FR2646842A1

FR2646842A1 - Procede de reduction de la teneur en chlorure de sodium dans du chlorure de potassium et appareil pour sa mise en oeuvre

Info

Publication number: FR2646842A1
Application number: FR9005715A
Authority: FR
Inventors: Lewis F Tufts
Original assignee: Occidental Chemical Corp
Current assignee: Occidental Chemical Corp
Priority date: 1989-05-09
Filing date: 1990-05-07
Publication date: 1990-11-16
Anticipated expiration: 2010-05-07
Also published as: FR2646842B1; CA2015165A1; DE4014370A1; GB2232973A; GB9010188D0; GB2232973B; US4997637A

Abstract

La présente invention a pour objet un procédé de réduction de la teneur en chlorure de sodium dans du chlorure de potassium, caractérisé en ce qu'on forme une suspension aqueuse de cristaux de chlorure de potassium d'alimentation ayant une large distribution de taille particulaire, d'environ 0,1 à environ 50 mum en diamètre moyen, dans une liqueur saturée en chlorure de potassium, produits qui ont une plus faible teneur en chlorure de sodium que lesdits cristaux d'alimentation et qui ont un diamètre moyen d'environ 10 à environ 1000 fois supérieur au diamètre moyen desdits cristaux d'alimentation. La présente invention a également pour objet un procédé de purification du chlorure de potassium par réduction de la concentration en chlorure de sodium.

Description

La présente invention est relative a un procédé ainsi qu'à un appareil

pour réduire la teneur en chlorure de sodium dans du chlorure de potassium, par cristallisation-digestion. Elle se rapporte plus particulièrement à un tel procédé dans lequel on met en suspension dans un milieu aqueux, des cristaux d'alimentation petits et impurs, avec des cristaux produits plus gros et plus purs, de sorte que les cristaux d'alimentation se dissolvent, et que du chlorure de potassium plus pur se dépose sur les

cristaux produits plus gros.

Le chlorure de potassium est vendu en fonction de la quantité de chlorure de sodium qu'il contient,

les qualités les plus coûteuses, contiennent de ma-

nière caractéristique le moins de chlorure de sodium.

Le chlorure de potassium minier, contient environ % de chlorure de sodium, la qualité agricole en

contient environ 3 %, la qualité industrielle en con-

tient de 1000 à 3000 ppm, et la qualité chimique en contient environ 200 ppm. La présence du chlorure de sodium rend le chlorure de potassium de qualité agricole, inadapté pour être employé dans bon nombre de procédés industriels. On emploie par exemple du

chlorure de potassium dans des cellules d'électro-

lyse, pour préparer de l'hydroxyde de potassium. La présence de concentrations excessives de chlorure de sodium dans le chlorure de potassium, donne lieu à la salissure de l'hydroxyde de potassium produit, avec de l'hydroxyde de sodium. Ceci est particulièrement non souhaitable pour plusieurs emplois importants de

l'hydroxyde de potassium.

Le chlorure de potassium de qualité indus-

trielle, peut être actuellement préparé à partir de qualités inférieures de chlorure de potassium, par

recristallisation. Voir par exemple les brevets US-A-

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3 644 102 et 3 440 023. Pour la recristallisation, on dissout le chlorure de potassium de basse qualité, et

l'eau est évaporée afin de précipiter préférentielle-

ment le chlorure de potassium, tandis que le chlorure de sodium reste en solution. Bien que la recristalli- sation soit une opération efficace, une quantité importante d'énergie est nécessaire pour évaporer

l'eau, et elle est en conséquence très coûteuse.

On a découvert que la teneur en chlorure de so-

dium du chlorure de potassium, pouvait être réduite

en formant une suspension aqueuse de cristaux d'ali-

mentation de chlorure de potassium ayant une large distribution de taille particulaire avec un diamètre moyen en poids d'environ 0,1 à environ 50 Dm, dans une liqueur saturée avec du chlorure de potassium et soussaturée avec du chlorure de sodium, et contenant des cristaux de chlorure de potassium produits ayant une teneur en chlorure de sodium inférieure à celle

des cristaux d'alimentation, et ayant un diamètre mo-

yen en poids d'environ 10 à environ 1000 fois plus

important que le diamètre moyen des cristaux d'ali-

mentation. Dans ces conditions, la totalité du chlo-

rure de sodium et la quasi-totalité des cristaux d'alimentation de chlorure de potassium sont dissous, ce qui provoque la sursaturation de la phase aqueuse par rapport aux cristaux produits. Ceci donne lieu au

dépôt d'un chlorure depotassium plus pur sur les cris-

taux produits plus gros. De cette façon, les cristaux produits sont, lorsqu'ils sont récupérés, beaucoup plus purs que les cristaux d'alimentation. Une faible quantité de chlorure de potassium dans la suspension d'alimentation (seulement les cristaux les plus gros) ne se dissous pas complètement, mais forme des germes cristallins qui croissent pour former un produit

cristallin.

Dans la mesure o aucune évaporation n'est né-

cessaire pour former le chlorure de potassium pro-

duit, les besoins en énergie du procédé de la pré-

sente invention, sont nettement inférieurs à ceux dans le cas d'un procédé classique comparable par recristallisation. Le chlorure de sodium (en moyenne environ 3 % du chlorure de potassium brut de qualité agricole) est éliminé selon le procédé par cristallisation dans un cristalliseurévaporateur à température élevée. C'est

la seule cristallisation par évaporation du procédé.

Puisque le chlorure de potassium est cristallisé dans le cristalliseurdigesteur, l'importante quantité d'énergie nécessaire pour cristalliser le chlorure de

potassium dans le cristalliseur refroidi par évapo-

ration qui est habituellement employé dans l'art an-

térieur, est supprimée. La quantité d'énergie relati-

vement plus faible qui est nécessaire à l'élimination du chlorure de sodium, est même maintenue à un minimum, en maintenant la concentration en chlorure de sodium dans la phase aqueuse à l'intérieur du cristalliseur-digesteur, seulement légèrement en

dessous de la saturation.

La figure unique du dessin annexé illustre un

schéma de principe d'un mode de réalisation actuelle-

ment préféré du procédé et de l'appareil de la pré-

sente invention.

Sur le dessin, du chlorure de potassium solide acheminé par une conduite 1, est introduit dans un broyeur à l'état humide 2. Le chlorure de potassium

peut contenir diverses impuretés, comprenant du chlo-

rure de sodium selon des concentrations allant jus-

qu'à 10 % en poids, mais il contient de manière ca-

ractéristique, d'environ 0,3 à environ 5 % en poids de chlorure de sodium, avec des impuretés mineures telles que du chlorure de magnésium, du sulfate de calcium et de très petites particules de minéraux insolubles. Le procédé est de préférence mis en oeuvre à partir de chlorure de potassium de qualité agricole. Bien que le procédé de la présente invention puisse mettre en oeuvre du chlorure de potassium compacté, il est préférable d'employer du chlorure de potassium qui n'est pas compacté, ce qui évite les coûts de compactage. Le compactage ne présente aucune utilité selon le procédé de la présente invention, dans la mesure o les particules sont broyées jusqu'à une faible taille particulaire dans le broyeur à

l'état humide 2.

Dans le broyeur à l'état humide 2, la liqueur-

mère décantée issue de la conduite 3 à partir du cristalliseur-digesteur 4, est mélangée avec le chlorure de potassium solide, pour former une suspension. Bien que l'on puisse employer un broyeur à sec, on préfère un broyeur à l'état humide, dans la mesure o le broyage à sec produit de la poussière et de l'électricité statique, ce qui peut provoquer l'adhérence des solides sur le broyeur et rendre le traitement difficile. La charge d'alimentation est formée en broyant les solides en suspension, selon une taille particulaire d'environ 0,1 à environ 50 Mm en diamètre moyen. Si les solides sont broyés selon une taille particulaire plus importante, de trop nombreux germes cristallins peuvent se retrouver dans

le cristalliseur-digesteur 4. Les "germes" cristal-

lins sont des cristaux qui croissent au lieu de se dissoudre. Un nombre excessif de germes cristallins peut donner lieu à une taille moyenne des cristaux produits, trop faible pour qu'ils soient facilement filtrés et séparés de la liqueur-mère par lavage. Si les cristaux d'alimentation sont trop gros, le degré de'sursaturation en chlorure de potassium résultant,

peut être également très faible, ce qui réduit forte-

ment la cadence de production. Si les solides sont broyés selon une taille trop fine, il s'avère que ceci n'a aucune utilité et qu'une quantité d'énergie inutile est consommée. Le diamètre moyen préféré des cristaux d'alimentation, est d'environ 1 à environ 4m. En outre, les cristaux d'alimentation doivent avoir une large distribution de taille particulaire, dans la mesure o les cristaux d'alimentation les plus fins se dissolvent jusqu'à sursaturation par le

chlorure de potassium, en donnant lieu à la crois-

sance d'un produit cristallin pur, tandis que les

plus gros cristaux d'alimentation forment les nou-

veaux germes cristallins. Une distribution large est

habituellement naturellement obtenue par une opéra-

tion de broyage quelconque. Si les cristaux d'alimen-

tation broyés n'ont pas des tailles distribuées, la totalité des cristaux d'alimentation, seront alors trop petits et se dissoudront sans formation de germes cristallins à partir desquels la croissance peut avoir lieu, ou il y aura un nombre excessif de germes cristallins donnant lieu à une réduction non

souhaitable de la taille des cristaux produits.

Une autre exigence relative aux cristaux d'ali-

mentation, consiste en ce que le diamètre moyen des cristaux d'alimentation, soit de 10 à 1000 fois plus

petit que le diamètre moyen des cristaux produits.

Les "cristaux produits" sont des germes cristallins sur lesquels du chlorure de potassium s'est déposé, le diamètre moyen des cristaux produits, étant de manière spécifique, d'environ 3 à environ 100 fois le

diamètre moyen des germes cristallins. Si les cris-

taux d'alimentation sont nettement plus petits que

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les cristaux produits, on n'en tire aucun avantage, et l'opération de broyage supplémentaire nécessaire

est inutile. Par ailleurs, si les cristaux d'alimen-

tation ont une taille trop voisine de celle des cristaux produits, la taille moyenne des cristaux produits est alors trop fine pour qu'ils soient

filtrés, et la cadence de production chute.

La suspension issue du broyeur 2 est introduite par l'intermédiaire d'une conduite 5 dans un

cristalliseur-digesteur 4. Dans le cristalliseur-

digesteur 4, la totalité des particules de chlorure de potassium d'alimentation à l'exception des plus grosses, se dissout en provoquant la sursaturation qui donne lieu au dépôt de chlorure de potassium plus pur sur les cristaux produits. Dans la mesure o la liqueur présente dans la suspension a l'intérieur du

cristalliseur-digesteur 4, n'est pas saturée de chlo-

rure de sodium, le chlorure de sodium reste en solu-

tion. Bien que la concentration en chlorure de sodium

dans la liqueur à l'intérieur du cristalliseur-

digesteur 4, soit inférieure à la valeur de satura-

tion, elle est de préférence proche de la saturation afin de réduire la quantité d'eau qui doit être ensuite évaporée. La concentration en chlorure de sodium de la liqueur dans le cristalliseur 4, doit être supérieure à environ 50 % par rapport à la saturation, et elle est de préférence de 85 % à 99 % par rapport à la saturation. Le temps de séjour dans le cristalliseur-digesteur n'est pas déterminant, et un temps de séjour caractéristique, est d'environ 0,5 à environ 10 heures. La température n'est également pas déterminante, et le cristalliseurdigesteur, est

mis en oeuvre de manière caractéristique à une tempé-

rature allant de la température ambiant jusqu'à en-

viron 110 'C.

La teneur en solides de la suspension à l'inté-

rieur du cristalliseur-digesteur 4 est de 20 à 60 % en volume de solides décantants. Le terme "teneur en solides" désigne le niveau jusqu'auquel les solides présents dans un échantillon de suspension préléve dans le cristalliseur, se déposent à l'intérieur d'une éprouvette graduée. Ainsi, si l'on prélève par exemple un échantillon de 1000 ml de suspension à partir d'un cristalliseur, et qu'on l'introduit dans une éprouvette graduée de 1000 ml, et si les solides

se déposent jusqu'au niveau correspondant à la gra-

duation de 400 ml, on considère que la teneur en solides est de 40 % en volume. Si la teneur en solides est inférieure à environ 20 %, la surface totale réduite des cristaux grossissants, ralentit l'opération de digestion, et la cadence de production est réduite. Par ailleurs, si la teneur en solides est supérieure à environ 60 %, il devient difficile de maintenir une circulation appropriée à l'intérieur

du cristalliseur-digesteur.

Une partie de la phase aqueuse du cristalliseur-

digesteur (c'est-à-dire la liqueur-mère) est achemi-

née par l'intermédiaire d'une conduite 3 pour servir à former la suspension dans le broyeur à l'état

humide 2, et une autre partie est acheminée par l'in-

termédiaire d'une conduite 6 jusqu'à un récipient de traitement 7. On ajoute du carbonate de sodium ou du carbonate de potassium par l'intermédiaire d'une

conduite 8, dans la liqueur à l'intérieur du réci-

-30 pient de traitement 7, afin de précipiter le magné-

sium et le calcium. Les boues insolubles sont égale-

ment séparés par décantation dans le récipient de

traitement, et elles sont éliminées avec les précipi-

tés par l'intermédiaire d'une conduite 9. Une partie de la liqueur-mère clarifiée issue du récipient de

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traitement 7, est renvoyée dans le cristalliseur-

digesteur par l'intermédiaire d'une conduite 10.

Une deuxième partie de la liqueur-mère clarifiée issue du récipient de traitement 7, est introduite par l'intermédiaire d'une conduite 11, dans un évapo- rateur 12 dans lequel l'eau est évaporée en formant de la vapeur qui est évacuée par l'intermédiaire d'une conduite 13. Si l'on souhaite de la vapeur utile, l'évaporateur 12 peut être mis en oeuvre sous pression. Puisque le chlorure de potassium n'est plus soluble à des températures élevées, tandis que la solubilité du chlorure de sodium reste presque la

même, l'évaporation de l'eau provoque la précipita-

tion du chlorure de sodium qui est évacuée par l'in-

termédiaire d'une conduite 14. Dans des conditions d'état stationnaire, le débit de chlorure de sodium dans la conduite 11 vers l'évaporateur 12, doit être

suffisamment important pour que la quantité de chlo-

rure de sodium évacuée par la conduite 14, soit égale à la quantité de chlorure de sodium ajoutée dans le dispositif par la conduite 1. La liqueur restante est acheminée par l'intermédiaire d'une conduite 15 dans

laquelle on ajoute de l'eau d'appoint par l'intermé-

diaire d'une conduite 16 avant qu'elle ne soit recy-

clée dans le cristalliseur-digesteur 4. Le débit de

l'eau d'appoint dans la conduite 16, doit être suffi-

samment important pour que le chlorure de potassium ne cristallise pas dans la conduite 15 et que la concentration en chlorure de sodium dans le cristalliseur-digesteur, soit maintenue en dessous de

la valeur de saturation.

Une partie du cristalliseur-digesteur 4 consiste en moyens de séparation des particules selon la

taille particulaire, de préférence une colonne d'élu-

triation. Les grosses particules qui constituent le chlorure de potassium purifié produit et cristallisé par digestion, sont évacuées par l'intermédiaire

d'une conduite 17. Dans des conditions d'état sta-

tionnaire, la quantité de cristaux produits, évacuée par l'intermédiaire de la conduite 17, doit être égale a la quantité de cristaux produits, formés dans le cristalliseur-digesteur 4. Dans des conditions optimales d'état stationnaire, les cristaux produits

selon le procédé de la présente invention, ont une-

pureté de qualité industrielle.

Si l'on souhaite une pureté encore supérieure, le procédé peut être répété en employant le chlorure

de potassium produit issu de la conduite 17. La sus-

pension de chlorure de potassium produit dans la conduite 17, est ensuite acheminée jusqu'à un broyeur

à l'état humide 18 dans lequel on procède à un nou-

veau broyage pour former des cristaux d'alimentation ayant une taille particulaire d'environ 0,1 à environ Mm en diamètre moyen, de préférence un diamètre moyen d'environ 1 à environ 25 pm. Les cristaux ont à

nouveau une large distribution de sorte que le dia-

mètre moyen des cristaux d'alimentation, est d'envi-

ron 10 à environ 100 fois plus petit que le diamètre

moyen des cristaux produits.

La suspension d'alimentation broyée est ensuite acheminée par l'intermédiaire d'une conduite 19, vers le cristalliseur-digesteur 20 de deuxième étage qui est analogue au cristalliseur-digesteur 4. Les petits cristaux se dissolvent à nouveau en provoquant la sursaturation en chlorure de potassium qui provoque

le dépôt d'un chlorure de potassium de plus haute pu-

reté sur les gros cristaux. Toutefois, contrairement

aux conditions régnant dans le cristalliseur-

digesteur 4, la concentration en chlorure de sodium

dans le cristalliseur-digesteur 20 est nettement in-

férieure, et elle est ajustée à une valeur inférieure à 20 % par rapport à la saturation. On ajoute de l'eau d'appoint issue d'une conduite 21 dans le cristalliseur-digesteur 20, et la concentration en chlorure de sodium dans le cristalliseur-digesteur , est maintenue à moins de 20 % par rapport à la

saturation, en recyclant la liqueur-mère par l'inter-

médiaire d'une conduite 22, dans le cristalliseur-

digesteur 4. La teneur en solide de la suspension dans le cristalliseurdigesteur 20, doit être ajustée

à un niveau analogue à celui dans le cristalliseur-

digesteur 4.

Une colonne d'élutriation (ou d'autres moyens de séparation des particules en fonction de la taille particulaire) constituant une partie du cristalliseur-digesteur 20, sépare les gros cristaux produits qui sont évacués par l'intermédiaire d'une conduite 23. Dans des conditions d'état stationnaire, la quantité de chlorure de potassium évacuée par

l'intermédiaire de la conduite 23, doit être seule-

ment légèrement inférieure à la quantité de chlorure de potassium produit, introduite dans le broyeur à

l'état humide 18. On estime que grâce à cette opéra-

tion de recristallisation, en employant comme charge d'alimentation, le courant sortant de la conduite 19, on peut purifier du chlorure de potassium de qualité

industrielle jusqu'à l'obtention de chlorure de po-

tassium de qualité chimique.

Le démarrage du procédé peut être effectué de différentes façons. Les cristaux d'alimentation peuvent être par exemple employés pour former les cristaux produits à partir desquels des cristaux se développent. Si l'on procède de cette façon, les

cristaux produits initiaux évacués des cristalli-

seurs, sont moins purs.

Ils peuvent être rebroyes et recyclés si on le souhaite, jusqu'à ce que l'équilibre ait été atteint,

et que l'on obtienne un produit plus pur. En va-

riante, on peut initialement ajouter des cristaux produits purs dans le cristalliseur, de sorte que les cristaux produits évacués du cristalliseur, auront

initialement la pureté maximum qui peut être obtenue.

La description ci-dessus correspond au cas de la

mise en oeuvre en continu à l'état stationnaire du procédé de la présente invention, mais le procédé de la présente invention peut également être mis en oeuvre de manière discontinue. Toutefois, on préfère un procédé continu dans la mesure o il est plus efficace, moins coûteux, et procure un produit plus pur en nécessitant des frais d'investissement moindres. L'exemple suivant illustre plus en détail la

présente invention.

EXEMPLE

Ce exemple illustre une mise en oeuvre disconti-

nue qui met en évidence le fait que le procédé de

cristallisation par digestion de la présente inven-

tion, purifie le chlorure de potassium.

Dans un ballon de Morton équipé d'un agitateur électrique ainsi que d'un thermomètre, et entouré d'un bain d'eau à température constante de 80 OC, on a dissous 142 g de chlorure de potassiumde qualité pour réactif et 107 g de chlorure de sodium de qualité

pour réactif, dans 450 ml d'eau. La solution résul-

tante était saturée à 85,5 % en chlorure de sodium et

à 98,6 % en chlorure de potassium à 80 OC.

On a tamisé le chlorure de potassium produit

séché issu d'une expérience antérieure, afin d'obte-

nir des germes cristallins traversant un tamis de

0,210 mm et retenus par un tamis de 0,075 mm. La te-

neur en chlorure de sodium de ces germes de chlorure de potassium, était de 0,46 pour cent. On a également

préparé une charge d'alimentation de qualité agri-

cole. On l'a ensuite broyée jusqu'à l'obtention d'une poudre fine que l'on a tamisée à travers un tamis de 0,075 mm. La teneur en chlorure de sodium de cette

charge d'alimentation, était de 2,92 pour cent.

Pour démarrer la cristallisation par digestion,

on a ajouté 60 g des germes cristallins dans la solu-

tion à l'intérieur du ballon de Morton et la solution résultante a été agitée jusqu'à ce que la température soit revenue à 80 OC. Au cours de cette période d'agitation, tandis que la température revenait à

c, environ 2 g des germes se sont dissous en por-

tant la concentration en chlorure de sodium à satu-

ration complète (32,0 g de chlorure de potassium pour g d'eau). Toutes les 10 minutes au cours des 3 heures suivantes, on a ajouté une portion de 10 g de la charge d'alimentation dans la suspension, soit 190 g de charge d'alimentation en tout. La charge d'alimentation a été ajoutée de cette façon afin de simuler dans une certaine mesure, une alimentation continue en le chlorure de potassium finement broyé

de qualité agricole.

L'agitation à 80 'C a été poursuivie pendant 3

heures après la dernière addition d'alimentation.

L'agitateur a ensuite été arrêté, et la liqueur-mère a été évacuée par aspiration dans une fiole sous vide à travers un tube de barbotage en verre fritté. On a ensuite mesuré le volume de liqueur-mère évacué. Le ballon de Morton a été retiré du bain d'eau et on a

ajouté un volume d'une solution de chlorure de potas-

sium sans sodium, saturée à la température ambiante, égal au volume de liqueur-mère évacué. L'agitateur a

été activé, et la suspension a été rapidement refroi-

die jusqu'à la température ambiante. La suspension a ensuite été versée dans une éprouvette graduée de un litre dans laquelle on a déterminé que la teneur en

solides déposés, était de 43,3 pour cent en volume.

La suspension a ensuite été transférée dans un filtre en verre fritté à partir duquel la phase

aqueuse a été séparée. Pour éliminer le sodium pré-

sent dans la phase aqueuse mouillant les cristaux, le gâteau humide présent dans le filtre a été lavé deux fois de plus avec une quantité suffisante de solution de chlorure de potassium pur saturée à la température ambiante, afin de déplacer l'air dans le gateau de filtration et de l'évacuer. Apres chaque lavage, la

solution de lavage a été aspirée à travers le filtre.

La solution de chlorure de potassium saturée mouil-

lant le gâteau de filtration, a finalement été élimi-

née par lavage en répétant trois fois l'opération de lavage, mais en employant de l'isopropanol à la place de la solution aqueuse de lavage à base de chlorure

de potassium. Le chlorure de potassium lavé a été sé-

ché par aspiration continue d'azote anhydre à travers le filtre jusqu'à ce que l'isopropanol et toute trace d'eau aient été évaporés. Le poids du solide séché,

s'est avéré être presqu'égal aux 250 g de solides in-

troduits dans le ballon de Morton. Les solides récu-

pérés ont été mélangés, et on a analysé la distribu-

tion de taille particulaire des échantillons, et on a déterminé les concentrations en sodium, en calcium et

en magnésium.

Les distributions de taille particulaire des so-

lides introduits et des solides cristallisés par di-

gestion, sont comparées ci-dessous.

Pourcentages de solides retenus Solides Solides introduits Taille particulaire digérés 0 Plus de 0,297 mm 0 0 moins de 0,297 mm et plus de 0,210 mm 1,5 moins de 0,210 mm et plus de 0,149 mm 33,2 14 moins de 0,149 mm et plus de 0,075 mm 63,4 76 moins de 0,075 mm 1,9

Dans cette expérience, le procédé de cristalli-

sation par digestion a donné lieu à une importante augmentation de la taille particulaire moyenne. Le changement le plus important,est l'accroissement de 24 pour cent jusqu'à 98,1 pour cent dans le cas de la

fraction retenue sur un tamis de 0,075 mm. L'accrois-

sement dans le cas de la fraction retenue sur un ta-

mis de 0,149 mm, de 10 pour cent jusqu'à 34,7 pour cent, est une excellente indication du fait que le

procédé procure une taille cristalline moyenne satis-

faisante lorsqu'il est mis en oeuvre dans une instal-

lation à l'échelle industrielle.

Une comparaison de la teneur en sodium, en cal-

cium et en magnésium en tant qu'impuretés, dans les

solides introduits et les solides digérés, est men-

tionnée ci-dessous.

NaCl C. %ppm M. ppm solides introduits 2,33 449 1098 solides cristallisés par digestion 0,37 90 400 Il est clair que le procédé de cristallisation

par digestion à l'aide de cette installation de labo-

ratoire plutôt sommaire mise en oeuvre de manière

discontinue, améliore nettement la pureté du chlorure de potassium introduit. Le procédé continu illustré dans le dessin annexé, offre une nettement meilleure maîtrise de l'optimisation de la concentration des germes en suspension, de la taille particulaire de la charge d'alimentation, du débit d'introduction de la charge d'alimentation, et de la taille particulaire du produit. On s'attend à ce qu'un tel procédé mis en

oeuvre dans une installation & l'échelle indus-

trielle, procure d'importantes améliorations de la

pureté par rapport à celle obtenue dans la simple ex-

périence de laboratoire décrite ci-dessus.

Claims

REVENDICATIONS

1. Procédé de réduction de la teneur en chlorure de sodium dans du chlorure de potassium, caractérisé en ce qu'on forme une suspension aqueuse de cristaux de chlorure de potassium d'alimentation ayant une large distribution de taille particulaire, d'environ 0,1 à environ 50 gm en diamètre moyen, dans une

liqueur saturée en chlorure de potassium et sous-

saturée en chlorure de sodium, et contenant des cris-

taux de chlorure de potassium produits qui ont une plus faible teneur en chlorure de sodium que lesdits cristaux d'alimentation et qui ont un diamètre moyen

d'environ 10 à environ 1000 fois supérieur au dia-

mètre moyen desdits cristaux d'alimentation.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la teneur en chlorure de sodium desdits cristaux d'alimentation, est d'environ 0,3 à environ

% en poids par rapport au poids de cristaux.

20.3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite suspension est saturée à environ

% jusqu'à environ 99 % en chlorure de sodium.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits cristaux d'alimentation ont une taille particulaire moyenne, d'environ 1 à environ Mm. 5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits cristaux d'alimentation sont formés à partir de chlorure de potassium de qualité

agricole.

6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les plus gros de ces cristaux produits, sont éliminés de manière continue selon à peu près la

même vitesse avec laquelle ils sont formés.

7. Procédé de réduction de la teneur en chlorure

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de sodium dans du chlorure de potassium qui contient d'environ 0,3 à environ 10 % en poids de chlorure de sodium, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant: (1) à former une suspension aqueuse avec ce chlorure de potassium

(2) à broyer ce chlorure depotassium dans ladite sus-

pension, pour former des cristaux d'alimentation

ayant une large distribution de taille particu-

laire avec un diamètre moyen d'environ 0,1 à en-

viron 50 Mm; (3) à transférer cette suspension dans un cristalliseurdigesteur (4) qui contient des cristaux de chlorure de potassium produits ayant un diamètre moyen d'environ 10 à environ 1000 fois supérieur à celui desdits cristaux d'alimentation, et qui ont une teneur en chlorure de sodium inférieure à celle des cristaux d'alimentation;

(4) à maintenir la concentration en chlorure de so-

dium dans la liqueur de ladite suspension, à en-

viron 85 jusqu'à environ 99 t par rapport à la saturation, et la concentration en chlorure de potassium à sursaturation de ladite liqueur, de sorte que du chlorure de potassium à teneur en

chlorure de sodium inférieure à celle des cris-

taux d'alimentation, se dépose sur lesdits cris-

taux produits; et (5) à évacuer les gros cristaux produits dudit

cristalliseur-digesteur.

8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la quantité des cristaux produits évacuée du cristalliseur-digesteur, est à peu près égale à la quantité des cristaux produits qui sont formés dans

ce cristalliseur-digesteur.

9. Procédé selon la revendication 7, caractérisé

en ce que la teneur en solides décantant dans la sus-

pension a l'intérieur du cristalliseur-digesteur, est

d'environ 20 à environ 60 % en volume.

- 10. Procédé selon la revendication 16, caracté- risé en ce qu'on sépare en outre par décantation la

liqueur du cristalliseur-digesteur.

11. Procédé selon la revendication 10, caracté-

risé en ce qu'on emploie une portion de ladite liqueur venue de décantation, pour former la suspension.

12. Procédé selon la revendication 10, caracté-

risé en ce qu'on ajoute du carbone de sodium ou de potassium, dans une partie de cette liqueur venue de décantation, afin de précipiter le calcium et le magnésium.

13. Procédé selon la revendication 10, caracté-

risé en ce qu'on chauffe une partie de ladite liqueur venue de décantation, afin d'évaporer l'eau et de

précipiter le chlorure de sodium.

14. Procédé continu d'accroissement de la pureté

du chlorure de potassium, en réduisant la concentra-

tion en chlorure de sodium, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant: (1) à préparer une première suspension de cristaux de ce chlorure de potassium;

(2) à broyer ces cristaux dans une première suspen-

sion, pour former des cristaux d'alimentation

ayant une large distribution de taille particu-

laire, avec un diamètre moyen d'environ 0,1 à environ 50 gm; (3) à transférer ces cristaux d'alimentation dans un premier cristalliseurdigesteur (4) qui contient des cristaux de chlorure de potassium produits

intermédiaires qui ont un diamètre moyen d'envi-

ron 10 à environ 1000 fois supérieur à celui des cristaux d'alimentation, et qui ont une teneur en chlorure de sodium inférieure à celle des cristaux d'alimentation; (4) a maintenir la concentration en chlorure de sodium de la liqueur dans le premier cristalliseur-digesteur, & environ 85 jusqu'à

99 % par rapport à la saturation, et la concen-

tration en chlorure de potassium à sursaturation de la liqueur présente dans le premier

cristalliseur-digesteur, de sorte que du chlo-

rure de potassium à teneur en chlorure de sodium inférieure à celle des cristaux d'alimentation, se dépose sur lesdits cristaux intermédiaires produits; et (5) à séparer par décantation une partie de la liqueur-mère à partir de ce premier cristalliseur-digesteur; (6) à employer une première portion de cette

liqueur-mère, pour former ladite première sus-

pension dans l'étape (1); (7) à ajouter un carbonate dans une deuxième portion

de cette liqueur-mère, afin de précipiter le ma-

gnésium et la calcium à partir de celle-ci;

(8) à chauffer une fraction de cette deuxième por-

tion de la liqueur-mère, afin d'évaporer une partie de l'eau de celle-ci, et de précipiter du chlorure de sodium;

(9) à renvoyer cette deuxième portion de la liqueur-

mère, dans ledit premier cristalliseur-

digesteur;

(10) à évacuer les plus gros de ces cristaux intermé-

diaires produits à partir de ce premier cristalliseur-digesteur, selon une quantité à

peu près égale à la quantité des cristaux inter-

médiaires produits, formés dans ce premier cristalliseur-digesteur; (11) à former une deuxième suspension aqueuse de ces cristaux intermédiaires produits évacués; (12) à broyer ces cristaux intermédiaires produits évacués dans la deuxième suspension, selon une large distribution de taille particulaire, avec un diamètre moyen d'environ 0,1 à environ m; (13) à transférer cette deuxième suspension contenant les cristaux intermédiaires produits broyés, dans un deuxième cristalliseur-digesteur (20) qui contient des cristaux produits finaux qui ont un diamètre moyen d'environ 10 à environ 1000 fois supérieur à celui desdits cristaux

intermédiaires produits broyés, et qui con-

tiennent moins de chlorure de sodium;

(14) à maintenir la concentration en chlorure de potas-

sium dans la liqueur à l'intérieur de ce deu-

xième cristalliseur-digesteur, à sursaturation, et la concentration en chlorure de sodium dans la liqueur à l'intérieur de ce deuxième cristalliseur-digesteur, à moins de 20 % par rapport à la saturation; et (15) à évacuer les plus gros de ces cristaux produits

finaux à partir de ce deuxième cristalliseur-

digesteur, selon une quantité à peu près égale à la quantité des cristaux produits finaux, formés

dans ce deuxième cristalliseur-digesteur.

15. Procédé selon la revendication 14, caracté-

risé en ce que la teneur en chlorure de sodium de ces cristaux de chlorure de potassium, est d'environ 0,3 à environ 10 % en poids par rapport au poids de cristaux.

16. Procédé selon la revendication 14, caracté-

risé en ce que les cristaux d'alimentation ont une taille particulaire moyenne, d'environ i à environ pm.

17. Procédé selon la revendication 14, caracté-

risé en ce que le chlorure de potassium est du chlo-

rure de potassium de qualité agricole.

18. Appareil caractérisé en ce qu'il comprend: (1) un broyeur a l'état humide (2) pour broyer des cristaux solides solubles dans l'eau en présence d'une liqueur aqueuse pour former une suspension de cristaux; (2) un cristalliseur-digesteur (4) dans lequel des - cristaux peuvent croître et à partir duquel les plus gros de ces cristaux peuvent être évacués; (3) des moyens (5) pour transférer cette suspension dans le cristalliseur-digesteur; (4) un récipient de traitement (7) pour précipiter les sels insolubles, en ajoutant des ions carbonate;

(5) des moyens (6) pour transférer la liqueur à par-

tir du cristalliseur-digesteur, jusqu'au réci-

pient de traitement; (6) un évaporateur-(12) pour cristalliser des sels; (7) des moyens (11) pour transférer la liqueur à partir du récipient de traitement, jusqu'à l'évaporateur; (8) des moyens (15) pour transférer la liqueur à

partir de l'évaporateur jusqu'au cristalliseur-

digesteur; et

(9) des moyens (3) pour transférer la liqueur à par-

tir du cristalliseur-digesteur, jusqu'au broyeur

à l'état humide, pour former ladite suspension.

19. Appareil selon la revendication 18, caracté-

risé en ce qu'il comprend: (1) un deuxième-broyeur à l'état humide (18); (2) des moyens (17) pour transférer les plus gros des cristaux dans le deuxième broyeur à l'état

humide, dans lequel on forme une deuxième sus-

pension aqueuse; (3) un deuxième cristalliseur-digesteur (20) dans lequel les cristaux peuvent croître, et à partir duquel les plus gros de ces cristaux peuvent être évacués;

(4) des moyens (19) pour transférer ladite suspen-

sion dans le deuxième cristalliseur-digesteur; et (5) des moyens (22) pour transférer la liqueur à

partir du deuxième cristalliseur-digesteur, jus-

qu'au premier cristalliseur-digesteur.