BE489998A - - Google Patents

Description

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  Procédé d'extraction de potassium de solutions diluées. 



   Il est connu d'extraire le potassium de solutions ne contenant seulement que de petites quantités de sels de potassium, par exemple l'eau de mer, en ajoutant à la solution de potassium diluée une solution d'un sel aisément soluble, par exemple un sel de calcium, d'une amine aromatique secondaire fortement nitrée, par exemple la dipicryle amine, pour précipiter ainsi le sel d'aminate de potassium pratiquement insoluble et le séparer par filtration.

   Il est également connu de décomposer cet aminate de potassium précipité par un acide, pour obtenir d'une part l'amine libre insoluble qu'on sépare par filtration, qu'on transforme en un sel facilement soluble au moyen d'une base appro- priée, par exemple la chaux, et qu'on fait rentrer dans le cycle des opérations sous forme de solution d'aminate pour une nouvelle 

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 précipitation de potassium, et obtenir d'autre part une solution relativement concentrée du sel de potassium de l'acide utilisé. 



   Les composés aminés et nitrés aromatiques, y compris les aminés aromatiques secondaires fortement nitrées, ont une'tendance à provoquer l'eczéma de la peau et possèdent également d'autres propriétés toxiques. Ainsi, si on les manipule pendant de lon- gues périodes, même de petites quantités de ces composés peuvent amener à des cas sérieux d'empoisonnement chez les ouvriers. De fait,ces propriétés désagréables sont à tel point prononcées que jusqu'à présent aucune application industrielle du procédé décrit dans le préambule n'a été réalisée. 



   On a observé que les différentes formes sous lesquelles ces aminés aromatiques secondaires fortement nitrées peuvent apparaître ne sont pas toutes également dangereuses, et que l'action toxique sur le corps humain dépend dans une large mesure de la solubilité des composés aminés et de la concentration des amines en solution. 



   La présente invention a pour objet un procédé d'extrac- tion de potassium de solutions diluées, par exemple d'eau de mer ou d'eau de lacs naturels et de sources, à l'aide d'une amine aromatique secondaire fortement nitrée, en réduisant notablement les risques d'intoxication des ouvriers, comparativement aux procédés connus. Suivant l'invention, on réalise ce perfection- nement en opérant principalement dans des liquides acides dans lesquels les aminés toxiques sont presque complètement insolubles et également en utilisant une concentration d'aminate très faible dans toutes les opérations où le travail en milieu acide est impossible.

   Le procédé comporte également des conditions perfec- tionnées de croissance des cristaux d'aminate de potassium, la production de cristaux plus grands et plus uniformes, en main- tenant la supersaturation faible dans la zone de cristallisation. 

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  Parmi les moyens employés pour augmenter les dimensions des cristaux, on peut réintroduire constamment dans la cuve de pré- cipitation une partie de la suspension de cristaux. 



   Dans le procédé connu, décrit dans le préambule, la très grande surface des filtres utilisés occasionne un danger particulier en ce qui concerne les risques d'intoxication par Suite des travaux de surveillance et d'entretien inévitables. 



  Un perfectionnement important est par conséquent réalisé du fait que, dans le procédé suivant l'invention, comparé au procédé adopté antérieurement, on peut réduire la surface fil- trante à environ un septième en utilisant des épaississeurs -et des filtres à sable, qui demandent moins de surveillance et d'entretien, et qui,   en,outre;   sont meilleur marché. 



   En se référant aux schémas de traitement représentés, on décrira plus en détail, dans les paragraphes suivants, les stafes de production correspondant au procédé de la présente invention, étant bien entendu que l'invention n'est pas pour cette raison limitée à l'exemple représenté. 



   Le schéma de traitement principal, fig.l, représente le procédé sous ses caractéristiques principales générales, tandis que les Figs. 2 et 3 représentent plus en détail les modes opératoires concernant des opérations importantes du pro- cédé, comprises sous les chiffres de position 5 et 15 du schéma de traitement principal. 



   La précipitation de l'aminate de potassium insoluble a lieu dans la cuve de précipitation 4 où on introduit conti- nuellement la solution diluée de sel de potassium, par exemple l'eau de mer en 1 en même temps qu'on introduit l'agent de pré- cipitation en 2 sous forme d'une suspension d'aminé aromatique secondaire fortement nitrée libre. On ajoute en 3 du lait de chaux ou une autre base appropriée, c'est-à-dire une base qui      

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 transforme l'aminé libre en suspension en aminate soluble dans l'eau.

   On peut par exemple donner à l'appareil de préci- pitation 4 (la précipitation peut du reste s'effectuer aussi bien dans un certain nombre d'appareils) une forme et des di- mensions telles que le courant de matière liquide et solide s'écoule sous forme de courant tranquille à travers l'appareil dans la direction de la sortie, en introduisant la base en 3 par portions successives à travers un certain nombre d'entrées se suivant en série au delà des endroits d'introduction de la solution diluée contenant le potassium et l'aminé solide. On a trouvé qu'il est recommandable d'établir et de maintenir une valeur du pH comprise entre 7 et 10 dans toute la zone de précipitation.

   L'introduction de la base par portions succes- sives a pour effet que les cristaux d'aminé en suspension sont dissous successivement, et que la concentration des aminates précipitant le potassium est maintenue basse, de sorte que la formation dé nouveaux noyaux d'aminate de potassium inso- luble est réduite et que les conditions de croissance des cristaux sont améliorées. Les dimensions des cristaux augmentent encore davantage si on effectue une ré-introduction (5d) de cristaux d'aminate de potassium venant de l'installation de séparation 5. 



   Le courant venant de l'appareil de précipitation 4 passe dans une installation de séparation 5 (voir, pour les détails, la fig. 2 et la liste des positions) et se divise en quatre fractions comme suit : Fraction   a) :   Trop-plein limpide 5g venant de l'épaississeur 
5a vers la conduite 12. Cette fraction, qui s'élève à environ 98% en volume du contenu de   4,   renferme un peu d'agent de précipitation dissous, qu'on précipite comme amine libre par 

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 addition d'acide dans l'appareil 13, de façon connue. 



   On filtre alors la décharge de 13 dans les filtres à sable 15a et 15d, et on retourne occasionnellement   l'aminé   obtenue 17 dans l'opération à l'appareil de précipitation du potassium 4, tandis que le filtrat est rejeté, éventuellement en passant par un filtre à charbon 19 destiné à une nouvelle séparation de résidus aminés toxiques, et après une désacidification finale 20, au moyen, par exemple, de CaC03 précipité antérieurement dans le procédé. 



   Lorsque la fraction a) est séparée, on ajoute une petite quantité d'acide, 5b, suffisante pour réduire le pH à environ 3, à la sortie ou au voisinage de la sortie de l'épaississeur 5a,, pour précipiter sous forme de fins cristaux d'aminé, qui sortent en même temps que la fraction b), l'agent de précipita- tion dissous dans le reste de la liqueur. 



  Fraction b).-Suspension 5d de cristaux d'aminate de potassium relativement fins, qui se monte, par exemple, à environ 50% en poids du sel de potassium total, accompagnée des fins cristaux d'amine mentionnés plus haut, qui retourne à l'appareil de précipita-, tion 4. 



  Fraction c).-L'aminate de potassium à grains relativement gros 6 passe, après lavage sur le filtre 5e, dans l'appareil 7 où on le traite par un acide 8 de façon connue pour obtenir le sel de potassium de l'acide sous forme dissoute et libérer l'aminé. 



   Du filtre 9, l'aminé libérée passe dans une cuve tampon (non représentée sur le dessin) dans laquelle on met les cristaux d'aminé en suspension dans une 

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 partie de la solution originale de potassium, par exemple l'eau de mer, et on la retourne en 11 vers l'appareil de précipitation 4 sous forme d'une suspension 2. 



  Fraction d). - Le filtrat du filtre 9, contenant le potassium extrait sous forme d'un sel aisément soluble, est enlevé pour le traiter de la façon habituelle en 10. 



   Si on veut appliquer le procédé à l'extraction de potassium d'eau de mer, on peut économiser environ 50% de la consommation totale d'acide, correspondant à la quantité utilisée à la décomposition du bicarbonate contenu dans l'eau de mer, en traitant l'eau de mer par un lait de chaux et du carbonate de calcium précipité antérieurement, puis en filtrant sur des filtres à sable. Le nettoyage des filtres à sable peut dans chaque cas particulier se combiner aisément à la désacidification de l'eau de mer traitée avant qu'elle ne soit rejetée. 



   Pour le reste, on s'en réfère aux schémas de traitement annexés et à la liste des positions ci-après, dressée en consi- dérant spécialement le cas d'application du procédé au traite- ment d'eau de mer. 



   1) Eau de mer, ou eau de mer après traitement préala- ble et filtration. 



   2) Agent de précipitation (amine libre), en suspension, par exemple dans l'eau de mer. 



   3) Base, par exemple lait de chaux. 



   4) Appareil de précipitation pour le réaction entre l'argent de précipitation et la base avec le potas- sium contenu dans l'eau de mer. 



   5) Séparation du sel de potassium précipité 6 et de l'eau de mer résiduelle 12. 

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  5a) Epaississeur Dorr. Le trop-plein 5g se monte à environ 98% en volume de la quantité introduite dans l'épaisisseur Dorr. 



  5b) Addition d'acide jusqu'au pH = 3. 



  5c) Séparateur d'eau. 



  5d) Retour   d'environ   50% du sel aminate de potassium sous forme d'une suspension des cristaux relativement les plus petits. 



  5e) Filtre à vide rotatif. 



  5f) Eau de lavage. 



  5g) Liqueur de trop-plein de l'épaississeur DORR vers 12. 



  6) Sel de potassium séparé. 



  7) Appareil de réaction pour la réaction du sel de potassium par l'acide. 



  8) Addition d'acide (par exemple acide nitrique). 



  9) Séparation de l'agent de précipitation récupéré et dé la solution de potassium. 



  10) Solution de potassium à traiter de la façon habi- tuelle. 



  11) Agent de précipitation récupéré. 



  12) Eau de mer résiduelle 5g +   18,   libérée de la partie principale du sel de potassium précipité, contenant cependant un peu d'agent de précipitation dissous. 



  13) Appareil de précipitation pour la récupération du reste de l'agent de précipitation de 12 par addition d'acide de la façon habituelle. 



  13a)Eau de mer résiduelle acide en circulation pour y mélanger l'acide nécessaire. 



  14) Addition d'acide. 



  15) Séparation de l'agent de précipitation récupéré sous forme de précipité et eau de merrésiduelle. 

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  15a) Filtre à sable pour la séparation de l'aminé libre précipitée, les fines d'aminate de potas- sium et le résidu boueux de l'eau de mer acide restante. 



  15b) Elimination du filtrat acide. 



  15c) Détachage mécanique de la plus grande partie de la boue séparée et son transfert à un filtre à sable plus petit. 



  15d) Filtre à sable plus petit. 



  15e) Filtrat acide à éliminer en même temps que 15b. 



  15f) Lavage occasionnel à courant renversé du filtre à sable 15a au moyen du filtrat 15b ou 15e pour séparer les boues retenues dans le sable. 



  15g) Suspension provenant du lavage du filtre à courant renversé,à retourner vers 15d. 



  15h) Passage d'eau de mer à courant renversé pour la dissolution complète de l'agent de précipitation restant, à retourner vers 15i et 17. 



  15i) Voir sous 15 h. 



  15j) Introduction occasionnelle d'eau de chaux et/ou d'eau de mer pour dissoudre et récupérer les particules d'agent de précipitation recueil- lies sur le filtre à sable pour les retourner par 15k et 17. 



  15k) Voir sous   15 j .   



  15 1)Lavage du résidu de boues de chaux du filtre à sable 15d à courant renversé. 



  15m) Elimination de la boue de chaux de 15d vers 16. 



  16) Filtrat 15b + filtrat 15e, occasionnellement également 15m. 



  17) Agent de précipitation récupéré , en suspension et/ou dissous. 

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   18) Filtrat de 5e.réuni à 5 g.en 12 pour récupération de l'agent de précipitation. 



   19) Eventuellement filtre à charbon actif. 



   20) Traitement éventuel par CaC03 (par exemple celui venant de l'épuration préalable de l'eau de nier entrante) pour la désacidification. 



   21) A l'égoût. 



   REVENDICATIONS 
1.- Procédé d'extraction de potassium de solutions, en particulier de solutions contenant du potassium en quantités relativement faibles, par exemple de l'eau de mer ou de l'eau de lacs salés ou de sources salines, caractérisé en ce qu'on traite la solution de potassium par une amine aromatique secondaire fortement nitrée à l'état solide, par exemple l'hexanitro-   diphényl-amine   (dipicryl amine) et une base, qu'on précipite ainsi un sel de potassium légèrement soluble de cette amine, qu'on le sépare et le traite par un acide, qu'on obtient ainsi l'amine aromatique secondaire fortement nitrée libre à l'état solide, qu'on sépare et retourne à l'opération de précipitation du potassium en vue de son réemploi comme agent de précipitation du potassium,

   et qu'on obtient simultanément une solution de sel de potassium relativement concentrée.

Claims (1)

1. 2. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on utilise une base, par exemple du lait de chaux, qui forme un sel aisément soluble avec l'aminé aromatique secondaire fortement nitrée.

   3. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on retourne une partie des cristaux d'aminate de potassium légèrement soluble précipité provenant de l'opération de <Desc/Clms Page number 10> séparation vers l'opération de précipitation du potassium.

   4.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on traite le mélange provenant de l'opération de précipita- tion du potassium dans une installation d'épaississeurs, on acidifie la partie épaissie qui contient la partie principale du composé de potassium précipité, à un pH d'environ 3, on pré- cipite ainsi l'amine libre en excès sous forme de fins cristaux, on soumet la partie épaissie acidifiée à une opération de sépara- tion, d'où l'on retourne les fins cristaux d'aminé en même temps que les plus petits cristaux d'aminate de potassium à l'opération de précipitation de l'aminate de potassium sous forme de sus- pension, pendant qu'on traite les cristaux d'aminate de potas- sium les plus gros par une quantité plus forte d'acide pour former une solution du sel de potassium de cet acide,

   et de l'amine fortement nitrée libre, qu'on retourne à l'opération de précipitation du potassium.

   5. - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on acidifie la solution restant après avoir séparé l'aminate de potassium précipité, on précipite ainsi l'excès d'agent de précipitation sous forme de cristaux fins d'aminé libre, on sépare l'aminé libre et on la retourne à l'opération de précipita- tion du potassium en vue de son réemploi.

   6. - Procédé suivant la revendication 5, caractérisé en ce que, après avoir séparé les fins cristaux d'amine libre, on soumet la solution épuisée à une opération d'épuration supplémen- taire sur son trajet vers l'égoût, par exemple en la faisant pas- ser à travers un filtre de charbon actif.

   7. - Procédé d'extraction de potassium de solutions, en particulier de solutions contenant le potassium en quantités re- lativement faibles, par exemple de l'eau de mer ou de l'eau de lacs salés ou de sources salées, comprenant la précipitation du notas sium par une amine aromatique secondaire fortement nitrée <Desc/Clms Page number 11> pour former un sel peu soluble de potassium et de l'amine fortement nitrée, et la récupération de la partir principale de l'agent de précipitation en vue de son réemploi dans le procédé, caractérisé par la combinaison d'un certain nombre des caractéristiques suivantes :

   a) on précipite la solution par une suspension de l'aminé aromatique secondaire fortement nitrée en présence d'une base, par exemple un lait de chaux, qui forme avec l'amine un composé relativement facilement soluble. b) on fait passer le mélange de réaction de a) dans une installation d'épaississeurs, et on ajoute une petite quantité d'acide à la partie épaissie, que l'on soumet ensuite à une séparation, puis on retourne ensuite une fraction de fins cristaux d'aminate de potassium en même temps qu'une cer- taine quantité d'amine précipitée à l'installation de précipi- tation, tandis qu'on traite les cristaux plus gros d'aminate de potassium restants par un acide en vue de former une solution de sel de potassium, et de l'amine libre solide.

   c) on ajoute de l'acide à la solution de trop-plein sortant de l'installation des épaississeurs, contenant un excès d'agent de précipitation, pour précipiter l'aminé libre, que l'on filtre sur un filtre à sable puis qu'on sépare ultérieurement du filtre par lavage ou dissolution, et qu'on retourne au cycle des opérations. d) on libère la solution épuisée du procédé des com- posés aminés toxiques restants en la faisant passer par un filtre de charbon actif.

   8.- Procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que, avant la précipitation par une amine aromatique secondaire fortement nitrée, on libère la solution, par exemple l'eau de mer, d'où on veut extraire le sel de potassium, des bicarbonates qu'elle renferme, de <Desc/Clms Page number 12> façon connue, par traitement, par exemple par de la chaux.

   9. - Composés de potassium préparés à partir de solutions diluées de potassium, par exemple d'eau de mer ou d'eau de sources salines, par un procédé tel que décrit dans l'une quelconque des revendications précédentes.