Procédé pour la fabrication du sel d'Engel On a proposé de nombreuses méthodes pour la fabrication du sel d'Engel C03HK - C03Mg - 4 H20.
Un ancien procédé consiste à traiter une solution concentrée de chlorure de potassium par un carbo nate de magnésium et C02 sous pression: dans ces conditions, il se forme du C12Mg soluble et le sel d'Engel qui précipite. Ce procédé exige toutefois l'emploi de carbonate de magnésium sous forme de sel trihydraté C03Mg - 3 H20. dont la préparation est compliquée.
On a également proposé de précipiter le sel d'En- gel par action simultanée de C02 et de NH3 sur du chlorure de potassium et des sels de magnésium so lubles tels que, par exemple, sulfate ou chlorure. Des variantes de ce mode opératoire prévoient l'em ploi de carbonate d'ammonium et C02 ou même de bicarbonate d'ammonium solide. Tous ces procédés présentent un grave inconvénient car ils ne permet tent pas d'obtenir des rendements supérieurs à 50 % par rapport au potassium introduit.
En effet, afin d'empêcher une co-précipitation du sel d'Engel et du sel double correspondant d'ammonium et de magné sium C03HNH.1 - C03Mg - 4<U>MO,</U> il est nécessaire pour assurer la saturation de reau-mère finale, de travailler avec un gros excès de sel de potassium par rapport à la stoechiométrie.
Pour assurer la ren tabilité du procédé, il faut récupérer dans l'eau- mère finale non seulement l'ammoniac, mais aussi le chlorure de potassium et quel que soit le mode opé ratoire employé pour cette dernière récupération, les opérations compliquées et coûteuses qu'elle exige rendent tous ces procédés peu intéressants au point de vue industriel.
On a trouvé qu'il est possible d'éviter les inconvé- nients des différents procédés que l'on vient de dé- crire et de précipiter directement du sel d'Engel avec d'excellents rendements par rapport au potassium mis en oeuvre, en remplaçant NH3 par une amine alipha tique primaire, secondaire ou tertiaire.
Les eaux- mères finales ne contiennent que de très faibles quan tités de potassium et cela, quel que soit le mode opé ratoire utilisé comme on le verra ci-après : de ce fait, il suffit de mettre en oeuvre des proportions de chlorure de potassium pratiquement stoechiomé triques.
En partant par exemple de CIK et de C12Mg, la réaction s'effectue suivant l'équation générale ci- après CIK -f- C12Mg -h- 2 C02 -f- 3 Am -I- 6 H20 = C03HK - C03Mg - 4 H20 -I- 3 CIHAm dans laquelle Am représente une amine aliphatique, primaire,
secondaire ou tertiaire.
On utilise d'ordinaire la quantité d'amine juste nécessaire à la réaction ou un léger excès qui, de pré férence, ne dépasse pas 10 %, afin que la récupéra tion ultérieure de l'amine puisse être effectuée dans des conditions économiques. Les proportions de C02 correspondant à la formule du sel d'Engel suffisent pour effectuer la réaction dans des conditions satis faisantes, mais un excès de C02 n'est pas gênant.
Pour la mise en oeuvre du procédé selon l'inven tion, on peut utiliser différents modes opératoires que l'on va décrire ci-dessous 1o On fait passer dans une solution aqueuse d'amine un courant de gaz carbonique pur ou dilué dans un gaz inerte. On introduit ensuite dans la so@ lution carbonatée des sels de magnésium et de potas sium solides.
ou en solution dans l'eau et l'on agite modérément pendant environ une. heure à tempéra- turc ordinaire (20 à 250 C). On obtient ainsi un précipité facilement filtrable que l'on sépare de la solution, lave et sèche ; la composition du précipité correspond sensiblement à la composition théorique du sel d'Engel.
20 Dans une solution aqueuse d'amine, on in troduit des sels de potassium et de magnésium solides ou en solution aqueuse et on fait barboter un cou rant de C02 pur ou dilué dans un gaz inerte. Lorsque la carbonatation est terminée, on sépare par filtra tion le précipité obtenu qui est constitué par au moins 97 % de sel d'Engel.
30 A une solution de sels de potassium et de magnésium, on ajoute du bicarbonate d'amine solide ou en solution. Après avoir agité pendant une heure environ, on sépare un précipité qui contient au moins 90 % de sel d'Engel.
Le procédé est très souple puisqu'il est possible de travailler suivant des modes opératoires variés en obtenant toujours de bons résultats. La faible quantité d'impuretés qui précipite éventuellement avec le sel d'Engel, est constituée uniquement par de la ma gnésie hydratée ou par du carbonate de magnésium. Dans certains cas, il peut être avantageux de favoriser la co-précipitation de ces composés magnésiens et d'obtenir comme produit final un mélange plus riche en magnésium que le sel d'Engel.
Quel que soit le mode opératoire utilisé, l'eau- mère finale ne contient que de très faibles quantités de potassium et de magnésium. On peut obtenir des concentrations inférieures à 0,3 % en K et 0,1 % en Mg dans les eaux-mères finales,
ce qui cor respond à des rendements qui sont au moins de 95 % par rapport au K introduit et de 97 % par rapport au Mg. La très faible teneur en sels de potassium et de magnésium des eaux-mères constitue un avantage important du procédé selon l'invention.
En effet, la récupération de l'amine contenue dans ces eaux- mères sous forme de chlorhydrate, peut s'effectuer de façon simple par tout moyen connu (par exemple, distillation en présence de chaux). Les solutions ré siduaires peuvent être rejetées sans diminuer la ren tabilité du procédé après élimination de l'amine puisqu'elles ne contiennent que des quantités in fimes de K et de Mg.
Dans le procédé selon l'invention, on utilise comme matière première un sel soluble de potas sium, tels que chlorure, sulfate, etc., ou un sel mixte quelconque contenant -un sel soluble de potassium. Les .sels doubles naturels de potassium et de magné sium, tels que la carnallite, conviennent tout particu lièrement. Outre les sels de magnésium solubles, on peut aussi employer pour la mise en oeuvre du pro cédé, un sel magnésien insoluble ou de la magnésie.
Comme amine aliphatique, on choisit de préfé rence les amines dont le point d'ébullition ne dé passe pas 1000 C, afin que la récupération du réactif soit -plus économique. On donne ci-après quelques exemples de réali sation du procédé selon l'invention.
<I>Exemple 1</I> On fait passer un courant de gaz carbonique dans une solution de triéthylamine qui contient 40 % en poids d'amine. On arrête la carbonatation lorsque la solution a absorbé environ 2 mol. de C02 pour 3 mol. d'amine. A 198 cc de cette solution carbo natée, on ajoute 64 g de carnallite et on agite pendant environ une heure à température ordinaire.
On filtre le précipité obtenu: l'eau-mère contient 0,2 % de K et des traces non dosables de Mg.
Le précipité est analysé après lavage et séchage. Sa composition est la suivante: 15,0 % de K, 9,6519/o de Mg et 46,4 % de C03 ,
c'est-à-dire sen- siblement la composition théorique du sel d'Engel qui contient: 15,25 % de K, 9,5 % de Mg et 46,
8 % de C03. <I>Exemple 2</I> Dans une solution de diéthylamine contenant 30 0/0 en poids d'amine, on fait passer un courant de gaz carbonique à 30 d/o de C02 jusqu'à ce que la solution contienne 2 mol. de CO@ pour 3 mol. d'amine. On ajoute alors 250 g de carnallite et on agite pendant une heure environ à température ordinaire.
Le précipité obtenu titre après lavage et sé- chage : 15,4 #)/o de K, 9,6 % de Mg et 46,65 % de C03.
L'eau-mère finale contient 0,2 % de K et 0,01 0/0 de Mg.
<I>Exemple 3</I> On carbonate une solution d'isopropylamine qui contient initialement 38'% en poids d'amine. A 520 cc de cette solution carbonatée, on ajoute une solution aqueuse de carnallite préparée en ajoutant 250 g de sel à 430 cc d'eau.
Après une heure d'agi tation à température ordinaire, on sépare un précipité qui, après lavage et séchage, présente la composi- tion suivante: 14,9 % de K, 9,9 % de Mg et 45,15 % de C03.
Le filtrat contient 0,3 0/a de K et 0,
01 % de Mg. <I>Exemple 4</I> Dans 150 g d'eau on fait dissoudre 38 gr de CIK et 102 g de C12Mg - 6 H20. On ajoute à cette solution 110 g d'isopropylamine titrant 91 % d'amine en poids.
On fait barboter dans la solution ainsi obtenue un courant de gaz carbonique en agitant modérément à température ordinaire. Lorsque la carbonatation est terminée, on filtre, lave et sèche le précipité, qui donne à l'analyse la composition suivante: 14,6'% de K, 11,2 % de Mg et 45,4 % de C03. <BR>
L'eau-mère contient 0,2 % de K et 0,01 % de Mg.
On peut opérer à toute température inférieure à 4511, étant entendu que pour des raisons d'exploita tion, on préfère l'intervalle compris entre 0 et 450 C.