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Procédé de préparation de soude caustique,
On sait (d'après Lunge Handbch der Sodaindustrie) que des mélanges d'oxyde ferrique et d'azotate de sodium forment à température élevée, en présence d'air et de va- peur d'eau, du ferrite de sodium, en libérant des oxydes de l'azote. Le ferrite peut être décomposé par l'eau, ce qui permet d'obtenir de la soude caustique et de l'oxyde ferri- que insoluble. Ce dernier peut être utilisé pour la déoom- position de quantités nouvelles d'azotate de sodium, ou bien peut être utilisé comme colorant en raison de sa gra- nulation particulièrement fine.
Or, le demandeur a trouvé que le rendement des reac- tions ci-dessus peut être fortement amélioré si l'on ajoute
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au mélange d'oxyde ferrique et d'azotate de sodium de l'a- cide silicique amorphe à très grande surface. Ce mélange est ensuite chauffé à température élevée cans un courant d'air ou d'autres gaz.
Comme matière première pour l'oxyde ferrique et l'acide silicique, on peut utiliser avantageusement le minéral na- turel appelé limonite. Les bons resultats obtenus de cette façon semblent pouvoir être attribués en partie à de peti- tes quantités d'autres éléments contenus dans ce minérel, éléments qui paraissent jouer un rôle dans la catalyse comme stabilisateurs ou un autre rôle analogue.
La réaction peut être effectuée, le cas echéant, en présence de vapeur d'eau.
On peut a,ussi utiliser, outre la limonite, d'autres additions d'acide silicique ammrphe, Des mélanges artifi- ciels dont la composition est approximativement celle de la limonite peuvent également être employés. Le quartz n'est pas favorable au développement de la réaction.
Comme la décomposition du ferrite de sodium est ren- due plus difficile par la présence d'acide silicique, cette décomposition est effectuée avantageusement dans ce cas avec de l'eau sous pression élevée et à une température dé- passant 100 . Ce mode opératoire présente en outre l'avan- tage de permettre d'obtenir des lessives de soude caustique de concentration plus élevée.
La décomposition indiquée de l'azotate de sodium peut être effectuée avantageusement en continu. Dans ce but, on amené le mélange préalablement malaxe avec de l'eau, a près séchage éventuel,à l'état de fragments ou de poudre, dans un four chauffé de l'extérieur, dans lequel on fait passr simultanément un courant d'air, humidifié le cas échéant avec de l'eau,
Le travail en continu offre non seulement l'avantage
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d'une production plus grande, mais il permet l'obtention des oxydes de l'azote en concentration uniforme, ce qui est particulièrement important pour leur absorption.
Pour la mise 8 exécution du procédé, on peut par exem- ple utiliser un cylindre rotatif horizontal ou légèrement incliné (four rotatif tubulaire) du type employé pour la clcination du ciment, mais chauffé toutefois de l'extérieur.
Il'peut aussi être avantageux de déplacer desmodromiquement la, matière à l'intérieur du cylindre à l'aide d'une vision peut envoyer l'air en équipe curant avec la matière ou aussi en contre-courant. Si l'on travaille en équi-courant, la matière peut être introduite dans le four à l'état humbde de sorte que l' addition de vapeur d'eau à l'air est super- flue. Si l'on travaille à contre-courant, on peut effectuer un chauffage préalable de l'air et simultanément un re- froidissement des produits de la réaction, ce qui permet d'obtenir une meilleureutilisation de la chaleur.
A la place d'un four tournant, on peut aussi utiliser un four à creuset, auquel on amène le mélange sous forme granuleuse. Dans ce cas, on travaille avantageusement à contre-ccurant.
Une température opératoire de 600 à 750 s'est révé- lée la plus avantageuse. La, quantité d'air est réglée avan- tagesument de telle sorte que la concentration en oxydes de l'azote soit supérieure 2 %.
A la place d'air, on peutaussi utiliser d'autres gaz, par exemple des gaz de combustion. Si on les utilise à l'état chaud, le chauffage peut avoir lieu partiellement ou entier rement de 1'intérieur du four.
Les oxydes de l'azote obtenus par le procédé sont transformés à la manière connue en acide azo tique, en azota... tes et en azotites respectivement.
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On a trouve en outre qui la réaction in"illUt;;t.; SI "f1I;C- tue beaucoup plus facilement quand lu chauffage de L. 111é SoS C de réaction a lieu sous pression réduite. an'lce 2. cette mesure, la température et 1# durée de l:x r0acttion peuvent Ztre notablement diminuées, , x e m 1 s , 1.- On chauffe à 6502 C un mélange de 276 parties en poids de salpètre et de 726 parties d'oxyde ferrique pur. La du- rée du traitement est de 4 ueures et on fait passer pendant ce temps sur le mélange, par heure et par kilo du mélange,
3 environ 2,IL m d'un mélange d'air et de vapeur d'eau. Le rendement en soude caustique est égal à 86 % du rendement théorique.
2.- On chauffe à 650 pendant 3 heures, 1000 parties d'un mélange de salpètre et de limonite (se composant d'âpres
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l'analyse de 33, T. % de Az 0 3 le de 6o, 1 $ de Fe et de 6,8 de Si02), en faisant passer sur le mélange par heure et par kilo de mélange 1,2 m 3 d'un mélange d'air et de vapeur dler,.u.
Le rendement est de 93,8 % malgré la durée beaucoup plus courte du traitement.
3.- On chauffe à 6502 C pendant 2 heures 1000 parties d'un
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mélange de magnétite et de salpêtre (38,8 z A03Na, 79,0 % 333 Fe 0 , 1,3 % silo ), en faisant passer par heure et p#ir- kilo de mélange 1,96 m 3 d'un mélange d'air et de vapeur d'eu.
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Le detnsndement est égal à 45,7 % du rendement théorique.
4..- Dans plusieurs essais on chauffe chaque fois il 6003 pew dant 20 minutes 1000 parties d'un mélange de 27, 6 % d'azo-
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tate de sodium et de 73,4 % d'oxyde ferrique pur, en fai- sant passer sur le mélange par heure et par kilo de mélan- ge 2, 4 m3 d'un mélange d'air et de vapeur d'eau, Dans le premier essai on utilise le mélange pur d'azotate de so- dium et d'oxyde ferrique. Dans le deuxième essai, on ajou-
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te 2,5 % de quartz et dans le troisième essai, 2,5 % d'ai- de silicique précipité et séché.
Les rendements ont été de,.,
9,1 % pour le premier essai.
8,6 % pour le deuxièmeessai avecad- dition de quartz.
23,6 % pour le troisième essai avec addition de SiOê amorphe, 5.-' On chauffe pendant 3 heures 1/2 entre 570 et 620 1000 parties d'un mélange de 50,1 % de salpêtre et 69,9 % de limonite séchée, dans un four rotatif tubulaire, en remuant souvent la masse et en faisant passer de l'air sur le mélange. Le rendement a,tteint 94 %.
Tandis que los mélanges qui contiennent de la magné- t,ite ou de l'oxyde ferrique même avec addition de quartz, fondent d'eux-mêmes dans le four rotatif et s'agglutinent, les mélanges contenant de la limonite ou de l'acide silici. que amorphe ne se concrètent que faiblement et peuvent être facilement enlevés du four, 6,- On chauffe dans un four à température croissante un mélange de salpêtre et de limonite en aspirant de l'air sur ce mélange à une pression de 115 mm de mercure. Le dégage- ment d'oxydes de l'azote commence déjà 6 une température inférieure à 300 . Le chauffage est augmenté lentement jus- qu'à 6002, Le rendement en soude caustique est égal à 92 % du rendement théorique.
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Process for preparing caustic soda,
It is known (from Lunge Handbch der Sodaindustrie) that mixtures of ferric oxide and sodium nitrogenate form at high temperature, in the presence of air and water vapor, sodium ferrite, releasing oxides of nitrogen. Ferrite can be decomposed by water, which makes it possible to obtain caustic soda and insoluble ferric oxide. The latter can be used for the deodorization of new quantities of sodium nitrogenate, or it can be used as a dye because of its particularly fine granulation.
However, the applicant has found that the yield of the above reactions can be greatly improved if one adds
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to the mixture of ferric oxide and sodium azotate, amorphous silicic acid with a very large surface area. This mixture is then heated to high temperature in a stream of air or other gases.
As the raw material for ferric oxide and silicic acid, the natural mineral called limonite can advantageously be used. The good results obtained in this way seem to be attributable in part to small amounts of other elements contained in this mineral, elements which appear to play a role in catalysis as stabilizers or some other analogous role.
The reaction can be carried out, if necessary, in the presence of water vapor.
In addition to limonite, other additions of ammrphic silicic acid can therefore be used. Artificial mixtures having a composition approximately that of limonite can also be employed. Quartz is not favorable to the development of the reaction.
Since the decomposition of sodium ferrite is made more difficult by the presence of silicic acid, this decomposition is advantageously carried out in this case with water under high pressure and at a temperature above 100. This procedure also has the advantage of making it possible to obtain caustic soda lye of higher concentration.
The indicated decomposition of sodium nitrogenate can advantageously be carried out continuously. For this purpose, the mixture previously kneaded with water, after possible drying, in the form of fragments or powder, is brought into an oven heated from the outside, in which a current of air, humidified if necessary with water,
Continuous work not only offers the advantage
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of greater production, but it makes it possible to obtain nitrogen oxides in uniform concentration, which is particularly important for their absorption.
For carrying out the process, for example, a horizontal or slightly inclined rotating cylinder (rotary tubular kiln) of the type used for cement clcination, but heated from the outside, can be used.
It may also be advantageous to desmodromically displace the material inside the cylinder with the aid of a vision can send the air in team with the material or also in counter-current. If working in equi-current, the material can be introduced into the oven in a humid state so that the addition of water vapor to the air is unnecessary. If one works against the current, one can carry out a preliminary heating of the air and simultaneously a cooling of the products of the reaction, which makes it possible to obtain a better use of the heat.
Instead of a rotary furnace, it is also possible to use a crucible furnace, to which the mixture is fed in granular form. In this case, one works advantageously against the grain.
An operating temperature of 600 to 750 has been found to be the most advantageous. The amount of air is advantageously adjusted so that the concentration of nitrogen oxides is greater than 2%.
Instead of air, it is also possible to use other gases, for example combustion gases. If they are used in the hot state, the heating can take place partially or entirely from the interior of the furnace.
The nitrogen oxides obtained by the process are converted in the known manner into azo acid, nitrogen ... tes and azotites respectively.
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Further, it has been found that the reaction kills much more easily when the heating of the reaction L. 111 S C takes place under reduced pressure. After this measurement, the temperature and the duration of the reaction can be significantly reduced,, xem 1 s, 1.- A mixture of 276 parts by weight of saltpeter and 726 parts is heated to 6502 C. of pure ferric oxide. The duration of the treatment is 4 hours and during this time is passed over the mixture, per hour and per kilo of the mixture,
3 approximately 2, IL m of a mixture of air and water vapor. The yield of caustic soda is equal to 86% of the theoretical yield.
2.- 1000 parts of a mixture of saltpeter and limonite (consisting of harsh acids) are heated at 650 for 3 hours
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the analysis of 33, T.% of Az 0 3 le of 6o, 1 $ of Fe and 6.8 of Si02), passing over the mixture per hour and per kilo of mixture 1.2 m 3 of a mixture of air and steam dler, .u.
The yield is 93.8% despite the much shorter treatment time.
3.- 1000 parts of a mixture are heated at 6502 C for 2 hours
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mixture of magnetite and saltpeter (38.8 z A03Na, 79.0% 333 Fe 0, 1.3% silo), passing per hour and p # ir- kilo of mixture 1.96 m 3 of a mixture air and eu vapor.
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The detnsndement is equal to 45.7% of the theoretical yield.
4 ..- In several tests is heated each time 6003 pew for 20 minutes 1000 parts of a mixture of 27.6% nitrogen.
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sodium tate and 73.4% pure ferric oxide, passing through the mixture per hour and per kilo of mixture 2.4 m3 of a mixture of air and water vapor, In the first test the pure mixture of sodium nitrogenate and ferric oxide is used. In the second test, we add
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you 2.5% quartz and in the third test 2.5% precipitated and dried silicic acid.
The yields were,.,
9.1% for the first try.
8.6% for the second test with addition of quartz.
23.6% for the third test with the addition of amorphous SiO, 5.- 'Heated for 3 1/2 hours between 570 and 620 1000 parts of a mixture of 50.1% saltpeter and 69.9% limonite dried, in a rotary tube kiln, often stirring the mass and passing air over the mixture. The yield reached 94%.
While mixtures which contain mag- netite or ferric oxide even with the addition of quartz melt by themselves in the rotary kiln and clump together, mixtures containing limonite or silicon acid. that amorphous materialize only slightly and can be easily removed from the oven, 6, - A mixture of saltpeter and limonite is heated in an oven at increasing temperature by sucking air over this mixture at a pressure of 115 mm of mercury . The release of oxides from nitrogen begins already at a temperature below 300. The heating is slowly increased to 6002. The yield of caustic soda is equal to 92% of the theoretical yield.