CA2462677C

Method for preparing raw materials for glass production

Abstract

The invention relates to a process for the manufacture of compounds based on alkali and / or alkaline-earth and / or rare earth silicate (s), optionally in the form of mixed silicates associating at least two of these elements, said process involving: (i) preferably a conversion reaction (1) of halides of said alkalis and / or said rare earths and / or said alkaline earths, into corresponding sulfates, and (ii) a conversion reaction (2) of said sulfates with the silica into corresponding silicates, the heat input necessary for this conversion being supplied, at least in part, by a combustion reaction (3) using one or a plurality of submerged burner (s).

CA2462677C, drawing sheet 1
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Expired 4 October 2022, 4 years ago.

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16 claims: 16 independent, 0 dependent

  1. 1
    11 Claims 1. CA 02462677 2011-10-31 Process for manufacturing compounds based on at least one of:i) alkali silicates, ii) alkaline earth and iii) rare earth, said process involving a first reaction, for the conversion of halides of said alkalis, rare earths or alkaline earth metals, into corresponding sulphates in a first reactor, said sulphates then intervening in a second reaction, of conversion of said sulphates with silica into corresponding silicates in a second reactor, a thermal input necessary for said second conversion being provided, at least in part, by a combustion reaction using at least one submerged burner. Revendications 1. Procédé de fabrication de composés à base d’au moins un de : i) silicates d'alcalins, ii) alcalino-terreux et iii) terres rares, ledit procédé faisant intervenir une première réaction, de conversion d'halogénures desdits alcalins, terres rares ou alcalino-terreux, en sulfates correspondants dans un premier réacteur, lesdits sulfates intervenant ensuite dans une seconde réaction, de conversion desdits sulfates avec de la silice en silicates correspondants dans une seconde réacteur, un apport thermique nécessaire à ladite seconde conversion étant fourni, au moins en partie, par une réaction de combustion utilisant au moins un brûleur immergé. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour mettre en œuvre ladite réaction de combustion, ledit au moins un brûleur immergé est alimenté avec au moins un combustible sous forme gazeuse comprenant un composé soufré. 3. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que pour mettre en œuvre la réaction de combustion, on amène à proximité dudit au moins un brûleur immergé au moins un type de combustible sous forme liquide ou solide, à base de composé soufré. 4. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on récupère des oxydes de soufre éventuellement obtenus par oxydation de composés soufrés lors de la réaction de combustion et en ce qu'on leur fait subir une troisième réaction, de conversion en acide sulfurique. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on récupère des oxydes de soufre obtenus lors de la seconde réaction, de conversion des sulfates en silicates, et en ce qu'on leur fait subir une troisième réaction, de conversion en acide sulfurique. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'on récupère des oxydes de soufre éventuellement obtenus par CA 02462677 2011-10-31 12 oxydation de composés soufrés lors de la réaction de combustion ainsi que les oxydes de soufre obtenus lors de la seconde réaction, de conversion des sulfates en silicates, et en ce qu'on leur fait subir une troisième réaction, de conversion en acide sulfurique. 7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la première réaction, de conversion des halogénures en sulfates, s'effectue avec de l'acide sulfurique, au moins une partie de cet acide sulfurique provenant d’une troisième réaction, de conversion en acide sulfurique des oxydes de soufre, les oxydes de souffre provenant d’au moins l’une de : i) la réaction de combustion et ii) la seconde réaction, de conversion des sulfates en silicates. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que la troisième réaction de conversion des oxydes de soufre en acide sulfurique produisent en tout plus d'acide sulfurique que ce qui est nécessaire pour la première réaction, de conversion des halogénures en sulfates. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il fabrique du silicate de sodium par: 1) conversion de NaCl par H2SO4 en Na2SO4, ainsi que de l'HCI valorisable, et
  2. 2
    Process according to Claim 1, characterized in that in order to carry out said combustion reaction, said at least one submerged burner is supplied with at least one fuel in gaseous form comprising a sulfur compound. 2) conversion du Na2S04 en (SiO2)x-Na2O par de la silice avec un apport thermique utilisant des brûleurs immergés. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 7 à 9, caractérisé en ce que l'on récupère la chaleur des fumées produites par la seconde réaction et qu'on l'utilise pour contribuer à l'apport thermique nécessaire à la première réaction. 11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que la première réaction a lieu dans un réacteur Mannheim. CA 02462677 2011-10-31 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que l'on récupère les oxydes de soufre dans les fumées et en ce qu'on les convertit en acide sulfurique. 13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que l'acide sulfurique récupéré est utilisé dans la première réaction. 14. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 13, les silicates d’alcalins étant sélectionnés parmi Na et K et les terres rares étant Ce. 15. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 14, de fabrication de composés à base de silicates mixtes associant au moins un silicate d’alcalin et un alcalino-terreux. 16. Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 pour préparer des matières vitrifiables pour la fabrication du verre, des matières premières pour la fabrication de détergents, ou des matières premières pour la fabrication de silice précipitée. 17. Utilisation du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 15 pour valoriser des dérivés soufrés et/ou hydrocarbonés et/ou carbonés, du type sous-produits de l'industrie pétrolière, en tant que combustible lors de la réaction de combustion utilisant au moins un brûleur immergé.
  3. 3
    Process according to any one of Claims 1 and 2, characterized in that in order to carry out the combustion reaction, at least one type of fuel in liquid or solid form, based on said at least one submerged burner, is brought near. sulfur compound.
  4. 4
    Process according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that sulfur oxides optionally obtained by oxidation of sulfur compounds during the combustion reaction are recovered and in that they are subjected to a third reaction, of conversion to sulfuric acid.
  5. 5
    Process according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that the sulfur oxides obtained during the second reaction, of conversion of the sulphates into silicates, are recovered, and in that they are subjected to a third reaction. , conversion to sulfuric acid.
  6. 6
    Process according to any one of Claims 1 to 3, characterized in that sulfur oxides optionally obtained by oxidation of sulfur compounds during the combustion reaction as well as the sulfur oxides obtained during the second reaction are recovered. , converting sulfates to silicates, and in that they are subjected to a third reaction, conversion to sulfuric acid.
  7. 7
    Process according to Claim 1, characterized in that the first reaction, of conversion of the halides into sulphates, is carried out with sulfuric acid, at least part of this sulfuric acid coming from a third reaction, of conversion into acid sulfuric sulfur oxides, sulfur oxides originating from at least one of:i) the combustion reaction and ii) the second reaction, converting sulphates to silicates.
  8. 8
    Process according to Claim 7, characterized in that the third reaction of converting the sulfur oxides to sulfuric acid in total produces more sulfuric acid than is necessary for the first reaction of converting the halides to sulphates.
  9. 9
    Process according to any one of Claims 1 to 8, characterized in that it produces sodium silicate by:1) conversion of NaCl by H2SO4 to Na2SO4, as well as recoverable HCl, and 2) conversion of Na2SO4 to (SiO2) x-Na2O by silica with thermal input using submerged burners.
  10. 10
    Process according to any one of Claims 1 and 7 to 9, characterized in that the heat is recovered from the fumes produced by the second reaction and that it is used to contribute to the heat input necessary for the first reaction .
  11. 11
    Process according to Claim 10, characterized in that the first reaction takes place in a Mannheim reactor.
  12. 12
    13 12. Process according to any one of Claims 10 and 11, characterized in that the sulfur oxides are recovered from the flue gases and in that they are converted into sulfuric acid. 13. Process according to Claim 12, characterized in that the sulfuric acid recovered is used in the first reaction.
  13. 13
    14. Process according to any one of Claims 1 to 13, the alkali metal silicates being selected from Na and K and the rare earths being Ce.
  14. 14
    15. Process according to any one of Claims 1 to 14, for the production of compounds based on mixed silicates combining at least one alkali silicate and one alkaline earth metal.
  15. 15
    16. Use of the process according to any one of claims 1 to 15 for preparing vitrifiable materials for the manufacture of glass, raw materials for the manufacture of detergents, or raw materials for the manufacture of precipitated silica.
  16. 16
    17. Use of the process according to any one of claims 1 to 15 for upgrading sulfur and / or hydrocarbon and / or carbon derivatives, of the by-product type of the petroleum industry, as fuel during the combustion reaction using at minus a submerged burner.