BE372292A - - Google Patents

Description

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  Procédé de fabrication   d'anhydride   phosphorique ". 
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La présente invention est relative à la fabrication d'anhydride phosphorique dans des fours à combustion inter- ne en partant de   phosphorites   naturelles ou autres phos- phates. 



   Les procédés par voie ignée actuellement en usage sont basés sur la réaction de réduction : 
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 Ca3 (PO 4)2 q 3 Si 0 4. 5 C = 3 Ca Si 05 I 5 C0 o P2 
Cette réaction se réalise   à   des températures relati-   vouent   basses. Mais la présence de gaz oxydants tels que,, oxygène ou anhydride carbonique, contrarie la réaction et le rendement en est fortement diminuée 
Cela   étanta   cette réaction se réalise d'une manière satisfaisante dans les fours électriques, mais ne donne pas de bons résultats dans les fours à combustion interne tels que hauts-fourneaux ou fours   rotatifso   
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 L'emploi des réactifs sous forme d a1mérés com- 

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 plexes, permet de les soustraire à l'action néfaste des gaz   oxydants,

     abstraction faite des particules se trouvant à la surface des   agglomérés.   Mais la réaction est contra- riée au sein des agglomérés par la présence des produits gazeux de réaction qui se trouve   forcement     souspression.   



  Le dégagement de ces produits gazeux, n'est facilité que lorsque les agglomérés affectent la forme de pastilles minces, mais dans ce cas, les réactifs sont exposés à l'action des gaz oxydants. 



   Le traitement des phosphates par un réducteur, en présence de fondants acides, exclut l'emploi de fours rota tifs. D'autre part, les hauts   f ourneaux   qui semblent indi- qués présentent les inconvénients suivants : 
En présence de fondants acides, la matière   phospha-   tée entre en fusion et le carbone se   sépare,   d'avec les ma- tiares en fusion. Il n'y a donc plus contact intime entre le carbone et le laitier, et en outre on ne peut soustrai- re ces matières à l'action néfaste des gaz oxydants. 



   Dans la zône du haut   f ourneau,dite   zône réductrice,   la.   température est insuffisante pour réaliser la réduction du phosphate. Par contre en descendante la. matière arrive dans une zône où la température serait suffisante pour pro voquer un dégagement quasi total du phosphore, mais cette zone est précisément la zone d'oxydation. 



   Dans le creuset immédiatement au-dessus du bain, le laitier ruisselle en enrobant les morceaux de   coke   surna-   gcant,   mais n'est réduit que partiellement par suite de la courte durée de contact. 



   D'autre part, la fraction de phosphore dégagée brû- le en anhydride phosphorique dans la zone d'oxydation et se reoombine avec la chaux dans les zônes supérieures. 



   On a essayé d'augmenter la durée de oontact en allon  

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 geant le creuset et en disposant les tuyères è, 1 extréxi té de celui-ci. Mais le coke est brûlé. par   1 air   insufflé et la réaction est contrariée par la présence d'oxygène et de CO2. 



   Pour atteindre des températures plus élevées, on a enrichi en oxygène l'air insufflé, mais ceci accentue les inconvénients résultants de la présence de gaz oxydantso 
Par opposition aux procédés actuellement en usage ou offerts par différents inventeurs, la présente invention est essentiellement basée non pas sur la réduction du phosphate, mais sur le déplacement de l'anhydride   phospho-   rique au moyen de silice ou d'un autre acide minéral, sui- vant la réaction : 
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 Cas (p04)2 3 Si 02 z 3 Ca Si 02 p2 05. réalisable en milieu oxydant aussi bien qu'en milieu réduc- teur. 



   Mais en présence de silice seule, cette opération exi- ge des températures trop élevées pour être réalisable dans les fours industriels. 



   A l'effet de réduire cette température, on prévoit suivant l'invention, d'opérer ce déplacement par un mélan- ge de silice et d'alumine. 



   De plus, on a trouvé que la viscosité du laitier exer- ce une action retardatrice sur le dégagement de l'acide phosphorique déplacé, uivant la présente Invention, on réduit cette viscosité par l'addition à la silice,   d'alumi-   ne, d'oxyde de fera de sels alcalins ou d'autres fondants. 



   Suivant une autre particularité de l'invention,   il.   est éventuellement prévu, d'après les conditions   économi-   ques du moment, d'épuiser les matières ayant subi le trai- tement de déplacement, par la combinaison avec ce procédé, d'un procédé de réduction en atmosphère absolument   réduc   
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 1.' e w.me ca 11""'\ n, 

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 trice, et à très haute température. 



   D'autres particularités du procédé et des appareils pour sa réalisation apparaîtront au cours de la descrip- tion des dessins ci-annexés qui représentent schématique- ment, deux exemples d'appareil et installation convenant pour l'application de l'invention. 



   La figure 1 représente   schématiquement   une installa- tion convenant pour le procédé basé uniquement sur le dé- placement de l'anhydride phosphorique. 



   La figure 2 est relative à un procédé dans lequel un tel procédé est suivi d'un épuisement des   phosphate)?   par réduction. 



   A la figure schématique 1, en voit un four à réverbè-   re 2 qui,   suivant une particularité de,l'invention et en vue d'assurer un brassage énergique de la masse, est à so- le inclinée, en gradins ou ondulée, de manière à ce que la matière la descende en cascades. 



   Dans le cas particulier   représènté,   le gaz de chauf- fage du four 2 est par exemple fourni par un gazogène 3 après un dépoussiérage grossier en 3d. 



   L'air de combustion et les gaz du gazogène peuvent respectivement être réchauffés dans des   régénérateurs .     et 5   du type Cowper ou d'un autre type connu. 



   Les gaz et l'air sont introduits dans le four à ré-   verbère   par les canaux 4a et 5g. 



   Les gaz de combustion additionnés de l'anhydride phosphorique déplacés, passent ensuite dans un préchauf- feux de   matière opiacé   au-dessus du four 2 et contenant la matière à traiter sous forme de briquettes. Dans cet appareil, la température est maintenue au-dessus du point de rosée de l'anhydride phosphorique. 



   Les gaz sont, à la sortie du préohauffeur amenés par 

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 un conduit 7 vers des appareils de dépoussiérage et vers des appareils de précipitation de réaction en présence d'ammoniaque gazeux, ou d'absorption des vapeurs de P2O5 dans des solutions ammoniacales ou alcalines, 
La figure 2 représente schématiquement une installa- tion pour la réalisation d'un procédé analogue au   procédé   de la figure 1, en combinaison avec un procédé de   réduo   tion des phosphates,, Il est parfois avantageux de   prooé   der à l'épuisement total des matières traitées.

   Le trai- tement se fait alors avantageusement suivant cette combi- naison, dans laquelle l'opération de réduction est,   Eu!-   vant une particularité de l'invention, réalisée à   tempéra-   ture suffisamment élevée,, pour éviter la présence de gaz oxydants, et pour assurer une réduction pratiquement   tota   le. 



   La réduction finale des phosphates dont l'anhydride n'a pas été déplacé, demande un appoint de chaleur   supplé   mentaire, mais par la combinaison des deux procédés cette chaleur est récupérée sous fonne de chaleur des gaz P2 et CO produits par la réduction, et qui servent   au/   chauffage des fours   à   réverbèreo 
A. la figure 2, on voit une installation   comportant   deux fours à réverbère 2 identiques au four à réverbère de la figure 1, et qui sont disposés de part et d'autre d'un four réducteur 21. Ces fours à réverbère peuvent être dis- posée en nombre quelconque, autour du four 21, par exemple suivant les branches d'une étoile.

   La matière traitée dans les fours 2 est épuisés ultérieurement dans le four   Il¯.   On peut également prévoir l'emploi d'un four   réduc-   teur et d'un seul four à sole disposé de manière à assu- rer une arrivée de matière au centre du four réducteur et par conséquent une répartition   uniforme   de cette matière. 

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  Chaque four 2 est   surmonté   d'un préchauffeur de matière 6. 



   Le four réducteur   21   est surmonté d'un échauffeur de matières réductrices 22.par exemple du coke, 
Grâce au préchauffage du coke, de la matière traitée et du vent, les températures atteintesréalisent une at-   mosphère   absolument réductrice et maintenue telle, grâce à la faible quantité de phosphore encore prient dans la matière sortant des fours   à   réverbère, et de plus, la du- rée de contact de la matière traitée avec le coke est suf- fisante pour assurer la réduction totale du phosphate. 



   Le cycle de chauffage est le suivant 
L'échauffeur de coke   22   est chauffé   au?:   dépens de la combustion d'une partie du dit coke avec entrée d'air   fraiâ   par lestuyères23. 



   Le four réducteur   21   est chauffé par exemple aux dé- pens de la combustion d'une autre partie de ce coke avec introduction d'air chaud par les tuyères 24 reliées à des régénérateurs tels que par exemple le Cowper 25. 



   Les gaz chauds sortant de l'échauffeur 22 servent au chauffage des Cowper 25 et 26. 



   Le   Cowper   25 sert au réchauffage du vent pour le four réducteur et le Cowper 26 au réchauffage du vent pour les fours à réverbère. 



   Les fours à réverbère 2 sont chauffés au moyen de la chaleur totale, tant sensible que latente, des gaz sortant du four réducteur 21. 



   La chaleur sensible des gaz sortant des fours à   ré-   verbère sert'comme dans le procédé de la figure 1, au pré- chauffage de la matière à traiter, dans les préchauffeurs 6. 



   A la sortie de ces préchauffeurs, les gaz sont en-   voyés   par les conduits 27 dans des appareils de dépoussié- 

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 rage toujours à une température supérieure au point de rosée de l'anhydride phosphorique. 



   Cet anhydride est alors précipité ou absorbé dans des solutions ammoniacales ou   alcalines.   



   Par la combinaison décrite, outre la suppression de l'opération d'oxydation du phosphore, on obtient un   rende-   ment en phosphore pratiquement total avec une consommation en combustible sensiblement moindre qu'avec les procédés basés uniquement sur la réduction des phosphateso 
Il est évident que l'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et que bien des modifications peuvent ê- tre apportées à la forme et à la disposition des appareils intervenant dans sa réalisation sans pour cela sortir du cadre de la présente invention. 



   Les fours, régénérateurs et gazogènes, peuvent être de n'importe quel type connuo 
De même, il est possible d'employer des phosphorites présentant directement la composition voulue en tant que 
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 silice et alumine, pour la réaction de déplacement. l,fi. si- lice, l'alumine et les divers fondants peuvent également être ajoutés à la matière phosphaté sous n'importe quelle forme. 
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   1.- Procédé de fabrication d'anhydride phosphorique à partir de phosphates ou de matières en contenant;,   c a ac   r a c t é r i s é en ce que ces phosphates ou ces matiè- res sont mic en présence de silice et chauffés après avoir éventuellement été additionnés d'un corps susceptible d'abaisser la température de réaction. 
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  2.- Procédé de fabrication deanhydride phosphorique

Claims (1)

1. suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'on opère le déplacement de l'anhydride phosphorique des <Desc/Clms Page number 8> dits phosphates au moyen d'un mélange de silice et d'alu- mine ou de matières en contenant.

   3. - Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisa en ce qu'on a- joute aux matières à traiter, un fondant destiné à abais- ser la viscosité du laitier.

   4.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérise en ce qu'on chauffe les matières à traiter avant leur traitement, au moyen de la chaleur sensible des gaz produits* 5.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérise en ce qu'on fa- çonne la matière à traiter en briquettes qui sont séchées avant leur préchauffage.

   6.- Procédé suivant l'une ou l'autre des revendica- tions précédentes, caractérisé en ce qu'après traitement pour le déplacement de l'anhydride phosphorique on réduit les phosphates qui se sont soustraits à cette transformation, en ajoutant un réducteur à la matière traitée.

   7.- Procédé suivant la revendication 6, c a r a c t é- r i s é en ce que la matière traitée chaude est réduite en présence du réducteur préalablement chaufféavec insuf- flation d'air également préchauffé.

   8.- Procédé suivant la revendication 7, c a r a c t é r i s é en ce que le préchauffage du dit. réducteur se fait au moyen de la combustion, d'une partie de ce réduc- teur et en ce que les gaz de combustion produits servent au chauffage des régénérateurs pour le préchauffage de l'air insufflé dans les fours à réverbère et dans le four réducteur.

   9.- Procédé suivant la revendication 6, c a r a c - <Desc/Clms Page number 9> t é r i s é en ce que la chaleur nécessaire à l'opération de déplacement est fournie par les chaleurs sensibles et latentes des gaz produits par l'opération de réduction.

   10.- Appareil pour la réalisation du procédé faisant l'objet de l'une ou l'autre des revendications précéden- tes, caractérisé en ce qu'il comporte des fours à réverbère à sole inclinée, en gradins ou ondulée, pour l'opération de déplacement de l'anhydride phosphorique.

   11.- Appareil suivant la revendication 10, c a r a e- t é r 1 s é en ce que le dit four est surmonté d'un appa- reil pour le préchauffage des matières à traiter.

   12.- Appareil suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 10 et 11 pour la réalisation d'un procédé tel que décrit dans la revendication 6, caractérisé en ondulée ce que les fours à. réverbère à sole inclinée @ en gradins ou sont disposés suivant les branches d'une étoile dont le centre est occupé par un four réducteur à cuve vers lequel s'écoule la matière traitée dans les dits fours à rêver- bère.

   13.- Appareil suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 10 ou 11, et comportant un seul four à réverbère,, c a r a c t é r i s é en ce qu'à la sortie de ce four, la matière est introduite dans la partie centrale du four réducteur.

   14.- Appareil suivant l'une ou 1 autre des revendica- tions 12 ou 13, caractérisé en ce que le dit four réducteur est 'surmonté d'un échauffeur de matières réductrices.

   15.- Appareil suivant l'une ou l'autre des revendica- tions 10 à 14, caractérisé en ce que les appa- rails fonctionnent sous pression d'air ou de Gaz insufflés avec soutirage en dépression des produits obtenus, la @ <Desc/Clms Page number 10> pression dans les appareils du traitement de déplacement étant plus faible que la pression dans les appareils de traitement réducteur.

   16.- 'Procédé de fabrication d'anhydride phosphorique et appareil convenant pour la réalisation de ce procédé tels que décrits ci-dessus ou représenté aux dessins ci- annexes.