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"Procédé pour la production d'hyposulfite de sodium anhydre"
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La présente invention est relative à. la fabrication d'un hyposulfite de sodium anhydre stable à partir de solutions aqueuses contenant de l'hyposulfite de sodium.
On connaît une série de procédés ayant pour objet le trai- tement de solutions d'hyposulfite en vue de former un hyposulfite de sodium anhydre stable. Ces procédés peuvent être divisés en deux groupes : dans le premier des deux groupes, l'hydrate de l'hyposulfite de sodium est d'abord séparé et puis déshydraté dans une phase opéra- toire spéciale, alors que dans le second groupe on vise à obtenir di- rectement l'hyposulfite anhydre. Dans ce dernier cas, on a proposé de délayer dans une solution d'hyposulfite concentrée, à une température supérieure à 55 C, du se.L de cuisine ou une solution d'hydroxyde de sodium ou de l'alcool respectivement.
En outre, on a proposé de faire évaporer complètement jusqu'à la siccité la solution d'hyposulfite en la versant goutte par goutte sur une plaque très chaude ou dans une chaudière en évitant la formati.on de grumeaux, ou de faire évaporer complètement jusqu'à la siccité la solution d'hyposulfite par l'addi- tion d'aniline à une température comprise entre 60 et 65 C. Dans la technique on n'utilisait que les proçédés du premier groupe. Les pro- cédés pour la production par voie directe de l'hyposulfite anhydre ne fournissent pas des produits suffisamment purs comme on les trouve sur le marché, ou alors les pertes en hyposulfite sont importantes au point de compromettre l'intérêt à la fabrication.
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Or, conformément à la présente invention on peut obtenir directement et en une seule phase opératoire de l'hyposulfite de so- dium anhydre d'une grande pureté et avec un très bon rendement, en faisant évaporer sous pression réduite et à une température supérieure à la température de conversion de l'hyposulfite de sodium en hyposul- fite hydraté, les solutions contenant environ 10 à 20% d'hyposulfite et telles qu'elles s'obtiennent suivant les procédés connus, en pré- sence d'agents aptes à précipiter l'hyposulfite de sodium, comme par exemple le sel de cuisine, une solution d'hydroxyde de sodium, des al- cools hydrosolubles à haut point d'ébullition comme par exemple le glycérol, le glycol, la monochlorhydrine et autres, grâce à quoi l'hy- posulfite de sodium anhydre est directement précipité,
et en séparant l'hyposulfite précipité de la lessive-mère contenant l'agent de pré- cipitation et les impuretés. On opère de préférence de manière à ajou- ter à une solution concentrée de l'agent de précipitation, la solu- tion à évaporer, au fur et à mesure que l'eau s'évapore et en quanti- té telle que seule une faible quantité d'hyposulfite se trouve en so- lution pendant l'évaporation. La température et la pression à appli- quer dépendent dans une certaine mesure de la nature de l'agent de précipitation.
Si, par exemple, on utilise du sel de cuisine, il con- vient d'opérer à une température supérieure à 55 0, de préférence à 58-60 C, et à une pression de 120-150 mm Hg, tandis qu'avec une solu-
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tion d'hydroxyde de sodium on peut déjà obtenir de l'hyposulfite de sodium anhydre en appliquant des températures inférieures à 50 C et des pressions inférieures à 100 mm Hg. Un autre avantage appréciable du présent procédé réside en ce que l'hyposulfite est précipité dans une large mesure sous une forme très pure aussi à partir de solutions d'hyposulfite de faible concentration, par exemple à partir de solu- tions ne contenant que 100 grs de Na2S2O4 par litre.
Une forme de mise en oeuvre spéciale du procédé consiste à séparer l'hyposulfite de sodium en présence de sulfate de sodium qui peut être présent dans la solution à évaporer ou qui peut être ajouté pendant ou après l'évaporation. Ce mode opératoire est surtout indiqué lorsque la solution d'hyposulfite contient de grandes quanti- tés de sulfite, ce qui arrive dans les cas où l'hyposulfite est pro- duit par voie d'électrolyse. Il convient de faire remarquer que si le traitement subséquent est effectué en l'absence du sulfate, on n'ob- tient que des produits d'un faible pourcentage et contaminés par du sulfite de sodium, ou bien une grande quantité d'hyposulfite reste dans la lessive-mère ; la présence du sulfate fait qu'on obtient un hy- posulfite de sodium d'un haut pourcentage et se séparant en grande quantité.
Dans ce cas on évite les pertes pouvant résulter d'une dé- composition.
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D'autre part, on a trouvé qu'il y a avantage à faire re- froidir jusqu'à 35 C la masse évaporée, avant de procéder à la sé- paration de l'hyposulfite de sodium précipité. De cette façon on est en mesure de séparer de la solution des quantités considérables d'hy- posulfite, et la solubilité du sulfite et du sulfate est en même temps augmentée. On a constaté avec surprise que dans ce cas il ne se produit aucune séparation d'hydrate ou conversion en hydrate, bien que la température de conversion en hydrate soit de 52 C.
Les produits résultant du procédé ci-dessus décrit sont de nature arénacée. Ils peuvent être séchés d'après les méthodes ha- bituelles et sont très stables.
A titre non limitatif la présente invention est illustrée par les exemples c-après indiqués.
Exemple 1.
4 1/2 litres d'une solution saturée de sel commun sont introduits dans un appareil évaporateur à vide en acier anti-rouille et chauffé au moyen de la vapeur. Le vide est réglé de manière que la solution dans 1'évaporateur possède une température de 58-60 C.
Puis on y ajoute 17 litres d'une solution d'hyposulfite de sodium légèrement alcaline contenant 110 grs de Na2S2O4 par litre et ayant été préchauffée, qui est évaporée à un degré tel qu'après l'addition @
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de la quantité totale le volume du mélange ne s'élève qu'à 4 litres environ. rendant l'évaporation il faut soigneusement éviter tout surchauffage. Le magma cristallin est filtré à chaud, 85% de l'hy- posulfite ayant été présent dans la solution s'obtiennent sous forme d'un sel anhydre à 97%, tandis que 9% restent encore dans la lessive-mère.
Exemple 2.
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Une solution de 160 grs de Na2S2O4 par litre est évaporée conformément à la méthode décrite à l'exemple 1, mais au lieu du sel commun on utilise 4 litres d'une solution d'hydroxyde de sodium à 20%. La température d'évaporation s'élevant d'abord à 55 C est ra- menée plus tard à 48 C. 91,5% de l'hyposulfite contenu dans la solu- tion initiale s'obtiennent sous forme d'un hyposulfite de sodium à 99%, tandisque 4,5% restent dans la lessive-mère.
Exemple 3.
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17 litres d'une solution légèrement alcaline et contenant 120 grs de Na2S2O4 par litre et 94,5 grs de Na2S03 par litre sont évaporés conformément à la méthode décrite à l'exemple 1 en utili- sant 3 litres d'une solution saturée de sel commun comme agent de précipitation et 1 litre d'eau, de sorte que lorsque l'évaporation
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est achevée, le volume du mélange s'élève à 7-7 1/2 litres. 75% de l'hyposulfite ayant été présent dans la solution s'obtiennent sous forme d'un produit à 90,3%. pans la lessive-mère restent encore 16% de l'hyposulfite.
Cependant, si l'on ajoute encore 30 gre de sul- fate de sodium (Na2SO4) par litre à la solution de départ, on ob- tient également un hyposulfite de sodium à 90% dans un rendement de 85%. tandis que la lessive-mère ne contient plus que 10% du Na2S2O4 ayant été présent dans la solution initiale.
Exemple 4.
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Si l'on effectue l'évaporation conformément à la méthode indiquée à l'exemple 3 en présence de sulfate et si l'on ramène la température à 35 C avant de filtrer la masse évaporée, le rendement en hyposulfite de sodium solide augmente à 90% et la lessive-mère ne contient plus que 6% de 1'hyposulfite ayant été présent dans la solution initiale. De plus, le,produit final contient 93% de Na2S2O4.
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"Process for the production of anhydrous sodium hyposulfite"
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The present invention relates to. the manufacture of a stable anhydrous sodium hyposulfite from aqueous solutions containing sodium hyposulfite.
A series of processes are known which have as their object the treatment of hyposulphite solutions to form a stable anhydrous sodium hyposulphite. These processes can be divided into two groups: in the first of the two groups, the hydrate of sodium hyposulphite is first separated and then dehydrated in a special operating phase, while in the second group the aim is to obtain directly the anhydrous hyposulphite. In the latter case, it has been proposed to dilute in a concentrated hyposulphite solution, at a temperature above 55 ° C., cooking salt or a solution of sodium hydroxide or alcohol respectively.
In addition, it has been proposed to evaporate the hyposulphite solution completely to dryness by pouring it drop by drop onto a very hot plate or into a boiler, avoiding the formation of lumps, or to evaporate completely to to dryness the hyposulphite solution by the addition of aniline at a temperature between 60 and 65 ° C. In the art only the methods of the first group have been used. The processes for the direct production of anhydrous hyposulfite do not provide sufficiently pure products as they are found on the market, or the losses of hyposulfite are so great as to compromise the interest in the manufacture.
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Now, in accordance with the present invention, it is possible to obtain directly and in a single operating phase anhydrous sodium hyposulphite of high purity and with very good yield, by evaporating under reduced pressure and at a temperature above the temperature of conversion of sodium hyposulphite into hydrated hyposulphite, solutions containing about 10 to 20% hyposulphite and as obtained according to known methods, in the presence of agents capable of precipitating sodium hyposulphite, such as for example cooking salt, sodium hydroxide solution, high boiling water-soluble alcohols such as for example glycerol, glycol, monochlorohydrin and the like, whereby anhydrous sodium hyposulfite is precipitated directly,
and separating the precipitated hyposulfite from the mother liquor containing the precipitating agent and the impurities. The procedure is preferably carried out so as to add to a concentrated solution of the precipitating agent the solution to be evaporated off as the water evaporates and in an amount such that only a small amount. A quantity of hyposulphite is found in solution during evaporation. The temperature and pressure to be applied depend to some extent on the nature of the precipitating agent.
If, for example, cooking salt is used, it is appropriate to operate at a temperature above 55 ° C., preferably at 58-60 ° C., and at a pressure of 120-150 mm Hg, while with a solution
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tion of sodium hydroxide anhydrous sodium hyposulfite can already be obtained by applying temperatures below 50 ° C. and pressures below 100 mm Hg. Another appreciable advantage of the present process is that the hyposulfite is precipitated. to a large extent in very pure form also from low concentration hyposulphite solutions, for example from solutions containing only 100 grams of Na2S2O4 per liter.
A special embodiment of the process is to separate the sodium hyposulfite in the presence of sodium sulfate which may be present in the solution to be evaporated or which may be added during or after evaporation. This procedure is especially indicated when the hyposulfite solution contains large amounts of sulfite, which happens in cases where hyposulfite is produced by electrolysis. It should be noted that if the subsequent treatment is carried out in the absence of sulphate, only products of a small percentage and contaminated with sodium sulphite are obtained, or a large quantity of hyposulphite remains. in the mother detergent; the presence of the sulphate results in a high percentage sodium hyosulphite which separates in large quantities.
In this case, losses which may result from decomposition are avoided.
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On the other hand, it has been found that it is advantageous to cool the evaporated mass to 35 ° C., before proceeding with the separation of the precipitated sodium hyposulphite. In this way it is possible to separate considerable quantities of hyposulfite from the solution, and the solubility of the sulfite and the sulfate is at the same time increased. Surprisingly, it was found that in this case no hydrate separation or conversion to hydrate occurs, although the temperature for conversion to hydrate is 52 C.
The products resulting from the process described above are sandy in nature. They can be dried by conventional methods and are very stable.
By way of nonlimiting, the present invention is illustrated by the examples given below.
Example 1.
4 1/2 liters of a saturated solution of common salt are introduced into an anti-rust steel vacuum evaporator and heated by means of steam. The vacuum is set so that the solution in the evaporator has a temperature of 58-60 C.
Then 17 liters of a slightly alkaline sodium hyposulphite solution containing 110 grs of Na2S2O4 per liter and having been preheated, is added thereto, which is evaporated to a degree such that after the addition @
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of the total quantity the volume of the mixture is only about 4 liters. making evaporation care should be taken to avoid overheating. The crystalline magma is filtered while hot, 85% of the hyposulfite which has been present in the solution is obtained in the form of a 97% anhydrous salt, while 9% still remains in the mother liquor.
Example 2.
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A solution of 160 grams of Na2S2O4 per liter is evaporated in accordance with the method described in Example 1, but instead of the common salt, 4 liters of a 20% sodium hydroxide solution are used. The evaporation temperature, initially rising to 55 C, is later brought down to 48 C. 91.5% of the hyposulfite contained in the initial solution is obtained in the form of sodium hyposulfite. to 99%, while 4.5% remains in the mother detergent.
Example 3.
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17 liters of a slightly alkaline solution containing 120 grs of Na2S2O4 per liter and 94.5 grs of Na2SO3 per liter are evaporated in accordance with the method described in example 1 using 3 liters of a saturated salt solution. common as a precipitating agent and 1 liter of water, so that when the evaporation
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is completed, the volume of the mixture amounts to 7-7 1/2 liters. 75% of the hyposulfite which has been present in the solution is obtained in the form of a 90.3% product. But still 16% of the hyposulphite remains in the mother-lye.
However, if a further 30 g of sodium sulfate (Na2SO4) per liter were added to the starting solution, a 90% sodium hyposulfite was also obtained in 85% yield. while the mother liquor contains only 10% of the Na2S2O4 which was present in the initial solution.
Example 4.
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If the evaporation is carried out according to the method indicated in Example 3 in the presence of sulphate and if the temperature is brought back to 35 ° C. before filtering the evaporated mass, the yield of solid sodium hyposulphite increases to 90 % and the mother liquor contains only 6% of the hyposulfite which was present in the initial solution. In addition, the final product contains 93% Na2S2O4.