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MÉMOIRE DESCRIPTIF
DÉPOSÉ A L'APPUI D'UNE DEMANDE
DE BREVET D'INVENTION la Société dite: SOLVAY & CIE. Chlorate basique de calcium et procédé pour sa fabrication.
L'invention a pour objet un procédé de fabrication d'un composé oxydant nouveau à base de chlorate, convenant particu- lièrement bien comme herbicide.
On sait que les qualités herbicides des produits chlo- ratés sont dues, en ordre principal, à la présence d'ions ClO3, les autres ions ou composés qui les accompagnent ayant pour objet de donner au produit des propriétés requises pour l'emploi pratique de l'herbicide. Celui-ci ne doit pas prendre en masse pendant le stockage, il doit être facilement mis en solution ou, s'il est répandu à l'état sec, il doit adhérer au sol et ne pas être emporté par le vent.
Les chlorates libèrent facilement leur oxygène et entraînent de ce fait des dangers d'explosion ou d'incendie; on écarte ces dangers en y incorporant des substances étrangères telles que le carbonate de soude, le chlorure de sodium, le chlorure de calcium; d'ailleurs dans les procédés de fabri- cation qui fournissent des solutions de chlorates riches en chlorure de calcium, on n'élimine qu'une partie de ce dernier de manière à diminuer ou supprimer les dangers d'incendie dus à l'emploi du chlorate de calcium pur.
L'invention est basée sur la découverte d'un produit à base de chlorate de calcium, qui répond aux qualités physiques et biologiques requises d'un bon herbicide.
Il a été trouvé que, dans certaines conditions, le chlorate de calcium en solution concentrée peut former avec la chaux un composé cnimique bien défini que l'on peut désigner par le nota de chlorate basique de calcium. A la connaissance de :la demanderesse, il ne semble pas que ce composé ait déjà été cité dans la littérature technique. Il peut être cristallisé et séparé de ses solutions, Mis en suspension dans l'eau il se dé- compose en chlorate et en chaux; le chlorate ainsi libéré passe quasi instantanément en solution tanais que la chaux précipite, c'est là un avantage sur les chlorates solides dont la dissolu- tion est relativement lente malgré une solubilité élevée.
Suivant l'invention, on obtient dù chlorate basique de calcium en ajoutant à une solution de chlorate de calcium I, à I,I mol de en ajo par mol Ca (ClO3)2 à précipiter. Le précipité in- soluble répondant à la formule Ca(ClO3)2,Ca(OH)2 se forme lorsque la concentration en Ca(ClO3)2 dans la phase liquide est supérieure à environ 50% à froid ou environ 55% à 100 C. Ces valeurs sont moins élevées que celles de la solubilité du Ca(ClO3)2 dans l'eau
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en absence de Ca(OH)2, lesquelles sont ae l'ordre de 65 et 79% aux cernes températures, respectivement.
Le chlorate basique se for,ne aussi bien à froid qu'à l'ébullition; il est avantageux cependant d'opérer entre 50 et 100 C. Cette dernièretempérature ne doit guère être dépassée afin que la corrosion des appareils en matériaux courants reste dans des limites acceptables. Dans ces conditions, la formation du précipité s'effectue en un temps tres court si la chaux est maintenue en suspension dans le liquide.
Il est possible de former une quantité accrue de chlorate basique en achevant sa precipitation à une température peu différente de la température ambiante.
Le précipite que l'on obtient en introduisant en une fois la quantité requise de chaux éteinte dans une solution concentrée de chlorate de calcium, constatent agitee, est relativement difficile à séparer à cause de la finesse des éléments cristallins qui le conposent. La demanderesse a trouvé que cette difficulté peut être tournee oe diverses façons, par exemple comme suit:
1 ) Lorsqu'on ajoute en une fois, à une solution chaude de chlora.te de concentration quelconques la quantité de chaux nécessaire correspondant à la totalité du chlorate, il convient de procéder à une évaporation anenant la dessiccation du brouet.
On obtient ainsi une poudre fine,nent cristallisée. La dessiccation peut être avantageusement achevée par l'adjonction d'une certaine quantité de chaux vive moulue. La présence d'un excès de chaux vive empêche 1'agglomération ulterieure de la poudre, elle n'est nullement nuisible du point de vue herbicide; au contraire, il Est même parfois desir. ble d'accroître la visibilité de la trnce laissée car ce produit sur le sol.
2 ) Lorsqu'on introduit lentement la chaux nécessaire à la précipitation dans la solution chauue et agitée de chlorate, soit sous forme de poudre, soit en suspension dans l'eau (lait de chaux), on obtient un precipite sous forme de cristaux de dimension appréciable, plus faciles à séparer des eaux-mères.
Ces cristaux ont l'aspect de parallélépipèdes
3 ) Il est plus avantageux encore d'introduire lentement dans la solution cnaude et agitée de chlorate de calcium, la chaux préalablement mise en suspension dans une solution de chlorate, qui peut provenir d'une opération précédente. be procédé peut alors être réélise en un cycle de fabrication continue, par exemple àe la manière suivante:
Dans une cuve pourvue d'un systène d'agitation, on introduit à chaud a'une part une solution de chlorate de calcium dont la teneur est comprise entre 50 et 55% suivant la température, à laquelle on a. incorpore de la chaux éteinte et d'autre part une solution ae chlorate plus concentrée.
Les debits de ces deux solutions sont réglés eu sorte que la chaux introduite corresponde à la quantité de chlorate precipitable, c'est-à-dire celle en excès sur la concentration de 50% à 55% Une partie des eaux-mères obtenues après precipitation et séparation du précipite est renvoyée vers la cuve de mise en suspension de la chaux tandis que l'autre partie est dirigée vers la cuve où se fait @ l'addition et la mise en solution du chlorate.
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Les cristaux sont séparés et séchés; on peut achever leur dessiccation par aaaition de chaux vive moulue.
EXEMPLE
On introduit dans un réacteur en régime, - d'une part 7,8 Kgr, de chaux éteinte délayée dans 1300 L de solu- tion à 55% Ca(ClO3)2 maintenue à 100 C.
- d'autre part, 22Kgr, de chlorate ue calcium industriel dissous aans environ 260 L de solution à 55% de Ca(ClO3)2 maintenue à 100 C également.
Il se forme environ 28 Kgr, de cristaux de chlorate basi- que, présentant l'aspect de gros sable, que 1'on soutire et Que l'on soumet à la centrifugation pour en séparer les eaux-mères.
Ces eaux-mères, jointes à celles qui sortent de la cuve forcent un total d'environ 1550 L de solution à 55% de chlorate ; elles sont renvoyées dans les cuves de mise en suspension de la chaux et de dissolution du chlorate de calcium.
Il est entendu que des modifications peuvent être appor- tées au procédé décrit, en ce qui concerne les températures, les concentrations et les autres particularités de son exécution.
Le procédé est également applicable lorsque la solution contient d'autres sels en plus du chlorate de calcium.
R E V E N D I C AT 1 O N S
I.- rocédé pour la fabrication de chlorate basique de calcium caractérisé par le fait que l'on introduit de la chaux dans une solution de chlorate de calcium contenant au moins 50% de Ca (ClO3)2 de manière à provoquer la précipitation d'un composé répondant à la formule Ca(ClO3)2.Ca(OH)2.
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DESCRIPTIVE MEMORY
SUBMITTED IN SUPPORT OF A REQUEST
OF INVENTION PATENT the Company known as: SOLVAY & CIE. Basic calcium chlorate and process for its manufacture.
The subject of the invention is a process for the manufacture of a novel oxidizing compound based on chlorate, which is particularly suitable as a herbicide.
It is known that the herbicidal qualities of chlorinated products are due, in the main order, to the presence of ClO3 ions, the other ions or compounds which accompany them having for object to give to the product the properties required for the practical use of the herbicide. This should not solidify during storage, it should be easily dissolved or, if spilled dry, it should adhere to the ground and not be blown away by the wind.
Chlorates easily liberate their oxygen and therefore create the danger of explosion or fire; these dangers are removed by incorporating in them foreign substances such as sodium carbonate, sodium chloride, calcium chloride; moreover, in the manufacturing processes which provide solutions of chlorates rich in calcium chloride, only part of the latter is eliminated so as to reduce or eliminate the dangers of fire due to the use of the calcium chloride. pure calcium chlorate.
The invention is based on the discovery of a product based on calcium chlorate, which meets the physical and biological qualities required of a good herbicide.
It has been found that, under certain conditions, calcium chlorate in concentrated solution can form with lime a well-defined chemical compound which can be denoted by the note basic calcium chlorate. To the knowledge of: the applicant, it does not appear that this compound has already been cited in the technical literature. It can be crystallized and separated from its solutions. Suspended in water it decomposes into chlorate and lime; the chlorate thus liberated passes almost instantaneously into a tan solution which the lime precipitates. This is an advantage over solid chlorates, the dissolution of which is relatively slow despite a high solubility.
According to the invention, basic calcium chlorate is obtained by adding to a solution of calcium chlorate I, at I, I mol of in addition per mol of Ca (ClO3) 2 to be precipitated. The insoluble precipitate corresponding to the formula Ca (ClO3) 2, Ca (OH) 2 is formed when the concentration of Ca (ClO3) 2 in the liquid phase is greater than about 50% when cold or about 55% at 100 C These values are lower than those of the solubility of Ca (ClO3) 2 in water
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in the absence of Ca (OH) 2, which are of the order of 65 and 79% at temperature circles, respectively.
Basic chlorate is formed, not as well in cold as in boiling; however, it is advantageous to operate between 50 and 100 C. This last temperature should hardly be exceeded so that the corrosion of devices made of common materials remains within acceptable limits. Under these conditions, the formation of the precipitate takes place in a very short time if the lime is kept in suspension in the liquid.
It is possible to form an increased quantity of basic chlorate by completing its precipitation at a temperature not very different from room temperature.
The precipitate which is obtained by introducing at once the required quantity of slaked lime in a concentrated solution of calcium chlorate, observed agitated, is relatively difficult to separate because of the fineness of the crystalline elements which compose it. The Applicant has found that this difficulty can be addressed in various ways, for example as follows:
1) When one adds at once, to a hot solution of chlora.te of any concentration, the quantity of lime necessary corresponding to all the chlorate, it is advisable to proceed to an evaporation anenant the desiccation of the broth.
A fine powder is thus obtained which is not crystallized. Desiccation can advantageously be completed by adding a certain quantity of ground quicklime. The presence of an excess of quicklime prevents further agglomeration of the powder, it is in no way harmful from the herbicidal point of view; on the contrary, sometimes it is even desired. ble increase the visibility of the trnce left because this product on the ground.
2) When the lime required for precipitation is slowly introduced into the hot and stirred chlorate solution, either in powder form or in suspension in water (milk of lime), a precipitate is obtained in the form of crystals of appreciable size, easier to separate from mother liquors.
These crystals have the appearance of parallelepipeds
3) It is still more advantageous to introduce slowly into the cnaude and stirred solution of calcium chlorate, the lime previously suspended in a solution of chlorate, which can come from a previous operation. The process can then be re-performed in a continuous manufacturing cycle, for example as follows:
In a tank provided with a stirring system, is introduced hot a'on the one hand a solution of calcium chlorate whose content is between 50 and 55% depending on the temperature, at which there is. incorporates slaked lime and on the other hand a more concentrated chlorate solution.
The flow rates of these two solutions are adjusted so that the lime introduced corresponds to the quantity of precipitable chlorate, that is to say that in excess on the concentration of 50% to 55% Part of the mother liquors obtained after precipitation and separation of the precipitate is returned to the lime slurry tank while the other part is directed to the tank where chlorate addition and solution takes place.
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The crystals are separated and dried; we can complete their desiccation by aaaition of ground quicklime.
EXAMPLE
Is introduced into a reactor under operating conditions, - on the one hand 7.8 Kgr, of slaked lime diluted in 1300 L of 55% Ca (ClO3) 2 solution maintained at 100 C.
- On the other hand, 22Kgr, of industrial calcium chlorate dissolved in about 260 L of 55% solution of Ca (ClO3) 2 also maintained at 100 C.
About 28 kg of crystals of basic chlorate are formed, presenting the appearance of coarse sand, which are withdrawn and which are subjected to centrifugation to separate the mother liquors.
These mother liquors, added to those which leave the tank, force a total of about 1550 L of 55% chlorate solution; they are returned to the lime suspension and calcium chlorate dissolving tanks.
It is understood that modifications can be made to the process described, with regard to temperatures, concentrations and other peculiarities of its execution.
The method is also applicable when the solution contains other salts in addition to calcium chlorate.
R E V E N D I C AT 1 O N S
I.- A process for the manufacture of basic calcium chlorate characterized by the fact that lime is introduced into a solution of calcium chlorate containing at least 50% of Ca (ClO3) 2 so as to cause precipitation of a compound having the formula Ca (ClO3) 2.Ca (OH) 2.