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La présente invention concerne un procédé pour
la fabrication de solutions concentrées d'hypochlorite de
sodium. Ces solutions d'hypochlorite de sodium sont obte-
nues a l'aide d'un procédé qui comprend deux stades de
chloration entierement continus, permettant d'utiliser du
chlore dilué ou non par des gaæ inertes. Le premier stade
comprend une simple colonne d'absorption de chlore sans
precipitation de NaCl. Le deuxieme stade permet d'obtenir
une solution d'hypochlorite de sodium concentrée apres
lo separation du chlorure de sodium qui a précipité.
Les solutions d'hypochlorite de sodium concentrées
titrant environ 25 % en NaClO, soit environ 100 chlorométri-
ques sont obtenues en operation continue ou discontinue. La
difficulte pour obtenir de telles solutions est qu'il est
necessaire de faire reagir une solution d'hydroxyde de sodium
concentree, de l'ordre de 50 % en poids, avec du chlore dilue
ou concentre. Dans ces conditions, le chlorure de sodium
qui precipite a une granulométrie relativemen-t fine a cause
de la viscosité elevee du milieu. Ce sel est alors difficile
a séparer des solutions et retient, apres essorage, des
quantités notables d'eaux-meres, ce qui constitue une perte
de chlore actif. De plus, pour eviter une decomposition de
NaClO forme, il est nécessaire de maintenir un exces suffi-
sant d'hydroxyde de sodium dans la solution d'hypochlorite de
sodium.
Il existe des techniques qui permettent de sur-
monter ces difficultés. Le brevet français n 1.352.198
decrit une technique d'obtention d'hypochlorite de sodium a
environ 100 chlGrometriques, so.it environ 25 % en NaClO,
qui permet de resoudre les problemes de granulo~étrie du sel
et de régulation de l'exces de NaOH. Cependant cette techni-
que est mal adaptée à l'ut:ilisation dc clllorc reslduaire
plus ou moins dilué par des ~a% iner~es.
Les brevets japonais Japan I~OK~I n ~9.47292/7
~.
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~ t7~
et 54-118398/79 revendiquent l'obtention de solutions
d'hypochlorite concentrées a environ 25 % en NaClO par un
procédé discontinu en plusieurs stades. Pour eviter d'in-
troduire le chlore directement dans de l'hydroxyde de sodium
a environ 50 % en poids et de -~ormer NaCl en fines partl-
cules, les auteurs de ces brevets operent de la façon sui-
vante. Dans un premier stade, une solution d'hydroxyde de
sodium à 20 % environ en NaOH est introduite simultanement
avec du chlore plus ou moins dilue. Une solution d'hypo-
chlorite de sodium a environ 12 % en NaClO est obtenue. A
l'issue de ce premier stade, pour le premier brevet, un
débit de chlore pur et d'hydroxyde de sodium a 47 % en NaOH
est introduit simultanément jusqu'a ce que le taux de chlo-
ration soit de 75 %. Le debit d'hydroxyde de sodium est
alors interrompu et seul le dëbit de chlore est maintenu
jusqu'a atteindre un taux de chloration de 98 % environ.
Dans le second brevet japonais, lorsque la totalite de
l'hydroxyde de sodium est introduite dans la solution a 12 %
en hypochlorite de sodium, ce qui provoque une precipitation
de chlorure de sodium, du chlore di.lué est ajouté pour
atteindre un taux de chloration de llordre de 9~ %, d'ou
une teneur en NaClO de 25 % environ.
Dans les deux cas, les procedes sont necessaire-
ment discontinus car pour obtenir du chlorure de sodium
ayant une granulometrie suffisante (une granulométrie
moyenne de 200 microns est seulement atteinte) assurant une
bonne filtration et une faible retention d'eaux-meres, il
est indispensable dans le cas de ces 2 br~vets d'introduire
les reactifs d'une maniere discontinue.
L.e procede, selon l'invention, permet d'obtenir
des solutions a environ 25 % en hypochlorite de sodium d'une
maniere continue en utilisant du chlore pur ou dilue par des
gaz inertes et une solution d'hydroxyde de sodium dont la
concentration est comprise entre 20 et 50 % en poids. Le
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chlorure de sodium qui precipite a une granulométrie satis-
faisante, c'est-a-dire au moins 400 microns, sa filtration
est rapide et la rétention de solution d'hypochlorite de
sodium est faible.
Le procédé selon l'invention consiste à faire
reagir du chlore pur ou plus ou moins diluë par des gaz
inertes avec une solution comprise entre 20 et 50 % en poids
en hydroxyde de sodium en deux stades.
Le premier stade de chloration de la solution
d'hydroxyde de sodium est effectue dans une colonne d'adsorp-
tion dans laquelle les concentrations en NaClO et NaOH dans
la solution d'hypochlorite de sodium sont respectivement
limitées a 15 % et 4,5 %. Ces valeurs sont des valeurs
limites a ne pas dépasser d'apres le diagramme NaCl, NaClO,
NaOH, H2O pour éviter la précipitation de NaCl lors de cette
premiere étape.
Le deuxieme stade de chloration de la solution
d'hypochlorite de sodium sortant de la colonne d'absorption
est effectuë avec du chlore pur ou du chlore dilué par des
gaz inertes dans un cristallisoir adapté avec une agitation
convenable. Dans ce cristallisoir, la solution d'hypo-
chlorite de sodium provenant de la colonne d'absorption, de
l'hydroxyde de sodium ~ 48 - 50 % en poids et du chlore pur
ou dilué sont alimentés en con-tinu. A la sortie de ce cris-
tallisoir, on extrait en continu, en géneral par debordement,
une solution a 25 % en poids environ d'hypochlorite de
sodium, saturee à 9,5 % environ en poids de NaCl e-t conte-
nant 0,3 â 0,8 % en poids de NaOH en exces pour eviter la
- formation de NaClO3. Le chloru~e de sodium formé lors de
cette deuxieme etape est extrait ,oit en discontinu, soit en
continu par le bas du cristallisoir. Le diametre moyen des
particules de NaC1 se situe entre 400 et 500 microns, ce qui
permet d'obtenir une très bonne séparation solide-liquide
et une faible ré-tention d'eaux-mères dans le solide.
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7,
La chaleur de réaction au cours des deux stades
de la chloration est élimlnée par deux échangeurs plaeés
l'un sur le circuit de circulation externe de la colonne
d'absorption et l'autre sur eelui du cristallisoir de ma-
nière à maintenir la solution d'hypoehlorite de sodiumformée entre 20 et 30C.
L'intéret du proeedé selon l'invention est qu'il
permet d'effeetuer plus de 50 % de la réaetion de chloration
de l'hydroxyde de sodium dans la eolonne d'absorption sans
qu'il se produise une préeipitation de ehlorure de sodium
done sans risque d'encrassement de l'échangeur. Du chlore
contenant des gaz inertes provenant par exemple directement
des eellules d'éleetrolyse ou du chlore résiduaire queleon-
que peut etre aisément utilisé.
Dans le eristallisoir s'effeetue moins de 50 % de
la réaction de ehloration de la solution d'hypochlorite de
sodium sortant de la colonne d'absorption. L'échangeur
plaeé extérieurement sur le eireuit de recireulation d'eaux-
mères de ce eristallisoir élimine environ 40 % seulement de
la chaleur de réaction globale d'obtention de la solution
a 25 % environ en hypochlorite de sodium. Cela présente
l'avantage pour une meme productivité du cristallisoir ex-
primée en kg de chlorure de sodium par m3 de cristallisoir
et par heure, de pouvoir diminuer ortement le débit de
recirculation dan.s ]'échangeur du cristallisoir, ce qui a
pour effet d'abaisser sensiblement le risque d'entralnement
de fines particules hors du cristallisoir et particulière-
ment dans l'echangeur. Les risques d'encrassement de l'é--
changeur sont ainsi fortement attenues. Du chlore dilue ou
résiduaire peut etre egalement utilise dans cette seconde
etape sans ineonvénient.
Un autre avantage du procede selon l'invention
est que la production d'hypochlorite de sodium concentre à
25 % environ en poids de NaClO est entièremen-t continue, que
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du chlore pur ou plus ou moins dilué par des gaz inertes
peut être utilisé sans inconvënient lors des deux stades de
chloration.
Le procédé selon l'invention conduit en outre à
l'obtention d'un chlorure de sodium de granulométrie d'au
moins 400 microns ce qui facilite l'opération de filtration
et diminue la rétention d'eaux-mères dans le sel.
L'invention sera à présent illustrée de facon non
li~itative en ré~érence à la planche unique annexée.
EXEMPL~
-
Dans la colonne d'absorption 1 on introduit en
continu 9 kg/h d'une solution a 21 % en hydroxyde de sodium
ainsi qu'un débit de 1,4 kg/h de chlore dilué a 60 % par des
gaz inertes. La température de la solution d'hypochlorite
de sodium formée est maintenue a 20 - 22C au moyen d'un
échangeur 2 placé sur un circuit exterieur, le débit de
recixculation étant assuré par la pompe 3. La solution
d'hypochlorite de sodium sortant de la colonne d'absorption
contient 14,5 % en NaClO et 3,2 % en NaOH. La concentration
en NaOH est contrôlée par un moyen approprié. Il ne se pro-
-duit aucune précipitation de NaCl dans la colonne 1.
Le débit de l'ordre de 10 kg/h en hypochlorite de
sodium sortant de 1 est injecté dans le cristallisoir n 4
au moyen de la pompe 5. IJn débit de 2 kg/h de chlore pur
dilue a 60 % par des gaz inertes ainsi qu'un debit de
4,2 kg/h d'une solu-tion a 50 ~ en hydroxyde de sodium sont
introduits dans le cristallisolr n 4. Le cristallisoir
est equipe d'un agitateur 6 adapté permet-tan-t un mélange
rapide des réactifs. La température a l'intérieur du cris-
tallisoir est maintenue a 20 - 22C a l'aide de l'échangeur
7 placé sur un circuit eXtérie-lr, le débit de recirculation
étant assuré par la pompe ~. La solution d'hypochlorite de
sodium sortant de 4 a un débil- de l'ordre de 14 kg/h, con-
tient environ 25 % de NaOCl, 9,5 % de NaCl ainsi qu'un léger
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excès de NaOH. D'une façon continue ou intermi-ttente, on
extrait le chlorure de sodium qui précip.i-te par la tubulure
9. La granulométrie moyenne de NaCl extrait est voisine de
400 microns, ce qui permet d'obtenir une faible rétention
d'hypochlorite de sodium dans NaCl apres filtration.
