matières premières qui ont subi ladite dou  ble décomposition peuvent être éliminés, mais  on     conçoit    qu'une     importante    complication  résulte de     cette        façon    de     procéder.    En effet,

    après la double     décomposition    et avant la       flottation,    les     eaux-mères    contiennent en     sus-          pension    les cristaux du mélange de chlorure  d'ammonium et de sels alcalins à séparer, de  sorte que si l'on veut à ce moment opérer  la purification visée par l'invention, il est       nécessaire    d'enlever préalablement des     eaux-          mères,    le mélange de sels en     cristaux    et,  après     purification,    de remettre le mélange de  sels dans les     eaux-mères    en vue de la flot  tation.  



  D'ailleurs, cette complication n'est com  pensée par aucun     avantage,    car l'expérience  a montré que la flottation faite dans ces  conditions était souvent moins     satisfaisante     que celle effectuée selon le premier mode de  mise en     aeuvre    de l'invention.  



       Il        convient    de     remarquer    en outre que,  selon le premier mode de mise en     aeuvre    (pu  rification avant la double     décomposition,     c'est-à-dire avant l'amenée de la prochaine  charge de matières premières), la     quantité     de sels solubles non-ammoniacaux et     non-          alcalins    qui est ensuite apportée par ladite  charge est toujours faible et inférieure à la  quantité qui est indiquée ci-dessus (1,5 kg  de sels nuisibles pour 1000 kg     d'eau)

      pour  laquelle on a     reconnu    que la flottation n'est  pas sensiblement     entravée    (2 à 3     "seulement     de baisse du rendement).  



  Les sels solubles non-ammoniacaux et  non-alcalins que l'invention recommande d'é  liminer, totalement ou partiellement, sont le  plus souvent des sels de métaux     alcalino-          terreux    (sels de magnésium ou de calcium  par exemple).  



       Pour    assurer     l'élimination    de ces sels. on  peut, par exemple, opérer par précipitation      en les transformant en sels insolubles dans  les conditions de l'opération. Ainsi pour éli  miner les sels de magnésium, on peut ajouter  aux eaux-mères une quantité convenable de  phosphate     di-ammanique;    il se forme alors  un phosphate     ammoniaco-magnésien    insolu  ble. Une filtration ordinaire permet d'élimi  ner le     précipité    formé.  



  Pour l'élimination des sels de calcium, il  est recommandé d'utiliser de l'acide oxalique  ou un carbonate alcalin,     il    se forme de     l'oxa-          late    ou du carbonate de calcium insoluble  qu'on enlève par filtration.  



  Naturellement, lorsqu'on désire éliminer  à la fois les sels solubles de magnésie et de  calcium, on effectue simultanément les deux  traitements indiqués ci-dessus. Les deux pré  cipitations ne se contrarient aucunement.  



  Il arrive     parfois,    pour une raison quel  conque, que les eaux-mères se trouvent plus  ou moins chargées en sels solubles de mé  taux lourds tels que le nickel ou le cuivre.  Ceci peut par exemple provenir d'une corro  sion accidentelle des appareils ou des tuyau  teries dans lesquels circulent les eaux-mères.  



  Ces sels sont nuisibles ainsi qu'il a été  dit ci-dessus et pour en opérer l'élimination  totale ou partielle, on peut ajouter aux     eaux-          mères    un sulfure alcalin. Il se forme un ou  plusieurs sulfures métalliques insolubles qui  précipitent et peuvent être séparés par filtra  tion.  



  Ici encore cette élimination peut être con  duite en même temps que celle des sels de  métaux alcalino-terreux.  



  Les quantités de réactifs (phosphate     di-          ammonique,    acide oxalique, carbonate ou sul  fure alcalin) à ajouter aux eaux-mères peu  vent être déterminées avec précision après  un essai pratiqué sur une petite quantité       d'eau-mère    préalablement prélevée, mais, pra  tiquement, on peut profiter de ce qu'une éli  mination totale n'est pas indispensable, pour  se contenter d'un dosage approximatif; il  suffit de veiller à ce que la quantité de réac  tif ajoutée soit légèrement inférieure plutôt  que supérieure, à celle strictement nécessaire.  



  Les exemples numériques suivants préci-    sent à la fois le mode de mise en     oeuvre    de  l'invention et les avantages qui en résultent,  tant dans le cas de flottation à l'huile que  dans     celui    de la flottation à l'écume.  



       Exemple   <I>I</I> (flottation à l'huile)  Dans une eau-mère saturée à 25   C en  nitrate de sodium et en     chlorure    d'ammonium  et provenant d'une opération antérieure, on a  trouvé à l'analyse la composition suivante:  
EMI0003.0017     
  
    Eau <SEP> 1000 <SEP> kg
<tb>  Chlorure <SEP> d'ammonium <SEP> <B>300</B> <SEP> kg
<tb>  Nitrate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 800 <SEP> kg
<tb>  Nitrate <SEP> d'ammonium <SEP> 1200 <SEP> kg
<tb>  Ammoniac <SEP> libre <SEP> NH3 <SEP> 6 <SEP> kg       avec une teneur en sels solubles de calcium  équivalente à 3 kg de chaux     CaO.     



  Conformément à     l'invention,    on ajoute à.  cette quantité d'eau-mère 6,5 kg d'acide     oxa-          lique    cristallisé.  



  De     l'oxalate    de calcium insoluble se forme  et peut être éliminé par     filtration.    La teneur  en     calcium    de l'eau-mère ainsi traitée est de  venue équivalente à 0,12 kg de chaux     CaO.     



  Dans la quantité d'eau-mère ainsi puri  fiée, on procède, comme à l'ordinaire, à une  double décomposition entre des nombres égaux  de molécules de nitrate d'ammonium et de  chlorure de sodium. Il se forme un mélange  cristallin de chlorure d'ammonium et de ni  trate de sodium.  



  On procède ensuite à une opération de  flottation dans une     installation    de flottation  à l'huile, en     utilisant    300 litres de     gaz-oil     pour 1000 kg de mélange de sels.  



  On recueille alors séparément du     chlorure     d'ammonium à     98%    de     NH4C1    et du nitrate  de sodium à. 97 % de     NaN03.     



  Si l'on avait conduit les mêmes opérations  sans     .élimination    préalable des sels solubles  de calcium, on aurait obtenu du chlorure  d'ammonium à 71 % de     NH'C1    et du nitrate  de sodium à 84% de     NaN03.     



  <I>Exemple II</I> (flottation à     l'huile):     Une certaine     quantité        d'eau-mère    saturée  à 25   C en nitrate de potassium et     chlorure     d'ammonium et provenant d'une opération an-           térieure,    a révélé, à l'analyse, la composition       suivante:

       
EMI0004.0003     
  
    Eau <SEP> 1000 <SEP> kg
<tb>  Chlorure <SEP> d'ammonium <SEP> 324 <SEP> kg
<tb>  Nitrate <SEP> de <SEP> potassium <SEP> 610 <SEP> kg
<tb>  Nitrate <SEP> de <SEP> sodium. <SEP> 545 <SEP> kg
<tb>  Nitrate <SEP> d'ammonium <SEP> 800 <SEP> kg
<tb>  Ammoniac <SEP> libre <SEP> NH' <SEP> S <SEP> kg       et une teneur en sels solubles de     calcium,     de magnésium et de nickel, équivalente res  pectivement à 0,8 kg de magnésie     MgO,    1 kg  de     chaux        CaO    et 1,2 kg d'oxyde de nickel       NiO.     



       Conformément    à l'invention, on ajoute à  cette     quantité    d'eau-mère 2,5 kg de phosphate       di-ammonique,    1,8 kg de carbonate de sodium  et 1.2 kg de sulfure de sodium.     11    se forme  respectivement un phosphate     ammoniaeo-          magnésien,    du carbonate de     calcium    et du  sulfure de nickel.  



  Ces sels sont insolubles et peuvent être  éliminés par simple filtration.  



  La teneur en sels solubles de magnésium,  de     calcium    et de nickel de la     quantité        d'eau-          mère    qui a subi ce traitement est devenue  équivalente respectivement à 0,05 kg de ma  gnésie     MgO,    0,05 kg de chaux     CaO    et 0,04 kg  d'oxyde de nickel     NiO.     



  Dans l'eau-mère ainsi traitée, on procède  comme à l'ordinaire à     une    double décompo  sition entre des nombres égaux de molécules  de nitrate d'ammonium et de chlorure de po  tassium.  



  Il se forme un mélange cristallin de chlo  rure d'ammonium et de nitrate de potassium.  On procède ensuite à une opération de  flottation dans une installation ordinaire de  flottation à     l'huile,    en utilisant 300 litres de  gas-oil pour 1000 kg de mélange de sels.  



  On recueille alors séparément du     chlorure     d'ammonium à 78     %    de     NH'Cl    et du nitrate  de potassium à 96     %    de     KNO'.     



  Si l'on avait conduit les mêmes opérations  de double décomposition et de flottation sans  élimination préalable de sels solubles de  magnésium, de     calcium    et de nickel, on au  rait obtenu du     chlorure    d'ammonium à 70    de     NH'Cl    et du     nitrate    de potassium à 80 ô  de     gN0'.     



  Il est à remarquer que la quantité     d'eau-          mère    considérée contient pour 1000 kg d'eau  545 kg de nitrate de sodium et cependant  cette proportion     considérable        d'un    sel étran  ger n'altère en rien les     opérations;    au con  traire, les sels solubles de magnésium, de  calcium et de nickel dont l'équivalent en  oxydes n'est que de 3 kg sont susceptibles  de faire baisser la pureté du nitrate de po  tassium depuis     969$    jusqu'à     809'o    de     gN0';     leur action nuisible est donc considérable.  



  <I>Exemple 111</I>     (flottation    à l'écume)  Dans une eau-mère saturée à 25   C en  nitrate de sodium et en chlorure d'ammonium  et provenant d'une     opération    antérieure, on  a trouvé, à l'analyse,     la        composition    sui  vante:

    
EMI0004.0047     
  
    Eau <SEP> 1000 <SEP> kg
<tb>  Chlorure <SEP> d'ammonium <SEP> 325 <SEP> kg
<tb>  Nitrate <SEP> de <SEP> potassium <SEP> 400 <SEP> kg
<tb>  Sulfate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 45 <SEP> kg
<tb>  Nitrate <SEP> de <SEP> sodium <SEP> 910 <SEP> kg
<tb>  Nitrate <SEP> d'ammonium <SEP> 850 <SEP> kg
<tb>  Ammoniac <SEP> libre <SEP> NH' <SEP> 5,5 <SEP> kg       avec une teneur en sels solubles de     calcium     et de nickel     équivalente    respectivement à  1.3 kg de chaux     CaO    et 0,7 kg     d'oxyde    de  nickel     NiO.     



  Conformément à l'invention, on ajoute à  cette     quantité    d'eau-mère 2,3 kg de     carbonate     de sodium et 0,6 kg de sulfure de sodium.  Il se forme du     carbonate    de     calcium    et du  sulfure de nickel insoluble qui précipitent  et peuvent     être        éliminés    par filtration.  



  La     quantité    d'eau-mère     ainsi    traitée ne  présente plus qu'une     teneur    en sels solubles  de calcium et de nickel équivalente à 0,08 kg  de chaux     CaO    et 0,1 kg d'oxyde de nickel       NiO.     



  Dans     cette    eau-mère, on     procède    comme  à l'ordinaire à une double décomposition entre  des nombres égaux de molécules de nitrate       d'ammonium    et de chlorure de sodium.     Il    se  forme un mélange     cristallin    de     chlorure    d'am  monium et de     nitrate    de     sodium.         On procède ensuite à une opération de  flottation dans une série de six cellules de  flottation à l'écume d'un     type    ordinaire.

   Le  réactif de flottation     utilisé    est de l'acide stéa  rique en solution dans un hydrocarbure  (2,5 kg de réactif pour 1000 kg de mélange  de sels). On recueille alors séparément du  chlorure d'ammonium à 95 % de     NH4Cl    et du  nitrate de sodium à 98 % de     NaNOg.     



  Si l'on     avait    conduit les mêmes opéra  tions de double décomposition et de flotta  tion sans avoir pris soin d'éliminer au préala  ble les sels solubles de calcium et de nickel,  on aurait obtenu du chlorure d'ammonium à  64 % de     NH''Cl    et du nitrate de sodium à  80 % de     NaNOs.     



  Il est à noter ici encore que     bien    que les       eaux-mères    contiennent 400 kg de nitrate de  potassium et 45 kg de sulfate de sodium pour  1000 kg d'eau, le rendement de l'opération de       flottation    ne s'en trouve nullement diminué.    <I>Exemple IV</I> (flottation à l'écume):  Dans une eau-mère saturée à 25   C en  nitrate d'ammonium et en chlorure de potas  sium et provenant d'une opération antérieure,  on a trouvé à l'analyse une teneur en sels so  lubles de magnésium et de calcium équiva  lente à 2 kg de     magnésie        MgO    et 2 kg de  chaux     CaO    pour 1000 litres     d'eau-mère.     



  Conformément à l'invention, on ajoute à  cette     eau-mère    6 kg de phosphate     di-ammo-          nique    et 4,3 kg d'acide     oxalique    pour 1000  litres d'eau-mère.  



  Un phosphate     ammoniaco-magnésien    et de       l'oxalate    de calcium insolubles se forment et  peuvent être éliminés par     filtration.     



  Les 1000 litres d'eau-mère considérée ne  contiennent plus en solution     qu'une    teneur en  magnésium et en calcium équivalente à 0,18 kg  de magnésie     MgO    et 0,1 kg de chaux     CaO.     



  Dans     l'eau-mère    ainsi purifiée, on procède  comme à l'ordinaire à une double décomposi  tion entre des nombres égaux de molécules de  nitrate d'ammonium et de chlorure de potas  sium. Il se forme un mélange cristallin de  chlorure     d'ammonium    et de nitrate de potas  sium.    On procède ensuite à une opération de       flottation    dans une série de     six    cellules de  flottation à l'écume du type ordinaire.  



  On emploie comme réactif de l'acide     naph-          ténique    (1 kg de réactif pour 1000 kg de  mélange de sels).  



  On recueille alors séparément du chlorure  d'ammonium à 925o' de     NH'C1    et du     nitrate     de potassium à 97 % de     gNOg.     



  Si l'on avait conduit les mêmes opérations  de double décomposition et de flottation sans  prendre soin d'éliminer au préalable les sels  solubles de magnésium et de calcium, on au  rait obtenu du chlorure d'ammonium à 60  de     NH'Cl    et du     nitrate    de potassium à 86  de     gN03.  

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de préparation et de séparation par flottation du chlorure d'ammonium et de sels alcalins, dans lequel, au sein d'eaux-mères saturées provenant d'une opération précédente, on opère la double décomposition entre un chlorure alcalin et des sels d'ammonium, puis on sépare par flottation le chlorure d'ammo nium des sels alcalins, caractérisé en ce qu'a vant flottation on élimine au moins en ma jeure partie les sels solubles non-ammoniacaux et non-alcalins contenus dans la solution.

   SOUS-REVENDICATIONS 1 Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on effectue l'élimination des sels non-ammoniacaux et non-alcalins avant la double décomposition. 2 Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on effectue l'élimination des sels non-ammoniacaux et non-alcalins après la double décomposition. 3 Procédé selon la revendication, caractérisé en ce qu'on effectue l'élimination des sels non-ammoniacaux et non-alcalins par préci pitation au moyen de leurs réactifs précipi- tants spécifiques.