CH316730A - Procédé de préparation d'une composition contenant du chrome - Google Patents

Description

  Procédé de préparation d'une composition contenant<B>du</B> chrome    L'invention se rapporte à un procédé de pré  paration d'une composition à haute concentra  tion de chrome     hexavalent    sous une forme par  ticulièrement bien adaptée pour l'utilisation  dans des processus industriels et pour le trai  tement de métaux.  



  Dans le brevet suisse     N     304029 on a décrit  et revendiqué un procédé de préparation d'anhy  dride chromique ou acide chromique, à partir  de solutions aqueuses concentrées d'un bichro  mate de métal alcalin et d'acide sulfurique con  centré, procédé selon lequel on ajoute ledit  acide sulfurique concentré à une solution de bi  chromate de métal alcalin pour précipiter l'anhy  dride chromique, on sépare le précipité d'anhy  dride chromique avec de la liqueur-mère y adhé  rant, sous forme d'une masse de cristaux d'anhy  dride chromique brut, on lave cette masse de       cristaux    bruts avec une solution aqueuse satu  rée de bichromate de métal alcalin, on chauffe  la masse des cristaux lavés jusqu'au point de       fusion    de ceux-ci,

   on laisse la masse fondue se  stratifier à l'état de fusion de façon à former  une couche inférieure d'anhydride chromique  substantiellement pur et une couche supérieure  de scorie, on sépare l'anhydride chromique  substantiellement pur de ladite scorie et re  cueille séparément ledit anhydride chromique et  ladite scorie.  



  Ce procédé est particulièrement adapté pour    l'obtention d'anhydride chromique, ou acide  chromique, de haute pureté, produit recherché  en métallurgie et d'autres arts, comme cela est  bien connu des hommes du métier.  



  On a maintenant trouvé que, lorsqu'on fait  réagir une solution d'un bichromate de métal al  calin avec de l'acide sulfurique concentré, sé  pare incomplètement le précipité d'anhydride  chromique de la liqueur-mère, de façon que de  la liqueur-mère reste adhérente aux cristaux  d'anhydride chromique et lave la masse cristal  line avec une solution saturée du même bichro  mate de métal alcalin, on obtient un anhydride       chromique      cru  , contenant de l'acide     chro-          mique    en une proportion allant jusqu'à 95 %,  et qui renferme, en plus, du sulfate     acide'du    mé  tal alcalin (3 à 40 %) et de l'eau (2 - 10     ')/o),

       mélange qui peut être utilisé à diverses fins avec  des avantages considérables.  



  On a trouvé, en particulier, que la matière    crue   obtenue par le procédé décrit ci-dessus,  sans purification ultérieure ni séparations de ses  composants, constitue une source peu coûteuse  pour la fabrication de composés de chrome dont  quelques-uns n'ont pu être préparés jusqu'à  présent qu'avec des cristaux de bichromate de  métal alcalin de grande pureté, et dont d'au  tres n'ont pu être obtenus qu'avec de l'acide  chromique hautement purifié. L'emploi de cette  matière crue comme matière première pour l'ob-           tention    de tels composés chimiques du chrome  présente un avantage économique très marqué,  du fait que les opérations nécessaires pour ob  tenir des cristaux de bichromate de métal alca  lin de grande pureté ou de l'acide chromique pu  rifié, sont évitées.  



  Parmi les emplois remarquables auxquels  cette composition peut être appliquée, on peut  citer la préparation de composés de chrome de  valeur, tels que les chromates et bichromates  de divers métaux, y compris les métaux alca  lins, les métaux alcalino-terreux, les métaux du  groupe du fer et les métaux amphotères, et de  sels d'autres métaux, y compris les sels d'ammo  nium. De plus on peut préparer, à partir de  cette composition, des composés de chrome  dans lesquels le chrome se trouve comme ca  tion, parmi lesquels les sels de chrome de di  vers acides.  



  On peut mentionner en     partculier    le     sulfate     de chrome et les chlorures de chrome : le chlo  rure chromique,     CrC4,    le chlorure de     chro-          myle,        CrO,Cl,,    et le chlorure chromeux,     CrClz.     Le désavantage, au point de vue économique,  de la préparation de chlorure     chromeux    telle  qu'elle était effectuée jusqu'à présent, provenait  du fait qu'il était nécessaire de le former direc  tement à partir de chrome métallique et de  chlore, ce qui constituait une fabrication coû  teuse.

   Le bas prix de la composition obtenue  par le procédé selon la présente invention  comme source de chrome pour le chlorure     chro-          meux    permet une fabrication peu coûteuse de  cette     irfiportante    substance. Un autre composé  de chrome d'une importance industrielle et stra  tégique allant en augmentant, est le chlorure de       chromyle.    Cette substance peut être aisément  préparée en     partant    d'acide chromique, mais  obtenue de cette façon, elle est très coûteuse.  Ladite composition peut aussi être utilisée pour  la fabrication de chlorure de     chromyle    en ob  tenant d'excellents rendements.  



  La composition obtenue par le procédé se  lon l'invention a encore d'autres applications       importantes    dans d'autres domaines, comme par  exemple dans le traitement en surface de di  vers métaux, en particulier des métaux non fer  reux et de leurs alliages, tels que le cuivre, le    bronze et semblables. Le traitement comprend  l'immersion de pièces métalliques dans des so  lutions de bichromate et d'acide, en vue d'enle  ver les souillures de la surface du métal ainsi  traité et de lui donner de la résistance à la cor  rosion. De plus, ce traitement appliqué à des  métaux a aussi souvent pour effet une modifi  cation de la couleur et est aussi utilisé dans ce  but.

   Ladite composition, du fait qu'elle est acide  et contient du chrome     hexavalent,    est merveil  leusement adaptée pour ce but, et il y faut ajou  ter beaucoup moins d'acide que lors de l'em  ploi de bichromate pour le même but. De la  sorte, il n'y a pas à ajouter le coût de la pu  rification du bichromate au prix de la substance  employée, ce qui constitue un réel avantage éco  nomique.  



  En outre, on a déjà employé divers bichro  mates pour leur forte action oxydante, et l'acide  chromique est entré en un usage presque général  dans le traitement de divers produits organiques  pour la préparation de produits de valeur, tels  que des produits pharmaceutiques et autres. La  composition obtenue par le procédé selon l'in  vention, dont la préparation n'exige aucune dé  pense de haute purification, a sensiblement le  même pouvoir d'oxydation que les bichromates  et l'acide chromique purifiés, et possède de plus  une faible acidité qui tend à augmenter son pou  voir d'oxydation plutôt qu'à le diminuer. Il en  résulte que cette composition a un large champ  d'applications pour l'oxydation de matières orga  niques dans divers procédés.  



  Une application     particulièrement    impor  tante de la composition obtenue par le procédé  selon la présente invention réside dans le trai  tement de surfaces pour former un     mince    film  d'oxyde protecteur contre la corrosion.  



  Le présent procédé peut être exécuté en  ajoutant de l'acide sulfurique concentré à une  solution saturée de bichromate de sodium       (70        %).        La        concentration        de        l'acide        sulfurique          peut        varier        entre        78        %        H.,SO4        et        20        0!o        d'oléum          (104,

  5        %        H_,SO4)   <I>;</I>     elle        est        de        préférence        d'en-          viron        95        %        de        H.,

  SO4.        Il        est        préférable        de        main-          tenir    la température à 50 -     65     C pendant que  l'on ajoute l'acide concentré à la solution con  centrée de bichromate de sodium. La quantité      d'acide n'est pas critique, mais comme elle dé  termine en partie le rapport final du bisulfate  de sodium et d'acide chromique dans la com  position finale, la quantité d'acide sulfurique  doit être réglée en rapport avec ce que l'on  désire obtenir.  



  Ainsi, une quantité d'acide comprise appro  ximativement entre 3 et 4,5 moles de     H2SO4     par mole de bichromate de sodium     dihydraté     donnera des quantités variables de bisulfate en  combinaison avec l'acide chromique dans la  composition finale. Lorsque le rapport s'appro  che de 3 : 1, la proportion de bisulfate présent  dans le produit final est faible. Lorsque ce rap  port est de l'ordre de 4 : 1, le<I>Cr03</I> est pré  sent pour environ 80 0/0, avec 15 0/0 ou plus  de bisulfate.

   Au-dessus de 4 : 1 et jusqu'à  4,5 : 1, la proportion d'acide chromique dans le  produit final tombe rapidement, de telle sorte  que le produit résultant du     rapport    4,5 : 1 con  tient environ 60 0/0     Cr03,    le reste étant prati  quement du bisulfate, abstraction faite de l'eau.  Des compositions contenant beaucoup moins  que cette quantité d'acide     chromique    sont géné  ralement indésirables. La proportion préférée  de l'acide sulfurique au bichromate est donc de  3-4 : 1, les proportions les plus élevées étant  spécialement utilisables pour la préparation de  compositions devant être utilisées pour le re  vêtement de métaux.  



  Ainsi, lorsque le mélange doit être appliqué  au revêtement de métaux blancs, comme décrit  ci-dessus, il est souvent désirable qu'il contienne       jusqu'à        12    à     15        %        et        quelquefois        20        %        de        bi-          sulfate    de sodium, le reste étant pratiquement  en entier de l'acide chromique.

   Pour obtenir  des compositions de cette haute teneur en     bi-          sulfate,    la quantité d'acide employée est aug  mentée en     conséquence,    jusqu'aux valeurs éle  vées du champ préféré, comme cela est exposé  dans les exemples ci-après.  



  Le mélange de réaction est maintenu dans  le vase de réaction de préférence pendant au  moins un     quart    d'heure, pour assurer une réac  tion complète de formation d'acide chromique.  La masse des cristaux d'acide chromique dans  une solution d'acide sulfurique contenant un  peu de bichromate de sodium peut alors être    envoyée aux moyens de séparation pour sépa  rer les cristaux de la liqueur-mère, par exem  ple une     centrifuge.    La centrifuge peut être main  tenue à une température qui, adaptée à la quan  tité d'acide employée pour la réaction, produit  le rapport désiré du bisulfate à l'acide     chro-          mique    dans le produit final.

   Ainsi, la tempéra  ture dans la centrifuge peut être avantageuse  ment maintenue     entre    500 C et 650 C.  



  Après     centrifugeage,    le produit est lavé avec  une solution saturée de bichromate de métal  alcalin ; on a constaté en effet que les substan  ces non désirables adhérentes qu'il renferme, au  tres que le bisulfate et l'acide chromique, sont  éliminées par ce traitement. Cette opération de  lavage peut être effectuée à la même tempéra  ture que le     centrifugeage,    c'est-à-dire entre 500  et 650 C, et la quantité de solution de lavage  employée peut être comprise entre 0,05 et 0,2  fois le poids de la masse des cristaux bruts  dans la centrifuge.  



  On peut employer comme matières de dé  part pour la mise à exécution du procédé selon  l'invention, des solutions de tout bichromate de  métal alcalin, tel que le potassium, le sodium,  le rubidium et le césium. Le bichromate de so  dium est cependant préféré du fait qu'il est le  plus facilement disponible et le moins cher. On  obtient par ce procédé une masse cristalline  brillante pourpre dont les     particules    ont en gé  néral les     dimensions    du sucre granulé     ordinaire,     et qui, quoique légèrement collante, a été trou  vée pouvoir subir un temps d'emmagasinage  raisonnablement prolongé sans former un solide  inutilisable.

   Les cristaux en sont très facilement  solubles dans l'eau, et la question de leur réu  nion en un solide n'a ordinairement pas d'im  portance pour leur usage général. S'il est prévu  qu'il s'écoulera une longue période de temps  avant que le produit soit utilisé, ou si l'on a en  vue des applications spéciales, le produit peut  être chauffé à environ 1000 C pendant une  demi-heure ou plus en vue d'enlever l'eau adhé  rant aux cristaux. Qu'il ait été ou non traité de  cette façon, le produit peut être facilement     em=          paqueté    et est prêt pour la vente.  



  Le procédé selon la présente invention est  décrit en détail dans les exemples suivants      <I>Exemple 1:</I>  Dans un appareil revêtu de verre, contenant  3810     parties    d'une solution saturée de     bichro-          mate        de        sodium        dihydraté        (70-%)        on    a     ajouté     3     '/2    moles d'acide sulfurique, sous forme de so  lution aqueuse à<I>95%</I>     H2SO4,    pour chaque  mole de bichromate de sodium     dihydraté    pré  sente dans la liqueur.

   Pendant l'addition de  l'acide sulfurique à la liqueur, on a contrôlé la       température    de façon qu'elle se trouve entre     55,1     et     65,)    C et l'on a vigoureusement agité le mé  lange<B>de</B> réaction pendant toute cette addition.  Lorsque l'adjonction d'acide sulfurique à la so  lution de bichromate eut été terminée, on a  agité le mélange de réaction pendant quelques  minutes et le mélange des cristaux d'anhydride       chromique    avec la solution de     bichromate    dans  l'acide sulfurique a été amené à une centri  fuge pour séparer des cristaux la plus grande  partie de<B>là</B> liqueur-mère.

   Le     centrifugeage    a  été effectué à 55 - 650 C et les cristaux obte  nus ont été lavés avec 225 parties d'une solu  tion saturée (70 0/0) de bichromate de sodium       dihydraté.    Les cristaux ont été alors enlevés  de la corbeille de la centrifuge et ont été em  paquetés pour leur expédition. La composition  obtenue en procédant de cette façon avait une  teneur moyenne en acide     chromique    de 95 0/0,  en sulfate acide de sodium d'environ 3 0/0, et  en eau, d'environ 2 0/0.

   En réduisant la tempé  rature de travail dans la centrifuge, la teneur  en acide chromique par rapport au bisulfate de  sodium était légèrement diminuée, et l'on     obte-          nait        une        composition        centenant        90        %        d'acide          chromique        et        7-8        %        de        bisulfate.       <I>Exemple 11:

  </I>    On a opéré comme décrit à l'exemple 1,  sauf que l'on a employé une quantité d'acide       sulfurique    à     95        %        correspondant    à     un        rapport       moléculaire de 4 : 1.

   Les conditions étant d'au  tre     part    inchangées, on a obtenu un produit qui,  après lavage dans la centrifuge avec la même  quantité d'une solution saturée de bichromate  de sodium     dihydraté,    contenait     approximative-          ment        78        %        de        Cr03,        20        %        de        NaHS04        et     3     %        d'eau.  

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de préparation d'une composition contenant du chrome, caractérisé en ce que l'on fait réagir une solution d'un bichromate de mé tal alcalin avec de l'acide surfurique concentré,, on sépare incomplètement le précipité d'anhy dride chromique de la liqueur-mère, de façon que la liqueur-mère reste adhérente aux cris taux d'anhydride chromique, et on lave la masse cristalline avec une solution saturée du même bichromate de métal alcalin, de manière à ob tenir un produit contenant de l'acide chromique, du bisulfate du métal alcalin et de l'eau. SOUS-REVENDICATIONS 1.

   Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que l'on fait réagir une solution de bichromate de sodium dihydraté avec l'acide sulfurique concentré. 2. Procédé selon la revendication, caracté risé en ce que la quantité de solution de lavage employée est comprise entre 0,05 et 0,2 fois le poids de la masse des cristaux bruts. 3. Procédé selon la sous-revendication 2, ca ractérisé en ce que la séparation des cristaux bruts est effectuée dans une centrifuge à une température de 50 à 65,# C.