BE623008A - - Google Patents

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BE623008A
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Description

       

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    Elimination   d'impuretés et séparation de l'hydroxyde de   potassium   au cours de la production du permanganate de potassium.      



   La présente invention concerne un   procède   pour   éliminer   les   impureté$   au cours de la production du permanganate de potas- sium et séparer aussi l'hydroxyde de potassium En   particulier,   une proportion   importante   des impuretés   d'un   courant de produits est   transforme en   hydroxyde de   potassium   et la solution caustique obtenue   offre     un   grand   intérêt     coasse   courant de recyclage dans le   procédé   global de production du permanganate de potassium. 



   Dans les   procèdes   connus, la fabrication du   permanganate        de potassium (KHnO4) à partir   d'une   matière manganésifére, telle que le dioxyde de   manganèse   (EnO2) que contiennent de   nombreux   mi- nerais   naturels,   exige essentiellement deux types différents de stades d'oxdation qui requiérent tous daux la présence d'hydroxyde 

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 de potassium et d'un oxydant. 1 aért r a cor stades cohorte la production ae rsncanate VI de potassium (K2MnO 4) et t. vontuel- 
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 lement la formation eu l!U1ngéJlllitt: V de potassium (Kl1n04)intermrd1a1.1 
 EMI3.3 
 re.

   Le second de ces stades consiste en une oxydation electrolyti- que transformant le mangtU1.d.t.> VI de potassium en pe-rmangcnete de potassium. Ces deux études d'oxydation peuvent ttre représentés 
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 en substance par les équations suivantes: 
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 L'opération représentée par l'içuration (1) est une oxyda- 
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 tion à haute température qui se fait à l'aide d'air ou d'autres 
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 gons contenant de l'oxygène et qui est exécute en présence d'hydro- xyde de potnSdUl.1 relativement concentre.

   On connaît divers procô- ! ds pour cette ox:rdntion; par exemple, un proc 'dé za.bitzz:x consiste à. produire le r.lpnfllnnte vu de potassium en -r111E;nt des 3)-lfnges de ! solides forais du minorai de aloxyde de 1'1a.ngBu fe et dhyroxyde de potassium, les solides ayant été broyus en particules plus fines aprs un méiose Initial des deux constituants. Le rr1..7.,: e est ha- bituellement effectua à IIF-ir à environ 2.î5 C oc l'eau tant pulvérisée par interni ttence sur le :t'1\SlrnGc broyé de solides. L'oxy- dation suivant l'{quE<t1on (1) est conduite de prrfrence en se con- formant à des r!'oc{dS plus récents (lui consistent à ajouter le 
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 minerai de l'hydroxyde de pot&ssiun fondu très concentra et à 
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 introduire a haute tonprture un g4z cor4-1-tr.,t de l'oa:,yyne.

   Cette 
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 oxydation en phse liquide est décrite en détail dans les brevets 
 EMI3.12 
 8r1cins n s 2.940.821; 2.9A0.822 et :.9.O.E. 



  Quelle que soit lil façon dont le minerai est o:xy':1' suivant 7.'Equation (1), le produit désire est le :41"1111"( nnte VI de potassium qui sert alors de matière pre1:rI'; ou Tf:&ct1f initiult pour l'oxydation lp.ctrolJ.t1que représentée par l'4qurticn (2). Il s'est avéré extrmf>ment .fI.v.rntDgeux d'exécuter cette oxydr.ticn élcctroly- tique en se conformant aux brevets américains n*s 2.843-517 et 
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 2.008.620. 

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 Le produit final de l'oxydation électrolytique est le 
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 ppnaaneanate de gata.iu:: qu. s'obtient sous forme de cristaux à partir d'une liqueur-mère concentrée.

   Cette liqueur-mère aqueuse, 
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 qui est une solution saturée de permanganate de potassium, contient aussi des quantités relativement élevées d'hydroxyde de potassium ainsi que des impuretés solubles dans les alcalis et consistant de 
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 manière prédominante en carbonate de potessiuri et en quantités mi- 
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 neures ou en traces de composés tels que des silicates de potassium. 
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  , des aluminates de potassium des phosphates de potassiuu. deß van.a.- ; dates de potassium, des molybdates de potr-ssium, des a.rsdniates de potassium, etc. La séparation de l'hydroxyde d-e potassium et des autres impuretés du peznnr,n4nate de notas .it ne 3oulev.: aucun pro- b3.ème particulier  tant, donne que les cristaux du permanganate de potassium s'isolent facilement, par exemple par cmtrifugation, de la liqueur-mère dans Inquelle les in.puret6s sont dissoutes, Ton- 
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 tefois, le traitement de la liqueur-mère pose un problèn.e très 
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 sérieux parce qu'il est extrêmement important de récupérer l'hydre- 
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 #xyde de potassium qu'elle contient, de même que 1 permanganate de potassium non cristallisé et de petites quantités de -manger-ate VI 
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 de potassium încliengé.

   2ar conséquent, il est nécessaire de recy- caler la liqueur-mère à d'autres points du procédé, semé si ce mode j 
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 opératoire entraîne une accumulation d'impuretés indésirables dans le procède global. 



  On sait que dans la production industrielle du permanga- 
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 nate de potassiun, environ 40p seulement de la quantité totale d'hydroxyde de potassium introduite initialenent, d'habitude sous 
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 forme de potasse caustique technique, servent \ ferrer le produit 
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 final. Les 60% restants n'hydroxyde de potssiur: circu!,E7n. dpns le procédé, par exemple en solution aqueuse, corme milieu de réaction. La réutilisation de cet e¯.cês considérable ah.'ro'de de potassium est importante du point de vue économiques cLs il faut, en outre, séparer le p'.r:C::3naZ2é tC et le inanrinrtc- de -pot- r;,'un 
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 qui restent en solution dans la ,qeumza soumise à la cris- tallisation.

   Cette liqueur-mère ne peut être toutefois rpeyclde directement, sans avoir été débarrassée su ;.o1ns partiellement des 1n'purc t.és solubles dans les alcalis telles quoi le carbonate de 
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 potassiua, qui s'accumulent au cours de chaque cycle opératoire* 
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 Par exemple, si la concentration en eartK>ftj<1;e de potassium dÓ,pa:l8e 45 g Par litre ou déjà 40 g par litre, '-e. rendement en produit rechercha et la pureté de celui-ci pont etrect6p défavorable  nent. Il est préférable que les concentrations en 11r.pureMs soient besucoup plus faibles. Par cons6jupn une opération porrettont d'éliminer de féçon continue ces inpuretas est jugée essentielle depuis longtemps pour la production du permsnganste de potcsQ,uzn. 



  Le carbonate de potassium et les putrem impuretés proviens nent en partie du minerai, d'oxyde de Btigenpe qui n'est jamais du dioxyde de infançanèse absolument pu?t :en oytre, qunad de l'air entre en contact avec les solutions d'hyrîrojcyde de potassium au cours ;.u procédé, il se forme de nouvelles quantités de carbonate de :.At.s:aur.

   Le minerai contient eglent de petites quantités d'autre- inpurets qui sont insolubles dans la solution d'hyc];roxr4e de potcssiuij sour.:ise 1* oxydation êeQt1l'ol1ftit\H et qui sont elif minces à ce st&de par une filtr4tioti classique, Ces iwpuretis tn" solubles du riinerai sont notamment Poe CaO, MgQ, 8aQ, Cu, k'la, P, 
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 Ni et CO tels quels ou combines* 
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 un a proposa divers procès pour éliminer les impuretés colublen dans les alcalis et en partteu..r le carbonate de potap,# siur.!? tous ces proc'-d:;13 recourent à une saustification du carbonate de pct!-.SS1UCl à l'aide de chaux, c'<!'8t"dire <3a0 ou Cr,(Ol)ze suit 
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 vont l'équation ci-après: 
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 Par exemple on proposa de )tt..'ls.n.E#'r 9 la ehnux au D1inf.trl1i brut, ou Ir.pur, avant le prenier stc-de d1oxyq.úttç.n.

   Ce rrcao.d : serait 

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 très peu pratique en raison des difficultés qu'offre 1 'mipul&- #tion de quantités importantes Cxt ninersi au cours stues de cactst.f.ldt3,on et d'élimination des impuretés, far ailleurs un traiftnt préliminaire du rainerai brut n'élitninerlit pas le car. bonite de potsssiun ni les autres impuretés 4llor.,.'e:s au Cours de l'oxydation elle,meie. 



  Un proc.ld- plus courant d'élimination du carbnte dt? potassium et d'autres i)'ipuretus solubles riar.µ,, les rz.c..7.i consiste à concentrer la solution d'hydroxyde de potassium recyclée en éva- porent l'enu jusqu'à une dennit4 d'environ 1,575-1,585 à laquelle 
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 la proportion nature des impuretés précipite de la solution . 
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  Le Mange.na.te et le- permanganate de potassium précipitant éga- leoent de la solution, et ce? matières précieuses son'c iâo". =es de même que les impuretés précipitées, par filtr.tîo.-t sous forne de solides quon peut appeler "sels des vaporatf:urs". Pour éviter la perte des produits précieux et récupérer autant d'hydra:yae de potassium que possible, les sels recueillis per filtration, ou  sels: des évaporateurs'*, sont redissous dans 1'eau et csustift''s par Ca(OI4)2 à ,lbu...t3Cax.

   La solution de KOH obtenue doit être relativement c3.ue, '$tent donnr que la réaction de cs-uctification ' (3) est réversible et que la trr:ri.sfor.x.tion des ir-puretr's en KCH ' diminue lorsque la concentration en KOH augneute. Éar conséquente 
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 après la m:pzrttirr des impure te solides telles que le CaÏo 3$ de lu solution> une concentration par évapora tion est nécessaire pour obtenir Une solution de K03 suffisapunent concentrée pour la réutiliser dans le prci.: global. 



  Une objection qu'on peut soulever arropos de la caustifica- . tien des "sels des vaporateurstt est que le taux d'ipuret4s dans 1* ensemble du proûtd'J reute relativment élevé. Il n-lest pas pos- sible h^btttieeeat d'effectuer une -'vzporation suffisante pour séparer tous '-les sels iripurs, et des quantités relativement împor- tenter cJ* impuretés continuent d'être recyclées. ta outre, l'hydro- x.Tse au cour? de la Justification des "sels des évaporateurs" 

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 entraîne une perte sensible de K2L.rno4" De plus, il faut immobile- ser ces capitaux i"'roTtnts pour l'équipement de eaustification, de filtration, du carbonate de calcium formé,, de la chaux inchan- gée et ueautre,-- i,^:,urt.=:;: mi lc*jfue±5, et Ptv,'r'oN1.t10n de l'eau en vue de rc:concentrer 1a solution de n.0ü.

   Les a pensée d' ,v"r('!rlit1on eu'entr'nh7 ce sont particulière ea  -levers en raison do la .'ronde qu"nt;f.t, d'eau qui doit Ôtre \11I1hl' (!-'abor. pour pré- cipiter les "sels fes ('v::porl!túurcff, puis pour reconcentrer la solution de KOB afin ce la recycler au proc'.du. i. Ct1use de ces nombreux inconvénients, on a propose aussi de s..p:.,rer so:tr.nousc:1ent les "sels de;. éV:1!,or tpursl'/ de  xn3ère à obtenir du caroonate ie potassium cosi#e produit final. Toutefois, cette façon de procyutr est peu interessante, prce qu'elle ne-ces- site la carbonisation complète de tout l'hytfroxyde de rot,seium adhérent, la réduction et 1',11'11trir.t1on du rennnate- ainsi que l' ,'1;11I1im.tlon due" des l'1u::dnates, etc.

   Non seulement on péri une partie du manganate, nùiis de plus le carbou.-t,e de pot&stiuri obtenu n'a nrAs une valeur sviffisfjrxtc :;;01.1:' compenser les dépenses engagées pour le s'prer Ls présente invention a pour buts; de procure.- un procéda pour Ü1t.\1ner las 1'-:PUN-t.ÚS et séparer l'hyuroxyde de j!otassl'W:.1 au coure de l'oxydation d'un mine- r:1.1. d'oxyde de .:=:,.nganè::l(> en ;';l.?r=tang[.u:.te pot,s!-4um, qui permette d'éviter sensiblement les divers inconvénients des prou des nnte- 
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 rieurs; 
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 de a1::rl.i'lUCr senfiblet1..nt le taux des i^purc:t w : solubles dans les alcnl1s au cours du procf.d, globrl de production du per- E.'F.:2,C',T;7^ t'G' de potassium; 
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 d'éviter la perte de produits pr, cieux dans 1* ensemble du 
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 système, par exemple psr hydrolyse que K.:.-no 4 ru cours de 1, crusti- 
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 fraction;

   

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 de réaliser dG.ns les meilleures conditions la séparation et le recyclage de l'hydroxyde de :9otssiu::J. tout en évitait des dépenses levces S:'f.V.;'Or';''Cnj d' (;vi ter des filtrations difficiles et onéreuses visant à sépsrer des ir.puretcs s 'n;.'sir4 clec en c.if forants points du pro- c.; "loORi de production du p...I';1.::Jlznate de potassiun. 



  Ces buts et d'autres de l'invention, ainsi rue ses avanta- ges, ressortiront de sa description aétsill-e ci-après faite avec rr'!l' renée au dessin annexé qui illustre, sous for.:e de tableau de :;arche, le procid global de production du perwan^Fnate de po- tas5ium., et note.'ent le traitement spécifique visant à éliminer les impuretés et à s6prer l'hydroarde de pot&ssiua.. 
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  La présente invention est basée sur la découverte 
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 qu'il est possible de cnus:t1.fier directement la 11q1.1eUr-llère dont 
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 le permanganate de potassium est cristallisé après l'oxydation 
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 en deux stcdes du minerai d' o:cyc'le de cananse. Cette liqueur-Mère consiste essentiellement en une solution aqueuse d"hrr1ro.rJde de potassium, 'le permanganate de potassium, de r.v.mi1ar.ate VI de po- tassiuia et de carbonate de potassiur.. De petites quantités de silicates, d'alundnntes, de vanadates, ae phosphates, de i:tl.y1>â.a- tes, d'arséniates et d'autres self. de potassiua peuvent être !$gale- ment aissoutes dans cette liqueur-mère et, prises avec lt; carbo n,te de potassium, elles constituent les impuretés solublec dans i les alcalis qui sont transformées en hydroxyde de potassium par 
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 caustificat10n par CaO ou Ca (OH2) .

   La liqueur-mère du cristalli- 1 soir est de préférence Jvllure avec de 1'eau avent la caustifica- i 
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 tion, afin de régler soi gneuc tuent la concentration en K011 et en ia- puret0s. La cnustificatlon doit être conduite a une concentration ' en hydroxyde de pot<':S:3.!.u:.! 4* au 1:oins 30 et de prf"';rf:;Ce d'au moins 60 g par litre, cea concentrations t-tcJit celles de 7. ta initial de la li,ueur-:::rc après 1' #'ilution r-¯3-.'c? : 1.;; .'.v::!:+; ue le i!npuretles solubles dais les ;'.Lc'\lis soient t:rl1n:::fo,:,.': ,: en 

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 , hydroxyde de potassium.

   Pendant là cr-,ustiCietLttn, la concentration 
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 en doit rester gnrle.i'ënt entre -e,0 et .;:0 g par litre et de préférence entre environ 60 et ici g p;.r litre, la rûtction ctenl exécutée à 55-9: C et de :r6f..rf'nc4 1 environ 70-80 C Cette cautific'tion est ::.v:,nt;1.Z(;Uer1únt efi'ectu,:e nous environ la près- ion normale, sous environ 1 atmosphère, et sous 
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 agitation convenable* 
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 Une autre 0. ;couvertl:! ,:a artnte sur laquelle  st bas'e l'invention est qu'après sa cal.1t:l.f;tcú.t1on prir le proc'd6 précité, la lif'ueur-?:er-3 'l1Juf;e peut être \ltUÜS'1Q directement oo"Me n1l1eu de lixivietion pour la traite eiit du 4ZHnO 4 obtenu cortne produit cte Itl preisicre oxydation 5trLvr,nt .'v.aurtion (1) ci-dessus.

   Ce ailleu de lixiviation uoit avoir uno concentration on oh d'environ 40 à 130 g pt.r litre et do prcr.rc:nce d'environ 70 à 110 g pér litre, cette condition pouvant être remplie facile- lut:nt pour la liqueur..;;èrc cu:.tü'.e. Ainsi, 1 rh...ns le Frac:ci glo... ber, il envient possible de recycler au soins une partie de la 1:!.queUT-!f.::L'(1 pour lixivier le Y.:4:'In 4J1 avent son oxydation ulectro- lytioue, et de tr.n:;1'o.r..1Gr en r.:.;e ter,1P1:I les iapuret-is solubles ut:t1:> les alcalin, COlr....(: le carbonate de potas|3iu.-n, en hydroxyde de P()ts:liu'(l, de ::1.:ni0re o "inintenip un niveau d'Impuretés pendant le stade d'Jlectrolyse du rro:d:. f'additi.on de CaO ou a( Ca{!aH)2 pour la cHust1ficfltlon n'affecte IK.S défavorablement la li.xiviution, :..l:ne dans le cas d'un excès considérable, et ces arntï. ¯z.r c;

   ustf.ficut3.cn sont séparés fttc..c¯r:ent pHr x filtra- tion ult 1"h:ur", de sorte qu'ils n'a1;.tir.nent pas le stade d'oxy- dation ;lectrolytioue. 



  L'excès J.'Ç;!.Í':,.nt custirtMl,t est dc filtr,- en nLw t':1;Js que 1(. i''ï)uretos .n.=o.uia.F.;: for.ue3 au cours de la cc.ustli'Lcatl(1n et en mô,,'1c temps que les iapurettïs insolubles du minerai, ce qui -vite des flitratjions S'}J:.)' "2± lifficiles. 

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   Le procédé global de production du permanganate de potasl- sium et le recours à la caustification suivant l'invention, conjoin- tement à l'exécution du procédé, sont illustrés par le tableau de marche annexé qui   représente   une forme de réalisation préférée de l'invention. Il   Va   de soi que les stades du procédé   globale   autres que la   causttfication   suivant l'invention et sa   combinaison   avec le procédé global, sont connus et qu'il est donc possible de modifier les modes d'exécution ou de recourir à des variantes d'exécution de ces stades connus sans sortir du cadre de l'invention. 



  Par exemple, les opérations spécifiques de 1$oxydation suivant les équations (1) et (2) ci-dessus peuvent être conduites   d'une   manière connue quelconque et dans une gamme de conditions de réaction relativement étendue, sans éviter la nécessité d'éliminer les impu- retés solubles dans les alcalis et de séparer   l'hydroxyde   de potas- sium. Pour cette raison, dans la description du tableau de marche on se réfère particulièrement aux conditions qui concernent essen- tiellement les nouveaux processus de caustitication et de recyclage de la liqueur-mère suivant l'invention. Par ailleurs,   le   procédé global n'est décrit ici qu'à titre   d'illustration.   



   D'après le tableau de marche, le procédé global est en substance continu et peut être adapté facilement à un réglage automa- tique. La premier stade du procédé est représenté par   l'oxyd&tion   d'un minerai d'oxyde de manganèse dans un récipient de réaction approprié 1, ou dans une série de tels récipients, de préférence par une oxydation en phase liquide exécutée dans l'hydroxyde de potassium fondu d'une concentration de 65 à   90%   (en poids). De l'air, ou un autre gaz contenant de l'oxygène, est utilisé pour cette oxy- dation, et du   KOH   frais et du   KOH   de recyclage peuvent être intro- duits et ajustés à la concentration voulue.

   Le K2MnO4 produit par la réaction précipite et forme une suspension qui peut être amenée dans le   .séparateur   2 pour recueillir le produit solide. 



  Aux concentrations élevées en KOH utilisées pour une oxy- 

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 dation en phase liquide, le X e 0 4 est relativement insoluble, de 1Ilm.e que Certaines impuretés comme x2co3 et d'autres sels analogues. Par conséquent, le KZHn 4 obtenu ne se présents pas sous forme pure, mais contient les impuretés dites "solubles dans les alcalis", c'est-à-dire du carbonate de potassium et cPautI'C8 impuretés mineu- res comme des silicates, des 6luminntes et/ou es phosphates de potassium. En outre, on trouve normalement une petite quantité d'impuretés totalement insolubles ou de sous-produits provenant d'éléments tels que le fer, le   calcium,   le   magnésium,   le baryum, 
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 le cuivre, le plo-rbp le phosphore, le nickel ou le cobalt présents en proportions mineures dans le minerai.

   Ce^ insolubles sont appelés ci-après "impuretés du minerai". 



     L'oxydation   en phase liquide dans le r6cipient 1 rend habituellement nécessaire de séparer la solution concentrée de KOH du produit solide, et cette solution peut   tre   recyclée ensuite 
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 à l'oxyaation en phase liquide, C0!l1!1e indiqua. Lorsque le minerai est grillé à l'état presque sec, il est clair que le produit obtenu est relativement sec et n'exige r..nbl tuel1(,J:lcnt pas un tel      traitement supplémentaire. 
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  Le r6eo4 impur obtenu est alors confiné avec une solution plus diluée ae KOR dans laquelle se dissolvent le manganate et les impuretés comme le carbonate de potassiura, mais non les impuretés du   Muerai    Cette opération est   exécutée   dans un récipient mélangeur approprié 3 par addition d'une liqueur-mère diluée et   caustifiée   provenant d'un récipient chauffé   11.   Cette liqueur-mère utilisée pour la lixiviation est décrite plus en détail   ci-après,   mais en ce qui concerne la lixiviation, elle est préparée de manière 
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 que sa teneur en g0i3 soit de 30 à 120 et de préférence de 60 à 100 g par litre.

   Le K2y'no4 brut produit est ajouté à cette 11(ueurère de façon à obtenir une concentration en K.v04 d'cpvron 100 tu 200 g et de préférence d'environ IÎo à z0 g par litre. La lixiviation du # Xiffi04 brut peut être conduite à une t1tpÚ'ature d'environ l.5-9"C. 

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 et de préférence d'environ 6O-S0 C. Dans ces conditions; l'hydrolyse du Ki'.nO 4 est minium", étant lixivié dans une solution concentrée convenant pour l*électrolyse. la solution de lixiviation est amenée du récipient 3 par une pompe appropriée 4. dans un filtre ou une série de filtres 5 pour séparer toutes les impuretés solides, y compris celles   produi-   tes lors de la   caustification.   de la liqueur-mère.

   Si on utilise un seul filtre, la solution de lixiviation filtrée contenant le 
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 "2MnO4 dissous doit être recueillie séparément de l'eau de lavage pour permettre un meilleur réglage de la concentration des substgr.r ces dissoutes. Des filtrats sépares peuvent être bien sûr obtenus facilement   aussi   en   utilisant   une série de deux ou de plusieurs filtres de la façon classique. La solution de lixiviation filtrée issue du filtre 5 est amenée au récipient mélangeur 6 où la concen- tration des différents constituants peut être réglée   t.vec   préci- sion pour obtenir les Meilleurs résultats au cours de   l'électrolyse.   



  Les solides du filtre 5 sont lavés et rejetés, et   ,'eau   de lavage 
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 est de préférence récupérée et réutilisée pour la caust1f'1.cation. 



  Les impuretés solides du filtre 5 consistent principalement en CaCO1 en Ca(OH)2 en exc'vs et en impuretés insolubles du minerai, Pratiquement toutes les autres impuretés solubles dans les alcalis, par exemple les silicates de calcium, sont également éliminées   à   ce stade. 



   Dans le récipient mélangeur 6, la solution de lixiviation 
 EMI12.4 
 est de préférence diluée avec au moins une partie de la liqueur- mère L et des troisièmes sels précipités, provenant d'un évapo- rateur 12, peuvent être également  joutes. Si nécessaire, un supplé- ment d'eau petit être ajouté à ce moment pour réduire la quantité de 7.if;un:i'--:rz: w recyclée directement au récipient mélangeur* Toute- fois, les quantités su.p'p:.Ú"ent1rE's d'eau sont avantageusement réduites au ninimun pour éviter des frais excessifs d'évaporation. 



  Le siclange dans1 le rcci?3er.t 6 doit être exécuté de manière que la solution obtenue ait une concentration en   KOH   d'environ 80 à   190   

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 et de préférence 120 à 170 g par litre, et une concentration en 
 EMI13.1 
 2Mn0 d'environ 35 à 80 et de préférence 50 à 60 g par litre. La quantité de WMO 4 dans cette solution est maintenue- une valeur aussi basse que possible, de préférence inférieure à 20 g par litre. 
 EMI13.2 
 



  De aêne, la quantité d'impuretés solubles dans les alcalis, comme le K2co3e doit tre réduite au minimum pour éviter de médiocres rende, 
 EMI13.3 
 jaents de l'électrolyse et la formation d'un produit impur, et la solution du récipient mélangeur 6 ne devra pas contenir plus de 
 EMI13.4 
 40 g par -litre de telles impuretés et elle en contiendra de prété- rence moins de 30 g par litre. 



   La solution du récipient mélangeur 6 est envoyée ensuite par une pompe dans la cellule électrolytique 7 pour oxyder le 
 EMI13.5 
 K2MnO4 en M.INO4 à une température d'environ 55 à 80 C, et de préfé- rence 60 à ?5' S. Comme la caustification et la lixiviation sont exécutées habituellement à des températures quelque peu inférieures à celles de l'oxydation électrolytique, il est en général indiqué de prévoir un moyen de chauffage du récipient 6, ce chauffage pou- vant se faire par   exemple,   par échange indirect de chaleur ou par admission de vapeur vive dans le mélange. La construction et le fonctionnement de la cellule 7 sont décrits en détail dans les brevets américains n s 2.843.537 et 2.908.620.

   Il est Important d'éviter la précipitation ou la   cristallisation   du permanganate de 
 EMI13.6 
 potassium dans la cellule mme, étant donné qu'il en résulterait une diminution rapide de la capacité et du rendement de la cellule, Sous ce rapport, une telle précipitation indésirable augmente avec les quantités d'impuretés solubles dans les alcalis qui sont   présen-   tes dans la cellule, de sorte que lu rendement au cours de l'oxyda- tion électrolytique est fortement influencé par la manière sont les impuretés sont   éliminée:)   dans le procédé global, 
 EMI13.7 
 La solution obtenue dans la cellule éleetrolytique 7 est amenée alors dans un   cristallisoir 8.   ou dans un appareil analogue 
 EMI13.8 
 pour refroidir et cristalliser le E²ùl04 produit.

   Une suspension de 

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 produit cristallin dans la liqueur-mére peut être soutirée de facon continue du cristallisoir et passée par une   centrjfugeuse   9, ou un dispositif dialogue, pour filtrer ou séparer les cristaux, la qmeur-mére (filtrat ML) étant renvoyée au cristallisoir. Les cria- tou peuvent être davantage lavés dans la centrifugeuse et séchés ensuite dans le séchoir 10 pour obtenir le KMnO4. La première eau de lavage de la centrifugeuse 9 est de préférence recyclée au pro- cédé en un point où la solution doit être diluée pour éviter une perte éventuelle de liqueur-mère adhérente. Il est très avantageux de combiner cette eau de lavage avec l'eau de lavage du filtre 5 pour diluer la liqueur-mère (MMI) en vue de la caustification. 



   Le cristallisoir 8 est également construit et utilisa de préférence comme décrit dans les brevets américains n s 2,843,537 et 2.908.620, suivant lesquels la solution chaude de la cellule 7 est d'abord amenée dans un séparateur à gaz, puis élevée, à l'aide d'une pompe, par une colonne montante, raccordée au récipient de cristallisation, et introduite dans un évaporateur maintenu sous pression réduite par une installation de condensation et à vide. 



   L'évaporation et le refroidissement par reflux de la solution chaude de produit créent un état de sursaturation en KMn O4 dans la solu- tion, qui disparaît alors quand la solution de   l'évaporateur   descend dans la liqueur-mère du cristallisoir. Des germes cu de petits cristaux de KMnO4 sont toujours présents dans la masse de liqueur- mère du cristallisoir, la croissance cristalline pouvant se conti- nuer sur ces gerces. Des cristaux plus volumineux se déposent au fond du cristallisoir pour en être soutirés sous forme d'une sus- pension, tandis que la liqueur-mère de recyclage peut être soutirée au voisinage de la partie supérieure ou de la surface du liquide du cristallisoir.

   La liqueur-mère du cristallisoir est refroidie à en- viron 50 à 30 C et de préférence à environ 38 C, 
En général, la liqueur-mère soutirée du cristallisoir sous forme de courant de recyclage a une composition qui varie entre cer- taines limites en fonction de divers facteurs, notamment les propor- . 

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 EMI15.1 
 tons e réactifs admis Onn, la cellule le<::trolyt1qte, le rer.4e*&Kt de la cellule elle-me, la concentration en hydro1yde de potassium et la température de la solution, la quantité d'impuretés solubles dans les alcalis qui peuvent s'accumuler et la quantité de   KMnO   qui est effectivement cristallisée et séparée de la liqueur-mère. 



  Il va de soi qu'il est intéressant de séparer autant de permanganate de potassium que possible du cristallisoir, mais., en pratique, il est impossible et pas nécessairement souhaitable de débarrasser complètement la liqueur-mère du permanganate de potassium. Ainsi, il est avantageux de recycler de petites quantités de KMnO4 à   divers   
 EMI15.2 
 stades du procédé, par exemple pour éviter l'hydrolyse du K2Mn 4" La considération principale est donc de faire fonctionner le   cristal-   lisoir de manière à séparer une quantité maximum de permanganate de potassium sans précipiter d'autres solides,   notamment   des   impuretés,   et éviter ainsi des opérations compliquées et fastidieuses de   purifi-   
 EMI15.3 
 cation du produit isolé.

   En a'autres termes, la purification du per- manganate de potassium est sensiblement achevée après la cristallisa- tion et la centrifugation de ce produit à partir de la liqueur-mère. ! 
Au cours de l'exécution normale de l'oxydation   électroly-   
 EMI15.4 
 tique ctu IClfu 4 brut qui z été 11x1V1é dans une solution d'hydroxyde de potassium, la liqueur-Bore soutirée du cristallisoir afin d'Stre recyclée peut avoir conformément à l'invention, à peu près la compo- sition suivantes 
 EMI15.5 
 
<tb> Concentration <SEP> Crabes <SEP> par <SEP> litre
<tb> 
 
 EMI15.6 
 Gamme générale gcame préférée Koli 120-200 130-170 A.

   0+ l--65 20-40 
 EMI15.7 
 
<tb> KKnO <SEP> 10-30 <SEP> 15-20
<tb> Impuretés <SEP> solubles <SEP> dans <SEP> les
<tb> alcalis <SEP> 5-40 <SEP> 10-25
<tb> 
 
 EMI15.8 
 Il convient évidemment <!te remarquer que ces valeurs de 1 concentra- tion sont prises après 1'étab11ssent d'un cert."in équilibre en fonctionnement continu. Les quantités de 10u, de K.nO 4. et de KMnO 4 sont relativenent stables et déterminées escentielleaent par le bon 

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 fonctionnement de la cellule et du cristallisoir, tandis qu'il peut y avoir une grande fluctuation de la quantité des impuretés solubles dans les alcalis, corme le carbonate de potassium et les silicates, aluminates et phosphates de potassium et autres sels analogues, en raison de la qualité du minerai d'oxyde de manganèse utilisé dans le procédé. 



   La liqueur-mère recyclée est de préférence séparée en trois courants, une partie, Ml¯I, étant recyclée directement du cristalli- soir 8 au récipient mélangeur 6 pour régler le mélange aqueux juste avant l'électrolyse. Une deuxième partie de la liqueur-mère, ML-II, est recyclée au récipient de   caustification   11 et utilisée pour la lixiviation dans le récipient   3,   comme décrit en détail ci-après. 



   La troisième partie de la liqueur-mère,   ML-IJI,   est recyclée à un évaporateur 12 où une quantité suffisante d'eau est soustraite pour précipiter de la manière habituelle, les "sels des évaporateurs", ces sels précipités étant renvoyés au récipient mélangeur 6 direc- tement ou après redissolution. La solution concentrée de KOH formée peut être réutilisée dans le procédé, de préférence par recyclage au premier stade d'oxydation du. minerai d'oxyde de manganèse, et elle peut être stockée provisoirement dans un récipient approprié quelconque 13. 



   Il apparaîtra que la division de la liqueur-mère de recy- clage en trois courants de recyclage séparés assure une grande sou- plesse dans l'exécution du procédé global dans les conditions opti- , ma. Une chose plus importante encore est que le niveau des impuretés dans le système peut être. réglé soigneusement par une   caustification   du deuxième courant, ML-II, de sorte que les impuretés solubles dans les alcalis se transforment en   hydroxyde   de potassium. Les proportions dans lesquelles la liqueur-mère est divisée en trois courants de recyclage sont établies au mieux en cours de travail par une   détermi-   nation continue du niveau des impuretés et de la concentration en   roll   à la lixiviation.

   Il est désirable de réduire au   minimum   la quantité de   liqueut-mère   recyclée à l'évaporateur 12 pour éviter des dépenses excessives d'évaportaiton. 

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  Le fonctionnement du système de recyclée peut être tel 
 EMI17.1 
 que toute la liqueur-mère du cristallisoir 8 so; d'abord recyclée sans aucun traitement, comne 1'iridique ML-I, au¯récipient mélangeur 6 jusqu'à ce que le niveau des impuretés atteigne la valeur maximum admissible. Le courant de caustification ML-II et/ou le courant d'évaporation ML-111 peuvent être utilisés de manière intermittente dans la mesure ou le niveau des impuretés doit être à nouveau ré.. , duit et la concentration en KOH élevée.

   En varinte on profère exécuter tout le   procède   de façon continue dans les conditions   d'équilibre   de manière à maintenir un niveau relativement constant        d'impuretés,   entre les limites indiquer et à compléter de   manié- '   re continue l'apport de solution concentrée de KOH exempte   d'impu- ,     rotés.   Cette variante permet un réglage plus précis du procédé et évite des difficultés de correction de la concentration de la solu- tion en vue de   l'électrolyse.     Lorsqu'on   travaille dans ces condi- tions   d'équilibre,

     la liqueur-mère de recyclage est avantageusement divisée en trois courants séparés dans les proportions approxima-      tives suivantes 
 EMI17.2 
 1 en VQll1ln'l 14L-I (recyclage C.r84'.. w . w a w . s . w ..... 78 Mi-11 (recyclage de caust1t1cat1on)......... 10 MOL-111 (recyclage d'évaporation) ............ 12 
 EMI17.3 
 La caustification du courant de recyclage de liqueur-more      
 EMI17.4 
 (ML-11) et sa nouvelle admission au procédé comme milieu de lici..

     viation   constituent les perfectionnements essentiels suivant l'in-   vention   et ces   opérations   sont exécutées de la   Manière   suivantes 
La liqueur-mère du cristallisoir 8 qui a la concentration 
 EMI17.5 
 précitée en constituants dibsousp est combinée avec de l'eau de lavage du séparateur des   impuretés   du minerai à un ou plusieurs filtres 5 et amenée dans un récipient de réaction approprié   il*   
 EMI17.6 
 De l'eau de lavage de la centrifugeuse 9 peut être également combi-j née avec cette   liqueur-more   pour   permettre   une récupération maximum des matières   intéressantes.   La liqueur-mère est ainsi   diluée de   

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 façon 

  réglée pour établir les diverses concentrations nécessaires 
 EMI18.1 
 en vue de eaustifer convenablement et convertir les L..I,urt4s solu- bles dans lea alcalis en hydroxyde de potassium et en vue d'utiliser la solution purifiée obtenue pour la lixiviation* 2n :.;rra,7., , à 5 parties de liqueur-mère sont diluées avec 5 à 7 parties z' t4U, les parties étant en volume. 



  La dilution de la liqueur-mère avant la caustl.i.'ication est donc conduite de manière que la solution aqueuse obtenue ait   lE!8   concentrations suivantes en constituantsdissout.: 
 EMI18.2 
 0: axr,zes .r I t"" 2=e. rL .Qi!l::y;.o rbf6rJ9 KOH 30-110 60-100 XzMn 4 - 6ü 25-35 KMno 4 10- 70 20- 50 
 EMI18.3 
 
<tb> Impuretés <SEP> solubles <SEP> dans <SEP> les
<tb> 
<tb> alcalis <SEP> Jusque <SEP> 40 <SEP> 10- <SEP> 20
<tb> 
 
 EMI18.4 
 La concentration en KOH est de préférence maintenue à une valeur      d'au moins 60 g par litre pour éviter une hydrolyse indésirable 
 EMI18.5 
 du K04 et pour éviter également des frais d'evaporation supplémentaires lorsque la caustiiication pourrait ne pas donner une solu- tion de   KOH   suffisamment concentrée.

   Une concentration élevée en KOH doit cependant être évitée, parce que cela affecterait défavorable- ment l'équilibre de la réaction de caustification et, dans la plu- 
 EMI18.6 
 part des cas>-il est avantageux que la concentration en KOH n'excède pas 100 g'par.litre, et soit de préférence inférieure à eO g par litre. Lorsque le niveau des impuretés est relativenent bas des concentrations plus élevées en KOH peuvent être admises. Les concen- 
 EMI18.7 
 trations en z:z-r.n 4 et en KMn 4 dépendent essentiellement du bon fonctionnement de la cellule électrolytique et des conditions 
 EMI18.8 
 de saturation du KMn 4 dans la liqueur-mère du cristallisoir.

   Les   impuretés,,.solubles   dans les alcalis, consistant principalement en 
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 X2C031 sont régies par la quantité d'impuretés de cette nature intro- duites   dals   le système et par l'efficacité du traitement de causti- 

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 EMI19.1 
 !1cat;ton. Par conséquent, il est important de diluer la liqueur- aéré du   crist&llisoir   de manière à obtenir la concentration en KOH       
 EMI19.2 
 essentielle tout en permettant .aux concentrations des autres substajn ces de varier dans une gamme relativement   large.   
 EMI19.3 
 



  La liqueur-mère diluée est alors mise à xGsg3x dans un r6ci< 
 EMI19.4 
 pient 11 avec de la chaux ou de l.hydroxyde de calcium, suivant l'équation (3) ci-dessus, à une température d'environ 50 à 9500 et ; de préférence do 60 à 80*C. Le récipient de eaustification peut 'être pourvu deun dispositif d'agitation Appropria réaliannt un mélange   satisfaisant   et il est de   préférence   chauffé pour assurer un régla- ge précis de la température.

   Pour une   caustification   continue, il est également utile de préchauffer la liqueur-mère diluée à une température voisine de celle de la réaction* La réaction de caus- tification a lieu plus facilement si la chaux ou l'hydroxyde de calcium est utilisé en excès, par exemple à raison d'environ 0, 5à 
 EMI19.5 
 1,0 partie en poids, en Ca(Ofi).j , par partie en poids d'impuretés solubles dans les alcalis exprimées en K2C03. 



   Dans les conditions ci-dessus, la   caustification   de la liqueur-mère est apte à convertir les impuretés solubles dans les 
 EMI19.6 
 alcalis en hydroxyde de potassium,et, de manière surprenante, la présence de KMnO., de AtMnO, et de concentrations relativement éle- vées en &0H n'affecte pas défavorablement cette réaction.

   Sa outre, l'hydrolyse du K2MnO4 est négligeable et il n'y a pas de perte sen- sible de ces réactifs de   valeur.   En travail normal, la réaction de caustification doit être exécutée en environ 4 à   24   heures, et de préférence en environ 4 à 10 heures suivant la quantité d'impu- retés à transformer en KOH. de petites modifications peuvent être apportées à   l'appa-   reil et au procédé de   caustification   sans sortir du cadre de l'in-   vention.   Par exemple, on peut simplifier le travail dans l'ensemble si on prévoit deux récipients séparés pour la caustification, de sorte que la liqueur-mère recyclée peut être amenée de manière      continue à un des récipients tandis que la réaction a lieu dans un ,récipient rempli au préalable.

   En variante, la   caustification     peut   

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 être conduite de manière continue dans une colonne de réaction ou dans une série de récipients à agiteur. 



   Un avantage particulier de l'invention est que la liqueur- mère   caustifiée   peut être utilisée directement comme solution de lixiviation pour le traitement du K2MnO4 brut obtenu au cours du premier stade   d'oxydation.   La liqueur   caustifiée   est donc de   préférence   amenée du récipient de réaction 11 dans un réservoir (non représenté) intercalé entre le récipient   11   et le récipient de lixiviation 3. Lorsque le procédé global n'est pas continu, la li-   queur-mère   caustifiée servant de liquide d'appoint peut être sou- tirée, suivant les nécessités, du réservoir en vue de la   lixivi&tion.   



  Dans le cas d'une alimentation continue en K2MnO4 brut et d'une caustification continue on dispose toujours   d'unn   alimentation frai- che de liquide de lixiviation et le procédé globla est sensiblement continu. 



   Pour servir d.e liqueur de lixiviation aqueuse, la liqueur- mère doit   être     caustifiée   de façon à porter la concentration en KOH à au moins environ 40 à 130 et de préférence 70 à 110 g par litre. 



   La quantité d'impuretés solubles dans les alcalis transformées en 
KOH doit être également suffisamment élevée pour maintenir un ni. veau d'impuretés n'excédant pas   40   g, et de préférence inférieur à 
25 g par litre de solution soumise à l'oxydation électrolytique. 



   Par exemple, on préfère en particulier   caustifier   à un degré tel que la solution de lixiviation obtenue ait une concentration en im- puretés d'environ 8 à 15 g par litre, calculées en K2CO3 A ce   mo-   ment, la concentration en autres impuretés solubles dans les alca- lis, telles que les silicates et les aluminates de potassium et   d'autres   sels analogue;:', est pratiquement négligeable. ' 
La réaction de   caustification   produit du carbonate de calcium (CaCO3) comme impureté   supplémentaire,   ainsi que les ailicates de calcium et   le:

  }   aluminates de calcium et autres sels corres- pondants analogues appelés tous t'impuretés calciques".   Toutefois,   ces composés calciques sont insolubles dans la liqueurmére   causti--   

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 fiée et le restât au cours de la   lixiviation.   Par conséquent, ces nouvelles impuretés insolubles sont facilement séparées par le ou les filtres 5 en même temps que les impuretés habituelles insolubles du minerai. De plus, tout excès de Ca(OH)2 est éliminé de même sous forme d'une impureté solide par cette filtration. 



   Une des découvertes de l'invention est la coïncidence fa- vorable qui permet d'utiliser facilement la liqueur-mère diluée et   caustifiée   pour la lixiviation. Ce procédé est possible, suivant l'invention, parce que le degré de dilution de la liqueur-mère qui est nécessaire pour la caustification correspond approximative-   ment à   la concentration en KOH qui est requise pour la lixivia- tion, En outre, la liqueur-mère peut être amenée par dilution à 
 EMI21.1 
 une concentration en :OH minimum pour une meilleure caust1!'ioat1on parce que la transformation ultérieure de,3 impuretés en KOH réta- blit la concentration en KOH la plus appropriée à la lixiviation* 
L'invention est davantage illustrée par les exemples non limitatifs suivants d'une forme de réalisation préférée de l'in- vention. 
 EMI21.2 
 



  EÁl'1-LP 1..1::...L.= Cet exemple est conduit pour établir l'efficacité de la 
 EMI21.3 
 réaction de cauBtit1c8tion et l'utilité de la solution obtenue   comme   agent de lixiviation* 
On dilue environ 1 litre de liqueur-mère de permangana- te de potassium avec un volume égal d'eau, de manière à obtenir une solution aqueuse   ayent   la composition suivante! 
 EMI21.4 
 'T2,5 gaz.! .4Ull; 12,8 9/1- KMnO 8,3 rll. KMnO et lez g/l.

   K2C03" Une quantité de 45 g de chaux vive (CaO) est ajoutée à cette solu- tion diluée et le mélange obtenu est agité ensuite pendant environ   8   heures en maintenant la température entre 60 et 65 C Le mélange de réaction est analysé périodiquement et les résultats sont pré- sentés a tableau suivant: 

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<tb> Temps <SEP> écoula <SEP> K <SEP> CO3 <SEP> KOH
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> (heures). <SEP> zrammes/litres
<tb> 
<tb> 
<tb> 0 <SEP> 17,4 <SEP> 72, <SEP> 5
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 2 <SEP> 13,0 <SEP> 78,9
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 4
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 8 <SEP> 6,0 <SEP> $2,,7
<tb> 
 
Au cours de cette durée de réaction de 8 heures, on ne constate sensiblement pas de modification des concentrations   ini-   tiales en K,MnO4 et en KMnO4.

   La concentration en K2CO3 tombe de 11, g par litre tandis que celle en   KOH   augmente de 10,2gpar litre. 



  La transformation théorique du K2CO3 ne donnerait que 9,3 g de KOH par litre et on a établi que le supplément de 0,9, g de KOH par litre est obtenu par réaction avec des silicates, aluminates, phos- phates,   vanadates,     molybdates,   arséniates et autres sels de po-   tassium.   



   Les concentrations en constituants dissous de la solution ,   caustifiée   obtenue se trouvent bien dans les limites nécessaires pour une solution de lixiviation et le niveau des impuretés solu- bles dans les alcalis est suffisamment bas pour une oxydation électrolytique très satisfaisante après lixiviation   d'un   K2MnO4 brut*   EXEMPLE   11.- suivant le dessin annexé, on conduit un procédé continu de production de permanganate de potassium de la manière illustrée et après avoir atteint un quasi-équilibre des divers courants du proc0dé 
L'opération de caustification du procédé global com- mence per le soutirage d'une liqueur-mère du cristallisoir 8, cette l'queur-mére étant une'solution aqueuse saturée en KMnO4 à une température d'environ 38 C et ayant la composition suivante:

   160   grammes/litre   KOH 20 K2MnO4 20 " KMnO4 20 " " K2CO3 

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 One partie de cette liqueur-mare (ML-II) est recoyclée à raison de 22,7 litres par minute au récipient de   caustification   11 et diluée de manière continue avec   environ.18,9   litres par minute d'eau de lavage du filtre 5 et un suppléent de   7,6   litres par minute d'eau provenant d'une autre source, par exemple   l'eau   de lavage du KMnO4 séparé dans la centrifugeuse 9.

   On ajoute également dans le récipient, de   eaustification     11   environ 0,36   kg/minute   de chaux vive   (CaO),   ce qui   représente   un excès d'environ 100% pour la réaction avec le carbonate de potassium et les autres impuretés solubles dans les alcalis qui sont présentes en quantités relativement petites. 



   La réaction de caustification est conduite à une tempé- rature de 70 C en chauffant le récipient 11 à la vapeur et en entre- tenant une agitation constante du mélange de réaction* Le courant de produit caustifié est soutiré de manière continue de façon à maintenir un volume environ constant dans le récipient de réaction, c'est-à-dire à raison d'environ 49.2 litres par minute et amené dans le récipient de lixiviation 3.

   Le 'temps de séjour dans le récipient de   caustification   est suffisamment long pour que le produit   causti-   fié ait la composition suivante! 
80 grammes/litre KOH 
10 " " K2CO3 
30 " " K2MnO4 
30 ' KMnO4 
Un K2MnO4 brut obtenu au premier stade d'oxydation du procédé est combiné et mélangé avec la liqueur-mère diluée et   caustifiée   dans le récipient de lixiviation 3 qui est maintenu à une TEMPérature d'environ 80 C. La liqueur-mére dissout non seulement le   KMnO,   du produit d'oxydation, mais également le K2CO3 et d'autre impuretés solubles dans les alcalis qui   contaminent   ce produit brut- De plus, une petite quantité d'hydroxyde de potassium accompagne le K2MnO4 brut et augmente la concentration alcaline de la solution de lixiviation obtenue.

   Les impuretés insolubles du minerai, le car- bonate de calcium et l'excès d'hydroxyde de calcium sont entraînés 

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 par la solution de lixiviation sans être dissous. 



   La solution de lixiviation est passée à travers le filtre 5 et introduite à l'état de filtrat dans le récipient mélangeur 5 à raison de 56,9   .litres   par minute. Cette solution de   lixiviation   a environ la composition suivante, en ce qui concerne les substances dissoutes). 



   95   grades/litre   KOH 
20 " n K2CO3 
130 ' ' K2MnO4 
30 ' " KMnO4 Les impuretés insolubles sont séparées par le filtre 5 eT après la séparation du filtrat elles sont lavées avec 26,5 litres par minute d'eau et évacuées du   système. L'eau   de lavage est recyclée à la   caustifi cation   à raison de 18,9 litres par minute comme indiqué ci-dessus, l'eau de lavage étant récupérée dans une série de stades, de sorte que seule l'eau des premiers stades doit être recyclée pour! retenir les substances intéressantes dissoutes. 



   La solution de lixiviation filtrée issuedu filtre 5 est combinée de manière continue dans le récipient   mélangeur 6   avec de la liqueur-mère de recyclage (ML-II) provenant du cris-   tallisoi   8 à raison de   246   litres par minute. Il eat préférable d'ajouter également dans ce récipient mélangeur la   petit.,   quantité de sels précipités dans l'évaporateur 12. Les courants combinés sont alors chauffés à environ 65*C et passés par la cellule 7 pour la transformation du K2MnO4 en KMnO4, Une suspension de cristaux de KMnO4 est séparée du eristallisor 8 et passée par la   centrifu-   geuse 9, la liqueur-mère filtrée étant renvoyée au cristallisoir. 



  Les cristaux sont alors .'.avés avec environ 7,6 litres   d'eau   par minute pour séparer la liqueur-mère adhérente, et cette eau de lavage est recyclée à la   caustification   en 11.   Après   un   nouveau   lavage suivi d'un séchag dans le séchoir 10 à environ 120 C, on obtient un KMnO4 très pu à raison d'environ 53 kg par minute. 

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   Pou concentrer à nouveau une partie de la liqueur-mère, un courant de recyclage (ML-III) est   aliéné   à l'évaporateur 12 à raison d'environ 34 litres par minute environ pour en séparer de l'eau, et stocké ensuite dans le réservoir 13 pour être réutilisé au premier stade d'oxydation en 1. 



   Dans la description et les exemples   ci-dessus,     l'expres-   sion "impuretés solubles dans les alcalis" désigne les impuretés telles que le carbonate de potassium qui sont normalement solu- blés dans les solutions caustiques diluées, c'est-à-dire dans des solutions aqueuses d'hydroxyde de potassium, dont la concen- tration en   ÒR   ne dépasse pas environ 20% en poids. Ces impuretés solubles dans les alcalis sont très gênantes dans le procédé global, parce qu'elles précipitent en solutions caustiques très concentrées ' et même en solutions caustiques plus diluées, elles tendent à for- mer sur certaines parties de l'appareillage telles que la cellule électrolytique des dépôts qui sont extrêmement difficilesà   éli-   miner.

   En. outre, une accumulation d'impuretés solubles dans les alcalis dans le procédé global   mène   finalement à un KMnO4 très impur et/ou   à   une diminution sensible de l'efficacité et des rendements. 



   La présente invention procure un moyen très efficace pour éliminer les impuretés solubles dans les alcalis par le pro- cédé de caustification particulier décrit ici, le procédé global de production de permanganate de potassium pouvant ainsi être con- duit de manière continue et sans interruption onéreuse. En outre, le procédé de caustiflcaiton de l'invention élimine les frais   dva-   poration et de filtration excessifs de la séparation des impuretés solubles et insolubles. Par conséquent, on réalise Une économie importante de capitaux et de frais de fonctionnement.



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    Removal of impurities and separation of potassium hydroxide during the production of potassium permanganate.



   The present invention relates to a process for removing impurities during the production of potassium permanganate and also for separating potassium hydroxide. In particular, a large proportion of the impurities in a product stream is converted into potassium hydroxide and the resulting caustic solution is of great utility as a recycle in the overall process of producing potassium permanganate.



   In the known procedures, the manufacture of potassium permanganate (KHnO4) from manganese material, such as manganese dioxide (EnO2) contained in many natural minerals, essentially requires two different types of oxidation stages. which all require the presence of hydroxide

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 potassium and an oxidizer. 1 aert r a cor stages cohort the production of potassium ae rsncanate VI (K2MnO 4) and t. vauel-
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 lly the formation had l! U1ngéJlllitt: V of potassium (Kl1n04) intermrd1a1.1
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 re.

   The second of these stages consists of an electrolytic oxidation transforming the mangtU1.d.t.> VI of potassium into a small quantity of potassium. These two oxidation studies can be represented
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 in substance by the following equations:
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 The operation represented by the içuration (1) is an oxidation
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 high temperature tion which is carried out using air or other
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 gons containing oxygen and which is carried out in the presence of relatively concentrated potnSdUl.1 hydroxide.

   We know various procô-! ds for this ox: rdntion; for example, a process de za.bitzz: x consists of. produce the seen r.lpnfllnnte of potassium in -r111E; nt of the 3) -lfnges of! Solids formed from the minorai of 1'a.ngBu fe aloxide and potassium hydroxide, the solids having been ground into finer particles after an initial meiosis of the two components. The rr1..7.,: E is usually carried out at IIF-ir at about 2.15 C oc the water so sprayed internally on the ground solids. The oxidation according to {quE <t1on (1) is preferably carried out by conforming to more recent r! 'Oc {dS (it consists in adding the
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 hydroxide ore of pot & if molten very concentrated and at
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 introduce at high tonprture a g4z cor4-1-tr., t oa:, yyne.

   This
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 oxidation to liquid phse is described in detail in the patents
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 8r1cins n s 2,940,821; 2.9A0.822 and: .9.O.E.



  Whichever way the ore is o: xy ': 1' according to 7. 'Equation (1), the desired product is: 41 "1111" (nnte VI of potassium which then serves as raw material1: rI'; where Tf: & ct1f initiult for the lp.ctrolJ.t1que oxidation represented by the 4qurticn (2). It has been found extremely .fI.v.rntDgeux to perform this electrolytic oxydr.ticn by conforming to US Patents Nos. 2,843-517 and
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 2.008.620.

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 The end product of electrolytic oxidation is
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 ppnaaneanate from gata.iu :: qu. is obtained in the form of crystals from a concentrated mother liquor.

   This aqueous mother liquor,
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 which is a saturated solution of potassium permanganate, also contains relatively high amounts of potassium hydroxide as well as alkali soluble impurities consisting of
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 predominantly in potessiuri carbonate and in medium quantities
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 neural or in traces of compounds such as potassium silicates.
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  , potassium aluminates, potassium phosphates. deß van.a.-; potassium dates, potr-ssium molybdates, potassium a.rsdniates, etc. The separation of the potassium hydroxide and the other impurities of the peznnr, n4nate de notas .it does not raise any particular problem so much, that the crystals of the potassium permanganate are easily isolated, for example by centrifugation. , of the mother liquor in Inquelle the in.purities are dissolved, your
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 However, the treatment of the mother liquor poses a very serious problem.
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 serious because it is extremely important to recover the hydra-
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 # potassium oxide it contains, as well as 1 non-crystallized potassium permanganate and small amounts of -manger-ate VI
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 of potassium included.

   2 Therefore, it is necessary to recy- ring the mother liquor at other points of the sown process, if this mode j
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 operation leads to an accumulation of unwanted impurities in the overall process.



  We know that in the industrial production of permanga-
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 potassium hydroxide, only about 40p of the total amount of potassium hydroxide initially introduced, usually under
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 form of technical caustic potash, serve \ shoe product
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 final. The remaining 60% n'hydroxide potssiur: circu !, E7n. in the process, for example in aqueous solution, as a reaction medium. The reuse of this considerable a.cês ah.'ro'de of potassium is important from an economic point of view cLs it is necessary, moreover, to separate the p'.r: C :: 3naZ2é tC and the inanrinrtc- from -pot - r;, 'a
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 which remain in solution in the, qeumza subjected to crystallization.

   This mother liquor cannot, however, be rpeyclde directly, without having been partially freed of the alkali-soluble purc t.es such as carbonate.
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 potassiua, which accumulate during each operating cycle *
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 For example, if the concentration of eartK> ftj <1; e of potassium dÓ, pa: 18e 45 g per liter or already 40 g per liter, '-e. yield of desired product and the purity of the latter unfavorable etrect6p bridge. It is preferable that the concentrations of 11r.pureMs are much lower. Therefore, a continuous operation to remove these impurities has long been considered essential for the production of potcsQ, uzn permsnganste.



  The potassium carbonate and the putrem impurities come in part from the ore, from Btigenpe oxide which is never absolutely sterile infancanese dioxide: in fact, when air comes into contact with the solutions of Potassium hydrochloride during the process, new amounts of: .At.s: aur carbonate are formed.

   The ore contains small amounts of other inpurets which are insoluble in the solution of hyc]; roxr4e of potcssiuij sour.:ise the oxidation in the ol1ftit \ H and which are elif thin in this st & by a classical filtrate. These soluble iwpuretis tn "riinerai are in particular Poe CaO, MgQ, 8aQ, Cu, k'la, P,
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 Ni and CO as is or combined *
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 one proposed various processes to eliminate the colublen impurities in the alkalis and in partteu..r the carbonate of potap, # siur.!? all these processes:; 13 resort to a salting of the carbonate of pct! -. SS1UCl using lime, that is to say <3a0 or Cr, (Ol) ze follows
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 the following equation goes:
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 For example we proposed de) tt .. 'ls.n.E #' r 9 the ehnux to raw D1inf.trl1i, or Ir.pur, before the prenier stc-de d1oxyq.úttç.n.

   This rrcao.d: would be

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 very impractical because of the difficulties offered by the mipul & - #tion of large quantities Cxt ninersi during cactst.f.ldt3, on and removal of impurities, far elsewhere a preliminary processing of the raw rainerai does not elitninerlit not the bus. bonito de potsssiun nor other impurities 4llor.,. 'e: s During oxidation it, meie.



  A more common method of removing carbnte from? potassium and others i) 'soluble ipuretus riar.µ ,, les rz.c..7.i consists in concentrating the recycled potassium hydroxide solution to evaporate the enu to a dennit4 of about 1.575-1.585 to which
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 the natural proportion of the impurities precipitates from the solution.
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  Mange.na.te and potassium permanganate also precipitating from solution. precious materials are like the precipitated impurities, by filtr.tîo.-t in the form of solids which can be called "vapor salts". To avoid the loss of precious products and recover as much 'hydra: yae of potassium as possible, the salts collected by filtration, or salts: evaporators' *, are redissolved in water and csustift''s by Ca (OI4) 2 at, lbu ... t3Cax.

   The KOH solution obtained must be relatively c3.ue, '$ tent given that the cs-uctification reaction' (3) is reversible and that the trr: ri.sfor.x.tion of ir-puretr's in KCH 'decreases when the augneute KOH concentration. Consistent Éar
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 after m: pzrttirr impure solids such as Ca3o 3 $ of the solution> concentration by evaporation is necessary to obtain a solution of K03 sufficiently concentrated to reuse it in the prci .: overall.



  An objection that can be raised arropos de la caustifica-. The main reason for the salts of the vaporizers is that the level of impurities in the whole product is relatively high. It is not possible to carry out a sufficient -vzportation to separate all the products. iripure salts, and relatively large amounts of impurities continue to be recycled. In addition, hydrochloride is at the heart of the rationale for "evaporator salts"

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 results in a significant loss of K2L.rno4 "In addition, it is necessary to immobilize these capital i" 'roTnts for the equipment of watering, filtration, calcium carbonate formed, unchanged lime and other, - - i, ^ :, urt. =:;: mi lc * jfue ± 5, and Ptv, 'r'oN1.t10n of water in order to rc: concentrate the solution of n.0ü.

   The thoughts of, v "r ('! Rlit1on eu'entr'nh7 these are particularly high because of the .'round that" nt; ft, of water which must be \ 11I1hl' (! - ' Abor. to precipitate the fes salts ('v :: porl! túurcff, then to reconcentrate the solution of KOB in order to recycle it to the process of. i. Ct1use of these numerous drawbacks, we have also proposed s ..p:., rer so: tr.nousc: 1ent the "salts of ;. éV: 1!, or tpursl '/ of xn3ere to obtain caroonate ie potassium cosi # e final product. However, this way of procyutr is of little interest, since it does not stop the complete carbonization of all the adherent rot hydroxide, seium, reduction and 1 ', 11'11trir.t1on of the rennate- as well as the' 1; 11I1im. tlon due "des l'1u :: dnates, etc.

   Not only was part of the manganate perished, but in addition the fuel, the pot & stiuri obtained did not have a value sviffisfjrxtc: ;; 01.1: 'to compensate the expenses incurred to prepare it The present invention aims ; of procures.- a procedure for Ü1t. \ 1ner las 1 '-: PUN-t.ÚS and to separate the hyuroxide of j! otassl'W: .1 during the oxidation of a mine- r: 1.1. oxide of.: =:,. nganè :: l (> en; '; l.?r=tangogén.u:.te pot, s! -4um, which significantly avoids the various disadvantages of prou nnte-
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 laughing;
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 from a1 :: rl.i'lUCr senfiblet1..nt the rate of i ^ purc: tw: soluble in alcnl1s during the procf.d, globrl of production of per- E.'F.: 2, C ', T; 7 ^ t'G 'of potassium;
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 to avoid the loss of valuable products in the whole
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 system, for example psr hydrolysis that K.:.-no 4 ru course of 1, crusti-
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 fraction;

   

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 to carry out in the best conditions the separation and recycling of the hydroxide of: 9otssiu :: J. while avoiding high expenditure S: 'fV;' Or ';' 'Cnj d' (; vi ter difficult and costly filtrations aimed at separating ir.purites s 'n;.' sir4 clec in c.if drills points of the pro- c .; "production loORi ... I '; 1. :: Jlznate de potassiun.



  These and other objects of the invention, thus its advantages, will become apparent from its description below given with reference to the appended drawing which illustrates, in the form of a table of :; arche, the overall production process for potasium perwan ^ Fnate., and notes the specific treatment aimed at removing impurities and s6pring the hydroardium from pot & ssiua ..
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  The present invention is based on the discovery
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 that it is possible to: t1.fie directly the 11q1.1eUr-llère whose
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 potassium permanganate is crystallized after oxidation
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 in two stages of the ore of o: cananse cycle. This mother liquor consists essentially of an aqueous solution of potassium hrrr1ro.rJde, potassium permanganate, potassium rvmi1arate VI and potassium carbonate. Small amounts of silicates, alundants , vanadates, phosphates, i: tl.y1> â.a-tes, arsenates and other potash builders can also be dissolved in this mother liquor and taken with lt; carbo n, te of potassium, they constitute the solublec impurities in the alkalis which are transformed into potassium hydroxide by
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 caustificat10n by CaO or Ca (OH2).

   Preferably, the crystalline mother liquor is made with water before causticizing.
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 tion, in order to regulate self gneuc kill the concentration of K011 and ia- puret0s. Testing should be carried out at a pot hydroxide concentration <': S: 3.!. U:.! 4 * at 1: oins 30 and preferably "'; rf:; This of at least 60 g per liter, these concentrations are those of 7. your initial li, ueur - ::: rc after 1' # 'ilution r-¯3 -.' c?: 1. ;;. '. v ::!: +; ue le i! npuretles soluble dais les;'. Lc '\ lis be t: rl1n ::: fo ,:,.': ,: in

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 , potassium hydroxide.

   During there cr-, ustiCietLttn, the concentration
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 in must remain general.i'ënt between -e, 0 and.;: 0 g per liter and preferably between about 60 and here gp; .r liter, the rutction ctenl carried out at 55-9: C and of: r6f. .rf'nc4 1 about 70-80 C This bond is ::. v:, nt; 1.Z (; Uer1únt efi'ectu,: e we about the normal pres- ion, under about 1 atmosphere, and under
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 suitable agitation *
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 Another 0.; couverturel :! ,: the art on which the invention is based is that after its cal.1t: lf; tcú.t1on take the aforementioned process, the lif'ueur - ?: er-3 'l1Juf; e can be \ ltUÜS'1Q directly oo "Me n1l1eu of leaching for the eiit treatment of 4ZHnO 4 obtained cortne product cte Itl preisicre oxidation 5trLvr, nt .'v.aurtion (1) above.

   This leaching should have a concentration on oh of about 40 to 130 g pt.r liter and prcr.rc: nce of about 70 to 110 g per liter, this condition can be easily fulfilled for the liqueur .. ;; èrc cu: .tü'.e. Thus, 1 rh ... ns the Frac: ci glo ... ber, it is possible to recycle part of the 1:!. QueUT-! F. :: L '(1 to lixivier the Y .: 4: 'In 4J1 before its ulectrolytic oxidation, and of tr.n:; 1'or.1Gr in r.:.;e ter, 1P1: I the soluble iapuret-is ut: t1:> the alkali, COlr .... (: potassium carbonate | 3iu.-n, in hydroxide of P () ts: liu '(l, de :: 1.: ni0re o "inintenip a level of impurities during the stage of electrolysis of rro: d :. addition of CaO or a (Ca {! aH) 2 for cHust1ficfltlon does not adversely affect the release,: .. l: ne in the case of excess considerable, and these arntï. ¯zr c;

   ustf.ficut3.cn are separated fttc..c¯r: ent pHr x ult 1 "h: ur" filtration, so that they do not undergo the oxidation stage; electrolytic.



  The excess J.'Ç;!. Í ':,. Nt custirtMl, t is dc filtrated, - in nLw t': 1; Js que 1 (. I''ï) uretos .n. = O.uia. F.;: For.ue3 during the cc.ustli'Lcatl (1n and in mô ,, '1c time that the insoluble iapurettis of the ore, which -avit flitratjions S'} J :.) '"2 ± difficult.

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   The overall process for the production of potassium permanganate and the use of causticization according to the invention, in conjunction with carrying out the process, are illustrated by the accompanying process chart which represents a preferred embodiment of the invention. invention. It goes without saying that the stages of the overall process other than the causttfication according to the invention and its combination with the overall process are known and that it is therefore possible to modify the embodiments or to resort to variants of execution of these known stages without departing from the scope of the invention.



  For example, the specific oxidation operations according to equations (1) and (2) above can be carried out in any known manner and under a relatively wide range of reaction conditions, without avoiding the need to eliminate. alkali-soluble impurities and to separate the potassium hydroxide. For this reason, in the description of the operating table, particular reference is made to the conditions which relate essentially to the new processes for caustitizing and recycling the mother liquor according to the invention. Furthermore, the overall process is described here only by way of illustration.



   According to the operating chart, the overall process is essentially continuous and can easily be adapted to automatic control. The first stage of the process is represented by the oxidation of a manganese oxide ore in a suitable reaction vessel 1, or in a series of such vessels, preferably by liquid phase oxidation carried out in sodium hydroxide. molten potassium with a concentration of 65-90% (by weight). Air, or other oxygen-containing gas, is used for this oxidation, and fresh KOH and recycle KOH can be introduced and adjusted to the desired concentration.

   The K2MnO4 produced by the reaction precipitates and forms a suspension which can be fed to separator 2 to collect the solid product.



  At the high concentrations of KOH used for an oxy-

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 dation in liquid phase, X e 0 4 is relatively insoluble, more than 1Ilm.e certain impurities such as x2co3 and other analogous salts. Consequently, the KZHn 4 obtained is not present in pure form, but contains the so-called "alkali-soluble" impurities, that is to say potassium carbonate and cPautI'C8 minor impurities such as silicates, potassium illuminants and / or phosphates. In addition, there is normally a small amount of completely insoluble impurities or by-products from elements such as iron, calcium, magnesium, barium,
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 copper, plo-rbp phosphorus, nickel or cobalt present in minor proportions in the ore.

   These insolubles are hereinafter referred to as "ore impurities".



     The liquid phase oxidation in the container 1 usually makes it necessary to separate the concentrated KOH solution from the solid product, and this solution can then be recycled.
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 on liquid phase oxidation, C0! l1! 1e indicated. When the ore is roasted in an almost dry state, it is clear that the product obtained is relatively dry and does not require such additional treatment.
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  The impure r6eo4 obtained is then confined with a more dilute solution ae KOR in which dissolve the manganate and the impurities such as potassium carbonate, but not the impurities of the Muerai This operation is carried out in a suitable mixing vessel 3 by adding a Diluted and caustic mother liquor from a heated vessel 11. This mother liquor used for leaching is described in more detail below, but with regard to leaching, it is prepared in such a manner.
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 that its g0i3 content is 30 to 120 and preferably 60 to 100 g per liter.

   The crude K2y'no4 produced is added to this 11 (urea so as to obtain a K.v04 concentration of cpvron 100 to 200 g and preferably of about 10 to z0 g per liter. Leaching of the crude # Xiffi04 can be obtained. be driven to a t1tpÚ'ature of approximately 1.5-9 "C.

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 and preferably about 6O-S0 C. Under these conditions; the hydrolysis of Ki'.nO 4 is minimum, being leached in a concentrated solution suitable for electrolysis. the leaching solution is brought from vessel 3 by a suitable pump 4. into a filter or a series of filters 5 for separate all solid impurities, including those produced during causticization from the mother liquor.

   If only one filter is used, the filtered leach solution containing the
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 "Dissolved 2MnO4 must be collected separately from the wash water to allow better control of the concentration of the dissolved substances. Separate filtrates can of course be easily obtained also by using a series of two or more filters of the Conventionally, the filtered leach solution from filter 5 is fed to mixing vessel 6 where the concentration of the different constituents can be precisely controlled to obtain the best results during electrolysis.



  The solids of filter 5 are washed and discarded, and the wash water
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 is preferably recovered and reused for the causticization.



  The solid impurities of filter 5 consist mainly of CaCO1 in Ca (OH) 2 in excess and insoluble impurities of the ore, Virtually all other alkali soluble impurities eg calcium silicates are also removed at this stage .



   In mixing vessel 6, the leaching solution
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 is preferably diluted with at least part of the mother liquor L and the third precipitated salts, from an evaporator 12, can also be added. If necessary, a little more water can be added at this time to reduce the amount of 7.if; un: i '-: rz: w recycled directly to the mixing vessel * However, the amounts above 'p: .Ú "water entries are advantageously reduced to ninimun to avoid excessive costs of evaporation.



  The siclange in the rcci? 3er.t 6 must be carried out so that the obtained solution has a KOH concentration of about 80 to 190

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 and preferably 120 to 170 g per liter, and a concentration of
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 2Mn0 of about 35 to 80 and preferably 50 to 60 g per liter. The amount of WMO 4 in this solution is kept as low as possible, preferably less than 20 g per liter.
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  Therefore, the amount of impurities soluble in alkalis, such as K2co3e, must be reduced to a minimum to avoid poor yields,
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 electrolysis and the formation of an impure product, and the solution of the mixing vessel 6 should not contain more than
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 40 g per liter of such impurities and it will preferably contain less than 30 g per liter.



   The solution of the mixing vessel 6 is then sent by a pump into the electrolytic cell 7 to oxidize the
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 K2MnO4 to M.INO4 at a temperature of about 55 to 80 ° C, and preferably 60 to 5 ° C. As causticization and leaching are usually carried out at somewhat lower temperatures than those of electrolytic oxidation. , it is generally advisable to provide a means of heating the receptacle 6, this heating being possible, for example, by indirect heat exchange or by admitting live steam into the mixture. The construction and operation of cell 7 are described in detail in U.S. Patent Nos. 2,843,537 and 2,908,620.

   It is Important to avoid precipitation or crystallization of the permanganate of
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 potassium in the cell itself, since this would result in a rapid decrease in the capacity and efficiency of the cell. In this connection, such undesirable precipitation increases with the amounts of alkali-soluble impurities which are present. in the cell, so that the efficiency during electrolytic oxidation is strongly influenced by the way impurities are removed :) in the overall process,
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 The solution obtained in the electrolytic cell 7 is then brought into a crystallizer 8. or in a similar apparatus.
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 to cool and crystallize the E²ùl04 produced.

   A suspension of

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 crystalline product in the mother liquor can be withdrawn continuously from the crystallizer and passed through a centrifuge 9, or a dialogue device, to filter or separate the crystals, the mother liquor (ML filtrate) being returned to the crystallizer. The cria- tou can be further washed in the centrifuge and then dried in dryer 10 to obtain KMnO4. The first wash water from the centrifuge 9 is preferably recycled to the process at a point where the solution must be diluted to avoid possible loss of adherent mother liquor. It is very advantageous to combine this wash water with the filter wash water to dilute the mother liquor (MMI) for causticization.



   Crystallizer 8 is also constructed and preferably used as described in U.S. Patents Nos. 2,843,537 and 2,908,620, according to which the hot solution of cell 7 is first fed to a gas separator, then raised, using a pump, via a riser, connected to the crystallization vessel, and introduced into an evaporator maintained under reduced pressure by a condensing and vacuum installation.



   Evaporation and refluxing of the hot product solution creates a state of supersaturation with KMn O4 in the solution, which then disappears as the solution from the evaporator descends into the mother liquor of the crystallizer. Seeds or small crystals of KMnO4 are always present in the mass of mother liquor of the crystallizer, crystal growth being able to continue on these checks. Larger crystals settle to the bottom of the crystallizer to be withdrawn as a suspension, while the recycle mother liquor can be withdrawn near the top or the liquid surface of the crystallizer.

   The mother liquor from the crystallizer is cooled to about 50 to 30 C and preferably to about 38 C,
In general, the mother liquor withdrawn from the crystallizer as a recycle stream has a composition which varies within certain limits depending on various factors, especially the proportions.

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 Reactive tones allowed Onn, the cell the <:: trolyt1qte, the rer.4e * & Kt of the cell itself, the concentration of potassium hydroxide and the temperature of the solution, the amount of soluble impurities in the alkalis which can accumulate and the amount of KMnO that is actually crystallized and separated from the mother liquor.



  It goes without saying that it is advantageous to separate as much potassium permanganate as possible from the crystallizer, but in practice it is impossible and not necessarily desirable to completely free the mother liquor of potassium permanganate. Thus, it is advantageous to recycle small amounts of KMnO4 to various
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 stages of the process, for example to avoid hydrolysis of K2Mn 4 "The main consideration is therefore to operate the crystalliser so as to separate a maximum amount of potassium permanganate without precipitating other solids, in particular impurities, and thus avoiding complicated and tedious operations of purifying
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 cation of the isolated product.

   In other words, the purification of potassium permanganate is substantially complete after crystallization and centrifugation of this product from the mother liquor. !
During the normal performance of the electroly- oxidation
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 crude IClfu 4 ctu tick which has been 11x1V1é in a solution of potassium hydroxide, the boron liquor withdrawn from the crystallizer in order to be recycled can have in accordance with the invention, approximately the following composition
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<tb> Concentration <SEP> Crabs <SEP> per <SEP> liter
<tb>
 
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 General preferred gcame range Koli 120-200 130-170 A.

   0+ l - 65 20-40
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<tb> KKnO <SEP> 10-30 <SEP> 15-20
<tb> Soluble <SEP> impurities <SEP> in <SEP> the
<tb> alkalis <SEP> 5-40 <SEP> 10-25
<tb>
 
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 It should of course be noted that these concentration values are taken after establishing a certainty in equilibrium in continuous operation. The amounts of 10u, K.nO 4 and KMnO 4 are relative. stable and determined by the good

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 operation of the cell and the crystallizer, while there may be a large fluctuation in the amount of soluble impurities in alkalis, such as potassium carbonate and potassium silicates, aluminates and phosphates and other similar salts, due to the quality of the manganese oxide ore used in the process.



   The recycled mother liquor is preferably separated into three streams, one part, Ml¯I, being recycled directly from crystalline 8 to mixing vessel 6 to adjust the aqueous mixture just prior to electrolysis. A second part of the mother liquor, ML-II, is recycled to the causticization vessel 11 and used for leaching in the vessel 3, as described in detail below.



   The third part of the mother liquor, ML-IJI, is recycled to an evaporator 12 where a sufficient quantity of water is withdrawn to precipitate in the usual manner, the "salts of the evaporators", these precipitated salts being returned to the mixing vessel. 6 directly or after redissolution. The concentrated KOH solution formed can be reused in the process, preferably by recycling to the first stage of oxidation of. manganese oxide ore, and it can be stored temporarily in any suitable container 13.



   It will be found that dividing the mother liquor from recycle into three separate recycle streams provides great flexibility in carrying out the overall process under optimum conditions. Even more important thing is that the level of impurities in the system can be. carefully regulated by causticizing the second stream, ML-II, so that the alkali-soluble impurities turn into potassium hydroxide. The proportions in which the mother liquor is divided into three recycle streams are best established on the job by continuous determination of the level of impurities and the leaching roll concentration.

   It is desirable to minimize the amount of mother liquor recycled to evaporator 12 to avoid excessive evaporation expense.

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  The operation of the recycling system can be such
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 that all the mother liquor from the 8% crystallizer; first recycled without any treatment, such as the ML-I iridic, to mixing vessel 6 until the level of impurities reaches the maximum allowable value. The ML-II causticizing stream and / or the ML-111 evaporating stream can be used intermittently as the level of impurities must be again reduced, and the KOH concentration raised.

   In varinte one profes to carry out all the procedure in a continuous way in the conditions of equilibrium in order to maintain a relatively constant level of impurities, between the limits indicate and to supplement in a continuous way the contribution of concentrated solution of KOH free of impu-, rotés. This variant allows more precise control of the process and avoids difficulties in correcting the concentration of the solution with a view to electrolysis. When working in these equilibrium conditions,

     the recycle mother liquor is advantageously divided into three separate streams in the following approximate proportions
 EMI17.2
 1 in VQll1ln'l 14L-I (recycling C.r84 '.. w. Waw. S. W ..... 78 Mi-11 (recycling of caust1t1cat1on) ......... 10 MOL-111 (evaporation recycling) ............ 12
 EMI17.3
 Causticizing the liquor recycle stream-more
 EMI17.4
 (ML-11) and its re-admission to the process as a medium here.

     viation constitute the essential improvements according to the invention and these operations are carried out in the following manner
The mother liquor of crystallizer 8 which has the concentration
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 above in dibsousp components is combined with washing water from the ore impurity separator to one or more filters 5 and supplied to a suitable reaction vessel there *
 EMI17.6
 Wash water from the centrifuge 9 can also be combined with this liquor-more to allow maximum recovery of materials of interest. The mother liquor is thus diluted by

 <Desc / Clms Page number 18>

 way

  adjusted to establish the various concentrations required
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 in order to properly water and convert the alkali-soluble L..I, urt4s to potassium hydroxide and to use the purified solution obtained for the leaching * 2n:.; rra, 7.,, to 5 parts of mother liquor are diluted with 5 to 7 parts z 't4U, parts being by volume.



  The dilution of the mother liquor before the caustication is therefore carried out so that the aqueous solution obtained has the following concentrations of dissolved constituents:
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 0: axr, zes .r I t "" 2 = e. rL .Qi! l :: y; .o rbf6rJ9 KOH 30-110 60-100 XzMn 4 - 6ü 25-35 KMno 4 10- 70 20- 50
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<tb> Soluble <SEP> impurities <SEP> in <SEP> the
<tb>
<tb> alkalis <SEP> Up to <SEP> 40 <SEP> 10- <SEP> 20
<tb>
 
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 The KOH concentration is preferably maintained at a value of at least 60 g per liter to avoid undesirable hydrolysis.
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 of K04 and also to avoid additional evaporation costs when causticization might not give a sufficiently concentrated KOH solution.

   However, a high KOH concentration should be avoided, because this would adversely affect the equilibrium of the causticization reaction and, in most cases,
 EMI18.6
 Apart from cases> -it is advantageous that the KOH concentration does not exceed 100 g'par.litre, and is preferably less than eO g per liter. When the level of impurities is relatively low, higher KOH concentrations may be permitted. The concen-
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 trations in z: z-r.n 4 and in KMn 4 depend essentially on the correct functioning of the electrolytic cell and the conditions
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 saturation of KMn 4 in the mother liquor of the crystallizer.

   Impurities,. Soluble in alkalis, consisting mainly of
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 X2C031 are governed by the amount of impurities of this nature introduced into the system and by the efficiency of the caustic treatment.

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 ! 1cat; tone. Therefore, it is important to dilute the aerated liquor of the crystallizer so as to obtain the KOH concentration.
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 essential while allowing .aux concentrations of other substances to vary over a relatively wide range.
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  The diluted mother liquor is then put at xGsg3x in a r6ci <
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 pient 11 with lime or calcium hydroxide, according to equation (3) above, at a temperature of about 50 to 9500 and; preferably 60 to 80 ° C. The watering vessel may be provided with a suitable agitation device to achieve satisfactory mixing and is preferably heated to ensure precise control of the temperature.

   For continuous caustification it is also useful to preheat the diluted mother liquor to a temperature close to that of the reaction. The causation reaction takes place more easily if lime or calcium hydroxide is used in excess. for example at a rate of approximately 0, 5à
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 1.0 part by weight, as Ca (Ofi) .j, per part by weight of alkali soluble impurities expressed as K2CO3.



   Under the above conditions, the caustification of the mother liquor is capable of converting the soluble impurities in the
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 alkalis to potassium hydroxide, and surprisingly the presence of KMnO 4, AtMnO, and relatively high concentrations of & OH does not adversely affect this reaction.

   Moreover, the hydrolysis of K2MnO4 is negligible and there is no noticeable loss of these valuable reagents. In normal operation, the causticization reaction should be carried out in about 4 to 24 hours, and preferably in about 4 to 10 hours depending on the amount of impurity to be converted to KOH. small modifications can be made to the causticizing apparatus and process without departing from the scope of the invention. For example, the overall work can be simplified if two separate vessels are provided for the causticization, so that the recycled mother liquor can be continuously supplied to one of the vessels while the reaction is taking place in one vessel. filled in beforehand.

   Alternatively, causticization can

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 be carried out continuously in a reaction column or in a series of stirrer vessels.



   A particular advantage of the invention is that the caustified mother liquor can be used directly as a leach solution for the treatment of the crude K2MnO4 obtained during the first oxidation stage. The caustified liquor is therefore preferably supplied from the reaction vessel 11 into a reservoir (not shown) interposed between the vessel 11 and the leach vessel 3. When the overall process is not continuous, the caustified mother liquor serving. Make-up liquid can be drawn from the tank as required for leaching.



  In the case of a continuous feed of crude K2MnO4 and a continuous causticization there is always a fresh feed of leach liquid and the overall process is substantially continuous.



   To serve as an aqueous leach liquor, the mother liquor should be causticized so as to bring the KOH concentration to at least about 40 to 130 and preferably 70 to 110 g per liter.



   The amount of soluble impurities in the alkalis transformed into
KOH must also be high enough to maintain a ni. veal impurities not exceeding 40 g, and preferably less than
25 g per liter of solution subjected to electrolytic oxidation.



   For example, it is particularly preferred to caustify to such an extent that the obtained leach solution has an impurity concentration of about 8 to 15 g per liter, calculated as K2CO3 At this time, the concentration of other soluble impurities in alkalis, such as potassium silicates and aluminates and the like, is practically negligible. '
The causticization reaction produces calcium carbonate (CaCO3) as an additional impurity, along with calcium ailicates and:

  } Calcium aluminates and other corresponding corresponding salts referred to as all calcium impurities. "However, these calcium compounds are insoluble in the caustic mother liquor.

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 trusted and remained so during the leaching. Therefore, these new insoluble impurities are easily separated by the filter (s) 5 along with the usual insoluble impurities of the ore. In addition, any excess of Ca (OH) 2 is also removed in the form of a solid impurity by this filtration.



   One of the discoveries of the invention is the favorable coincidence which allows the dilute and causticized mother liquor to be readily used for leaching. This process is possible, according to the invention, because the degree of dilution of the mother liquor which is necessary for the causticization corresponds approximately to the concentration of KOH which is required for the leaching. In addition, the liquor -mother can be brought by dilution to
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 a minimum: OH concentration for better caust1! 'ioat1on because the subsequent transformation of. 3 impurities into KOH restores the most suitable KOH concentration for leaching *
The invention is further illustrated by the following non-limiting examples of a preferred embodiment of the invention.
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  EÁl'1-LP 1..1 :: ... L. = This example is carried out to establish the efficiency of the
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 cauBtit1c8tion reaction and the usefulness of the resulting solution as a leaching agent *
About 1 liter of potassium permanganate mother liquor is diluted with an equal volume of water to obtain an aqueous solution of the following composition!
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 'T2.5 gas.! .4Ull; 12.8 9 / 1- KMnO 8.3 rll. KMnO and lez g / l.

   K2CO3 "A quantity of 45 g of quicklime (CaO) is added to this dilute solution and the resulting mixture is then stirred for about 8 hours while maintaining the temperature between 60 and 65 C. The reaction mixture is analyzed periodically and the results are presented in the following table:

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<tb> Time <SEP> elapsed <SEP> K <SEP> CO3 <SEP> KOH
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (hours). <SEP> zrams / liters
<tb>
<tb>
<tb> 0 <SEP> 17.4 <SEP> 72, <SEP> 5
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 2 <SEP> 13.0 <SEP> 78.9
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 4
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 8 <SEP> 6.0 <SEP> $ 2,, 7
<tb>
 
During this 8 hour reaction time, there was noticeable no change in the initial concentrations of K, MnO4 and KMnO4.

   The K2CO3 concentration falls by 11 g per liter while that of KOH increases by 10.2 g per liter.



  Theoretical conversion of K2CO3 would give only 9.3 g of KOH per liter and it has been established that the additional 0.9. G of KOH per liter is obtained by reaction with silicates, aluminates, phosphates, vanadates, molybdates , arsenates and other potassium salts.



   The concentrations of dissolved constituents in the resulting causticized solution are well within the limits necessary for a leaching solution and the level of alkali-soluble impurities is low enough for a very satisfactory electrolytic oxidation after leaching a crude K2MnO4. * EXAMPLE 11 - According to the accompanying drawing, a continuous process for the production of potassium permanganate is carried out in the manner illustrated and after having reached a quasi-equilibrium of the various streams of the process.
The causticization operation of the overall process begins by withdrawing a mother liquor from crystallizer 8, this mother liquor being a saturated aqueous solution of KMnO4 at a temperature of about 38 ° C. and having the composition next:

   160 grams / liter KOH 20 K2MnO4 20 "KMnO4 20" "K2CO3

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 One part of this liquor-pond (ML-II) is recycled at a rate of 22.7 liters per minute to the causticizing vessel 11 and diluted continuously with approximately 18.9 liters per minute of water for washing the filter 5. and an additional 7.6 liters per minute of water from another source, for example the wash water from the KMnO4 separated in the centrifuge 9.

   About 0.36 kg / minute of quicklime (CaO) is also added to the water-forming vessel 11, which represents an excess of about 100% for the reaction with potassium carbonate and other alkali-soluble impurities. which are present in relatively small amounts.



   The caustification reaction is carried out at a temperature of 70 ° C. by heating the vessel 11 with steam and maintaining constant agitation of the reaction mixture. The caustic product stream is withdrawn continuously so as to maintain a constant agitation of the reaction mixture. volume approximately constant in the reaction vessel, i.e. at a rate of approximately 49.2 liters per minute and fed into the leach vessel 3.

   The residence time in the causticizing vessel is long enough that the causticized product has the following composition!
80 grams / liter KOH
10 "" K2CO3
30 "" K2MnO4
30 'KMnO4
A crude K2MnO4 obtained in the first oxidation stage of the process is combined and mixed with the diluted and caustified mother liquor in the leach vessel 3 which is maintained at a TEMP of about 80 C. The mother liquor not only dissolves the liquid. KMnO, from the oxidation product, but also K2CO3 and other alkali soluble impurities that contaminate this crude product - In addition, a small amount of potassium hydroxide accompanies the crude K2MnO4 and increases the alkaline concentration of the solution leaching obtained.

   The insoluble impurities of the ore, calcium carbonate and excess calcium hydroxide are carried away

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 by the leach solution without being dissolved.



   The leach solution is passed through filter 5 and introduced as a filtrate into mixing vessel 5 at a rate of 56.9 liters per minute. This leach solution has approximately the following composition, with respect to dissolved substances).



   95 grades / liter KOH
20 "n K2CO3
130 '' K2MnO4
30 '"KMnO4 The insoluble impurities are separated by the 5 eT filter after separation of the filtrate they are washed with 26.5 liters per minute of water and discharged from the system. The washing water is recycled to the caustification at an appropriate rate. of 18.9 liters per minute as indicated above, the wash water being collected in a series of stages, so that only the water of the early stages must be recycled to retain the dissolved substances of interest.



   The filtered leach solution from filter 5 is continuously combined in mixing vessel 6 with recycle mother liquor (ML-II) from crystallisol 8 at 246 liters per minute. It is preferable to also add to this mixing vessel the small amount of salts precipitated in the evaporator 12. The combined streams are then heated to about 65 ° C and passed through cell 7 for the transformation of K2MnO4 into KMnO4, A suspension of KMnO4 crystals is separated from the eristallisor 8 and passed through the centrifuge 9, the filtered mother liquor being returned to the crystallizer.



  The crystals are then washed with about 7.6 liters of water per minute to separate the adherent mother liquor, and this wash water is recycled to the causticization in 11. After washing again followed by drying in the dryer 10 at about 120 ° C., a very pu KMnO4 is obtained at a rate of about 53 kg per minute.

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   To again concentrate part of the mother liquor, a recycle stream (ML-III) is passed to evaporator 12 at a rate of about 34 liters per minute approximately to separate it from water, and then stored in the tank 13 to be reused in the first oxidation stage in 1.



   In the above description and examples, the term "alkali soluble impurities" denotes impurities such as potassium carbonate which are normally soluble in dilute caustic solutions, i.e. in aqueous solutions of potassium hydroxide, the R concentration of which does not exceed about 20% by weight. These alkali-soluble impurities are very troublesome in the overall process, because they precipitate in very concentrated caustic solutions' and even in more dilute caustic solutions, they tend to form on certain parts of the apparatus such as the cell. electrolytic deposits which are extremely difficult to remove.

   In. In addition, a build-up of soluble alkali impurities in the overall process ultimately leads to very impure KMnO4 and / or a substantial decrease in efficiency and yields.



   The present invention provides a very efficient means of removing alkali soluble impurities by the particular causticization process described herein, whereby the overall process of producing potassium permanganate can be carried out continuously and without costly interruptions. Further, the caustiflcation process of the invention eliminates the excessive filtration and filtration costs of separating soluble and insoluble impurities. As a result, a significant saving in capital and operating costs is achieved.


    

Claims (1)

REVENDICATIONS. CLAIMS. 1.- Procédé d'élimination d'impuretés et de séparation d'hydroxyde de potassium au cours de la production de permanganate de potassium, caractérisé en ce qu'on fait réagir de l'hydroxyde de calcium avec une liqueur-para consistant essentiellement en une solution aqueuse d'hydroxyde de potassium, de mangante VI de potassium, de permanganate de potassium et d'au moins une impureté -soluble dans les alcalis à une température d'environ 50 à 95 C pour transformer au moins une partie de cette impureté soluble dans les alcalis en hydroxyde de potassium. 1.- Process for removing impurities and separating potassium hydroxide during the production of potassium permanganate, characterized in that calcium hydroxide is reacted with a para-liquor consisting essentially of an aqueous solution of potassium hydroxide, mangante VI of potassium, potassium permanganate and at least one impurity-soluble in alkalis at a temperature of about 50 to 95 C to transform at least part of this impurity soluble in alkalis in potassium hydroxide. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait réagir l'impureté soluble dans les alcalis avec de l'hydroxyde de calcium à une température de 60 à 80 C, 3.- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que l'impureté soluble dans les alcalis est le carbonate de potassium. 2. A method according to claim 1, characterized in that reacting the alkali-soluble impurity with calcium hydroxide at a temperature of 60 to 80 C, 3. A method according to claim 2, characterized in that the alkali-soluble impurity is potassium carbonate. 4.- Procédé suivant la revendication 1, caractérise en ce que la concentration Initiale en KOH de la liqueur-mère, avant la réaction avec l'hydroxyde de calcium, est d'environ 60 à 100 g par litre. 4. A process according to claim 1, characterized in that the initial KOH concentration of the mother liquor, before the reaction with calcium hydroxide, is about 60 to 100 g per liter. 5.- Procédé suivant la revendication 1, caractérise en ce que la concentration en KOH de la solution aqueuse pendant la réaction est maintenue entre 30 et 140 g par litre. 5. A process according to claim 1, characterized in that the KOH concentration of the aqueous solution during the reaction is maintained between 30 and 140 g per liter. 6.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisa en ce que la concentration en KOH de la solution aqueuse pendant la réaction est maintenue entre environ 70 et 110 g par litre. 6. A process according to claim 1, characterized in that the KOH concentration of the aqueous solution during the reaction is maintained between about 70 and 110 g per liter. 7.- Procédé de production de permanganate de potassium par une oxydation à deux stades d'un minerai d'oxyde de manganèse, suivant lequel un manganate VI de potassium brut obtenu au premier stade est dissous dans un milieu aqueux d'hydroxyde de potassium et le manganate VI de potassium est ensuite oxydé électrolytique- , ment au second stade en permanganate de potassium qui est cristal- <Desc/Clms Page number 27> lise et séparé d'une liqueur-mare consistant essentiellement en une solution aqueuse d'hydroxyde de potassium, de manganate VI de potassium, de permanganate de potassium et d'une impureté .,soluble dans les alcalis et formée de manière prépondérante de carbonate de potassium, 7.- Process for the production of potassium permanganate by a two-stage oxidation of a manganese oxide ore, according to which a crude potassium manganate VI obtained in the first stage is dissolved in an aqueous medium of potassium hydroxide and potassium manganate VI is then electrolytically oxidized, in the second stage to potassium permanganate which is crystalline <Desc / Clms Page number 27> read and separated from a pond liquor consisting essentially of an aqueous solution of potassium hydroxide, potassium manganate VI, potassium permanganate and an impurity, soluble in alkalis and predominantly formed of carbonate of potassium, caractérisé.en ce qu'on fait réagir de l'hydroxyde de calcium avec au mains une partie de la liqueur- mère à une température d'environ 50 Ö 95 C pour transformer l'im- pureté soluble dans les alcalis en hydroxyde de potassium par caustification et on lixivie le manganate VI de potassium brut obtenu au premier stade à l'aide de la liqueur-mère caustifiée. characterized by reacting calcium hydroxide with part of the mother liquor at a temperature of about 50 ° C to 95 ° C to convert the alkali soluble impurity to potassium hydroxide by caustification and the crude potassium manganate VI obtained in the first stage is leached using the caustified mother liquor. 8.- Procédé de production de permanganate de potassium par une oxydation à deux stades J'un minerai d'oxyde de manganèse suivant lequel un manganate VI de potassium brut obtenu au pre- mier stade est lixivié à l'aide d'un, milieu aqueux d'hydroxyde de potassium pour dissoudre le manganate VI de potassium et séparer les impuretés insolubles du minerai, et le manganate VI de potas- sium est ensuite oxydé électrolytiquemnt au second stade en per- manganate de potassium qui est cristallisé et séparé d'une li- queur-mère consistant essentiellement en une solution aqueuse d'hydroxyde de potassium, de manganate VI de potassium, 8.- Process for the production of potassium permanganate by a two-stage oxidation of a manganese oxide ore according to which a crude potassium manganate VI obtained in the first stage is leached using a medium aqueous potassium hydroxide to dissolve potassium manganate VI and separate insoluble impurities from the ore, and potassium manganate VI is then electrolytically oxidized in the second stage to potassium permanganate which is crystallized and separated from a mother liquor consisting essentially of an aqueous solution of potassium hydroxide, potassium manganate VI, de per- manganate de potassium et d'une impureté soluble dans les alca- lis et formée de manière prépondérante de carbonate de potassium, caractérisé en ce qu'on fait réagir de l'hydroxyde de calcium avec au moins une partie de la liqueur-mère par caustification à une température d'environ 60 à 80 C pour-transformer l'impureté soluble dans les alcalis en hydroxyde de potassium et en un produit inso- luble dans les alcalis et formé de manière prépondérante de carbonate de calcium, on lixivie le manganate VI de potassium brut obtenu au premier stade à l'aidé de la liqueur-mère caustifiés et on sépare simultanément le produit de caustification insoluble dans les alcalis et les impuretés insolubles du minerai de la solution de lixiviation obtenue. potassium permanganate and an alkali-soluble impurity predominantly formed from potassium carbonate, characterized in that calcium hydroxide is reacted with at least part of the liquor- mother by causticization at a temperature of about 60 to 80 C to transform the impurity soluble in alkalis into potassium hydroxide and into a product insoluble in alkalis and predominantly formed of calcium carbonate, the Crude potassium manganate VI obtained in the first stage with the aid of the causticized mother liquor and simultaneously separating the causticizing product insoluble in alkali and insoluble impurities of the ore from the leaching solution obtained.
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