FR2882998A1 - Procede pour l'obtention de cristaux de carbonate de sodium - Google Patents
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Abstract
Procédé de fabrication de carbonate de sodium, selon lequel on électrolyse une solution aqueuse de chlorure de sodium (5) dans une cellule à membrane (1) de laquelle on recueille une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium (9), que l'on carbonate par contact direct avec du dioxyde de carbone (15) pour former un brouet de cristaux d'un carbonate de sodium (16) et on évapore (3) le brouet ou son eau mère pour recueillir du carbonate de sodium (18).
Description
Procédé pour l'obtention de cristaux de carbonate de sodium
L'invention concerne un procédé pour l'obtention de cristaux de carbonate de sodium. Plus particulièrement, elle concerne un procédé pour l'obtention de cristaux de carbonate de sodium au départ d'une solution d'hydroxyde de sodium obtenu par électrolyse.
Les carbonates de métaux alcalins et en particulier le carbonate de sodium sont des produits industriels très répandus trouvant de nombreuses applications. Dans l'industrie du verre, le carbonate de sodium est un ingrédient essentiel, permettant une mise en oeuvre plus aisée du verre. Les industries des détergents, des textiles, des papiers sont également des exemples d'industries consommant une quantité importante de carbonate de sodium.
Etant donnée cette consommation extrêmement élevée, les procédés de production de carbonate de sodium ont une grande importance économique et environnementale.
Le carbonate de sodium peut être obtenu par purification de carbonate de sodium naturel extrait de gisements de trona ou par synthèse. La majorité du carbonate de sodium synthétique est actuellement produit par le procédé SOLVAY appelé également procédé à l'ammoniaque. Dans ce procédé, de l'ammoniaque est absorbé par une solution de chlorure de sodium. La saumure ammoniacale ainsi formée est mise en contact avec du dioxyde de carbone pour produire du bicarbonate qui est séparé de l'eau mère et ensuite calciné. L'ammoniaque contenue dans l'eau mère et le dioxyde de carbone dégagé lors de la calcination sont récupérés et recyclés.
Ce procédé nécessite cependant des investissements extrêmement importants.
Dans le brevet BE861527 de la demanderesse, on décrit un autre procédé selon lequel on électrolyse une solution aqueuse de chlorure de sodium dans une cellule à membrane sélectivement perméable aux ions de manière à produire du chlore et une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium qui est carbonatée puis évaporée de manière à produire des cristaux de carbonate de sodium. Dans ce procédé, la carbonatation est réalisée par mélange de l'hydroxyde de sodium avec une solution bicarbonatée à l'intérieur de l'électrolyseur. Une carbonatation efficace par mélange de liquides s'est toutefois avérée difficile à mettre en oeuvre.
L'invention vise à fournir un procédé simplifié, facile à mettre en oeuvre et permettant la production économique de cristaux de carbonate de sodium 5 monohydraté.
En conséquence, l'invention concerne un procédé de fabrication de carbonate de sodium suivant lequel on électrolyse une solution aqueuse de chlorure de sodium dans une cellule à membrane sélectivement perméable aux ions de manière à produire du chlore et une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium, on carbonate la solution aqueuse comprenant de l'hydroxyde de sodium, on évapore la solution aqueuse carbonatée résultante de manière à produire des cristaux de carbonate de sodium, que l'on sépare, et une eau mère. Selon l'invention, la carbonatation est réalisée par mise en contact direct entre du dioxyde de carbone et la solution aqueuse comprenant de l'hydroxyde de sodium dans des conditions telles qu'elle provoque la transformation de la solution aqueuse en un brouet aqueux de cristaux d'un carbonate de sodium.
Dans le procédé selon l'invention, la cellule à membrane sélectivement perméable aux ions est une cellule d'électrolyse comprenant au moins une chambre anodique et au moins une chambre cathodique séparées par au moins une membrane sensiblement imperméables aux liquides (principalement aux solutions aqueuses), mais perméable sélectivement aux ions. Des cellules d'électrolyse à membrane sont bien connues en technique et couramment exploitées pour la production de solutions aqueuses d'hydroxyde de sodium par électrolyse de solutions aqueuses de chlorure de sodium.
On préfère, dans le procédé selon l'invention que la membrane de la cellule soit une membrane sélectivement perméable aux cations. Par définition, lorsqu'une telle membrane est mise en contact avec un électrolyte entre une anode et une cathode, elle est traversée par des cations de l'électrolyte mais est sensiblement imperméable au transfert d'anions.
Dans cette forme de réalisation préférée de l'invention, on introduit la solution aqueuse de chlorure de sodium dans la chambre anodique de la cellule et la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium est générée dans la chambre cathodique de la cellule. Simultanément, du chlore est produit dans la chambre anodique et de l'hydrogène est produit dans la chambre cathodique.
Selon une première caractéristique l'invention, on soutire la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium hors de la cellule, avant de la carbonater et la carbonatation est effectuée dans un réacteur situé à l'extérieur de la cellule.
Selon une seconde caractéristique de l'invention, la carbonatation de la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium est réalisée par contact direct de ladite solution avec un gaz contenant du dioxyde de carbone, dans des conditions réglées pour cristalliser un carbonate de sodium. Des informations concernant le gaz contenant le dioxyde de carbone seront communiquées plus loin.
Dans la présente invention, l'expression carbonate de sodium a une définition large qui englobe le carbonate anhydre de sodium et les carbonates de sodium hydratés. Le carbonate acide ou bicarbonate de sodium (NaHCO3) est exclu de la définition de l'invention.
Le procédé selon l'invention se particularise par une réaction en présence de trois phases distinctes: une phase liquide, une phase gazeuse et une phase solide, cristalline. Pour le traitement de la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium avec le gaz contenant du dioxyde de carbone, on utilise dès lors avec avantage un réacteur adapté à la coexistence de ces trois phases.
On recommande spécialement, dans une forme de réalisation particulière de l'invention, de faire circuler la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium à contre-courant du gaz contenant du dioxyde de carbone, dans un réacteur comprenant une tour constituée de l'empilement d'au moins deux segments superposés, séparés par une cloison percée d'au moins deux orifices, les segments comprenant au moins une paroi transversale destinée à provoquer une convection de la suspension dans ledit segment. Un tel réacteur facilite et accélère la réaction du gaz avec le liquide et, par voie de conséquence, la cristallisation du carbonate de sodium.
Dans une forme de réalisation préférée du procédé selon l'invention, la solution aqueuse contenant de l'hydroxyde de sodium est essentiellement exempte d'ions carbonate et/ou bicarbonate lors de sa mise en contact direct avec le dioxyde de carbone. Dans cette forme de réalisation de l'invention, on évite par conséquent expressément de soumettre ladite solution aqueuse à une carbonatation ou une bicarbonatation partielle avant de la mettre en contact direct avec le dioxyde de carbone.
Dans le procédé selon l'invention, le brouet recueilli de la carbonatation ou son eau mère est soumis à une évaporation. L'évaporation a pour fonction de provoquer une cristallisation additionnelle de carbonate de sodium. Elle est normalement effectuée dans un évaporateur- cristalliseur. Celui-ci n'est pas critique pour la définition de l'invention. On utilise avantageusement un évaporateur à multiple effet ou un évaporateur du type à recompression mécanique de la vapeur.
Dans un premier mode de mise en oeuvre de l'invention, le brouet est soumis tel quel à l'évaporation.
Dans un second mode de mise en oeuvre de l'invention, le brouet est d'abord soumis à une séparation mécanique des cristaux qu'il contient et c'est l'eau mère résultante (solution aqueuse de carbonate de sodium) qui est ensuite soumise à l'évaporation.
La séparation des cristaux du brouet, avant et/ou après l'évaporation peut être réalisée par tout moyen de séparation mécanique approprié, par exemple par décantation, par essorage, par filtration ou par une combinaison de ces trois moyens de séparation.
L'eau mère recueillie de la séparation mécanique qui suit l'évaporation consiste pour l'essentiel en une solution aqueuse de carbonate de sodium. Elle peut avantageusement être utilisée pour épurer la solution aqueuse de chlorure de sodium précitée, destinée à alimenter la cellule d'électrolyse à membrane.
Dans une forme de réalisation avantageuse de l'invention, on règle l'électrolyse dans la cellule à membrane pour que la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium contienne de 25 à 40 (de préférence de 30 à 35) % en poids d'hydroxyde de sodium et on règle les conditions de la carbonatation pour que le brouet comprenne des cristaux de carbonate de sodium monohydraté (Na2CO3.H2O). On préfère que les cristaux de carbonate de sodium du brouet consistent pour l'essentiel, en cristaux de carbonate de sodium monohydraté. Dans cette forme de réalisation, la carbonatation de la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium est normalement effectuée à une température supérieure à 35 C et inférieure à 107,5 C à la pression atmosphérique normale. On utilise avantageusement des températures supérieures à 50 (de préférence à 70) C et inférieures à 100 (de préférence à 90) C. Les températures de 75 à 85 C sont spécialement préférées.
Dans une variante préférée d'exécution de la forme de réalisation qui vient d'être décrite, on règle également les conditions opératoires dans l'évaporateurcristalliseur pour que le carbonate de sodium de la cristallisation additionnelle consiste, pour l'essentiel, en des cristaux de carbonate de sodium monohydraté.
Dans la forme de réalisation avantageuse décrite plus haut et sa variante d'exécution préférée, la cristallisation de carbonate de sodium monohydraté constitue un avantage pour la fabrication ultérieure de soude dense.
Dans le procédé selon l'invention, le gaz contenant du dioxyde de carbone peut être un gaz riche ou un gaz pauvre.
Dans un mode d'exécution préféré de l'invention, le gaz riche est obtenu par attaque de calcaire avec une solution aqueuse d'acide chlorhydrique, celle-ci étant obtenue en dispersant dans de l'eau, du chlorure d'hydrogène que l'on obtient en faisant réagir du chlore et de l'hydrogène produits dans la cellule à membrane. Dans ce mode d'exécution de l'invention, le dérivé chloré produit comprend une solution aqueuse de chlorure de calcium.
Dans un autre mode d'exécution de l'invention, mettant en oeuvre du gaz pauvre, celui-ci comprend une fumée provenant d'une installation thermique de cogénération d'électricité et de chaleur, par exemple une turbine gaz vapeur.
L'installation de cogénération alimente avantageusement, au moins en partie, l'unité de fabrication du dérivé chloré en électricité et/ou en vapeur. Elle alimente également avantageusement l'électrolyseur en électricité et l'évaporateur en vapeur.
Dans le procédé selon l'invention, on recueille de la cellule à membrane une saumure diluée de chlorure de sodium. Celle-ci peut être rejetée ou exploitée dans une autre fabrication.
Dans une forme de réalisation préférée de l'invention, la saumure diluée que l'on recueille de la cellule à membrane est recyclée dans la chambre anodique de la cellule, après avoir été épurée et concentrée en chlorure de sodium. L'épuration comprend habituellement et classiquement, de manière connue en soi, une déchloration, une déchloratation et une désulfatation. Pour concentrer la saumure diluée, on peut y ajouter du chlorure de sodium solide, par exemple du sel gemme. On préfère la faire circuler à travers un gisement de sel gemme.
Dans le cas où on utilise du sel gemme pour concentrer la saumure diluée de la cellule d'électrolyse, il est nécessaire de soumettre la saumure concentrée à une épuration, notamment en ions calcium, en ions magnésium et en ions sulfate. Pour épurer la saumure concentrée en ions calcium, on peut avantageusement la traiter avec une fraction de l'eau mère de la cristallisation du carbonate de sodium. Pour l'épurer en ions magnésium, on peut la traiter avec une fraction de la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium produite dans la cellule d'électrolyse.
Le procédé selon l'invention permet de fabriquer facilement et de manière économique du carbonate de sodium de grande pureté, particulièrement de la soude dense de qualité optimum, sans nécessiter un investissement industriel coûteux.
Des particularités et détails de l'invention vont ressortir de la description suivante des dessins annexés.
La figure 1 montre schématiquement une installation pour la mise en oeuvre d'une première forme de réalisation du procédé selon l'invention.
La figure 2 montre schématiquement une autre installation pour la mise en oeuvre d'une autre forme de réalisation du procédé selon l'invention.
Dans ces figures, des mêmes notations de référence désignent les mêmes éléments.
L'installation schématisée à la figure 1 comprend une cellule d'électrolyse 1, une tour de carbonatation 2, un évaporateurcristalliseur 3 et une chambre d'essorage 4.
La cellule d'électrolyse 1 est du type à membranes sélectivement perméables aux cations. Elle comprend des chambres anodiques et des chambres cathodiques qui sont séparées des chambres anodiques par des membranes sélectivement perméables aux cations. La cellule peut être indifféremment du type monopolaire ou du type bipolaire.
Les cellules à membranes sélectivement perméables aux cations sont bien connues en technique électrolytique et largement utilisées pour la fabrication industrielle de solutions aqueuses d'hydroxyde de sodium au départ de saumures ou solutions aqueuses de chlorure de sodium.
Conformément à l'invention, on introduit une solution aqueuse 5 sensiblement saturée de chlorure de sodium dans les chambres anodiques de la cellule d'électrolyse 1 et de l'eau 6 dans les chambres cathodiques de la cellule.
Pendant l'électrolyse, du chlore 7 est généré dans les chambres anodiques de la cellule et extrait de celles-ci. Simultanément, de l'hydrogène 8 et une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium 9 sont produits dans les chambres cathodiques et extraits de celles-ci.
Le chlore 7 et l'hydrogène 8 sont envoyés dans une chambre de réaction 10 que l'on alimente en outre avec une débit défini d'eau 11. On extrait de la chambre 10 une solution aqueuse d'acide chlorhydrique 12 que l'on envoie dans un réacteur 13, alimenté avec du calcaire broyé 14. Dans le réacteur 13, le calcaire est attaqué et décomposé par l'acide chlorhydrique, pour produire un gaz 15 contenant du dioxyde de carbone et une solution aqueuse résiduaire de chlorure de calcium 39.
La solution aqueuse d'hydroxyde de sodium 9 et le gaz contenant le dioxyde de carbone 15 sont envoyés dans la tour de carbonatation 2, où on les fait circuler à contre-courant, au contact l'un de l'autre. Pour renforcer le contact du gaz avec la solution aqueuse et, par voie de conséquence, le rendement de la réaction entre le gaz et la solution, la colonne est constituée de l'empilement de plusieurs segments, séparés par des cloisons sensiblement horizontales ou légèrement inclinées. Chaque cloison est percée d'un orifice près de sa périphérie, pour la circulation descendante de la solution et d'un ou plusieurs orifices dans sa zone centrale, pour la circulation ascendante du gaz. Les segments sont en outre compartimentés par des cloisons verticales, formant des chicanes pour la circulation de la solution. Des colonnes pouvant convenir pour l'invention, sont par ailleurs décrites dans le document BE- 829 323.
Dans la tour de carbonatation 2, on réalise une température d'environ 80 C, de manière à cristalliser du carbonate de sodium monohydraté.
On recueille de la tour de carbonatation 2, un brouet aqueux de cristaux de carbonate de sodium monohydraté 16, que l'on envoie immédiatement dans l'évaporateur-cristalliseur 3. Dans celui-ci, le brouet est soumis à une évaporation contrôlée pour cristalliser du carbonate de sodium. L'évaporation est normalement effectuée à basse pression, à une température correspondant à la cristallisation du carbonate de sodium sous la forme de monohydrate. Le brouet 17 recueilli de l'évaporateurcristalliseur 3 est envoyé dans la chambre d'essorage 4, où on sépare les cristaux de carbonate de sodium monohydraté 18 et une eau mère 19. Dans la chambre d'essorage 4, les cristaux de carbonate de sodium monohydraté sont par ailleurs soumis à un lavage avec un courant contrôlé d'eau.
Les cristaux de carbonate de sodium monohydraté 18 sont envoyés dans une installation de fabrication de soude dense, non représentée.
L'eau mère 19 de la cristallisation du monohydrate est scindée en deux fractions 20 et 21. La fraction 20 est recyclée dans l'évaporateurcristalliseur 3. La destination de la fraction 21 sera explicitée plus loin.
Dans l'évaporateur-cristalliseur 3, on produit en outre de la vapeur d'eau 23, que l'on condense et envoie dans un gisement de sel gemme 22, duquel on recueille une saumure saturée de chlorure de sodium 24. Celle- ci est envoyée dans un réacteur 25, où on l'épure en ions calcium et magnésium avec la fraction 21 de l'eau mère et avec une fraction 40 de la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium produite dans la cellule d'électrolyse 1. La saumure recueillie du réacteur 25 est ensuite filtrée (26) et épurée (27), puis envoyée dans les chambres anodiques de la cellule d'électrolyse 1. On recueille en outre du réacteur 25, des boues 38 contenant du carbonate de calcium, que l'on envoie dans le réacteur 13.
La saumure diluée 29 recueillie des chambres anodiques de la cellule d'électrolyse 1 est envoyée dans une succession de chambres de réaction 30, 31, 32 où on la soumet successivement à un traitement de déchloration, un traitement de déchloratation et un traitement de désulfatation. La saumure diluée et épurée 33 est ensuite traitée dans une installation de recompression mécanique de vapeur 34, pour la saturer en chlorure de sodium. On recueille de l'appareil 34, d'une part, une saumure sensiblement saturée 35, que l'on envoie dans les chambres anodiques de la cellule d'électrolyse 1 et, d'autre part, de la vapeur d'eau 36 que l'on condense et envoie dans le gisement de sel gemme 22, avec un appoint d'eau 37.
Le procédé mis en oeuvre dans l'installation de la figure 2 diffère de celui de la figure 1 par le traitement de la saumure diluée 29 recueillie des chambres anodiques de la cellule d'électrolyse 1. Après déchloration et déchloratation dans les chambres de réaction 30 et 31, la saumure diluée 29 est envoyée dans le gisement de sel gemme 22, où elle rejoint la vapeur condensée 23 provenant de l'évaporateur-cristalliseur 3 et l'eau d'appoint 37. La saumure saturée 24 recueillie du gisement de sel gemme 22 est soumise à un traitement d'épuration comprenant une désulfatation dans un réacteur 32 et une épuration en calcium et magnésium dans un réacteur 25. La désulfatation dans le réacteur 32 est opérée au moyen de la solution aqueuse de chlorure de calcium 39 résiduaire du réacteur 13. L'épuration en ions calcium et magnésium dans le réacteur 25 est opérée comme exposé plus haut, en référence à la figure 1. La saumure saturée et épurée 41 est ensuite filtrée (42), pour reconstituer la saumure 5 que l'on introduit dans les chambres anodiques de la cellule d'électrolyse 1.
L'exemple suivant sert à illustrer l'invention. Il se réfère à la figure 1.
On introduit dans la chambre anodique de la cellule à membrane (1), 1.134, 6 t/h d'une saumure sensiblement saturée (5), contenant, par kg, 253 g de chlorure de sodium, 7,0 g de sulfate de sodium et 740 g d'eau. On soutire de la cellule (1) : 830,1 t/h d'une saumure appauvrie ou diluée (29), contenant, par kg, 185 g de chlorure de sodium, 9,6 g de sulfate de sodium et 806 g d'eau; 285,8 t/h une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium (9) contenant, par kg, 320 g d'hydroxyde de sodium et 680 g d'eau; et - 83,5 t/h de chlorure d'hydrogène, obtenu en mélangeant le chlore (7) et l'hydrogène (8) produit dans la cellule.
Une fraction (40) de la solution d'hydroxyde de sodium (9), égale à 4,3 t/h, est envoyée vers le réacteur d'épuration (25). Le solde de la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium est envoyé dans la tour de carbonatation (2). On envoie ainsi dans la tour de carbonatation (2), 281, 6 t/h de solution, contenant, par kg, 320 g d'hydroxyde de sodium et 680 g d'eau.
On introduit 49,6 t/h de dioxyde de carbone (15) dans la tour de carbonatation (2), de laquelle on extrait 48,7 t/h d'eau et 282,4 t/h d'un brouet aqueux (16) contenant 493,2 g de carbonate de sodium monohydraté par kg.
Le brouet (16) est introduit dans l'évaporateur-cristalliseur (3) en mélange avec 262 t/h d'eau mère (20), contenant, par kg, 281,9 g de carbonate de sodium dissous et 669 g d'eau. On extrait de l'évaporateurcristalliseur (3) 162 t/h d'eau (23) et 382,3 t/h de brouet (17) contenant 591,8 g de carbonate de sodium monohydraté par kg. Dans la chambre d'essorage (4), on introduit le brouet (17) et 28,5 t/h d'eau (28) servant au lavage des cristaux de carbonate de sodium monohydraté. On recueille de la chambre d'essorage (4) 142,6 t de cristaux de carbonate de sodium monohydraté et 268 t/h d'eau mère diluée (19). Après séparation des 262 t/h (20) recyclé dans l'évaporateur-cristalliseur (3), le solde d'eau mère diluée (21) (6,2 t/h) est envoyé dans le réacteur d'épuration (25).
La saumure diluée (29) (830,1 t/h) extraite de la cellule d'électrolyse (1) est traitée dans l'installation d'épuration (30, 31, 32) , de laquelle on extrait 772,7 t/h de saumure diluée et épurée (33). Celle-ci est envoyée dans l'installation de recompression mécanique de vapeur (34), de laquelle on recueille 577,6 t/h de saumure saturée (35) et 195,1 t/h d'eau que l'on envoie dans le gisement de sel (22). La saumure saturée (35) contient 250 g de chlorure de sodium par kg. Elle est envoyée dans la chambre anodique de la cellule (1) avec 557,0 t/h de saumure saturée provenant des réacteurs d'épuration de saumure (25, 26, 27). - 10-
Pour produire le dioxyde de carbone utilisé dans la tour de carbonatation (2), on disperse le chlorure d'hydrogène précité (83,5 t/h) dans 185,8 t/h d'eau et l'acide chlorhydrique (12) ainsi produite est introduite dans le réacteur (13) avec 111,6 t/h de calcaire (14) et 19,1 t/h de boue (38). Provenant de l'épuration de la saumure. -I1-
Claims (12)
1. Procédé de fabrication de carbonate de sodium suivant lequel on électrolyse une solution aqueuse de chlorure de sodium dans une cellule à membrane sélectivement perméable aux ions de manière à produire du chlore et une solution aqueuse d'hydroxyde de sodium, on carbonate la solution aqueuse comprenant de l'hydroxyde de sodium, on évapore la solution aqueuse carbonatée résultante de manière à produire des cristaux de carbonate de sodium, que l'on sépare, et une eau mère, caractérisé en ce la carbonatation (2) est réalisée par mise en contact direct entre du dioxyde de carbone (15) et la solution aqueuse (9) comprenant de l'hydroxyde de sodium dans des conditions telles qu'elle provoque la transformation de la solution aqueuse en un brouet aqueux (16) de cristaux d'un carbonate de sodium.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la mise en contact direct entre le dioxyde de carbone (15) et la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium (9) est réalisée en faisant circuler ladite solution à contre-courant d'un gaz contenant le dioxyde de carbone dans une tour (2) constituée de l'empilement d'au moins deux segments superposés séparés par une cloison percée d'au moins deux orifices, les segments comprenant au moins une paroi transversale destinée à provoquer une convection de la suspension dans ledit segment.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la solution aqueuse comprenant de l'hydroxyde de sodium est essentiellement exempte d'ions (bi)carbonate lors de sa mise en contact direct avec le dioxyde de carbone.
4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel un dérivé chloré (39) est fabriqué au départ du chlore (7) et dans lequel la carbonatation (2) est effectuée au moins en partie au moyen de dioxyde de carbone (15) produit dans l'unité de fabrication (13) du dérivé chloré.
5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que, pour évaporer le brouet (16), on traite celui-ci dans un évaporateurcristalliseur (3).
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'évaporateurcristalliseur (3) comprend un évaporateur à multiple effet ou un évaporateur du type à recompression mécanique de la vapeur.
7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce qu'on règle l'électrolyse (1) pour que la solution aqueuse d'hydroxyde de sodium (9) comprenne environ 32 % en poids d'hydroxyde de sodium et on règle les conditions opératoires de la carbonatation (2) pour que le carbonate de sodium du brouet (16) soit du carbonate de sodium monohydraté.
8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 5 à 7, caractérisé en ce qu'on règle les conditions opératoires dans l'évaporateurcristalliseur (3) pour que les cristaux de carbonate de sodium résultant de l'évaporation du brouet (17) soient des cristaux de carbonate de sodium monohydraté.
9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une partie au moins du dioxyde de carbone (15) mis en oeuvre est obtenu par attaque de calcaire (14) avec une solution aqueuse d'acide chlorhydrique (12) obtenue en dispersant dans de l'eau (11), du chlorure d'hydrogène que l'on obtient en faisant réagir (10) du chlore (7) et de l'hydrogène (8) produit dans la cellule à membrane (1).
10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'une partie au moins du dioxyde de carbone mis en oeuvre est un gaz de fumée d'une installation thermique de cogénération d'électricité et de chaleur.
11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce qu'on recueille de la cellule à membrane (1) une saumure diluée (29) , que l'on recycle dans la chambre anodique de la cellule, après l'avoir épurée et concentrée en chlorure de sodium.
- 13 -
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que, pour concentrer la saumure diluée (29), on la fait circuler dans un gisement de sel gemme (22).
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1143844A (fr) * | 1967-02-10 | 1900-01-01 | ||
| GB895690A (en) * | 1959-04-28 | 1962-05-09 | Struthers Wells Corp | Improvements in or relating to the preparation of sodium carbonate |
| US3751560A (en) * | 1970-04-08 | 1973-08-07 | Zieren Chemiebau Gmbh Dr A | Multi-stage process for the preparation of sodium bicarbonate |
| US3843768A (en) * | 1971-07-02 | 1974-10-22 | Zieren Chemiebau Gmbh Dr A | Process for the preparation of sodium carbonate monohydrate from a sodium hydroxide solution produced according to the diaphragm process |
| BE829323A (fr) * | 1974-05-22 | 1975-11-21 | Procede de bicarbonatation, dispositif pour sa mise en oeuvre et produit obtenu | |
| BE861527A (fr) * | 1976-12-09 | 1978-06-06 | Solvay | Procede pour la production de chlore et de carbonate de sodium monohydrate |
| US4260594A (en) * | 1977-03-25 | 1981-04-07 | Solvay & Cie. | Method for the manufacture of crystals of sodium carbonate monohydrate |
Family Cites Families (10)
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|---|---|---|---|---|
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