BE392103A - - Google Patents

Description

   <Desc/Clms Page number 1> 
 



    Procédé   de fabrication d'engrais contenant de l'acide phospho- rique, par l'emploi de scories métallurgiques. 



   Il est connu de mélanger des scories de hauts-fourneaux avec du superphosphate afin de le sécher, lorsqu'il est humide et d'éliminer l'excès d'acide libre qu'il contient.   Dans   ces mélanges l'acide phosphorique se trouve encore en partie pré- pondérante sous la forme soluble dans l'eau, ce qui oblige à admettre qu'il ne s'est pas produit dans le mélange, une réac- tion chimique importante entre la scorie de haut-fourneau et le phosphate monocalcique du superphosphate. Les engrais mixtes ainsi fabriqués possèdent encore toutes les propriétés d'un superphosphate. Un inconvénient inhérent à ces engrais est que la teneur en acide phosphorique est diminuée d'une façon dis- pendieuse par l'addition de la scorie. 



   A l'encontre de ce procédé connu, il s'agit, suivant   @   

 <Desc/Clms Page number 2> 

 l'objet de la présente invention de fabriquer un engrais con- tenant de l'acide phosphorique, dans lequel on obtient une te neur en P2O5 très importante. Les matières premières sont dans ce but les scories de hauts-fourneaux et produits métallurgi- ques analogues qu'on transforme avec des dissolutions phospha- tées acides ou des solutions renfermant de l'acide phosphorique. 



  Comme dissolution phosphatée on peut employer toutes sortes de phosphates naturels et artificiels, on peut traiter ces dis- solutions d'une manière connue par l'emploi d'acides quelcon- ques, de sels acides, de gaz ou analogues. L'engrais obtenu de cette façon, dénommé phosphate de scorie ne renferme plus d'acide phosphorique soluble dans l'eau et possède des proprié- tés analogues à la "farine Thomas". 



   L'invention peut être mise en oeuvre de différentes ma-   nières:   
On traite des phosphates naturels avec de l'acide chlor- hydrique jusqu'à ce qu'ils se transforment en superphosphate. 



  Ce superphosphate de l'acide chlorhydrique est mélangé avec de la scorie de haut fourneau broyée en présence d'eau. La com- binaison de l'acide phosphorique du superphosphate avec les éléments basiques de la scorie se produit graduellement.L'eau qui à la fin de la réaction entre la scorie et le superphos- phate est exempte d'acide phosphorique et ne contient essen- tiellement que du chlorure de calcium provenant de l'acide chlorhydrique employé à   la   fabrication du superphosphate, est séparée du produit de la réaction par pression ou filtration. 



    Le   produit de la réaction est alors séché. Si, par exemple, suivant cette forme d'exécution de l'invention on transforme 25 parties en poids de scorie de haut-fourneau broyée par 75 parties en poids d'un superphosphate de l'acide chlorhydrique contenant   17,9   % d'acide phosphorique soluble dans l'eau, en ajoutant 200 parties en poids d'eau, on obtient un phosphate de scorie qui séché, renferme   16,9 %   d'acide phosphorique so- 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 luble dans l'acide citrique, avec une   @   teneur presque aussi élevée que la matière première. c'est dans ce fait que réside un des avantages importants du procédé vis à vis des mélanges simples connus précités. 



   Dans ce mode d'exécution, on peut également séparer la so- lution de superphosphate de l'ac ide chlorhydrique du résidu insoluble dans l'eau et on mélange alors cette solution à la scorie. 



   On obtient ainsi par ce procédé des phosphates de scories de teneur particulièrement élevée et on l'emploie avec avantage dans le cas de phosphates naturels pauvres en acide phosphorique 
Il est en outre préférable d'ajouter seulement autant de scorie pour qu'il reste au cours de la transformation du phos- phate   monocalcique   en   excès   et que par suite la solution pré- sente encore une forte réaction acide, on ajoute alors en con- tinuant à agiter d'autres substances basiques, comme de l'oxy- de, de   l'hydroyde   ou du carbonate de calcium ou de magnésium ou des deux, jusqu'à ce que la solution présente une réaction neutre et que l'acide phosphorique se précipite,   Tandis   que l'efficacité physiologique de l'engrais ainsi produit ne souf- fre pas de ce procédé,

   on a comme avantage de maintenir plus élevée la teneur en acide phosphorique du produit de précipi- tation et d'obtenir en même temps une accélération de l'opéra- tion. 



   Dans les modes d'exécution décrits jusqu'à présent on part de superphosphates de l'acide chlorhydrique. A leur place on peut également attaquer les phosphates naturels par de l'acide nitrique et traiter les superphosphates ainsi obtenus avec des scories comme décrit ci-dessus. On peut également partir de superphosphates de l'acide sulfurique ou bien entendu, on ob- tient des phoaphates de scories à teneur élevée en séparant les éléments insolubles avant le traitement par la scorie. 



   Mais on peut également obtenir de manière analogue un produit très riche en acide phosphorique, quand on ajoute à une 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 solution de superphosphate de la scorie de haut-fourneau et qu'on veille également à ce que la solution séparée présente une réaction acide. L'avantage de ce procédé découle de l'expérience suivante : Quand on ajoute à 500 cm3 d'une solution de superphos- phate de 50 gr. de scorie de haut-fourneau, on obtient une solu- tion séparée neutre. Mais la teneur du produit de la réaction en P2O5 n'est plus que de   15,92   %.

   Si l'on n'emploie par contre que 25 ou même 20 gr. de scorie de haut fourneau, la solution séparée reste alors acide et le produit renferme respectivement 24,56 ou 25,39 % de P2o5 On peut ainsi obtenir des produits renfermant jusqu'à 30 % et plus de P2o5 on mélange alora à nouveau les solutions de la réaction acides séparées à des so- lutions de superphosphates neuves concentrées ou on les emploie pour fabriquer de nouvelles dissolutions et dans ce but on y a- joute à nouveau des scories. Mais il est important de veiller dans ces procédés à ce que les solutions de la réaction restent acides. 



   Dans les modes d'exécution décrits jusqu'à présent on est parti de superphosphates ou de solutions de superphosphates fa- briqués à partir des phosphates naturels. Comme on l'a dit en commençant, on peut également employer à leur place de l'acide phosphorique libre et traiter les scories avec. Il est alors préférable de travailler avec une solution diluée d'acide phos- phorique libre et d'ajouter la farine de scorie en agitant le mélange d'une façon constante ou répétée, Après la réaction on sépare le produit de la solution acide, on le sèche et on   l'amne   à une forme susceptible d'épandage.

   Dans ce mode d'exécution il est important de partir de solutions d'acide phosphorique diluées au-dessous de 10 % et aussi, comme on l'a déjà dit, d'ajouter la scorie seulement tant que la solution du produit de la réaction réagit encore d'une façon acide. On peut obtenir ainsi des pro- duits ayant   28,13   % et plus de P2O5, quand par exemple on mélange 500 cm3 d'une solution d'acide phosphorique   renfermant   5,6 % de pO4h3. à 30 gr. de scorie. 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 



   Alors que dans les modes d'exécution précédents ondoit employer comme scories, en substance, des scories de hauts- fourneaux, ou analogue, on peut également employer à leur pla- ce des scories Thomas. Dans ce cas on ajoute aux solutions ou dissolutions de superphosphate de la farine Thomas de telle façon que la solution renferme une réaction acide, On obtient ainsi un produit ayant une très haute teneur en acide phospho- rique. Quand on ajoute par exemple à 500 cm3 d'une solution saturée froide d'un superphosphate de l'acide chlorhydrique, 50 ou   100   gr, de farine Thomas contenant   15 %   de P2O5, on ob- tient après séparation et séchage un produit de réaction avec   32,16   ou 26,12   %   de P2O5, ce qui fait que la solution possède une réaction acide.

   Dans tous ces procédés on peut employer ultérieurement les solutions séparées malgré leur teneur en sels de chaux, pour la fabrication de solutions ou de suspen- sions nouvelles contenant de l'acide phosphorique sans que leur capaeité de solution se modifie pour l'acide phosphorique d'une manière nuisible au procédé de précipitation. on peut employer ces solutions salines par exemple comme diluants pour les acides chlorhydrique ou nitrique nécessaire à une nouvelle dissolution du phosphate naturel, On peut également dissoudre dans ces solutions salines des superphosphates défi- nitifs de l'acide chlorhydrique ou de l'acide nitrique ou on peut les y amener par suspension.

   Si l'on précipite alors de ces solutions ou suspensions l'acide phosphorique par addition de scories siliceuses ou phosphatées et si l'on sépare à nou- veau les solutions du produit de précipitation ainsi obtenu, on obtient ainsi finalement en répétant l'opération de nombreu- ses fois des solutions de sels de chaux concentrées de telle sorte que l'on peut effectuer économiquement leur traitement ultérieur. On peut traiter les solutions par exemple par de l'ammoniaque et de l'acide carbonique ou par des carbonates ammoniacaux, ce qui donne du carbonate de calcium ou du   chlo-   

 <Desc/Clms Page number 6> 

 rure d'ammonium ou du carbonate d'ammonium.

   On peut séparer les sels par refroidissement ou évaporation et les traiter sels ou en combinaison avec les phosphates de scories par l'ammonia- que ou l'ammoniaque et   l'acide   carbonique. Ce mélange offre l'avantage de permettre à toute l'opération de fonctionner complètement sans laisser de résidus. Ce traitement par l'ammo- niaque et l'acide carbonique peut également s'employer avanta geusement pour le phosphate de scorie. 



   On peut fabriquer à partir du produit résultant des modes d'exécution décrits des engrais mixtes contenant de l'azote en les traitant par l'ammoniaque et l'acide carbonique ou des mé- langes gazeux renfermant ces éléments. On a pu ajouter ainsi à l'engrais au cours d'expériences dans un cas encore 6,7 % dans un autre cas   7,3 %   d'azote ammoniacal. Il est d'ailleurs parti-   culièrement   avantageux de réunir cet enrichissement ammoniacal du phosphate de scorie avec celui des sels de potasse contenant du magnésium, en les mélangeant ensemble avant cette opération. 



  On obtient ainsi l'adjonction au mélange de la troisième subs- tance principale.nutritive des plantes, le potassium, Il se produit, de ce fait, du carbonate de magnésium qui augmente encore le pouvoir tampon du mélange ammonical. Il résulte de l'adjonction de ces deux substances que la teneur en azote du mélange n'est pas ainsi diminuée. En mettant en oeuvre ce pro- cédé on obtient une économie d'acides libres dans la combinaison de l'azote ammoniacal. L'hygroscopicité qui est propre au phos- phate de scorie, au cours d'un lavage mauvais par suite de sa teneur en chlorure de calcium ou en nitrate de calcium, dis- parait complètement par cet enrichissement ammoniacal.on peut maintenant éviter ce lavage par le fait qu'on emploie, après la séparation de la solution, sans laver d'abord le produit de la réaction, de l'ammoniaque ou de l'acide carbonique en excès. 



  On transforme par l'emploi de l'ammoniaque et de l'acide car- bonique le chlorure ou le nitrate de calcium contenu dans les 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 précipités en chlorure d'ammonium ou en nitrate d'ammonium et en nitrate de calcium. Cette transformation a 'également pour résultat de faire disparaitre la nature hygroscopique des pré- cités si somplètement qu'on   ob tient   des engrais faciles à é- pandre et stables au magasinage. 



   On peut alors fabriquer des engrais mixtes en mélangeant à l'engrais obtenu suivant l'invention des engrais contenant de l'azote et de la potasse. on peut par exemple mélanger ces phosphates de scories obtenus par voie humide, avec des sels ammoniacaux à l'encontre des phosphates de scories obtenus à température élevée par un procédé de fusion, comme la "farine 
Thomas" ou le "phosphate de Rhénanie", sans que de ce fait il se forme de   l'ammoniaque   libre.

   Les mélanges obtenus de cette façon avec les phoaphates de scories fabriqués par voie humide ne produisent donc pas d'odeurs ammoniacales et une bande de papier au tournesol placée sur la solution humide ne bleuit pas à l'encontre de ce qui se produit dans le mélange de "farine 
Thomas' et d'ammoniac, où il se produit aussitôt une odeur   ammoniacale   remarquable et où le papier au tournesol bleuit.on peut employer par exemple comme sels contenant de l'azote, de la potasse, du nitrate d'ammonium, du phosphate d'ammonium, du carbonate d'ammonium, du nitrate de sodium, de potassium et de calcium, d'autres sels de potasse et substances analogues. 



   On peut mélanger également le phosphate de scorie avec du ni- trate de chaux. On obtient de ce fait encore l'avantage spécial que la poussière de l'engrais, si gênante d'ordinaire, dispa- raisse presque complètement. 



   Des avantages particuliers qui résultent de ce procédé et des produits obtenus par sa mise en oeuvre, on peut encore rel lever brièvement les suivants: 
1 - Le procédé transforme des engrais contenant de l'acide phosphorique de qualité intérieure, comme le superphosphate de l'acide chlorhydrique ou de l'acide nitrique fortement hy-      

 <Desc/Clms Page number 8> 

 groscopique et par suite pratiquement inutilisable, en en- grais ayant une haute action physiologique sur les plantes, stable au magasinage et possédant les meilleures propriétés physiques. 



   2 - Le procédé permet, par l'emploi de scories de haut- fourneau et scories métallurgiques analogues, une mise en valeur économique de sous-produits industriels. 



   3 - Le procédé conduit à la fabrication d'un engrais contenant de l'acide phosphorique, qui renferme de l'acide silicique, important pour la physiologie végétale sous une forme facile à résorber. 



   4 - Le procédé aboutit à la réunion d'acide phosphorique et d'acide silicique dans un engrais, sans réduction de   l'aci-   de phosphorique dans les couches pauvres désavantageuses à employer à l'encontre de la fabrication ordinaire d'engrais mixtes à partir de substances contenant du superphosphate ou de l'acide silicique.. 



   5 - Le procédé donne un produit qui par suite de sa te- neur en substances colloïdales est non seulement un engrais, mais en même temps un amendement. 



   6 - Les produits sont, à l'encontre de la plupart des autres engrais contenant de l'acide phosphorique, les plus ap- tes pour être traités par mélange de sels ammoniacaux, de sels de salpêtre, de potasse et autres engrais pour donner des engrais mixtes stables au magasinage. 



   7 - Les produits sont également aptes en les traitant par l'ammoniaque et l'acide carbonique ou par des mélanges gazeux renfermant ces substances de donner des engrais azotés sans emploi d'acides libres. 



   On peut également atteindre tous ces avantages'. même dans une masse appauvrie, suivant le procédé ci-dessus, en mettant en oeuvre, au lieu de scories métallurgiques non mé- langées, comme des scories de haut-fourneau et analogues, ces dites substances mélangées avec des oxydes, hydroxydes ou car- 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 bonates de chaux ou de magnésie.   

Claims (1)

1. RESUME La présente invention a pour objet un procédé de fabrica- tion d'engrais à base d'acide phosphorique, contenant de l'a- cide silicique à partir de scories métallurgiques et de solu- tions ou suspensions contenant de l'acide phosphorique remar- quable, notamment, par les caractéristiques suivantes consi- dérées séparément ou en combinaison: a) on transforme les scories par des solutions ou suspen- sions contenant de l'acide phosphorique d'une façon si complè- te que le produit de la réaction libéré de la lessive adhéren- te ne renferme pratiquement plus d'acide phosphorique soluble dans l'eau; b) on traite les scories de la même façon en présence d'eau par des superphosphates de l'acide chlorhydrique;

   c) on triture d'une manière répétée ou continue la masse réactionnelle pour accélérer la transformation entre la scorie et le superphosphate ; d) on transforme les solutions de superphosphates libérées des résidus insolubles également celles de superphosphates de l'acide sulfurique par des scories broyées si complètement que le produit libéré de la lessive adhérente ne renferme également pratiquement plus d'acide phosphorique soluble dans l'eau;

   e) on précipite le résidu de la transformation incomplète des deux substances dans la solution aqueuse en acide phos- phorique par addition d'autres substances basiques qui donnent des précipités de l'acide phosphorique à haute teneur, comme l'oxyde, l'hydroxyde ou le carbonate de calcium ou de magné- sium et on amène tout le produit après sa séparation de la solution à une forme susceptible d'épandage; f) on dissout les matières contenant de l'acide phospho- <Desc/Clms Page number 10> rique pae de l'acide nitrique et on ajoute à ces dissolutions des scories; g) on trans forme des scories en présence d'eau par du superphosphate en excès ou par des dissolutions de phosphates naturels de telle sorte que la solution séparée du produit de la réaction présente une réaction acide;

   h) on emploie ultérieurement dans le circuit de l'opéra- tion la solution encore acide obtenue par les modes d'exécu- tion précités pour dissoudre de l'acide phosphorique ou des phosphates acides nouveaux ou pour une représipitation partiel- le de l'acide phosphorique à l'aide des substances basiques précités; i) on transforme des solutions délayées d'acide phospho- rique libre avec des scories en agitant d'une façon continue ou répétée le mélange, le produit de la réaction étant ensuite séparé de la solution, séché et amené à une forme susceptible d'épandage; j) on opère dans l'emploi de l'acide phosphorique pour le traitement des farines de scories avec un excès tel de solution d'acide phosphorique que la solution séparée du produit de la réaction présente encore une réaction acide;

   k) on mélange de la farine Thomas avec des solutions a- queuses acides contenant de l'acide phosphorique ou avec des suspensions de superphosphates dans l'eau ou avec des disso- lutions de phosphates naturels dans des proportions telles que la solution séparée du produit de la réaction après la trans- formation contient encore une partie de l'acide phosphorique et présente une réaction acide ;

   1) on emploie d'une façon répétée la solution de sel de chaux séparée des produits de transformation pour la fabrica- tion de solutions ou de suspensions contenant de l'acide phos- phorique et on la traite finalement soit à l'état liquide soit à sec après évaporation avec de l'ammoniaque et de l'acide car- @ <Desc/Clms Page number 11> b onique ou avec des carbonates ammoniacaux l'amenant ainsi à un mélange de sel ammoniacal et de carbonate de calcium; m) on mélange les sels ammoniacaux et les carbonates de calcium ainsi obtenus avec des phosphates de scories et on amè- ne l'ensemble à une forme susceptible d'épandage;

   n) on soumet les produits de la réaction renfermant le phosphate de scorie obtenus par les modes d'exécution précités à un traitement par l'aminiaque et l'acide carbonique ou par des mélanges gazeux renfermant ces substances ou par du carbo- nate d'ammonium fabriqué à partir de ces substances et on les rend ainsi susceptibles d'épandage; o) on effectue ce traitement sans soumettre les phospha- tes de aeories à un lavage préliminaire; p) on mélange des engrais azotés, potassiques ou phospha- tés avec un phosphate qu'on fabrique en traitant des scories siliceuses basiques, comme des scories de haut-fourneau avec des superphosphates en présence d'eau ou avec des solutions de superphosphates ou avec des dissolutions de phosphates naturels;

   q) on emploie comme précipitants pour l'acide phospho- rique dans les solutions ou suspensions des mélanges de sco- ries et d'oxydes, d'hydroxydes ou de carbonates de calcium ou de magnésium.