FR2611195A1 - Process for the purification of and overpressurisation of electrolytic fluorine - Google Patents

Process for the purification of and overpressurisation of electrolytic fluorine Download PDF

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FR2611195A1
FR2611195A1 FR8702442A FR8702442A FR2611195A1 FR 2611195 A1 FR2611195 A1 FR 2611195A1 FR 8702442 A FR8702442 A FR 8702442A FR 8702442 A FR8702442 A FR 8702442A FR 2611195 A1 FR2611195 A1 FR 2611195A1
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fluorine
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purification
treatment liquid
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Inventor
Bruno Georges
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Comurhex pour La Conversion de lUranium en Metal et Hexafluorure SA
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B7/00Halogens; Halogen acids
    • C01B7/19Fluorine; Hydrogen fluoride
    • C01B7/20Fluorine

Abstract

Process for the purification of and overpressurisation of electrolytic fluorine containing impurities of MF.nHF (M being an alkali metal or NH4) which makes it possible to directly recycle the effluents obtained to the electrolysis, characterised in that the fluorine is purified with the aid of and overpressurised in the presence of anhydrous hydrofluoric acid optionally containing one or a number of fluorides of MF type in solution, at low temperature.

Description

PPOCEDE D'IFn & Ioe ET DE NISI Il SURPRESSION W FLOOD ELECTROLYTIQUE
DOMAINE TECHNIQUE
L'invention concerne un procédé industriel d'épuration et simultanément, de mise en légère surpression du fluor à la sortie des cellules électrolytiques de production.
IFn & Ioe AND NISI PROCEDURE W ELECTROLYTIC FLOOD PRESSURE
TECHNICAL AREA
The invention relates to an industrial process for purifying and simultaneously putting slight overpressure of fluorine at the outlet of production electrolytic cells.

ETAT DE L & TECHNIQUE
Le fluor est obtenu par électrolyse d'acide fluorhydrique introduit dans un bain fondu de KF-2HF. L'hydrogène et le fluor sont récupérés séparément au sommet des électrodes plongées dans l'électrolyte.
STATE OF THE ART
Fluorine is obtained by electrolysis of hydrofluoric acid introduced into a molten bath of KF-2HF. Hydrogen and fluorine are recovered separately at the top of the electrodes immersed in the electrolyte.

Le fluor entraine des particules de bain électrolytique sous forme d'un composé de composition variable KF, nHF, n pouvant varier de 0,5 à'10. Fluorine entrains particles of electrolytic bath in the form of a compound of variable composition KF, nHF, n which can vary from 0.5 to 10.

L'état physique de cette impureté, 'qui s'apparente à une solution de
KF dans HF, varie de l'état solide1 à pâteux ou liquide, et dépend à la fois de la valeur de n et de la température. Le fluor contient aussi des gaz incondensables comme l'azote provenant de la purge des installations de tuyauteries.
The physical state of this impurity, 'which is akin to a solution of
KF in HF, varies from solid1 to pasty or liquid, and depends on both the value of n and the temperature. Fluorine also contains noncondensable gases such as nitrogen from the purging of piping installations.

La présence de l'impureté KF, nHF est très gênante car, Outre les inconvénients de nature chimique que cela peut représenter pour certaines utilisations du fluor, des condensations peuvent se produire dans les tuyauteries, vannes, organes de régulation..., et provoquer des perturbations (bouchages, corrosions...) très graves, voire dangereuses pour l'exploitation des installations : risques - d'explosion, arrêt intempestif de l'électrolyse entratnant des redemarrages délicats ...The presence of KF, nHF impurity is very annoying because, in addition to the chemical disadvantages that this can represent for certain uses of fluorine, condensations can occur in pipes, valves, regulating organs ..., and cause very serious disturbances (blockages, corrosions ...), even dangerous for the operation of the installations: risks - of explosion, untimely shutdown of the electrolysis causing delicate restarts ...

Habituellement, l'épuration est réalisée en faisant passer le fluor sortant de l'électrolyse, directement dans un condenseur à surface, tubulaire, alimenté en fluide frigorigène à environ -800C, puis dans une tour garnie de cristaux de NaF jouant un double rôle chimique et physique, d'absorption et de filtration des impuretés.Usually, the purification is carried out by passing the fluorine leaving the electrolysis, directly into a surface condenser, tubular, supplied with refrigerant at around -800C, then in a tower packed with NaF crystals playing a double chemical role and physical, absorption and filtration of impurities.

L'échangeur à surface ne procurant pas directement une épuration suffisante, cela nécessite de faire passer ensuite le fluor à travers un lit de cristaux dudit NaF. Ce dernier introduit des pertes de charges pouvant être importantes et difficiles à contrôler. I1 doit hêtre regénéré périodiquement par chauffage pour évacuer l'acide fluorhydrique retenu.Since the surface exchanger does not directly provide sufficient purification, this necessitates then passing the fluorine through a bed of crystals of said NaF. The latter introduces pressure drops which can be significant and difficult to control. It must be regenerated periodically by heating to evacuate the hydrofluoric acid retained.

De temps à autres, il doit être changé et constitue alors un effluent fluoré qu'il faut traiter puis rejeter. La régénération périodique entrain la nécessité d'avoir deux installations en parallèle fonctionnant alternativement. Sachant que la technologie de l'électrolyse fluor est telle que seulement de faibles pertes de charge et de très faibles variations de pressions dans le circuit fluor pouvent être tolérées, ce procédé n'est pas très satisfaisant de ce point de vue et nécessite l'emploi d'appareils volumineux (à grandes surfaces) et de précautions importantes pour que lors du changement d'installations, les manoeuvres de vannes n'entrainent pas de variation de pression dans le circuit fluor. Ces contraintes ne facilitent ni l'exploitation, ni la maintenance des installations.From time to time, it must be changed and then constitutes a fluorinated effluent which must be treated and then rejected. Periodic regeneration leads to the need to have two installations in parallel operating alternately. Knowing that the fluorine electrolysis technology is such that only small pressure drops and very small pressure variations in the fluorine circuit can be tolerated, this process is not very satisfactory from this point of view and requires the use of bulky devices (with large surfaces) and important precautions so that when changing installations, valve operations do not cause pressure variation in the fluorine circuit. These constraints do not facilitate the operation or the maintenance of the installations.

Un autre procédé consiste à faire passer le fluor dans un cristallisoir refroidi à -1400C de façon à retenir sous forme solide l'acide fluorhydrique et les particules de fluorures en solution. L'emploi de deux appareils en parallèles fonctionnant alternativement est lA encore nécessaire entratnant les inconvénients qui viennent d'être décrits.Another method consists in passing the fluorine through a crystallizer cooled to -1400C so as to retain in solid form hydrofluoric acid and the fluoride particles in solution. The use of two parallel devices operating alternately is still necessary, bringing about the drawbacks which have just been described.

De plus, dans ces deux procédés, on emploie des échangeurs à surface dont le rendement est insuffisant.In addition, in these two methods, surface heat exchangers are used whose efficiency is insufficient.

En ce qui concerne la mise en surpression du fluor, elle n'est possible qu'avec des appareils dont les organes d'étanchéité résistent à la fois au fluor, aux basses températures et aux sollicitations mécaniques, par exemple des pompes à membranes. Mais leur emploi est délicat.As regards the overpressure of fluorine, it is only possible with devices whose sealing members resist both fluorine, low temperatures and mechanical stresses, for example membrane pumps. But their use is delicate.

OMIT DE L'INVERTION
L'objet de l'invention est un procédé d'épuration du fluor performant, c'est-A-dire au moins équivalent à ce qui est obtenu habituellement, pouvant fonctionner en continu sans arrêt périodique, introduisant de faibles pertes de charges dans le circuit fluor; il en résulte une exploitation simplifiée, grâce notamment au fait que le dispositif employé est autonettoyant.
OMIT OF THE INVERTION
The object of the invention is a high-performance fluorine purification process, that is to say at least equivalent to what is usually obtained, which can operate continuously without periodic shutdown, introducing low pressure drops in the fluorine circuit; this results in simplified operation, thanks in particular to the fact that the device used is self-cleaning.

Un autre objet est un procédé d'épuration du fluor pouvant être combiné à une mise en surpression simultanée dudit fluor.Another object is a process for purifying fluorine which can be combined with simultaneous overpressure of said fluorine.

Un autre objet est un procédé d'épuration du fluor permettant d'utiliser des appareils de mise en surpression du fluor dont les pièces d'étanchéité soumises A des sollicitations mécaniques ne sont pas en contact avec lui, ou d'utiliser des appareils de mise en pression utilisant des liquides, comme les pompes à anneaux liquides ou les éjecteurs.Another object is a process for purifying fluorine which makes it possible to use apparatuses for pressurizing fluorine whose sealing parts subjected to mechanical stresses are not in contact with it, or to use apparatuses for setting in pressure using liquids, such as liquid ring pumps or ejectors.

Un autre objet est un procédé d'épuration du fluor ayant un rendement amélioré lors des échanges de frigories.Another object is a process for purifying fluorine having an improved yield during the exchange of frigories.

Un autre objet est un procédé d'épuration du fluor à la fois plus économique et simple à mettre en oeuvre et nécessitant des installations moins volumineuses.Another object is a process for purifying fluorine that is both more economical and simple to implement and requires less bulky installations.

Un autre objet est un procédé donnant des effluents directement recyclables.Another object is a process giving directly recyclable effluents.

DESCRIPTION DE L'IHVERTION
L'invention est un procédé industriel simplifié d'épuration et de mise en surpression du fluor sortant des cuves d'électrolyse et contenant des impuretés constituées par MF, nHF (M représentant un métal alcalin ou l'ion ammonium), sous forme de particules en suspension, ledit procédé permettant de recycler directement à l'électrolyse les effluents obtenus; il est caractérisé en ce que le fluor est traité par et surpressé en présence d'un liquide de traitement constitué par de l'acide fluorhydrique anhydre contenant éventuellement un ou plusieurs fluorures de type MF en solution, à basse température.
DESCRIPTION OF THE IHVERTION
The invention is a simplified industrial process for purifying and overpressuring fluorine leaving the electrolytic cells and containing impurities constituted by MF, nHF (M representing an alkali metal or the ammonium ion), in the form of particles. in suspension, said process making it possible to directly recycle the effluents obtained by electrolysis; it is characterized in that the fluorine is treated by and overpressed in the presence of a treatment liquid consisting of anhydrous hydrofluoric acid optionally containing one or more fluorides of MF type in solution, at low temperature.

Le fluor sortant des cellules d'électrolyse contient comme impuretés des vésicules ou particules à l'état liquide, pâteux ou solide selon la valeur de n, ctest-à-dire leurs teneurs respectives en MF et HF.The fluorine leaving the electrolysis cells contains, as impurities, vesicles or particles in the liquid, pasty or solid state depending on the value of n, that is to say their respective contents of MF and HF.

La forme solide correspond à une forte proportion de MF, pouvant aller jusqu'à MF pure, pour une même température; les formes pâteuses ou liquides correspondent à des teneurs plus faibles en MF, pouvant aller jusqu'à 1'HF pur, ou à des températures plus élevées.The solid form corresponds to a high proportion of MF, which can go up to pure MF, for the same temperature; the pasty or liquid forms correspond to lower contents of MF, which can go up to pure HF, or at higher temperatures.

Ces particules sont abattues par un traitement effectué à très basse température à l'aide d'acide fluorhydrique anhydre liquide éventuellement chargé en un ou plusieurs fluorures du type MF, traitement qui opère un lavage du gaz et son refroidissement entraînant un piègeage et une condensation pousse de toutes les particules présentes.These particles are removed by a treatment carried out at very low temperature with the aid of anhydrous liquid hydrofluoric acid optionally charged with one or more fluorides of the MF type, treatment which operates a washing of the gas and its cooling resulting in trapping and intense condensation. of all the particles present.

Le liquide du traitement préalablement réfrigéré à tres basse température est introduit dans le gaz à apurer par tous moyens connus (buse de pulvérisation, rampes d'arrosage, venturi ...) généralement à contrecourant du gaz. Le traitement se fait également dans tous types d'appareils de lavage de gaz connus (tours à plateau, à garnissage ...).The treatment liquid previously refrigerated at very low temperature is introduced into the gas to be purified by any known means (spray nozzle, spray bars, venturi, etc.) generally counter-current to the gas. The treatment is also carried out in all types of known gas washing devices (tray towers, packing ...).

L'ensemble du dispositif fait également fonction d'échangeur à mélange très efficace pour le transfert des frigories du liquide vers le gaz.The entire device also functions as a very efficient mixing exchanger for transferring frigories from liquid to gas.

Selon l'invention, le fluor peut également être traité pour être épuré et simultanément véhiculé ouais en surpression.According to the invention, fluorine can also be treated to be purified and simultaneously conveyed yeah under overpressure.

Le fluor est véhiculé soit habituellement sous l'action de la pression générée dans la cuve d'électrolyse, le plus souvent aidée de tout appareil de mise en surpression disposé en aval sur le circuit de gaz épuré comme cela est connu de l'art antérieur, soit préférentiellement selon l'invention à l'aide d'un appareil de mise en surpression fonctionnant au moyen ou en présence du liquide de traitement, par exemple éjecteur, pompes à anneaux liquide ou autres, rotoclones, turbines ...Dans ce cas, l'appareil de mise en pression est également et simultanément le dispositif d'épuration et de refroidissement du gaz selon l'invention; en général, tous appareils propulseurs de gaz, fonctionnant en présence de liquide, conviennent à condition que leurs organes d'étanchéité soumis à des sollicitations mécaniques soient protégés du gaz par le liquide de traitement, et qu'ils puissent travailler en présence dudit liquide.The fluorine is transported either usually under the action of the pressure generated in the electrolysis tank, most often helped by any pressurization device arranged downstream on the purified gas circuit as is known from the prior art , or preferably according to the invention using an overpressure device operating by means of or in the presence of the treatment liquid, for example ejector, liquid ring pumps or the like, rotoclones, turbines, etc. In this case , the pressurizing apparatus is also and simultaneously the device for purifying and cooling the gas according to the invention; in general, all gas propellants, operating in the presence of liquid, are suitable provided that their sealing members subjected to mechanical stresses are protected from the gas by the treatment liquid, and that they can work in the presence of said liquid.

On voit ainsi que la mise en surpression du fluor peut être postérieure ou de préférence simultanée à son traitement par le liquide de traitement.It is thus seen that the pressurization of the fluorine can be subsequent to or preferably simultaneous with its treatment with the treatment liquid.

Le liquide de traitement obtenu après traitement du gaz contient une quantité supérieure de NF en solution provenant des particules abattues; il peut être recyclé comme liquide de traitement et/ou comme électrolyte après ajustement de sa composition en fluorure.The treatment liquid obtained after gas treatment contains a higher amount of NF in solution from the particles killed; it can be recycled as a treatment liquid and / or as an electrolyte after adjusting its fluoride composition.

Le liquide de traitement peut être l'acide fluorhydrique anhydre liquide utilisé seul ou contenant en solution l'un au moins des fluorures du groupe appelé M, constitué par les fluorures alcalins et le fluorure d'ammonium. De préférence, on utilise les solutions de KF dans HF, ou des solutions de NH4F dans HF ou de NR4F et IF dans HF ou mieux encore le bain d'électrolyse lui-même.The treatment liquid can be anhydrous hydrofluoric acid used alone or containing in solution at least one of the fluorides of the group called M, consisting of alkali fluorides and ammonium fluoride. Preferably, solutions of KF in HF, or solutions of NH4F in HF or of NR4F and IF in HF are used, or better still the electrolysis bath itself.

On peut utiliser le liquide de traitement en un seul passage dans l'installation, dans ce cas il se charge en fluorures dissous grâce aux particules abattues et est recyclé directement vers l'électrolyse.The treatment liquid can be used in a single pass in the installation, in this case it is loaded with dissolved fluorides thanks to the slaughtered particles and is recycled directly to the electrolysis.

Nais on peut aussi le recycler dans ladite installation autant de fois que nécessaire pour l'amener à une concentration déterminée en fluorures dissous.However, it can also be recycled in said installation as many times as necessary to bring it to a determined concentration of dissolved fluorides.

En général, il est préférable de se limiter à une concentration telle que la vitesse de dissolution des fluorures dans le liquide de lavage soit instantanée et qu'il n'y ait pas de risques de cristallisation dus à la température. Par exemple, on considère que jusqu'à une teneur d'environ 10 Z (poids) de IF dans HF, cette dissolution estinstantanée. In general, it is preferable to limit oneself to a concentration such that the speed of dissolution of the fluorides in the washing liquid is instantaneous and that there is no risk of crystallization due to the temperature. For example, it is considered that up to a content of approximately 10 Z (weight) of IF in HF, this dissolution is instantaneous.

En cas de recyclage du liquide dans l'installation, il est évidemment nécessaire de prévoir une purge en liquide de lavage et une alimentation en liquide frais régulières; elles peuvent être continues ou séquentielles;
La température du traitement est aussi basse que possible, elle est limitée par la cristallisation du liquide de traitement.Ainsi, quand on utilise l'acide fluorhydrique seul, subissant un seul passage ou suffisamment peu de recyclages dans l'installation de traitement pour que sa concentration en fluorure soit faible, on opère à une température aussi voisine que possible, par valeurs supérieures, de -840C point de cristallisation dudit acide; quand on utilise une solution d'HF et de fluorure NF, la température est limitée par le point de cristallisation de cette solution, on a évidemment intérêt à se situer au voisinage des compositions eutectiques qui correspondent aux températures les plus basses. En pratique, quand on utilise 1'HF seul ou des solutions diluées en fluorure, on opère à des températures comprises entre -40 C et -840C et de préférence entre -800C et -840C.On peut abaisser la température de fonctionnement et opérer alors, à des températures comprises entre -600C et -100 C et de préférence entre -840C et -1000C quand on utilise un liquide de traitement suffisamment chargé en fluorures du type NF et en particulier KF.
In case of recycling of the liquid in the installation, it is obviously necessary to provide a purge of washing liquid and a supply of regular fresh liquid; they can be continuous or sequential;
The treatment temperature is as low as possible, it is limited by the crystallization of the treatment liquid. Thus, when hydrofluoric acid is used alone, undergoing a single pass or sufficiently little recycling in the treatment installation so that its fluoride concentration is low, one operates at a temperature as close as possible, by higher values, of -840C crystallization point of said acid; when using a solution of HF and NF fluoride, the temperature is limited by the crystallization point of this solution, it is obviously advantageous to be in the vicinity of the eutectic compositions which correspond to the lowest temperatures. In practice, when using HF alone or dilute fluoride solutions, it is operated at temperatures between -40 C and -840C and preferably between -800C and -840C. We can lower the operating temperature and then operate , at temperatures between -600C and -100 C and preferably between -840C and -1000C when using a treatment liquid sufficiently charged with fluorides of type NF and in particular KF.

Le liquide de traitement peut hêtre refroidi à sa température de fonctionnement par tout dispositif connu, par exemple à l'aide d'un échangeur alimenté lui-même en fluide frigorigène. Mais de fan avantageuse, on peut récupérer les frigories disponibles dans le fluor épuré pour refroidir à l'aide d'un échangeur de température le liquide de lavage avant son introduction dans le dispositif de traitement ou directement le fluor lors de son traitement.The treatment liquid can be cooled to its operating temperature by any known device, for example using an exchanger itself supplied with refrigerant. But of advantageous fan, one can recover the frigories available in the purified fluorine to cool using a temperature exchanger the washing liquid before its introduction into the treatment device or directly fluorine during its treatment.

Après avoir été épuré et éventuellement simultanément surpressé, le fluor passe dans un condenseur et/ou un séparateur liquide-gaz, puis éventuellement dans un dévésiculeur de tous types connus, tels que filtres inertes, matelas de fibres...After being purified and possibly simultaneously pressurized, the fluorine passes through a condenser and / or a liquid-gas separator, then optionally through a demister of all known types, such as inert filters, fiber mat ...

Les installations nécessaires à la mise en oeuvre du procédé peuvent être réalisées en tous matériaux résistant aux produits mis en oeuvre (F2, HF, MF) et aux très basses températures. Ainsi peuvent être employés des métaux tels que des aciers résilients (inox), des matériaux synthétiques (téflons), des composites, des céramiques.The installations necessary for implementing the process can be made of any material resistant to the products used (F2, HF, MF) and to very low temperatures. Thus, metals such as resilient steels (stainless steel), synthetic materials (teflon), composites, ceramics can be used.

Ce procédé peut hêtre mis en oeuvre sur un collecteur de fluor dès sa sortie des cuves d'électrolyse; ainsi étant donné la simplicité du procédé et du dispositif, un minimum d'organes de contrôle et de vannes se trouvent en amont dudit dispositif sur le fluor non épuré et présentent des risques de bouchage; l'ensemble des dispositifs de régulation de pression, de débit, de transfert, de sécurité, d'échange de température, se trouvent en aval de l'installation sur le fluor épuré, et permettent ainsi d'éviter tous risques de bouchage.This process can be carried out on a fluorine collector as soon as it leaves the electrolysis tanks; thus given the simplicity of the process and the device, a minimum of control members and valves are located upstream of said device on the unpurified fluorine and present risks of clogging; all of the pressure, flow, transfer, safety and temperature exchange regulation devices are located downstream of the installation on the purified fluorine, and thus make it possible to avoid any risk of clogging.

Le procédé selon l'invention peut être mis en oeuvre selon plusieurs modes : épuration seule à l'aide du liquide de traitement opérant l'abattage des particules et le refroidissement du gaz, cette épuration étant éventuellement suivie d'une mise en surpression du fluor épuré; épuration et mise en surpression simultanée du fluor selon l'invention; une première étape d'épuration suivie d'une deuxième étape d'épuration et de mise en surpression simultanée du fluor. The method according to the invention can be implemented according to several modes: purification only with the aid of the treatment liquid operating the removal of the particles and the cooling of the gas, this purification being possibly followed by a pressurization of the fluorine refined; purification and simultaneous overpressure of fluorine according to the invention; a first purification step followed by a second purification step and simultaneous pressurization of the fluorine.

Un premier mode d'application du procédé d'épuration et de mise en surpression simultanée du fluor est illustré par la figure 1.A first mode of application of the process for the purification and simultaneous overpressure of fluorine is illustrated in FIG. 1.

Le dispositif d'épuration et de mise en surpression simultanée du fluor est constitué par un éjecteur P12 dont la sortie est branchée directement sur un réservoir R2 contenant un volant du liquide de lavage recyclé (par exemple HF anhydre ou solution de IF dans HF telle que le bain d'électrolyse) et servant de séparateur-contenseur. The device for purifying and simultaneously boosting the fluorine consists of an ejector P12, the outlet of which is connected directly to a tank R2 containing a flywheel of recycled washing liquid (for example anhydrous HF or solution of IF in HF such as the electrolysis bath) and serving as a separator-contender.

La pompe Pîl prélève le liquide de lavage dans R1, lui fait traverser un échangeur El lui-même alimenté en fluide frigorigène, avant de l'amener à l'éjecteur P12 où il sert de fluide vecteur et laveur aspirant le fluor arrivant de l'électrolyse en 14. Le fluor épuré arrive surprisse dans le réservoir- laveur-séparateur R1, est évacué dans 16 après avoir traversé un dévésiculeur D1. L'apport d'acide fluorhydrique anhydre frais est fait en 15 à l'aide d'une vanne manuelle ou automatique, régulée
RE ou télécommandée; il peut être continu ou périodique.
The Pîl pump takes the washing liquid in R1, makes it pass through an exchanger El itself supplied with refrigerant, before bringing it to the ejector P12 where it serves as carrier fluid and washer sucking in the fluorine arriving from the electrolysis in 14. The purified fluorine arrives surprises in the tank-washer-separator R1, is evacuated in 16 after having passed through a demister of D1. The supply of fresh anhydrous hydrofluoric acid is made in 15 using a manual or automatic valve, regulated
RE or remote-controlled; it can be continuous or periodic.

De même, la purge en liquide de lavage constitué de fluorures NF (par exemple KF) en solution dans HF est effectué en 27 en aval de la pompe Poil. Ce prélèvement peut être commandé à l'aide d'une vanne manuelle ou automatique, régulée RE, asservie ou télécommandée; il peut être continu ou périodique. En particulier, il peut être asservi à une minuterie ou au niveau de liquide dans R1, ou à tout autre paramètre.Likewise, the purging of washing liquid consisting of NF fluorides (for example KF) dissolved in HF is carried out at 27 downstream of the Poil pump. This withdrawal can be controlled using a manual or automatic valve, regulated RE, controlled or remotely controlled; it can be continuous or periodic. In particular, it can be slaved to a timer or to the liquid level in R1, or to any other parameter.

On voit que dans ce cas, le liquide de traitement est recyclé; sa température de fonctionnement obtenue dans l'échangeur El est aussi basse que possible, mais ne doit pas entrainer de cristallisation du liquide véhiculé. Le liquide de traitement peut également ne pas être recyclé, dans ce cas l'acide frais arrive directement en El et l'acide usagé est évacué en totalité en 27.We see that in this case, the treatment liquid is recycled; its operating temperature obtained in the exchanger El is as low as possible, but must not cause crystallization of the transported liquid. The treatment liquid may also not be recycled, in this case the fresh acid arrives directly at El and the used acid is completely evacuated at 27.

Dans le cas où le liquide de traitement est HF anhydre seul ou ayant une faible concentration en KF, la température est réglée entre -40 et -840C, et de préférence entre -80 et -840C. Si la concentration en
IF est plus élevée on peut régler la température à une valeur située entre -400C et -1000C et de préférence entre -600C et -100 C. On voit dans ce cas que les frigories évacuées avec le fluor ne sont pas récupérées.
In the case where the treatment liquid is anhydrous HF alone or having a low concentration of KF, the temperature is adjusted between -40 and -840C, and preferably between -80 and -840C. If the concentration of
IF is higher, the temperature can be adjusted to a value between -400C and -1000C and preferably between -600C and -100 C. We see in this case that the frigories evacuated with fluorine are not recovered.

Un deuxième mode d'application du procédé en deux étapes est illustré par la figure 2.A second mode of application of the two-step process is illustrated in FIG. 2.

Dans ce cas, le fluor chargé des particules A épurer arrive de l'électrolyse en 4, est introduit dans une première étape dans une colonne
C de lavage de tout type connu où il est refroidi à l'aide de l'échangeur El, dans lequel circule le fluor épuré et froid, puis traité en L par le liquide de traitement à l'aide de tout dispositif connu, amené par la pompe P1 et réglé par la vanne 3; l'échangeur El est nettoyé en permanence par ruissellement. A ce stade, le fluor a subi un premier stade de refroidissement intense, et la majeure partie des particules MF, nHF sont abattues et passent en solution dans le liquide de traitement. Ce dernier qui s'est chargé en fluorures est récupéré en pied de colonne et évacué vers le réservoir A.
In this case, the fluorine charged with the particles to be purified arrives from the electrolysis at 4, is introduced in a first step into a column.
C of washing of any known type where it is cooled using the exchanger El, in which the purified and cold fluoride circulates, then treated in L by the treatment liquid using any known device, brought by pump P1 and regulated by valve 3; the exchanger El is continuously cleaned by trickling. At this stage, the fluorine has undergone a first stage of intense cooling, and most of the particles MF, nHF are broken down and pass into solution in the treatment liquid. The latter which is loaded with fluorides is recovered at the bottom of the column and evacuated to tank A.

Dans une deuxième étape, le fluor traité arrive dans l'éjecteur P2 alimenté par ailleurs en liquide de lavage recyclé à partir de R par l'intermédiaire d'une pompe P1 et d'un échangeur de température E, luimême alimenté en fluide frigorigène, destiné à l'amener à la température voulue. Une vanne 2 permet de régler le débit.In a second step, the treated fluorine arrives in the ejector P2 supplied in addition with washing liquid recycled from R via a pump P1 and a temperature exchanger E, itself supplied with refrigerant, intended to bring it to the desired temperature. A valve 2 makes it possible to regulate the flow.

Comme dans le cas de la figure 1, le mélange fluor-liquide de traitement arrive dans le condenseur-séparateur R en surpression; le liquide de lavage y est condensé à basse température et séparé du gaz avant recyclage.As in the case of FIG. 1, the fluorine-treatment liquid mixture arrives in the condenser-separator R under overpressure; the washing liquid is condensed there at low temperature and separated from the gas before recycling.

L'apport d'acide fluorhydrique anhydre frais se fait par exemple en 5 directement dans le réservoir R, et la purge du liquide de traitement chargé se fait en 7. Bien que non représentée, une récupération des frigories véhiculées par ce flux peut être faite, par exemple en refroidissant le flux 5.The supply of fresh anhydrous hydrofluoric acid is for example at 5 directly into the tank R, and the purging of the loaded treatment liquid is at 7. Although not shown, recovery of the frigories conveyed by this flow can be made , for example by cooling the flow 5.

Quant au fluor il est évacué à travers un dévésiculeur D pour être utilisé directement ou après avoir cédé ses frigories au fluor rentrant en El, comme décrit précédemment.As for the fluorine, it is evacuated through a demister to be used directly or after having yielded its frigories to the fluorine returning to El, as described above.

Dans ce mode d'application, on voit que l'on a opéré en deux étapes d'abord un lavage et une condensation à basse température, ensuite un deuxième refroidissement et lavage à plus basse température pour améliorer la condensation du liquide de lavage en R, tout en évitant les risques de cristallisation dudit liquide, avec mise en mouvement simultanée du fluor par aspiration-surpression.In this mode of application, we see that we operated in two stages first a washing and a condensation at low temperature, then a second cooling and washing at a lower temperature to improve the condensation of the washing liquid in R , while avoiding the risks of crystallization of said liquid, with simultaneous movement of the fluorine by suction-overpressure.

Dans les deux modes d'application illustrés, les dispositifs de pompage du fluor P12 et P2 peuvent être tous types de pompe ou de dispositifs surpresseurs de gaz pouvant fonctionner en présence du liquide de traitement réfrigéré.In the two illustrated application modes, the fluorine pumping devices P12 and P2 can be any type of pump or gas booster device capable of operating in the presence of the refrigerated treatment liquid.

A titre d'exemple, le procédé selon l'invention peut être conduit avec les paramètres de marche suivants, en se référant au mode d'application de la figure 2 appliqué à des impuretés KF, nHF épurées avec un liquide de lavage constitué d'HF anhydre contenant au maximum 10 Z (poids) de KF. By way of example, the process according to the invention can be carried out with the following operating parameters, with reference to the mode of application of FIG. 2 applied to KF, nHF impurities purified with a washing liquid consisting of Anhydrous HF containing at most 10 Z (weight) of KF.

Alimentation de P2 en liquide de lavage
ler réglage : 20 m3/h à 1,1 bar (relatif)
20 réglage : 40 m3/h à 1,3 bar (relatif)
En 4 : débit de fluor : 100 Nm3 à pression atmosphérique environ (O bar relatif)
température : 250C
teneur en HF : 4 Z poids
IF : 5 ppm poids
Fluor sorti de C
température : -400C
teneur en HF : 4 Z poids
IF : traces
Fluor récupéré en R (après condensation de HF)
température : -800C
teneur en HF : 1,5 7. poids
IF : même teneur qu'en sortie de C
vésicule de HF : 5 ppm poids.
P2 supply of washing liquid
1st setting: 20 m3 / h at 1.1 bar (relative)
20 setting: 40 m3 / h at 1.3 bar (relative)
In 4: fluorine flow rate: 100 Nm3 at atmospheric pressure approximately (relative O bar)
temperature: 250C
HF content: 4 Z weight
IF: 5 ppm weight
Fluor out of C
temperature: -400C
HF content: 4 Z weight
IF: traces
Fluorine recovered in R (after condensation of HF)
temperature: -800C
HF content: 1.5 7. weight
IF: same content as on leaving C
HF vesicle: 5 ppm by weight.

Fluor récupéré en 6 (après D et El)
débit s 100 Nm3 à : 0,1 bar (relatif) pour le réglage 1
0,3 bar (relatif) pour le réglage 2 teneur en HF et KF s même teneur que le fluor récupéré en R teneur en vésicule s trace.
Fluorine recovered in 6 (after D and El)
flow rate s 100 Nm3 at: 0.1 bar (relative) for setting 1
0.3 bar (relative) for setting 2 HF and KF content s same content as the fluorine recovered in R vesicle content s trace.

Claims (9)

REVENDICATIONS 1. Procédé d'épuration et de mise en surpression du fluor électrolytique contenant des impuretés du type MF, nHF, M représentant au moins un des éléments du groupe constitué par les métaux alcalins et l'ion ammonium, permettant de recycler directement à l'électrolyse les effluents obtenus, caractérisé en ce que le fluor est traité par et surprisse en présence d'un liquide de traitement constitué par de l'acide fluorhydrique anhydre contenant éventuellement un ou plusieurs fluorures du type MF en solution, à basse température.1. Process for the purification and pressurization of electrolytic fluorine containing impurities of the MF, nHF, M type representing at least one of the elements of the group consisting of alkali metals and ammonium ion, allowing direct recycling to electrolysis of the effluents obtained, characterized in that the fluorine is treated with and surprises in the presence of a treatment liquid consisting of anhydrous hydrofluoric acid optionally containing one or more fluorides of the MF type in solution, at low temperature. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'épuration et la mise en surpression du fluor sont simultanées.2. Method according to claim 1, characterized in that the purification and the pressurization of the fluorine are simultaneous. 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2 " caractérisé en ce que le fluor est traité par tous types d'appareils propulseurs de gaz fonctionnant à l'aide ou en présence du liquide de traitement et dont les organes d'étanchéité soumis à des sollicitations mécaniques sont -protégés du fluor par ledit liquide, et préférentiellement par des éjecteurs ou des pompes à anneaux liquides. 3. Method according to any one of claims 1 and 2 "characterized in that the fluorine is treated by all types of gas propellants operating using or in the presence of the treatment liquid and including the sealing members subjected to mechanical stresses are protected from fluorine by said liquid, and preferably by ejectors or pumps with liquid rings. 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la température du liquide de traitement est comprise entre -400C et -840C et de préférence entre -800C et -840C quand ledit liquide est peu chargé en fluorures du type NF. 4. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the temperature of the treatment liquid is between -400C and -840C and preferably between -800C and -840C when said liquid is slightly loaded with fluorides of type NF. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 A 3, caractérisé en ce que la température du liquide de traitement est comprise entre -600C et -1000C quand ledit liquide a une teneur élevée en fluorures du type NF et de préférence IF. 5. Method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the temperature of the treatment liquid is between -600C and -1000C when said liquid has a high content of fluorides of type NF and preferably IF. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1-3 à 5, caractérisé en ce que le procédé comporte une première étape d'épuration et une deuxième étape d'épuration complémentaire à plus basse température et de mise en surpression simultanée.6. Method according to any one of claims 1-3 to 5, characterized in that the method comprises a first purification step and a second complementary purification step at a lower temperature and simultaneous overpressure. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 6 caractérisé en ce que le liquide de traitement est une solution RF-HF. 7. Method according to any one of claims 1 to 6 characterized in that the treatment liquid is an RF-HF solution. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 caractérisé en ce que l'épuration et la mise en surpression sont suivies d'une opération de séparation liquide-gaz.8. Method according to any one of claims 1 to 7 characterized in that the purification and the pressurization are followed by a liquid-gas separation operation. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les frigories disponibles dans le fluor épuré servent à abaisser la température du fluor entrant dans le procédé. 9. Method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the frigories available in the purified fluorine serve to lower the temperature of the fluorine entering the process.
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