Procédé de fabrication de chlorate de potassium On connaît différents procédés de fabrica tion du chlorate de potassium par double dé composition entre un chlorate d'un autre métal et le chlorure de potassium, selon la réaction
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K <SEP> Cl <SEP> + <SEP> Me <SEP> C103 <SEP> <B>- <SEP> #</B> <SEP> Me <SEP> Cl <SEP> -I- <SEP> K <SEP> Cl <SEP> 03 C'est ainsi qu'on peut utiliser, comme chlo rate de départ, le chlorate de sodium, ce qui permet de fabriquer le chlorate de potassium en dehors d'une cellule d'électrolyse.
Il est également connu d'utiliser la diffé rence de solubilité des sels en fonction de la température pour obtenir, dans les réactions de double décomposition saline, les rendements optima de cristallisation des sels, les meilleures caractéristiques de pureté et la plus grande éco nomie d'énergie.
C'est ainsi qu'il existe un procédé de pré paration du nitrate de potassium par traitement du nitrate de sodium par le chlorure de potas sium, dans lequel on sépare par cristallisation du nitrate de potassium exempt de chlorure de sodium grâce à un cycle de chauffages et de refroidissements judicieux et une addition au système d'une quantité d'eau bien déterminée.
Mais de tels procédés de conversion néces sitent des cycles de cristallisation propres à chaque cas. Or, la titulaire a eu l'idée d'appliquer à la fabrication du chlorate de potassium, par dou ble décomposition entre le chlorure de potas sium et le chlorate de sodium, des conditions de concentrations variant avec la température telles que l'on utilise au mieux la différence de solubilité du chlorate de potassium entre les températures choisies et corrélativement le peu de variation de solubilité du chlorure de sodium avec ces températures.
La présente invention a donc pour objet un procédé de préparation du chlorate de potas sium, par double décomposition entre le chlo rure de potassium et le chlorate de sodium, caractérisé en ce que l'on prépare, par ladite double décomposition, une solution doublement saturée en chlorate de potassium et en chlo rure de sodium, à une température prédétermi née, l'on refroidit ladite solution après addition d'une quantité d'eau suffisante pour maintenir le chlorure de sodium en solution pendant ce refroidissement sans aucune précipitation de ce chlorure, on sépare le chlorate de potassium précipité, on réchauffe la solution restante,
on ajoute à la solution ainsi réchauffée des quanti tés équimoléculaires de chlorate de sodium et de chlorure de potassium et l'on maintient la solution à cette température de réchauffage jus- qu'à évaporation de la quantité d'eau précé demment ajoutée et précipitation de chlorure de sodium qui est éliminé, ladite quantité d'eau ayant été choisie pour que la quantité de chlo rure de sodium ainsi précipitée soit égale à la quantité de chlorure formé lors de l'addition des quantités équimoléculaires de chlorate de sodium et de chlorure de potassium susmen tionnées, après quoi la nouvelle solution dou blement saturée en chlorate de potassium et chlorure de sodium résultante est soumise à nouveau au même processus, et ainsi de suite.
On réchauffe avantageusement la solution restante jusqu'à la température initiale pré déterminée. Les quantités équimoléculaires ajoutées sont de préférence telles que la quan tité de chlorate de potassium précédemment précipitée se trouve reformée au sein de la so lution.
Ainsi, par un jeu convenable de refroidisse ments et d'additions judicieuses d'eau, pour obtenir par cristallisation le chlorate de potas sium à l'état pur en gardant alors en solution le chlorure de sodium-, puis de réchauffages avec évaporation de l'eau ajoutée et d'additions de quantités équimoléculaires des sels, pour éliminer le chlorure de sodium par cristallisa tion, on fabrique le chlorate de potassium avec de bons rendements et une pureté convenable.
Un premier avantage de ce procédé est que, dans le but de limiter au maximum la .dépense de calories, on a choisi, parmi tous les proces sus possibles, celui qui n'implique que l'évapo ration d'une quantité minimum d'eau.
Un second avantage est de suivre le chemin de cristallisation, pour un refroidissement entre deux températures données, qui correspond à un dépôt de chlorate de potassium tel que la quantité d'eau à évaporer rapportée à la quan tité de chlorate de potassium obtenu soit la plus faible.
Ce trajet le plus avantageux, tel qu'on peut le déduire de l'examen des diagrammes de solu bilités, est celui qui suit la diagonale NaCI - KC103 dans le diagramme carré des quatre sels dans l'eau. Cette diagonale, en effet, qui ne coupe que les domaines du NaCl et de KC103, permet de considérer ces deux sels comme un couple stable et, par conséquent, on pourra travailler dans le plan vertical con tenant cette diagonale, comme si l'on avait af faire au système ternaire NaCl <I>-</I> KC103 <I>-</I> H20.
Le choix des températures extrêmes du cycle de réchauffage et de refroidissement peut varier suivant les possibilités de l'installation et le gré de l'utilisateur, entre le point d'ébul lition des solutions saturées, pour la haute tem pérature et - 200 C pour la plus basse, si l'on dispose d'une source économique de frigories.
Un troisième avantage est que l'on obtient séparément les deux sels avec un bon degré de pureté et une mise en aeuvre plus simple que pour tout autre chemin de cristallisation.
Les exemples ci-après illustrent les possi bilités de mise en aeuvre de l'invention <I>Exemple 1</I> Dans 52,6 kg d'eau portée à la température de 98,5,1 C, on a ajouté 38 kg de chlorate de sodium et 26,6 kg de chlorure de potassium. A cette température ont précipité spontanément 17,4 kg de chlorate de potassium, que l'on a séparés.
La solution ainsi obtenue, à 98,5o C conte nait 52,6 kg d'eau, 26,4 kg de chlorate de po tassium et 21 kg de chlorure de sodium ; elle était doublement saturée en chlorate de potas sium et en chlorure de sodium et constituait la saumure qui se retrouvait au départ de chaque cycle de cristallisation.
Chaque cycle s'est déroulé de la façon sui vante A 98,51, C, on a ajouté à ces 100 kg de saumure 5,15 kg d'eau, puis on a refroidi à 10 C. Au cours de ce refroidissement, 22,3 kg de chlorate de potassium ont précipité sans au cune précipitation de chlorure de sodium. Après avoir séparé le chlorate de potassium, on a réchauffé la solution à la température ini tiale de 98,50 C et on lui a ajouté 19,4 kg de chlorate de sodium et 13,6 kg de chlorure de potassium (quantités équimoléculaires), en maintenant la saumure à cette même. tempéra- ture jusqu'à évaporation des 5,15 kg d'eau ajoutée au départ. On a alors recueilli un pré cipité de<B>10,65</B> kg de chlorure de sodium, sans précipitation de chlorate de potassium.
On a séparé le chlorure de sodium et l'on a disposé à nouveau de 100 kg d'une saumure à 98,50 C, contenant 26,4 kg de chlorate de potassium et 21 kg de chlorure de sodium, à laquelle on a fait décrire un autre cycle analogue. A chaque cycle, on a obtenu 22,3 kg de chlorate de po tassium, soit
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du chlorate de potassium en solution dans la saumure.
<I>Exemple 2</I> Dans 60,2 kg d'eau portée à la température de 700 C, on a ajouté 41,7 kg de chlorate de sodium et 29,2 kg de chlorure de potassium. A cette température ont précipité spontanément 31 kg de chlorate de potassium, que l'on a sé parés.
La solution ainsi obtenue, à 700 C, conte nait 60,2 kg d'eau, 17 kg de chlorate de potas sium et 22,8 kg de chlorure de sodium ; elle était doublement saturée en chlorate de potas sium et en chlorure de sodium et constituait la saumure qui se trouvait au départ de chaque cycle de cristallisation.
Chaque cycle s'est déroulé de la façon sui vante A 70 C, on a ajouté à ces 100 kg de sau mure 3,02 kg d'eau, puis on a refroidi à 100 C. Au cours de ce refroidissement, 12,7 kg de chlorate de potassium ont précipité sans aucune précipitation de chlorure de sodium. Après avoir séparé le chlorate de potassium, on a ré chauffé la solution à la température initiale de 700 C et on lui a ajouté 11,05 kg de chlorate de sodium et 7,72 kg de chlorure de potassium (quantités équimoléculaires). Après évapora tion des 3,02 kg d'eau ajoutée au départ, on a recueilli un précipité de 6,06 kg de chlorure de sodium sans précipitation de chlorate de potassium.
On a séparé le chlorure de sodium et l'on a disposé à nouveau de 100 kg d'une saumure à 700 C, contenant 22,8 kg de chlo rate de potassium et 17 kg de chlorure de so dium, à laquelle on a fait décrire un autre cycle analogue. A chaque cycle, on a obtenu 12,7 kg de chlorate de potassium, soit
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du chlorate de potassium en solution dans la saumure.
<I>Exemple 3</I> Dans 60,2 kg d'eau portée à la température de 700 C, on a ajouté 41,7 kg de chlorate de sodium et 29,2 kg de chlorure de potassium. A cette température ont précipité spontanément 31 kg de chlorate de potassium, que l'on a sé parés.
La solution ainsi obtenue, à 700 C, conte nait 60,2 kg d'eau, 17 kg de chlorate de potas sium et 22,8 kg de chlorure de sodium ; elle était doublement saturée en chlorate de potas sium et en chlorure de sodium et constituait la saumure qui se retrouvait au départ de chaque cycle de cristallisation.
Chaque cycle s'est déroulé de la façon sui vante A 700 C, on a ajouté à ces 100 kg de sau mure 2,81 kg d'eau, puis on a refroidi à 300 C. Au cours de ce refroidissement, 9,8 kg de chlo rate de potassium ont précipité sans aucune précipitation de chlorure de sodium. Après avoir séparé le chlorate de potassium, on a ré chauffé la solution à la température initiale de 700 C et on lui a ajouté 8,53 kg de chlorate de sodium et 5,96 kg de chlorure de potassium (quantités équimoléculaires). Après évapora tion des 2,81 kg d'eau ajoutés au départ, on a recueilli un précipité de 4,68 kg de chlorure de sodium, sans précipitation de chlorate de potassium.
On a séparé le chlorure de sodium et l'on a disposé à nouveau de 100 kg d'une saumure à 700 C, contenant 22,8 kg de chlo rate de potassium et 17 kg de chlorure de so dium, à laquelle on a fait décrire un autre cycle analogue. A chaque cycle, on a obtenu 9,8 kg de chlorate de potassium, soit
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du chlorate de potassium en solution dans la saumure.