Production d'hydroxyde de sodium solide
L’hydroxyde de sodium solide (soude caustique) est obtenu en évaporant une solution d’hydroxyde de sodium jusqu’à ce que la teneur en eau soit < 0,5 à 1,5 % en poids.
L’utilisation la plus efficace de l’énergie est obtenue avec un équipement à plusieurs étages. Un organigramme d’une usine construite par Bertrams, Bâle (Suisse), est illustré à la figure 1.
Une solution à 50 % en poids est évaporée sous vide dans une unité de préconcentration, en utilisant la chaleur de la vapeur du concentrateur principal, jusqu’à ce que la concentration atteigne env. 60% en poids
Dans la deuxième étape, une concentration d’env. 99 % en poids sont atteints par chauffage avec un fluide caloporteur de type sel fondu (NaNO2 – NaNO3 – KNO3) à > 400 °C dans un évaporateur à film tombant.
Le produit est acheminé vers un évaporateur flash qui fonctionne comme une pompe à gaz. Le NaOH fondu est élevé par le vide dans une colonne montante chauffée, provoquant l’évaporation de l’eau restante.
Les bulles de vapeur montantes soulèvent la masse fondue jusqu’au point le plus élevé du système, où la vapeur est pompée. La masse fondue presque anhydre passe par un tuyau descendant dans la cuve de rétention, d’où elle est pompée vers l’usine de conditionnement.
Le récipient de rétention, les pompes et les tuyaux doivent être chauffés pour éviter une cristallisation prématurée.
Formage
Lorsque la masse fondue de NaOH est refroidie et formée, le point de solidification de NaOH (322 °C) et celui du monohydrate, NaOH·H2O (62 °C), doivent être franchis rapidement pour éviter l’agglutination due au monohydrate non solidifié.
L’hydroxyde de sodium solide est fourni sous forme de flocons, de granulés, de blocs coulés et, moins fréquemment, de comprimés, de briquettes ou de granulés.
Les flocons ont une densité apparente d’env. 0,9 kg/dm3, une épaisseur d’env. 1,5 mm et un diamètre de 5 à 20 mm, et se cassent facilement de sorte qu’il se forme toujours de la poussière lors de la manipulation.
Les granules ont une masse volumique apparente > 1 kg/dm3 et sont constituées de sphères d’un diamètre de 0,1 à 0,8 mm (microperles) ou de 0,5 à 2,5 mm.
1. Flocons
Pour produire des flocons, du NaOH fondu est introduit dans une auge dans laquelle tourne un tambour refroidi à l’intérieur. La matière fondue se solidifie à la surface du tambour partiellement immergé et est raclée par un couteau qui décompose la feuille de NaOH en flocons.
Ceux-ci sont acheminés vers un petit silo de stockage intermédiaire et emballés dès que possible dans des sacs ou des fûts en acier. Le matériau a tendance à former des ponts en raison de sa forme particulaire, de sorte qu’il ne peut pas être stocké dans de grands silos ou être transporté par air comprimé.
2. Perles
Sont produits en pulvérisant le matériau fondu à env. 360 °C pour former des gouttelettes. L’équipement de pulvérisation utilisé peut être des buses (obsolètes), ou un disque ou un panier en rotation. La masse fondue finement divisée forme des sphères de diamètre assez uniforme en raison de la tension superficielle.
Ceux-ci sont refroidis à ca. 250 °C lorsqu’ils tombent dans un puits dans lequel l’air s’écoule vers le haut. Les granulés sont collectés dans un entonnoir à partir duquel ils coulent dans un tambour de refroidissement où ils sont refroidis à env. 50 °C. Le produit fini est stocké dans des silos.
Contrairement aux flocons, les prills coulent librement. En outre, ils ne durcissent pas aussi facilement et peuvent donc être stockés dans des silos, transportés dans des conteneurs ou d’autres grands récipients, ou déplacés à l’air comprimé, car ils sont presque exempts de poussière.
3. Blocs moulés
Le NaOH fondu est coulé directement dans des fûts en fer ou des récipients similaires. Les fûts sont refroidis intensivement de l’extérieur par pulvérisation d’eau, de sorte qu’un film solide d’hydroxyde de sodium se forme immédiatement sur les parois du conteneur, empêchant une nouvelle contamination par le fer.
4. Formes spéciales
Les comprimés, les pilules ou les pastilles sont produits par le procédé de gouttelettes. Le NaOH fondu tombe d’un dispositif spécial en argent sur une table ou un tapis roulant refroidi en rotation lente (machine à pilules).
Le produit a une très faible teneur en impuretés métalliques, de sorte que ce procédé est particulièrement adapté à la production de petites quantités (par exemple, à des fins analytiques).
Les références
- « Sodium Hydroxide ». Ullmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistry. Weinheim: Wiley-VCH.- https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/14356007.a24_345.pub2
