BE1032252A1 - Procédé de production d'acide phosphorique - Google Patents

Abstract

Procédé de production d’acide phosphorique comprenant une obtention d’une pulpe de sulfate de calcium dihydraté en suspension dans une phase aqueuse acide où la teneur en matière solide de la pulpe est contrôlée à une teneur prédéterminée T comprise entre 20 et 45% en poids de matière solide par rapport au poids total de la pulpe.

Description

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PROCEDE DE PRODUCTION D’ACIDE PHOSPHORIQUE BE2023/8035

La présente invention se rapporte à un procédé de production d'acide phosphorigue (et de sulfate de calcium) qui comprend les étapes suivantes : - une obtention d'une pulpe contenant au moins des cristaux de sulfate de calcium dihydraté en suspension dans une phase aqueuse acide au cours du traitement en voie humide d'une source phosphatée à l'acide sulfurique, éventuellement en combinaison avec de l'acide phosphorique, pour produire un acide phosphorique de production, ladite pulpe comprenant une phase liquide présentant une concentration en P2Os libre comprise entre 23 et 37% en poids parrapport au poids de la phase liquide de la pulpe et une concentration en SO: libre comprise entre 0,5 et 3 % en poids par rapport au poids de la phase liquide de la pulpe, dans laquelle ledit calcium dihydraté est en suspension, - Une séparation par filtration sur un dispositif de filtration de ladite pulpe pour obtenir ledit acide phosphorique de production présentent la concentration en

PzOs comprise entre 23 et 37% en poids par rapport au poids de l'acide phosphorique de production, lequel présente un débit DI d'acide phosphorique de production en sortie de dispositif de filtration, et un gâteau de filtration de sulfate de calcium, - Une alimentation en eau, dont au moins une partie est réalisée au dispositif de filtration, en quantité nécessaire pour apporter l’eau requise pour la formation dudit sulfate de calcium dihydraté et pour obtenir ladite concentration en P2Os dans ladite pulpe, ladite eau alimentée au dispositif de filtration étant enrichie en P2Os par passage au travers du gâteau de filtration avant d'être retournée à l'étape d'obtention de la pulpe, - une collecte dudit acide phosphorique de production à un débit prédéterminé d'acide phosphorique de production collecté D2.

Lorsque le terme «concentration en PzOs» est utilisé, il faut entendre la teneur massique totale en l'élément phosphore exprimée en unités d'équivalents P2Os, nous écrirons « % P2Os ».

Lorsque le terme « concentration en P2Os libre» est utilisé, il faut entendre la teneur massique totale en l'élément phosphore dans la phase liquide exprimée en unités d'équivalents P2Os, nous écrirons « % P2Os libre».

Lorsque le terme « SO: libre » est utilisé, il faut entendre la teneur mossique totale en l'élément soufre présente dans la phase liquide considérée, exprimée sous forme d'unité d'équivalents SO3, nous écrirons « SO: libre».

Dans la présente demande de brevet, toutes les concentrations sont exprimées en concentrations massiques, c’est-à-dire sous forme de % en poids par rapport au poids total de la phase considérée.

Plusieurs technologies de production d'acide phosphorique sont connues, comme par exemple celle connue sous le nom générique de procédé classique ou procédé DH qui consiste à faire réagir une source phosphatée, typiquement de la roche phosphatée avec l'acide sulfurique dans des conditions donnant lieu à une cristallisation de sulfate de calcium dihydraté ou gypse (CaSO4.2H:0). La bouille de gypse obtenue dans un premier réacteur peut être ensuite soumise, dans un second réacteur, à une maturation permettant un grossissement des cristaux de sulfate formés, et cela est généralement effectué pour augmenter la filtrabilité. La bouillie maturée est ensuite filtrée avec obtention d'un acide phosphorique présentant une teneur en P2Os libre de l'ordre de 25 à 35 % en poids. Le gypse obtenu contient encore assez bien de P2Os, soit non attaqué, soit co-cristallisé, c'est-à-dire fixé dans le réseau cristallin du gypse. Cela limite le rendement d'extraction du P2Os contenu dans le phosphate et rend le gypse impropre à certaines applications.

On connaît également des procédés de production d'acide … phosphorique par attaque à l'acide sulfurique donnant, à des températures et concentrations en P2Os et/ou SO: plus élevées, une bouillie de sulfate de calcium sous forme d'hémihydrate (CaSO4 . % H2O) ou d'anhydrite. Ces procédés sont typiquement utilisés pour obtenir une meilleure filtration du sulfate de calcium ou lorsque l’on cherche à obtenir un acide phosphorique concentré, mais le rendement d'extraction du P2Os de ces procédés est inférieur, lorsqu'il n’y a qu'une étape de cristallisation, au procédé classique.

Dans certain cas, on procède également, après cette attaque, à une réhydratation du sulfate de calcium hémihydraté obtenu en sulfate de calcium dihydraté (v. Schrôdter et al., Phosphoric Acid and Phosphates, Ullman's

Encyclopedia of Industrial Chemistry, 2008, pages 8 et 9).

On connaît aussi des procédés comprenant une triple cristallisation de sulfate de calcium d'abord en hémihydrate, puis en dihydrate et enfin à nouveau en hémihydrate (v. US-A-4588570).

En vue d'améliorer les résultats du procédé classique, en particulier pour améliorer la filtrabilité de la pulpe, on a prévu, après séparation de l'acide phosphorique de production à partir de la pulpe de gypse, de mélanger le reste de celle-ci à de l'acide sulfurique concentré et éventuellement de chauffer le tout, pour convertir le gypse en sulfate de calcium hémihydraté. La seconde pulpe ainsi formée est filtrée à son tour et le filtrat acide est recyclé à l'étape d'attaque (voir FR 1485940). Ce procédé améliore nettement le rendement d'extraction en P2Os . En effet le P2Os co-cristallisé dans le gypse au cours de l'attaque est libéré lors de la solubilisation des cristaux de gypse intervenant avant la recristallisation, tandis que le sulfate de calcium, recristallisé en hémihydrate, est très pur et extrêmement bien filtrable. Toutefois ce procédé nécessite deux filtrations, c'est-à-dire deux filtres, d'où UN encombrement (et un — investissement) plus important de l'installation à l'échelle industrielle.

Suivant une variante de ce procédé, on a prévu, après avoir appliqué les conditions du procédé classique de formation d'une bouille de gypse (mais dans des conditions de concentration en P2Os et en SO: libre éventuellement différentes), de soumettre directement celle-ci à un mélange avec de l'acide sulfurique et éventuellement à un chauffage, sans en séparer préalablement l'acide phosphorique de production. La pulpe d'hémihydrate obtenue est filtrée en donnant un gâteau d'hémihydrate très pur, mais Un filtrat formé d'un mélange d'acide phosphorique et d'acide sulfurique. Pour obtenir un acide phosphorique de production de qualité marchande, il faut alors soumettre ce mélange à une étape de désulfatation, ce qui ne résout donc pas totalement les problèmes d'encombrement. On connaît encore d'autres procédés de production d'acide phosphorique fort semblables au précédent comprenant une conversion de dihydrate en hémihydrate et présentant ces mêmes inconvénients (GB-1 164836, US-A-3984525).

On connaît enfin un procédé dans lequel on soumet à nouveau la roche phosphatée aux conditions d'attaque du procédé classique de façon à obtenir une première pulpe dans laquelle le gypse formé présente une taille de cristaux permettant une filtration acceptable. Une partie de cette première pulpe est alors prélevée et soumise à des conditions dans lesquelles le gypse est converti en hémihydrate, en formant ainsi une seconde pulpe. Le reste de la première pulpe est alors mélangé à la seconde avant et/ou pendant la filtration

IO etletout est filtré (voir WO 2005/1 18470). Ce document décrit que par rapport à des pulpes contenant uniquement du dihydrate, l'aimentation du filtre en un mélange contenant dihydrate et hémihydrate donne des gâteaux de filtration dont les teneurs en eau libre et en P2Os soluble dans l'eau sont les plus basses, pour un temps minimum de filtration, ce qui a été décrit comme améliorant fortement la rentabilité économique de l'installation.

Comme on peut le constater de ce qui précède, lorsqu'il est nécessaire d'améliorer la filtrabilité de la pulpe contenant du sulfate de calcium dihydraté, on a recours à sa transformation en sulfate de calcium hémihydraté, soit via une conversion complète, soit via une conversion d'une partie du sulfate de calcium dihydraté.

La présente invention a pour but de mettre au point un procédé de production d'acide phosphorique par attaque d'une source phosphatée au moyen d'acide sulfurique qui améliore la filtrabilité de la pulpe formée sans pénaliser le rendement escompté d'extraction du P2Os à partir de la source … phosphatée. Ce procédé doit en outre pouvoir aisément être appliqué dans une installation classique existante et donc ne pas nécessiter de transformations coûteuses et indéfendables économiquement parlant et/ou écologiquement parlant.

L'invention a pour but de pallier les inconvénients de l'état de la technique en procurant un procédé dans lequel la filtration du sulfate de calcium dihydraté est optimisée sans pénaliser les rendements d'extraction du

P2Os et implémentable dans une installation existante du procédé classique.

Pour résoudre ce problème, il est prévu suivant l'invention un procédé tel qu'indiqué au début caractérisé en ce que ladite eau alimentée 5 enrichie en P:Osretournée à l'étape d'obtention de la pulpe est supplémentée d'un renvoi d'une quantité majoritaire de l'acide phosphorique de production à l'étape d'obtention de ladite pulpe contenant au moins des cristaux de sulfate de calcium dihydraté de telle manière que la proportion du débit prédéterminé dudit acide phosphorique de production collecté D2 par rapport au débit

IO d'acide phosphorique de production en sortie de dispositif de filtration D1 soit inférieure à 1, de préférence inférieure ou égale à 0,9, plus particulièrement inférieure ou égale à 0,7, encore plus particulièrement inférieure ou égale à 0,65, ladite eau alimentée enrichie en P2O5 retournée supplémentée dudit renvoi d'une quantité majoritaire de l'acide phosphorique de production formant une fraction rassemblée qui est alimentée à l'étape d'obtention de ladite pulpe de manière à obtenir une valeur consigne de teneur en matières solides de la pulpe à une teneur prédéterminée T comprise entre 20 et 45% en poids de matière solide par rapport au poids total de la pulpe, plus particulièrement entre 30 et 37% en poids de matière solide par rapport au poids total de la pulpe, de préférence entre 32 et 35% en poids de matière solide par rapport au poids total de la pulpe.

Comme on peut le constater, selon la présente invention, le traitement en voie humide est Un traitement d'une source phosphatée à l'acide sulfurique éventuellement en combinaison avec de l'acide phosphorique, pour produire un acide phosphorique de production. Durant le traitement en voie humide, de l'eau est alimentée à contre-courant au niveau du dispositif de fitration dans une quantité nécessaire pour apporter l'eau requise pour la formation dudit sulfate de calcium dihydraté et pour obtenir ladite concentration en P2Os dans ladite pulpe. La pulpe ainsi formée présente une teneur de 23 à 37% de P2Os libre ( c’est-à-dire dans la phase liquide de la pulpe) et de 1,5 à 3 % SO: libre (dans la phase liquide de la pulpe). Ces conditions permettent de former un acide phosphorique de production présentant une concentration en P2Os comprise entre 23 et 37% en poids par rapport au poids de l'acide de production.

Il est apparu de manière surprenante que fixer une valeur consigne de teneur en matières solides de la pulpe à une valeur prédéterminée comprise dans la plage de 20 à 45% en poids de matière solide par rapport au poids de la pulpe permettait d'avoir une filtration optimale du sulfaie de calcium, formant à plus de 90%, de préférence à plus de 95% la matière solide, et d'avoir une suspension aisément pompable par des équipements conventionnels tels que ceux typiquement présents dans les installations des procédés classiques.

Avantageusement, cette valeur prédéterminée permet d'obtenir un espacement idéal entre les cristaux d'une part pour favoriser leur croissance, et ainsi d'obtenir une taille de cristaux qui présente une filtrabilité améliorée, mais aussi pour éviter le colmatage des toiles de filtration trop rapidement.

En effet, il a été identifié selon la présente invention que pour atteindre la quantité de matière solide dans la pulpe et pour réduire la consommation en eau à son minimum requis, il était avantageux de retourner l’eau alimentée enrichie en P2Os après lavage du gâteau de filtration et de supplémenter l’eau alimentée enrichie en P2Os avec l'acide phosphorique de production contenant de 23 à 37 % de P2Os en poids par rapport au poids de l'acide de production, récupéré à l'étape de filtration et d'en retourner une quantité majoritaire directement dans l'eau alimentée enrichie en P2Os pour former une fraction rassemblée qui est alimentée à l'étape d'obtention de la pulpe. La quantité majoritaire définie par D2/D1 est donc inférieure à 1, de préférence inférieure ou égale à 0,92 ; avantageusement inférieure ou égale à 0,90; de préférence inférieure ou égale à 0,80, de préférence inférieure ou égale à 0,70, de préférence inférieure ou égale à 0,65, de préférence inférieure ou égale à 0,60.

Selon la présente invention, l'eau est alimentée en quantité telle qu'elle apporte l'eau nécessaire à la formation du sulfate de calcium dihydraté dans la pulpe et pour obtenir la concentration en P2Os dans la phase liquide de la pulpe. Au moins une partie de l'eau est alimentée au dispositif de filtration durant l'étape de de séparation et permet ainsi de laver le gâteau de filtration pour en récupérer le P2Os. Il est entendu au sens de l'invention que toute l'eau alimentée peut être alimentée au dispositif de filtration ou seulement une partie, d'autres ajouts d'eau pouvant être effectué à d'autre(s) étape(s) du procédé selon la présente invention. Comme on peut le constater, la partie de l’eau alimentée au dispositif de filtration, pendant la séparation est alimentée en pratique à contre-courant.

Grâce à cette quantité d'acide phosphorique de production qui retourne dans la pulpe, la pulpe formée est d'une phase aqueuse d'acide sulfurique et d'acide phosphorique qui contient la quantité d'eau requise pour former la phase cristalline dihydratée du sulfate de calcium et pour maintenir la concentration souhaitée en P:Os. En effet, la pulpe est additivée par de l'acide de production présentant déjà la teneur souhaitée en P2Os puisqu'il s'agit d'acide de production, ce qui limite l'apport d'eau inutile et les étapes éventuelles de concentration ultérieure. L'acide phosphorique de production, utilisé pour diluer la pulpe et diminuer le taux de matière solide de la pulpe, est ainsi introduit en quantité non négligeable puisqu'une majorité d'acide de production est renvoyé par rapport à la quantité d'acide phosphorique collectée pour atteindre la teneur prédéterminée T en matière solide et afin de ne pas diminuer la concentration en P2O: comprise entre 23 et 37% en poids de

P2Os dans la phase liquide de la pulpe.

Avantageusement, dans le procédé selon la présente invention, ladite source phosphatée contient majoritairement du phosphate calcique.

Avantageusement le phosphate calcique est sous forme d'apatite (et de ses dérivés comme la fluoro-apatite, la chloro-apatite, l’'hydroxy- apatite et toutes les combinaisons de ces phases, vu la nature rocheuse de la source phosphatée dans cet exemple) ou de phosphate tri-calcique, de phosphate dicalcique, de phosphate monocalcique ou encore sous forme de whitlockite ou de leurs mélanges, c'est-à-dire que toutes ces formes de phosphate calcique peuvent co-exister dans une source.

En particulier, ladite source de phosphate contient plus de 10% en poids de calcium exprimé sous forme de CaO équivalent, de préférence plus de 20%, de préférence plus de 30%, de préférence plus de 35%.

Avantageusement, ladite source phosphatée est choisie dans le groupe contenant : o du minerai et/ou de la roche de phosphate, éventuellement sous forme de suspension (dans l'eau, dans une solution aqueuse ou encore dans un solvant), o les résidus d'enrichissement comprenant un ou plusieurs résidus de phosphate et des boues résiduaires de phosphate (« slime »), o sels de phosphate choisis dans le groupe du phosphate de calcium, des sels calciques doubles ou de leurs mélanges, o les cendres, de préférence les cendres d'os o leurs mélanges

Selon un mode de réalisation particulier de l'invention, la dite source phosphatée peut être mélangée à de l'eau (résiduaire ou non), afin d'être pré-pulpée et mise en suspension afin de faciliter le transport de la dite source. Dans ce cas, la suspension a de préférence une teneur en matières solides de 5 à 80 % en poids, de préférence de 10 à 70 % en poids, plus préférentiellement d'au moins 20, d’au moins 30, d’autre moins 40 % en poids par rapport au poids total de ladite suspension. On peut choisir également de travailler à une teneur en matière solide comprise entre 50 et 80%, voire plus particulièrement entre 60 et 70% en poids par rapport au poids total de la suspension.

Avantageusement, dans le procédé selon la présente invention, ledit acide sulfurique présente une concentration en H2SO4 comprise entre 40 et 99 % en poids d’H2SO4 par rapport au poids d'acide sulfurique, de préférence entre 45 et 98.5%, de préférence entre 50 en 98% de H:SO4 par rapport au poids d'acide sulfurique.

Avantageusement, dans le procédé selon la présente invention, ledit acide sulfurique peut être un acide sulfurique récupéré d'autres industries (préférentiellement des industries métallurgiques, pharmaceutiques, ...) et contenant des impuretés de types organiques, métalliques, du P2Os, du NOs, des chlorures, …

L'acide sulfurique est typiquement alimenté de manière à obtenir un léger excès par rapport aux conditions stœchiométriques requises par l'attaque, de telle manière que l'on obtienne dans la phase liquide de la pulpe une concentration en SO: libre comprise entre 0,5 et 3%.

Dans un mode de réalisation avantageux du procédé selon la présente invention, le gâteau de filtration est formé majoritairement de sulfate de calcium dihydraté, plus particulièrement de plus de 90% de sulfate de

IO calcium dihydraté, plus particulièrement de plus de 95% en poids par rapport au poids du gâteau de filtration.

Dans ce cas, le SO: libre dans la phase liquide est généralement compris entre 1 et 2,5%, plus particulièrement entre 1,5 et 2%, en poids par rapport au poids de la phase liquide de la pulpe.

Aussi, la concentration en P2Os libre dans la phase liquide de la pulpe est typiquement comprise entre 23 et 33%, plus particulièrement entre 26 et 30% en poids par rapport au poids de la phase liquide de la pulpe.

De manière similairement avantageuse, la concentration en P2Os libre dans l'acide de production est typiquement comprise entre 23 et 33%, plus particulièrement entre 26 et 30% en poids par rapport au poids de l'acide phosphorique de production. Bien entendu, en fonction de l'efficacité du système de filtration, et de l'apport d’eau, il est parfois observé une légère dilution du P2Os, telle que la concentration en P2Os dans l'acide de production peut être comprise entre 21% et 32,5%, plus particulièrement entre 22,5 et 30%, plus particulièrement encore entre 24 et 29,5%, ou encore entre 25,5 et 28% en poids, par rapport au poids de l'acide phosphorique de production.

De préférence, le gâteau issu de la filtration contiendra entre 0.5 et 2% en poids de P2Os total par rapport au poids du gâteau, préférentiellement entre 0.75 et 1.75% ; préférentiellement entre 1 et 1.5%.

Avantageusement, dans le procédé selon la présente invention, un échantillon de pulpe est prélevé à intervalle régulier, comme par exemple toutes les heures ou toutes les deux heures, et ledit échantillon de pulpe est soumis aux étapes suivantes : une mesure de la densité et de la température de la pulpe de l'échantillon, une filtration afin de collecter une phase liquide acide, une mesure de la densité et de la température de la phase liquide acide, et une détermination de la quantité de matière solide dans la pulpe par comparaison entre la densité de la pulpe et la densité de l'acide extrapolée à la température de la pulpe. De cette manière, la teneur en matière solide est mesurée régulièrement dans la pulpe afin de pouvoir identifier tout écart par rapport aux conditions fixées par le retour de la quantité majoritaire d'acide phosphorique de production.

Dans une forme de réalisation particulière, le débit d'acide phosphorique de production renvoyé dans ladite eau alimentée et enrichie en

P2Os est augmenté si la teneur en matière solide de l'échantillon est supérieure à la valeur T et dans lequel le débit d'acide phosphorique de production renvoyé dans ladite eau alimentée et enrichie en P2Os est réduit si la teneur en matière solide de l'échantillon est inférieure à la valeur T.

De préférence, la proportion des débits D2/D1 est inférieure ou égale à 0,55, de préférence supérieure ou égale à 0,20, de préférence supérieure ou égale à 0,30, plus particulièrement supérieure ou égale à 0,35, encore plus particulièrement supérieure ou égale à 0,40.

Dans un mode de réalisation de la présente invention, ladite pulpe présente une température prédéterminée 1°C fixée à une valeur comprise entre 60°C et 87°C + 2°C, plus particulièrement entre 72°C et 86°C + 2°C, plus particulièrement entre 74 et 85°C + 2°C.

Selon la présente invention, la température dans la pulpe dépendra de nombreux facteurs comme par exemple de la nature de la source phosphatée. Lorsque la source phosphatée est une roche de phosphate calcique, on travaille typiquement avec une température dans la pulpe comprise entre 74 et 87°C + 2°C. Si la source phosphatée est un phosphate di-

calcique (DCP), on travaillera avec des températures de 60 à 75°C_+_2°C, comme par exemple entre 70 et 75°C + 2°C.

Dans encore un autre mode de réalisation de la présente invention, dans lequel ledit traitement en voie humide de ladite source phosphatée comprend les étapes d'alimentation de ladite source phosphatée et une alimentation d'acide sulfurique, une réaction de l'acide sulfurique et de la source phosphatée formant ladite pulpe contenant de l'acide phosphorique et du sulfate de calcium, ladite pulpe circulant dans la zone de traitement au moyen d'un circuit de recirculation dans lequel se trouve Un refroidisseur éclair (aussi appelé refroidisseur sous vide) et une pompe, ladite pulpe étant alimentée au refroidisseur éclair par pompage à un débit A par ladite pompe qui force l'entrée de la pulpe dans une entrée du refroidisseur éclair comportant une sonde de température et la sortie dans une sortie du refroidisseur éclair comportant également une sonde de température, ledit débit A de la pompe étant ajusté de telle manière que la différence entre la température 11°C mesurée par la sonde de température à l'entrée du refroidisseur éclair et la température 12°C mesurée à la sortie du refroidisseur éclair soit inférieure ou égale à 5+ 4.5°C, de préférence, inférieure ou égale à 4+ 3.5°C, de préférence, inférieure ou égale à 3 + 2.5°C, plus particulièrement inférieure ou égale à 2 + 1.5°C.

Au sens de la présente invention, les termes «ledit débit A de la pompe étant ajusté de telle manière que la différence entre la température 11°C mesurée par la sonde de température à l'entrée du refroidisseur éclair » signifie que l’on ajuste le débit A soit par dimensionnement de l'équipement, soit en en — agissant sur le débit ».

Dans un mode de réalisation préféré de la présente invention, dans le procédé suivant la présente invention, ladite au moins une partie d'eau alimentée au dispositif de filtration est alimentée dans une partie avale du dispositif de filtration afin d'effectuer un lavage avant décharge du gâteau de filtration et de collecter une ladite eau alimentée enrichie en P2Os.

De préférence, ladite au moins une partie d'eau alimentant le dispositif de filtration est choisie parmi de l'eau de ville, de rivière, de lac, de puits, de bassin de décantation (pond), des eaux résiduaires issues de l'industrie phosphatière ou de leurs mélanges. De préférence, ladite au moins une partie d'eau alimentant le dispositif de filtration peut contenir des ions tels que des fluorures et/ou du P2Os et/ou des sulfates.

Plus particulièrement, dans le procédé de production d'acide phosphorique et de sulfate de calcium selon la présente invention, ledit acide phosphorique de production est extrait du dispositif de filtration dans une partie amont du dispositif de filtration.

Dans un mode particulier de réalisation de la présente invention, ladite eau alimentée, enrichie en P2Os est introduite dans une partie en amont de la partie avale du dispositif de filtration avant d'être retournée à ladite pulpe pour effectuer un ou plusieurs lavages préliminaires du gâteau de filtration, comme par exemple |, 2, 3, 4 ou encore 5 lavages préliminaires du gâteau de filtration.

Dans un mode particulier de réalisation de la présente invention, ladite eau alimentée, enrichie en P2Os est introduite au moins une fois dans une partie en amont de la partie avale du dispositif de filtration avant d'être retournée à ladite pulpe pour effectuer au moins un lavage préliminaire du gâteau de filtration.

Dans un mode particulier de réalisation de la présente invention, ladite eau alimentée, enrichie en P2Os est introduite une première fois (« second secteur de lavage ») dans une partie en amont de la partie avale du dispositif de filtration avant d'être introduite une seconde fois dans une partie plus en amont du «second secteur de lavage » avant d'être retournée à ladite pulpe pour effectuer deux lavages préliminaires du gâteau de filtration. Le gâteau sera dès lors lavé 3 fois.

Plus particulièrement, selon la présente invention, la proportion ou le ratio entre le débit de l'acide phosphorique de production renvoyé D3 et le débit D2 est compris(e) entre 1,1 et 2, plus particulièrement entre 1,4 et 1,6.

Dans encore un autre mode de réalisation de la présente invention, ladite étape de traitement en voie humide comprend une digestion durant laquelle ladite pulpe est transférée dans un digesteur avant l'étape de séparation.

De manière préférentielle, cette étape de séparation est effectuée sous vide.

De manière préférentielle, le temps de séjour de l'étape de traitement en voie humide de ladite source phosphatée est compris entre 220 et 450 minutes, plus particulièrement entre 230 et 400 minutes, de préférence entre 240 et 360 minutes.

Ce temps de séjour est typiquement dépendant de la nature de la source phosphatée. Par exemple, dans le cas d'une roche phosphatée de phosphate de calcium (de type apatite, ou tri calcique), le temps de séjour varie entre 180 et 300 minutes. SI la source de phosphate est un phosphate di- calcique, le temps de séjour varie entre 60 et 150 minutes.

De manière préférentielle, le temps de séjour de l'étape de traitement en voie humide de ladite source phosphatée et la filtration est compris entre 220 et 450 minutes, plus particulièrement entre 230 et 400 minutes, de préférence entre 240 et 360 minutes.

Dans une variante de la présente invention, dans le procédé selon la présente invention, le traîtement en voie humide comprend une étape de conversion où la pulpe contenant des cristaux de sulfate de calcium dihydraté en suspension est alimentée à une étape de conversion comprenant en outre: - Une alimentation d'acide sulfurique ; - Un traitement thermique, préférentiellement pour élever la température de la pulpe jusqu'à une température comprise entre 97 et 105 °C (+ 2°C), de préférence entre 98 et 102°C (+ 2°C); - Une conversion de cristaux de sulfate de calcium dihydraté en sulfate de calcium hémihydraté formant une pulpe de cristaux de sulfate de calcium hémihydraté dans une phase aqueuse acide ; dans lequel la pulpe de cristaux de sulfate de calcium hémihydraté qui a une teneur P:Os préférentielement comprise entre 28 et 36% P2Os, plus particulièrement entre 30 et 34% P2Os est ensuite envoyée à la séparation par filtration sur ledit dispositif de filtration où le gâteau de filtration de sulfate de calcium formé est (majoritairement) un gâteau de sulfate de calcium hémihydraté.

De préférence, ce gâteau formé a une teneur en P2Os comprise entre 0,5 et 20 %, plus particulièrement inférieur à 1% en poids par rapport au poids total du gâteau

Dans ce cas, la concentration en SO: libre dans la phase liquide de la pulpe avant conversion est généralement compris entre 0,5 et 1%, plus particulièrement entre 0,6 et 0,9%, encore plus particulièrement entre 0,65 et 0,85 %en poids par rapport au poids de la phase liquide de la pulpe. Après conversion, la concentration en SO: libre dans la phase liquide de la pulpe est généralement compris entre 3 et 5%, plus particulièrement entre 3,2 et 4,5%, encore plus particulièrement entre 3,5 et 4 %en poids par rapport au poids de la phase liquide de la pulpe après conversion.

Aussi, le P2Os libre dans la phase liquide de la pulpe avant conversion est typiquement comprise entre 27 et 34%, voire entre 28 et 40%, plus particulièrement entre 30 et 36% , encore plus particulièrement entre 32 « 34% en poids par rapport au poids de la phase liquide de la pulpe.

Avantageusement, la pulpe de sulfate de calcium dihydraté a préférentiellement une teneur en P2O:s libre comprise entre 28 et 38% P2Os, plus particulièrement entre 30 et 36% P2Os, voire entre 32 et 36% en poids par rapport au poids total de la pulpe.

Dans les conditions susmentionnées, typiquement le traitement de la source phosphatée est effectué à une température de pulpe comprise entre 76et85°C + 2°C. De même, le temps de séjour du traitement en voie humide est compris entre 225 et 360 minutes.

D'autres formes de réalisation du procédé suivant l'invention sont indiquées dans les revendications annexées.

D'autres caractéristiques, details et avantages de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après, à titre non limitatif et en faisant reference aux dessins et aux exemples.

Dans les dessins, la figure 1 est une vue schématique représentant une installation dans laquelle le procédé selon la présente invention est mis en œuvre.

La figure 2 est une vue schématique d'une variante de la figure 1

IO dans laquelle un refroidisseur éclair est présent ainsi qu'un digesteur de maturation des cristaux de sulfate de calcium

La figure 3 est une vue schématique d'une variante de la figure 1 dans laquelle la source phosphatée introduite est pré-pulpée, où les cristaux de sulfate de calcium sont maturés dans un digesteur et où deux lavages sont effectués.

La figure 4 est une vue schématique d'une variante de la figure 3 dans laquelle un refroidisseur éclair est présent ainsi qu’un digesteur de maturation des cristaux de sulfate de calcium.

La figure 5 illustre un procédé selon la présente invention, dans lequel le sulfate de calcium est introduit dans une cuve de conversion.

La figure 6 illustre une variante de la figure 5 dans laquelle un refroidissement éclair est effectué.

La figure 7 illustre une variante de la figure 6, dans laquelle la source phosphatée introduite est pré-pulpée.

Sur les figures, les éléments identiques ou analogues portent les mêmes références, les systèmes de pompages, de vannes, … ne sont généralement pas représentés. Seules les connections fluidiques sont mises en avant.

Le procédé selon la présente invention permet la production d'acide phosphorique et de sulfate de calcium. Comme on peut le voir à la figure 1, le procédé comprend tout d'abord une étape dans laquelle un acide sulfurique ou un mélange acide contenant de l'acide sulfurique et de l'acide phosphorique est alimentée via un conduit d'alimentation 1 et dans lequel une source de phosphate est alimentée via un conduit d'alimentation 2, de préférence en continu dans une cuve d'attaque 4, ce qui forme une pulpe 3.

Par les termes sources de phosphate au sens de la présente invention, on entend les roches phosphatées, ou les cendres provenant de

IO l'incinération d'os.

La pulpe 3 contient au moins des cristaux de sulfate de calcium dihydraté en suspension dans une phase aqueuse acide. On appelle ce traitement de la source de phosphate le traitement en voie humide de la source phosphatée à l'acide (sulfurique, éventuellement en combinaison avec de l'acide phosphorique). Le temps de séjour de l'étape de traitement en voie humide de ladite source phosphatée est compris entre 220 et 450 minutes, plus particulièrement entre 230 et 400 minutes, de préférence entre 240 et 360 minutes.

La pulpe contient également de l'acide phosphorique suite à la reaction ci-dessous (I), typiquement à une concentration en P:Os5 comprise entre 23 et 37% et contenant de 1,5 à 3 % SO: libre, résultant du léger excès en acide sulfurique par rapport à la quantité de source phosphatée introduite en 2.

La pulpe 3 est ensuite soumise à une séparation par filtration sur un dispositif de filtration 5. La filtration donne lieu à la séparation d'une part de l'acide phosphorique de production 10 qui présente la concentration en P2Os comprise entre 23 et 37% et d'autre part à un gâteau de filtration de sulfate de calcium qui peut ensuite être récupéré via la sortie 7. Le débit d'acide phosphorique de production 10 présente un débit DI d'acide phosphorique de production en sortie de dispositif de filtration 5.

Caz(PO4)2 + 3 H2SO4 + 6 H2O > 3 CaSO4.2H20 + 2 H3PO4 (I)

De plus, dans la forme de réalisation illustrée, et dans les conditions susmentionnées, la pulpe présente une température prédéterminée T°C fixée à une valeur comprise entre 60°C et 87°C, plus particulièrement entre 76°C et 85°C.

Ainsi du sulfate de calcium dihydraté est produit qui formera majoritairement le gâteau de filtration. La température T°C est maintenue par un système de refroidissement vu que la réaction d'attaque de la source phosphatée par de l'acide est une réaction exothermique. Le contrôle de la température permet d'assurer que la phase cristalline du sulfate de calcium dihydrate obtenue soit relativement stable.

De la réaction (I), on constate que de l’eau doit être ajoutée pour former du sulfate de calcium dihydraté, mais également pour former l'acide phosphorique de production à la concentration souhaitée. Le procédé selon la présente invention tel qu'illustré à la figure 1 comprend ainsi une alimentation en eau 6 qui est effectuée au niveau du dispositif de filtration. L'eau est donc alimentée en quantité suffisante pour apporter l'eau nécessaire à la formation dudit sulfate de calcium dihydraté et pour maintenir ladite concentration en

P2Os dans ladite pulpe.

L'eau alimentée au dispositif de filtration passe ainsi au travers du gâteau de filtration pour laver la phase solide qui se trouve sur le filtre, plus particulièrement sur la toile filtrante lorsqu'elle est présente. Ainsi, la partie du phosphore qui est présente dans le gâteau et qui est soluble dans l’eau est collectée par l'eau alimentée qui s'enrichi en P2Os. L'eau enrichie en P2Os, peut également être appelée une phase aqueuse acide, est collectée au niveau du dispositif aval de filtration 5 et est ensuite renvoyée à la cuve d'attaque 4, à l'étape d'obtention de la pulpe 3 via le conduit de collecte 8.

Comme on peut le constater, l'eau est alimentée dans une partie avale du dispositif de filtration 5 et l'eau enrichie en P2Os est également collectée via le conduit 8, positionné en aval de la position à laquelle l'acide phosphorique de production 10 est collecté.

L'acide phosphorique de production requis pour la production souhaitée est extrait via le conduit 9 à un débit prédéterminé d'acide phosphorique de production collecté D2.

L'eau alimentée au dispositif de filtration 5 et ensuite enrichie en

PzOs par passage au travers du gâteau de filtration et qui retourne à l'étape d'obtention de la pulpe est supplémentée d'unrenvoi d'une quantité majoritaire de l’acide phosphorique de production via le conduit 11, à un débit

D3, à l'étape d'obtention de la pulpe 3, dans la cuve d'attaque. Ce retour est avantageusement effectué en amont de l'alimentation de la source de

IO phosphate 1 afin d'éviter ainsi une attaque trop agressive de la source de phosphate par l'acide sulfurique alimenté via le conduit 2. L'acide sulfurique est d'ailleurs principalement alimenté en aval de la source phosphatée, pour la même raison.

Selon la présente invention telle qu'illusirée à la figure 1, la proportion du débit prédéterminé dudit acide phosphorique de production collecté D2 par rapport au débit d'acide phosphorique de production en sortie de dispositif de filtration D1 (D2/D1) est inférieure à 1, de préférence inférieure ou égale à 0,9, plus particulièrement inférieure ou égale à 0,7, encore plus particulièrement inférieure ou égale à 0,65, puisqu'une quantité majoritaire de l'acide phosphorique de production est renvoyé à la cuve d'attaque.

Plus particulièrement, la proportion des débits D2/D1 est inférieure ou égale à 0,55, de préférence supérieure ou égale à 0,30, plus particulièrement supérieure ou égale à 0,35, encore plus particulièrement supérieure ou égale à 0,40.

Encore plus particulièrement la proportion entre le débit de l'acide phosphorique de production renvoyé D3 et le débit D2 (D3/D2) est comprise entre entre 1.1 et 2, plus particulièrement entre 1.4 et 1.6.

L'eau alimentée enrichie en P2Os retournée via le conduit 8 et supplémentée dudit renvoi d'une quantité majoritaire de l'acide phosphorique de production via le conduit 11 forment ensemble une fraction rassemblée dans le conduit d'alimentation 13. La fraction rassemblée est alimentée à l'étape d'obtention de ladite pulpe de manière à obtenir une valeur consigne de teneur en matière solide de la pulpe à une teneur prédéterminée T comprise entre 20 et 45% en poids de matière solide par rapport au poids total de la pulpe, plus particulièrement entre 30 et 37% en poids de matière solide par rapport au poids total de la pulpe, de préférence entre 32 et 35 % en poids de matière solide par rapport au poids total de la pulpe. La valeur consigne de teneur en matière solide est déterminée dans la plage susdite en tenant compte également des dimensions des éléments de l'installation. Cette valeur consigne peut donc être de 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, ou 45 % en poids de matière solide par rapport au poids total de la pulpe ainsi que toute valeur intermédiaire. De manière avantageuse, la valeur consigne fixée peut être de 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37 +2 % en poids de matière solide par rapport au poids total de la pulpe ainsi que toute valeur intermédiaire.

Encore plus particulièrement, la valeur consigne peut être fixée à 32, 33, 34 ou 352% en poids de matière solide par rapport au poids total de la pulpe ainsi que toute valeur intermédiaire.

La valeur consigne ainsi choisie dans les plages susdites permet d'avoir une filtration optimale du sulfate de calcium dihydraté, formant à plus de 90% la matière solide. En effet dans cette plage, la suspension est aisément pompable par des équipements conventionnels tels que ceux typiquement présents dans les installations des procédés classiques, mais surtout que cetie valeur prédéterminée permet d'obtenir un espacement idéal entre les cristaux d'une part pour favoriser leur croissance, et ainsi d'obtenir une taille de cristaux qui présente une filtrabilité améliorée, mais aussi pour éviter le colmatage des toiles de filtration trop rapidement.

Il est à noter que dans la forme de réalisation illustrée, la cuve d'attaque est schématisée en un seul compartiment. Bien entendu, la cuve d'attaque peut comprendre plusieurs compartiments qui communiquent entre eux ou peut être formée de plusieurs cuves distinctes, en communication — fluidique. Lorsque plusieurs cuves distinctes sont présentes, les alimentations en source phosphatée 1, en acide sulfurique 2 et en eau enrichie en P2Os ne sont pas nécessairement réalisées dans la même cuve. Selon les conditions d'attaque, il est même avantageux d'alimenter les différentes phases dans des réacteurs séparés.

Dans le procédé selon la présente invention, avantageusement, un échantillon de pulpe est prélevé à intervalle régulier, comme par exemple toutes les heures ou toutes les deux heures. L'échantillon de pulpe est soumis aux étapes suivantes : - une mesure de la densité et de la température de la pulpe de l'échantillon (de préférence avec un hydromètre). - Une filtration afin de collecter une phase liquide acide, - une mesure de la densité (de préférence par pesée) et de la température de la phase liquide acide, et - une détermination de la quantité de matière solide dans la pulpe par comparaison entre la densité de la pulpe et la densité de l'acide extrapolée à la température de la pulpe.

Pour maintenir ou ajuster la teneur en matière solide dans la pulpe 3, le débit d'acide phosphorique de production renvoyé dans ladite eau alimentée et enrichie en P2Os est alors augmenté au moyen de la vanne 12 si la teneur en matière solide de l'échantillon est supérieure à la valeur T.

Alternativement, le débit d'acide phosphorique de production renvoyé dans ladite eau alimentée et enrichie en P2Os est réduit si la teneur en matière solide de l'échantillon est inférieure à la valeur T au moyen de la même vanne 12, ce qui permet de maintenir la qualité et la quantité de cristaux de sulfate de calcium dihydraté.

La figure 2 illustre une variante du procédé illustré à la figure 1, mais où l'installation de production comprend en plus des étapes et éléments de la figure 1 un refroidisseur éclair 14 qui permet de maintenir la température de la pulpe 3 dans la plage susdite. Dans la forme de réalisation de la figure 2, la pulpe 3 est maintenue en circulation dans la zone de traitement (cuve d'attaque 4) au moyen d'un circuit de recirculation dans lequel se trouve Un refroidisseur éclair 14 et une pompe (non illustrée). La pompe est avantageusement prévue au niveau d'une jambe barométrique 15 ou 16 du refroidisseur éclair 14. La pulpe

14 est alimentée au refroidisseur éclair par pompage à un débit A par ladite pompe qui force l'entrée de la pulpe dans une entrée du refroidisseur éclair 15.

L'entrée 15 et la sortie 16 du refroidisseur éclair 14 comportent une sonde de température. Le débit A de la pompe est choisi de telle manière que la différence entre la température 11°C mesurée par la sonde de température à l'entrée 15 du refroidisseur éclair 14 et la température 12°C mesurée à la sortie 16 du refroidisseur éclair 14 soit inférieure ou égale à 4°C, de préférence, inférieure ou égale à 3°C, plus particulièrement inférieure ou égale à 2°C. La chaleur ainsi collectée est évacuée par le conduit de sortie 17.

Dans la forme de réalisation illustrée à la figure 2, la pulpe 3 est transférée dans un digesteur 18 avant l'étape de séparation afin de permettre la maturation des cristaux de sulfate de calcium et encore améliorer la filtration.

Il est entendu que dans la forme de réalisation de la figure 2, la présence d'un refroidisseur éclair est présentée simultanément à la présence d'un digesteur.

Bien entendu, le procédé selon la présente invention peut comporter comme moyen de contrôle de la température dans la pulpe un refroidisseur éclair sans que l'étape de maturation des cristaux soit présente ou alternativement une étape de maturation des cristaux dans un digesteur avec un autre moyen de contrôle de la température.

La figure 3 illustre une variante du procédé illustré à la figure 1, mais où l'installation de production comprend en plus des étapes et éléments de la figure 1, un lavage préliminaire du gâteau de filtration. En effet, l’eau alimentée, enrichie en P2O: lors du passage au travers du gâteau de filtration dans la partie avale du dispositif de filtration 5 est introduite en amont de la partie avale du — dispositif de filtration 5 avant d'être retournée à ladite pulpe 3. Par conséquent, comme l'eau circule à contre-courant du gâteau produit, le gâteau de filtration est d'abord lavé par l'eau préalablement enrichie en P2Os avant d'être lavé par l'eau alimentée via le conduit 6.

De plus, comme dans la forme de réalisation de la figure 2, la pulpe 3 est transférée dans un digesteur 18 avant l'étape de séparation afin de permettre la maturation des cristaux de sulfate de calcium et encore améliorer la filtration.

Enfin, dans cette forme de réalisation de la figure 3, la source phosphatée est préalablement mise en suspension par de l'eau dans une cuve 19. Dans un tel cas, la quantité d'eau suffisante alimentée au dispositif de fitration est diminuée de la quantité d'eau suffisante théorique pour tenir compte de la quantité d'eau amenée par le pré-pulpage de la source phosphatée afin de maintenir la concentration en P2Os de l'acide phosphorique et la quantité de matière solide souhaitée dans la cuve d'attaque comprise dans la plage de 20 à 45% en poids par rapport au poids de la pulpe 3.

Il est entendu que dans la forme de réalisation de la figure 3, un lavage préliminaire est présenté simultanément à la réalisation d'une étape de maturation et d'une étape de pré-pulpage. Bien entendu, un lavage préliminaire et/ou une étape de maturation et/ou une étape de pré-pulpage peuvent être mise en œuvre ou non selon la qualité de la source phosphatée utilisée. Ainsi on peut avoir un procédé selon l'invention qui comprend un lavage préliminaire du gâteau de filtration et une étape de maturation des cristaux, sans pré-pulpage de la source phosphatée ou avec un pré-pulpage de la source phosphatée. Le procédé selon la présente invention peut également comporter un pré-pulpage de la source phosphatée et une maturation des cristaux de sulfate de calcium dihydraté avec ou sans lavage préliminaire. Le procédé selon la présente invention peut également comporter un pré-pulpage de la source phosphatée avec un lavage préliminaire du gâteau de filtration avec ou dans maturation des cristaux avant la filtration.

Il est également possible de combiner les formes de réalisation des figures 2 et 3, comme illustré à la figure 4.

La figure 5 illustre un procédé selon la présente invention, dans lequel la pulpe 3 est alimentée à une étape de conversion dans un réacteur de conversion ou une cuve de conversion 22 avant filtration où le sulfate de calcium dinhydraté est converti en sulfate de calcium hemihydraté et à laquelle de l'acide sulfurique 20 est alimenté et de la chaleur 21 est apportée pour effectuer un traitement thermique à une température comprise entre 97 et 105°C + 2°C.

Dans cette forme de réalisation, la pulpe de cristaux de sulfate de calcium hémihydraté dans une phase aqueuse acide est ensuite envoyée à la séparation par filtration sur ledit dispositif de filtration 5 où le gâteau de filtration de sulfate de calcium formé 7 est un gâteau majoritairement constitué de sulfate de calcium hémihydraté.

Bien qu'un lavage préliminaire ait été illustré à la figure 5, il est optionnel. Lorsqu'il est présent, le lavage préliminaire du gâteau de filtration est un lavage préliminaire d'un gâteau de filtration de sulfate de calcium hemihydraté. En effet, l'eau alimentée, enrichie en P2Os lors du passage au travers du gâteau de filtration dans la partie avale du dispositif de filtration 5 est introduite en amont de la partie avale du dispositif de filtration 5 avant d'être retournée à ladite pulpe 3. Par conséquent, comme l'eau circule à contre- courant du gâteau, le gâteau de filtration de sulfate de calcium hémihydraté est d'abord lavé par l'eau préalablement enrichie en P2Os avant d'être lavé par l'eau alimentée via le conduit 6. De plus, comme généralement la conversion du sulfate de calcium dihydraté en sulfate de calcium hémihydraté passe par une dissolution et une recristallisation qui libère également du P2Os qui était co- cristallisé avec le sulfate de calcium dihydraté, la teneur en P2Os dans le gâteau est réduite.

La figure 6 illustre une variante du procédé illustré à la figure 5, mais où l'installation de production comprend en plus des étapes et éléments de la figure 5 un refroidisseur éclair 14 qui permet de maintenir la température de la pulpe 3 dans la plage susdite.

Dans la forme de réalisation de la figure 6, la pulpe 3 est maintenue en circulation dans la zone de traitement (cuve d'attaque 4) au moyen d'un circuit de recirculation dans lequel se trouve un refroidisseur éclair 14 et une pompe (non illustrée). La pompe est avantageusement prévue au niveau d'une jambe barométrique 15 ou 16 du refroidisseur éclair 14. La pulpe 14 est alimentée au refroidisseur éclair par pompage à un débit A par ladite pompe qui force l'entrée de la pulpe dans une entrée du refroidisseur éclair 15. L'entrée 15 et la sortie 16 du refroidisseur éclair 14 comportent une sonde de température. Le débit A de la pompe est choisi de telle manière que la différence entre la température 11°C mesurée par la sonde de température à l'entrée 15 du refroidisseur éclair 14 et la température 12°C mesurée à la sortie 16 du refroidisseur éclair 14 soit inférieure ou égale à 5 + 4.5°C, de préférence, inférieure ou égale à 4 + 3.5°C, plus particulièrement inférieure ou égale à 3+ 2.5°C. La chaleur ainsi collectée est évacuée par le conduit de sortie 17.

La figure 7 illustre une variante du procédé illustré à la figure 6, mais oÙ la source phosphatée est préalablement pulpée par de l'eau dans une cuve 19. Dans un tel cas, la quantité d'eau suffisante alimentée au dispositif de fitration est diminuée de la quantité d'eau suffisante théorique pour tenir

IO compte de la quantité d'eau amenée par le pré-pulpage de la source phosphatée afin de maintenir la quantité de matière solide souhaitée dans la cuve d'attaque comprise dans la plage de 20 à 45% en poids par rapport au poids de la pulpe 3.

Il est bien entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux formes de réalisations décrites ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées

Claims (13)

REVENDICATIONS BE2023/6035

1. Procédé de production d'acide phosphorique comprenant : - une obtention d'une pulpe contenant au moins des cristaux de sulfate de calcium dihydraté en suspension dans une phase aqueuse acide au cours du traitement en voie humide d'une source phosphatée à l'acide sulfurique, éventuellement en combinaison avec de l'acide phosphorique, pour produire un acide phosphorique de production, ladite pulpe comprenant une phase liquide présentant une concentration en P2Os comprise entre 23 et 37% en poids par rapport au poids de la phase liquide de la pulpe et une concentration en IO SO: libre comprise entre 0,5 à 3 % en poids par rapport au poids de la phase liquide de la pulpe, dans laquelle ledit calcium dihydraté est en suspension, - Une séparation par filtration sur Un dispositif de filtration de ladite pulpe pour obtenir ledit acide phosphorique de production présentent la concentration en P2Os comprise entre 23 et 37% en poids par rapport au poids de l'acide phosphorique de production, lequel présente un débit DI d'acide phosphorique de production en sortie de dispositif de filtration, et un gâteau de filtration de sulfate de calcium, - Une alimentation en eau, dont au moins une partie est réalisée au dispositif de fitration, en quantité nécessaire pour apporter l’eau requise pour la formation — dudit sulfate de calcium dihydraté et pour obtenir ladite concentration en P2Os dans ladite pulpe, ladite eau alimentée au dispositif de filtration étant enrichie en P2Os par passage au travers du gâteau de filtration avant d'être retournée à l'étape d'obtention de la pulpe, - Une collecte dudit acide phosphorique de production à un débit prédéterminé d'acide phosphorique de production collecté D2, caractérisé en ce que ladite eau alimentée enrichie en P2Osretournée à l'étape d'obtention de la pulpe est supplémentée d'unrenvoi d'une quantité majoritaire de l'acide phosphorique de production à l'étape d'obtention de ladite pulpe contenant au moins des cristaux de sulfate de calcium dihydraté de telle manière que la proportion du débit prédéterminé dudit acide phosphorique de production collecté D2 par rapport au débit d'acide phosphorique de production en sortie de dispositif de filtration D1 soit inférieure à 1, de préférence inférieure ou égale à 0,9, plus particulièrement inférieure ou égale à 0,7, encore plus particulièrement inférieure ou égale à 0,65, ladite eau alimentée enrichie en P:Osretournée supplémentée dudit renvoi d'une quantité majoritaire de l'acide phosphorigue de production formant une fraction rassemblée qui est alimentée à l'étape d'obtention de ladite pulpe de manière à obtenir une valeur consigne de teneur en matière solide de la pulpe à une teneur prédéterminée T comprise entre 20 et 45% en poids de matière solide par rapport au poids total de la pulpe, plus particulièrement entre 30 et 37% en poids de matière solide par rapport au poids total de la pulpe, de préférence entre 32 et 35 % en poids de matière solide par rapport au poids total de la pulpe.

2. Procédé de production d'acide phosphorique selon la revendication 1, dans lequel un échantillon de pulpe est prélevé à intervalle régulier, comme par exemple toutes les heures ou toutes les deux heures, et où, ledit échantillon de pulpe est soumis aux étapes suivantes : une mesure de la densité et de la température de la pulpe de l'échantillon, une filtration afin de collecter une phase liquide acide, une mesure de la densité et de la temperature de la phase liquide acide, et une détermination de la quantité de matière solide dans la pulpe par comparaison entre la densité de la pulpe et la densité de l'acide extrapolée à la température de la pulpe.

3. Procédé de production d'acide phosphorique selon la revendication 2, dans lequel le débit d'acide phosphorique de production renvoyé dans ladite eau alimentée et enrichie en P2Os est augmenté si la teneur en matière solide de l'échantillon est supérieure à la valeur T et dans lequel le débit d'acide phosphorique de production renvoyé dans ladite eau alimentée et enrichie en P2Os est réduit si la teneur en matière solide de l'échantillon est inférieure à la valeur T.

4. Procédé de production d'acide phosphorique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la proportion des débits D2/D1 est inférieure ou égale à 0,55, de préférence supérieure ou égale à 0,30, plus particulièrement supérieure ou égale à 0,35, encore plus particulièrement supérieure ou égale à 0,40.

5. Procédé de production d'acide phosphorique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel une température prédéterminée 1°C fixée à une valeur comprise entre 60°C et 87°C + 2°C, plus particulièrement entre 72°C et 86°C + 2°C, plus particulièrement entre 74 et 85°C + 2°C.

6. Procédé de production d'acide phosphorique selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel ledit traitement en voie humide de ladite source phosphatée comprend les étapes d'alimentation de ladite source phosphatée et une alimentation d'acide sulfurique, une réaction de l'acide sulfurique et de la source phosphatée formant ladite pulpe contenant de l'acide phosphorique et du sulfate de calcium, ladite pulpe circulant dans la zone de traitement au moyen d'un circuit de recirculation dans lequel se trouve un refroidisseur éclair et une pompe, ladite pulpe étant alimentée au refroidisseur éclair par pompage à un débit A par ladite pompe qui force l'entrée de la pulpe dans une entrée du refroidisseur éclair comportant une sonde de température et la sortie dans une sortie du refroidisseur éclair comportant également une sonde de température, ledit débit A de la pompe étant ajusté de telle manière que la différence entre la température 11°C mesurée par la sonde de température à l'entrée du refroidisseur éclair et la température 12°C mesurée à la sortie du refroidisseur éclair soit inférieure ou égale à 5+ 4.5°C, de préférence, inférieure ou égale à 4+ 3.5°C, de préférence, inférieure ou égale à 3 + 2.5°C, plus particulièrement inférieure ou égale à 2 + 1.5°C.

7. Procédé de production d'acide phosphorique selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, ladite eau est alimentée dans une partie avale du dispositif de filtration afin d'effectuer un lavage aval du gâteau de filtration et de collecter une ladite eau alimentée enrichie en P2Os.

8. Procédé de production d'acide phosphorique selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel ledit acide phosphorique de production est extrait du dispositif de filtration dans une partie amont du dispositif de filtration.

9. Procédé de production d'acide phosphorique selon la revendication 7 et/ou la revendication 8, dans lequel ladite au moins une eau alimentée, enrichie en P2Os est introduite dans une partie en amont de la partie avale du dispositif de filtration avant d'être retournée à ladite pulpe pour effectuer un lavage préliminaire du gâteau de filtration.

10. Procédé de production d'acide phosphorique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la proportion entre le débit de l'acide phosphorique de production renvoyé D3 et le débit D2 est comprise entre 1,1 et 2, plus particulièrement entre 1,4 et 1,6.

11. Procédé de production d'acide phosphorique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ladite étape de traitement en voie humide comprend une digestion durant laquelle ladite pulpe est transférée dans un digesteur avant l'étape de séparation.

12. Procédé de production d'acide phosphorique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le temps de séjour de l'étape de traitement en voie humide de ladite source phosphatée est compris entre 220 et 450 minutes, plus particulièrement entre 230 et 400 minutes, de préférence entre 240 et 360 minutes.

13. Procédé de production d'acide phosphorique selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le traitement en voie humide comprend une étape de conversion où la pulpe est alimenté à une étape de conversion comprenant en outre: - Une alimentation d'acide sulfurique ; - Un traiîtement thermique, préférentiellement pour élever la température de la pulpe jusqu'à une température comprise entre 97 et 105 °C (+ 2°C), de préférence entre 98 et 102°C (+ 2°C); - Une conversion de cristaux de sulfate de calcium dihydraté en sulfate de calcium hémihydraté formant une pulpe de cristaux de sulfate de calcium hémihydraté dans une phase aqueuse acide ; dans lequel la pulpe de cristaux de sulfate de calcium hémihydraté qui a une teneur P:Os préférentielement comprise entre 28 et 36% PzOs, plus particulièrement entre 30 et 34% P2Os est ensuite envoyée à la séparation par filtration sur ledit dispositif de filtration où le gâteau de filtration de sulfate de calcium formé est un gâteau de sulfate de calcium hémihydraté.