BE336485A - - Google Patents

Description

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  "Procédé pour la préparation de ciment-fondu de gaz à teneur de phosphore" 
Wöhler est parvenu à récupérer du phosphore en   trai-   tant des phosphates naturels qu'il chauffait avec du charbon et' des silicates. En procédant ainsi,l'on obtient une sc-orie tri- silicatée qui,comme   telle,n'a   aucune valeur pour l'industrie. 



     L'or¯   a également proposé,déjà)de récupérer'le phos- phore en partant des phosphatés de calcium ou d'aluminium,      sans ajouter de charbon,et par le mélange des phosphates de l'argile,pour faire subir à ce mélange la fusion dans un four,électrique en appliquant une chaleur d'environ 3000 degrés obtenue par l'arc électrique (brevet américain N    1.076   497). 



  Mais ce procédé n'est pas économique,en raison de sa forte con- 

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 sommation de calorique. 



   L'on a   proposé, en     outre,l'obtention   du phosphore sous ferme d'acide phosphorique par la concrétion d'un mélange de phosphate de calcium et de phosphate d'aluminium à l'état raturel sans addition de charbon; de cette   manière,or:   arrait obtenu en même temps un produit   ciment eux, ayant   les propriétés   d'ur-   ciment   ortland   à teneur d'aluminium.

   Etant donné que, dans la pratique      de ce procédé,la calcination et l'oxydation se produisent en mê- me temps,le phosphore est récupéré sous ferme de son cxyde (tre- vet américain n  1.000.311).A cause des hautes températures qui sont nécessaires,la pratique de cette méthode n'est pas éco- nomique non plus aussitôt qu'on dépasse 160C degrés,et,au surplus elle ne donne lieu qu'à une élimination incomplète du phosphore. 



   L'on a préconisé,enfin,la récupération de phosphore en partant du phosphate de calcium naturel,de silicates et de l'ar- gile à teneur d'acide   silicique,en   opérant à une température d' environ 1400 degrés ; on l'obtenait ainsi sous forme de pentoxyde de phosphore.   Seulement,le   produit alors récupéré a tout au plus la valeur d'un ciment de pouzzolane- (brevet américain   997.066.)   
Or,selon la présente invention,l'élimination du phospho- re se fait également sans encombre si,au lieu de procéder comme   Wôhler   le   faisait,c'est   à dire'au lieu de viser à la récupération d'une scorie acide trisilicatée,on cherche plutôt à en obtenir une à forte teneur   d'aluminium.

   A   cet effet on prend la charge telle que,partant d'une matière première à forte teneur d'alumi- .ni=,on fait fondre celle-ci avec des phosphates en présence de le quantité nécessaire d'acide carbonique soit dans un four à cuve, soit dans un four électrique. Il s'agit donc,ici,d'un procédé de fusion réductrice exécuté avec emploi de charbon.

   Il se différen- cie par là des procédés connue jusqu'à présent,et   l'or-   peut le qualifier de surprenant,étant donné que, jusqu'ici, l'élimination radicale du phosphore impliquait la nécessité d'avoir une scorie acide. 

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 L'avantage   essentiel   réside   en 'ce   que ¯l'on tire partie des con- stituants minéraux de la scorie.   @   
E x e m p1 e 1 
On prend une tonne' de   minerai   de Pebble (contenant 46% de 
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 CaO, 2.5;

  'c de Alf  3 ' 1.5% de Fez Og, 7% de Si 0 , 34% de Pg  5, 3% de 002, 6% de .2 O,et indéterminé )et on y ajoute 0,6 tonne de bauxite ( à teneur de 65% de' .A12 05, 10% de Fez 03 ,10% de in ' Si 0g ,15% d'eau et/à6terminé) ainsi que 1,5 tonne de coke (avec 8.5% de cendre, 9% de Ca 0, 33% de A12 Og , 11% de Fe2  3,45% de Si 02,:âc'I: 0 et indéterminé) on fait fondre le tout dans un four à cuve ou dans un four électrique. On obtient ainsi un ci- ment fondu ayant la composition que   voici:42,5%   de Ca 0,41%, de 
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 A12  3 et 16,5% de Si  2. Le'fer s'unit au phosphore pour former du phosphur.e de fer et il existe dans le régule de fer. Les gaz à teneur (phosphoreux/de phosphore)ainsi dégagés subissent la suitè du trai tement de la manière connue. 



   E x e m p1 e 11 de 
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 On prend une tonne/Febble ( ayant la composition sus-indi- quée),avec 1 tonne de phosphate d'aluminium pauvre en silicate (20,5 % Ua 0, 3,5% de AIZ  3' de Fe2  3,4% de Si 02,37 % de 22  5, 3% de 33 0 et indéterminé ) et un tiers de tonne de bau- xite (composition comme sus-indiquée) ainsi que 3t. de coke et on en fait directement le dosage,ou bien,si   nécessaire,on   les broie et réduit en bricaillons pour leur faire subir la réduction par fusion dans un four à cuve.   Il-se   forme,en addition au phosphure de fer et aux gaz   phosphoreux,un   ciment fondu ayant à peu près 
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 la composition que voici: 43,5% deze 0,40,5% de AIZ Os et"- 16$ Si 02. 



   La méthode peut également être pratiquée dans les fours électriques les plus divers,en une passe de travail,entre autres également dans des fours à cuves électriques,qui servent em même temps pour échauffer la charge. Il est essentiel,alors ,d'ajouter autant de coke qu'il en faut qu'il on feut pour réaliser la   réduc.;   

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 tion complète des phosphates   'et   d'avoir la quantité nécessaire de phosphates pour qu'il reste encore   suffisamment   de chaum pour la formation du ciment fondu. 



   La teneur en argile nécessaire peut être couverte,totalement ou partiellement,par des phosphates à haute   teneur.d'aluminium,   en 'sorte que,dans certaines conditions, il est encore possible d'ar- river à ses fins sans addition spéciale de   bauxite.     l'or   peut également pratiquer la méthode en sorte   * 'obtenir   d'une façon directe, non   seulement   de l'acide phosphorique, mias éga- lement des phosphates alcalins.

   A cette fin,or prend des phospha- tes,du coke et des flux adjuvants appropriés   conférant, en   pro- portion suffisante, de l'argile ou silicate d'alumine aussi 'bien que des oxydes alcalins, et on les travaille ensemble dars un four à cuve racccurcie ou dans un four électrique. l'addition d'alcalis a pour effet non seulement une influence   favorable   sur le cours de la fusion,mais,en outre,dans les conditions   silo-   indiquées, de température encore élevée,la volatilisation des al- calis avec le phosphore et leur combustion partielle faisant di- rectement aboutir à des sels alcalins de l'acide   phosphcrique:   méthode qui,précédemment,ne pouvait s'entreprendre;

   que   séparément   et à raison de frais considérables.   Les   phosphates alcalins sont récupérés alors en rendement quantitatif   sérieux   étant donné que l'addition d'alcalis,assure l'élimination quantitative du phos- phore contenu dans la scorie. 



   En fait de composés alcalins, on peut choisir,soit du felds- path,soit n'importe quel composé de potassium ou'de sodium. l'on peut expliquer ainsi qu'il suit la marche du procédé: 
On mélange 1 tonne de Pebble avec 0,6 tonne de bauxite et 1'05 tonne de feldspath normal,et on fait fondre ce mélange soit dans un four à cuve,soit dans un four électrique,en ajoutant la quantité suffisante de coke. On obtient alors une scorie ayant à peu près la composition que voici: 40% de Ca 0 ; 40% de A12 03; 20% de Si 02.   Nous   ne'tenons pas compte ici de la teneur en cendres. 

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   La proportion d'oxyde de potassium par rapport au   pento-   xyde de phosphore est alors d'environ 85; elle ne peut être essen- tiellement augmentée par une' addition de feldspath,mais bien par une ajoute de chlorure de potassium. 



   Un autre mode d'exécution du procédé   con'siste   à partir d'un phosphate   d'aluminium,que   l'on fait fondre avec une addition de chaux en présence de carbone. Ici également l'acide   phosphori-   que est dissocié et est réduit par le carbone,tandis qu'il se forme une masse fondue à forte teneur argileuse qui peut être utilisée soit comme ciment fondu,soit comme matière première de départ pour la fabrication d'argile plastique ou silicate d'alumine. 



   Quant à savoir quels sont les processus chimiques qui sui- vent leur cours dans ce mode d'exécution,on ne peut se prononcer que d'une façon hypothétique. Il est probable que la chaux va d'a- bord se fixer à l'état d'acide phosphorique et que, à la réduction,   meme     'ce   dernier est privé de sa base,ce qui/à la formation   d'aluminate   de calcium. 



   L'on peut,à titre d'exemple,décrire ainsi qu'il suit la marche de l'opération: 
L'on fait fondre du phosphate   Eedonda   en quantité équi- valant selon la composition du phosphate brut qui y a fait aboutir, a une fois et demie à deux fois la quantité de coke avec teneur en chaux   de .5   pour .cent environ et avec addition d'environ 6 à   10%   de chaux, soit dans un four à cuve, soit dans un four electrique, jusqu'à ce qu'il y ait liquéfaction complète et qu'il ne sorte plus aucun gaz de la masse en fusion.Les gaz phosphoreux qui s'échappent sont traités   /de-   façon connue pour la récupération du phosphore et de ses 'composés   Alors,pour   le cas de la plupart des.phosphates d'aluminium, tels que par exemple,le.

   phosphate Redonda,la scorie résiduaire aura direc- tement la composition d'un ciment fondu. 



   Là où il s'agit de phosphates d'aluminium très purs,la   teneur en argile surpasse le taux admissible pour du ciment ; ce   cas,les masses en fusion obtenues constituent des matières premiè- res très utilisables'pour la préparation d'une argile pure à desti-   @   

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 nation de la fabrication   'aluminium.   Si   l'on   constate que la masse en fusion est peu liquide on peut   'la.   rendre   -,,!ils   liquide par l'addition d'alcalis. En ce cas,les alcalis se dissipert sous forme de vapeurs lorsque la masse fusible est encours de préparât tion,et,le cas échéant,ellesformeront des phosphates alcalins ,avec les vapeurs d'acide phosphorique er évacuation.

Claims (1)

1. R e v e n d i c a t i o n s.

   1 . Procédé de récupération de ciment fondu et de gaz à tireur de phosphore caractérisé en ce que l'or fait fondre des phospha- tes avec des quantités appropriées de matières à tereur argileuse en présence de la quantité de carbone nécessaire pour assrrer le processus réducteur du phosphore,cette fusion ayant lieu dens un four à cuve ou cien dans un four électrique.

   2 . Mode d'exécution du procédé selon la revendication l,caractérisé en ce que cornue phosphates, on fait un emploi total orpartiel d'apatites à haute teneur d'aluminium.

   3 . Mode d'exécution du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on opère la fusion desphosphates d'aluminium avec de la chaux et du carbone.

   4 .Procédé selon les revendications 1 a 3, caractérisé par une addition d'un composé alcalin pour obtenir directement des phosphates alcalins.

   R é s u m é .

   Procédé de récupération de ciment fondu et de gaz à teneur de phosphore, consistant à faire fondre dans un four électrique ou autre,des phosphates avec des quantités appropriées de matière ar gileuse en présence du quantum de carbone qui assure la réduction du phosphore,le travail pouvant comporter la fusion de phosphates d'aluminium avec de la chaux et du carbone ,ou ben l'addition d'e un composé alcalin en vue de l'obtention directe de phosphates al- câlins.