BE334567A - - Google Patents

Description

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 procédé de fabrication comblée d'engrais phosphates et d'acides
Chlorhydrique ou sulfurique. 



   Dans tous les procédés de fabrication de phosphates déea- grégés solubles au citrate ou dans l'acide citrique, on traite à hautes températures des mélanges de phosphates naturels avec des silicates alcalins   naturels-  (Feldspaths leuciteou phono- litho) additionnés ou non de sels alcalins supplémentaires comme le carbonate ou le sulfate de soude et de carbonate de chaux ainsi que de charbon comme réducteur. 



   Dans tous les cas le but direct ou indirect est de faire agir sur la phosphate naturel un silicate alcalin en vue d'ob- tenir un phosphate alcalino-calcique et un silicate de chaux, 

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 produits assimilables, le premier étant soluble dans les acides organiques. ce mode de procéder exige l'emploi de quantités considé- rables de silicates naturels et de suppléments alcalins qu'il faut chauffer à haute température tout aussi bien que le phos- phate naturel, de plus si on emploie du sulfate de soude il faut ajouter le réducteur charbon d'où nouvelle dépense, en- fin il faut'éliminer tout le soufre sans aucune récupération. 



    Q,u'il   s'agisse d'employer le carbonate de soude ou le sulfate de soude, ce sont des produits chers. 



   Dans la présente invention on ne fait pas usage du carbo- nate de soude, mais seulement du sulfate de soude ou mieux   enco-   re du chlorure de sodium, bien que nous puissions employer aus- si tout autre sulfate alcalin où chlorure alcalin. 



   En employant un sulfate ou un chlorure alcalin notre pro- cédé se base sur   l'hydraulisation   de cea sels par la vapeur d'eau surchauffée avec production d'un grand acide industriel comme l'acide sulfurique ou l'acide chlorhydrique et formation comme sous-produit d'un silicate alcalin en raison de la silice que   Il'on   ajoute au sel alcalin. En général nous employons comme silice des fragments de quartz ou de sables silicieux et comme sels alcalins du chlorure de sodium ou du sulfate de soude, sel ordinaire ou thenardite.

   Cette première phase de notre pro- cédé de fabrication nous donne donc un grand acide industriel soit le chlorhydrique, soit le sulfurique, suivant les formules suivantes: 
 EMI2.1 
 2 (N"01) -t. sic± + H2 0 = NâSi (13 + 2 (HCl) ou bien Na so4 + Si02 + H20 d: NSl 03 + HPSOK et il reste le silicate de soude destiné à désagréger le phos- phate dans la seconde phase de notre procédé et à former le phosphate calcique alcalin et silicate de chaux.

   Comme il con- vient que le silicate   de-chaux   formé soit un orthosilicate, nous 

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 devons en général ajouter au phosphate naturel en supplément de chaux ou carbonate   de'chaux,   nous avons donc: 
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 C3 (PO4")2 + CaCo3 + Nâ$i 03 = 02 fff (PO4-)2 + 02 si 0' + C 02 
Nous utilisons donc le silicate de soude formé au cours de la première phase de notre procédé pour solubiliser le phos- phate naturel et en faire un phosphate alcaline calcique solu- 
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 ble dont tout l'acide pJ:PSph9r1que est solàble dans les acides organiques ou dans le citrate d'ammoniaque. 



   Pour la réalisation de notre procédé de fabrication com- binée, nous pouvons effectuer chacune des deux phases en deux opérations séparées et successives ou bien nous pouvons effec- tuer ces deux phases en une même et unique opération. 



   Nous allons d'abord examiner le cas desdeux phases con- duites déparément, pour cela nous   hydrauli serons   le sel   alca-   lin sulfate ou chlorure, dans un four vertical ou incliné, fixe ou rotatif, en général vertical et rempli de fragments de quartz ou de sables   si li ci eux,   à titre d'exemple nous suppose- rons que ce four de première phase ait la forme d'un cubilot de fonderie ou sorte de haut fourneau, rempli avec les frag- ments de quartz ou le sable silicieux, du haut en bas. ce quartz ou sable est porté à haute température même au rouge, par un moyen de chauffage quelconque, en général Par des brû- leurs de gaz.

   ou charbon pulvérisé, disposés comme des tuyères de vent, mais   ici   soufflant le feu dans la liasse de quattzx ou sable contenu dans le cubilot, le tirage se faisant entre les espaces libres existants entre les fragments ou grains sili- cieux, les gaz étant aspirés en haut par un aspirateur comme dans la récupération des gaz de haut fourneau.

   Un chargeur   avec   fermeture double, comme en usage dans les hauts fourneaux pla- cé en haut sur la sortie des gaz, permet non seulement de re- nouveler le quartz ou sable, mais surtout d'introduire le sel alcalin, chlorure ou sulfate de soude, ce sel alcalin sous 

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 l'action de la chaleur fond et coule entre les espaces libres des fragments de quarts ou sable, pendant qu'un courant de va- peur surchauffée injectée dans le bas, à côté les brûleurs, .monte et croise le courant liquide descendant de sel fondu, la réaction de la première phase se produit, en présence de la silice chauffée au rouge, qui agit comme contact et en même temps comme fixateur de la base alcaline, la vapeur d'eau sur- chauffée décompose le sel alcalin pour former un acide, soit chlorhydrique ou sulfurique,

   suivant que nous aurons employé le chlorure de sodium ou le   @   sulfate de soude comme sel alcalin, pendant que le silicate alcalin, ici le silicate de soude coule entre le   quartz,.en   partie rongé et arrive vers le bas où il est recueilli comme un laitier. 



   Comme chauffage on peut avec avantage employer des brû- leurs à gaz, fonctionnant   au:   gaz, à l'eau ou des brûleurs à combustible liquide, qui donnent du même coup la vapeur d'eau surchauffée nécessaire pour la réalisation de cette première phase de notre procédé. 



   , L'acide formé monte vers le haut, aspiré par les aspira- teurs, passe par la chambre des chargeurs et va-aux appareils de condensation et concentration comme dans les cas connus de fabrication d'acides semblables. 



   La seconde phase de notre procédé peut s'effectuer dans un second four en tout semblable au premier, soit à un cubilot, haut fourneau, ou ici   même a   un four à ciment vertical ou in- cliné, fixe ou rotatif, alimenté cette fois avec le mélange de phosphate naturel finement moulu et mélangé avec le silicate de   alcali. '  soit silicate   -de -soude,   obtenu au cours de la premiè- re phase du procédé et additionne, d'une certaine proportion de chaux ou pierre à chaux suivant le contenu en calcaire du phosphate naturel employé, le tout également finement moulu et mélangé avec le phosphate.

   On charge le four avec ce mélange dans le haut s'il s'agit d'un four' vertical ou du côté de la 

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 sortie des gaz s'il   sagit   d'un four Inclina ou rotatif, le chauffage se faisant comme dans le cas des fours à ciment fixes ou rotatifs, de   fagon   à clinkerser le mélange par semi fusion   @   et obtenir l'engrais phosphaté sous forme d'un mélange de phos- phate alcalino calcique et d'un silicate de chaux  orthosilicate de chaux assimilable.

   comme en général notre silicate alcalin est le silicate de soude, le phosphate résultant est   un phos-   phate sodique calcique, dont tout l'acide Phosphorique est so- lubie dans l'acide citrique ou dans le citrate ammoniacal* 
A la sortie du four vertical de ciment ou rotatif égale- ment du type en usage dans les cimenteries, l'engrais phosphaté sort également comme dans le cas des ciments sous forme d'un clinker phosphaté qu'il suffit de moudre en poudre fine pour qu'il soit prêt pour l'emploi. 



   Dans notre procédé on obtient donc dans la première phase de fabrication des acides chlorhydrique ou sulfurique, qui peu- vent servir pour tous usages industriels, mais en particulier à l'obtention de la solubilisation des phosphates naturels.suivant les procédés connus et donner des phosphates, solubles dans l'eau, pendant que dans la seconde phase/ de la fabrication nous obtenons des phosphates basiques dont l'acide phosphorique est soluble au citrate.. 



   Comma nous l'avons dit plus haut nous pouvons réunir en une   mme   opération les deux phases de notre procédé de   fabrica-   tion combinée, pour cela il suffit de faire usage d'un four à ciment vertical ou incliné, fixe ou rotatif, ou   d'un   type   sem-   blable, et de l'alimenter en ce cas avec un mélange   finement'   moulu, en poudre ou aggloméré préalablement, de phosphate na- turel, de calcaire, de quartz ou sablesilicieux, enfin d'un chlorure ou sulfate alcalin, comme par exemple   le.

   chlorure ' de   soidum(sel ordinaire) ou le sulfate de soude (thenardite.le chauffage se faisant comme pour les fours à ciment, soit par combustion intime avec addition de charbon soit par combustion 

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 de charbon pulvérisé et dans tous les cas simultanément avec le chauffage, il est injecté un courant de vapeur d'eau sur- chauffée pour produire   l'hydraulisation   du sel alcalin et re- cueillir l'acide correspondant   à   la sortie du four du côté de la sortie des gaz, où les vapeurs acides sont aspirées refroi- dies et condensées comme de coutume.

   Au cas de produire le   chauf-   fage par des brûleurs de gaz à l'eau, ou de combustibles liqui- des, l'envoi de vapeur surchauffée devient inutile, car les gaz' de combustion du gaz à l'eau ou de combustibles liquides con- tiennent suffisamment de vapeur d'eau surchauffée pour les besoins de   l'hydraulisation   des sels alcalins. En présence de la silice contenue dans le mélange, cette vapeur d'eau sur- chauffée, décompose le sel alcalin, l'acide se dégage et est recueilli pendant que le silicate de soude produit réactionne sur le phosphate de chaux naturel et donne comme dans le cas précédent un phosphate sodique calcique mélangé à un silicate, orthose de chaux, le tout sous forme d'un clinker qu'il' suffit de refroidir et moudre pour servir d'engrais phosphaté complète- ment assimilable. 



   Dans le cas de réaliser les deux phases du procédé en une seule et unique opération l'emploi du four rotatif, en usage dans les cimenteries est tout spécialement indiqué et comme chauffage   l'emploi   de brûleurs de gaz à l'eau ou de combusti- bles liquides est également le plus pratique en vue de four- nir directement la vapeur d'eau surchauffée nécessaire pour   l'hydraulisation   du sel alcalin en présence de la silice et laisser dégager l'acide correspondant tout en produisant le silicate alcalin nécessaire'pour le traitement ultérieur du phosphate.

Claims (1)

1. EMI7.1

   R E V.E N D 'l' 0 T 1 ON S.. o o =:=:=:=:=:=:=:=:= 1)- procédé de fabrication combinée d'engrais phosphatés et d'acides chlorhydrique ou sulfurique, caractérisé par le traitement a haute température de phosphates tricalciques na- EMI7.2 turels avec un silicate alcalin, obtenu par hydraulisation d'un chlorure ou sulfate alcalin en présence de la silice, le tout en vue de recueillir d'une part un phosphate alcalino- calcique, dont tout l'acide phosphorique.est soluble dans le citrate d'ammoniaque, et d'autre part.l'acide chlorhydrique ou sulfurique correspondant au sel hydraulisé.

   23- En combinaison avec le procédé d'après revendica- tion 1, l'addition au phosphate tricalcique naturel employé, d'une certaine proportion de chaux ou carbonate'de chaux, telle que la silice intervenant dans les réactions, puisse former avec toute la chaux, non restée combinée.sous forme de phosphate, un orthosilicate de chaux* EMI7.3 3)- En combinaison avec le procédé d'après revend.1catbn s 1 et 2, l'emploi comme chlorure ou sulfate alcalin, de chlo- rure de sodium ou sulfate de soude, par exemple de sel gemme ou sel de cuisine, ou comme sulfate de soude d'un de ces sels retires quelconques ou mieux de sel naturel coimne la thenardi.e.

   4)-En combinaison avec le procédé d'après revendica- . tions 1, 2 et 3. emploi de fours verticaux ou horizontaux, rotatifs ou non, semblables à ceux en usage dans la fabrioa- tion des cimenta, chauffés de même, mais de préférence par combustion de gaz à l'eau ou de combustibles .liquides, afin <Desc/Clms Page number 8> d'injecter du même coup la vapeur d'eau surchauffée nécessai- re à l'hydraulisation du sel alcalin, sans avoir besoin d'in- jecter cette vapeur de façon supplémentaire, ainsi qu'il con- 'vient de le faire dans le présent procédé lors de l'emploi de tout autre chauffage.

   5) - En combinaison avec le procédé d'après revendications 1, 2,3 et 4, l'emploi- combiné de chargeurs étanchas sembla- bles à ceux employés pour les hauts fourneaux et d'aspirateurs de gaz destinés à recueillir les vapeurs acides en même temps que les gaz de combustion et à conduire les vapeurs acides aux condenseurs et autres appareils comme en usage dans la fabri- cation des acides chlorhydrique ou sulfurique.

   6)- En combinaison avec le procédé d'après revendica- tions 1 à 5, l'injection de vapeur d'eau surchauffée dans le four, en vue d'hydraullser le chlorure ou sulfate alcalin en présence de la silice, donner ainsi naissance à l'acide et former d'autre part le silicate alcalin nécessaire par la sui- ' te.

   7)- En combinaison avec le procédé d'après revendications 1 à 6, l'emploi comme engrais phosphaté du clinker sortant des fours et constitué d'un mélange de phosphate alcaline calcique et d'un porthosilicate de chaux, lequel clinker pour cela est soumis par la suite à une fine mouture avant mise en sacs..

   8)- En combinaison avec le procédé d'après revendica- tions 1 à 7 /la réalisation du susdit procédé en une seule phase ou en deux phases successives, c-à-d. effectuant dans un même four l'hydraulisation du sel alcalin en présence de la silice, formation du silicate alcalin et en même temps réaction <Desc/Clms Page number 9> de ce même silicate alcalin sur le mélange phosphate et chaux, production du phosphate alcalino calcique, de l'orthosilicate de chaux et simultanément dégagement de l'acide correspondant au sel alcalin employé, ou bien effectuant ces diverses ré- actions soit les deux phases principales en deux fours indé- pendants, le premier destiné avant tout à hydrauliser le sel alcalin en présence de la silice, fragments de quartz ou sable silicieux,

   produire le dégagement d'acide chlorhydrique ou sulfurique et enfin donner un laitier de silicate de soude lequel une fois refroidi et moulu puis mélangé au phosphate tricalcique naturel additionné éventuellement de chaux ou car-' bonate de chaux, le tout, finement moulu sert à alimenter le second four où s'effectue alors la clinkerisation sous forme de phosphate alcalino calcique mélangé à l'orthosilicate de chaux 9)- Procédé de fabrication combinée d'engrais phosphatés et d'acides chlorhydrique ou Sulfuriques d'après une ou plu- sieurs des revendications 1 à 8, exécuté partiellement ou dans son ensemble et tel qu'il résulte des combinaisons nouvelles de moyens connus, suivant les dispositions et dans les buts décrits dans le présent mémoire descriptif