BE400656A - - Google Patents
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Description
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Sulfate de cuivre potassique anhydre, et procédé et dispositif pour sa fabrication.
La présente invention a pour objet, à titre de produit industriel nouveau, le sulfate de cuivre potassique anhydre de formule SO4Cu, S04K2, Ce produit, qui peut être utilisé notamment pour constituer la base de nombreuses bouillies pour l'agriculture et la culture de la vigne pos- sède, entre autres avantages sur le sulfate de cuivre ordi- naire, celui d'être d'un emploi beaucoup plus facile, en raison de sa grande solubilité, et de donner une bouillie plus émulsive.
En outre, le sulfate de potasse qu'il contient constitue un engrais de valeur reconnue, de sorte que le pro- duit joue le double rôle d'insecticide et d'engrais. '
L'invention vise plus particulièrement un procédé de fabrication de ce produit à partir de sulfate de potasse et d'oxyde de cuivre ou de tout autre corps susceptible de
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se transformer en oxyde de cuivre tel, par exemple, que la malachite provenant des mines du Katanga. Ce procédé consiste, en principe, à broyer et à mélanger du sulfate de potasse et de l'oxyde de cuivre (cément de cuivre par exemple) ou du minerai du Katanga, et à faire passer ce mélange dans un four rotatif de longueur convenable, en sens inverse d'un courant d'anhydride sulfureux avec un peu de vapeur d'eau et dont la température est de 400 à 600 .
On réalise ainsi un épuisement et un enrichisse- ment rationnels des produits circulant en sens inverse. La réaction s'effectue rapidement :sa durée n'excède pas 10 à 15 heures. Sa vitesse est sensiblement proportionnelle à la teneur en sulfate du mélange initial, Cette réaction peut être ainsi définie :
0 @ SO2 + SO4K2 + H2O = 2 SO4KH
2 SO4KH + Ou O= SO4Cu +, SO4K2 + H2O
De l'acide chlorhydrique provenant du chlorure de potassium que contient toujours le sulfate de potasse commercial se dégage en quantité très faible sans nuire à la réaction.
La formation de bisulfate de potasse estxtrès rapide, mais le produit n'est neutre qu'à la condition que la température à la fin de la réaction soit supérieure à 500 .
On pourrait évidemment mouiller l'oxyde de cuivre, ou le mélanger de sulfate de potasse et d'oxyde, avec une solution de sulfate de potasse, mais cela n'est pas nécessaire, la vitesse de réaction étant suffisante pour maintenir la tem- pérature voulue.
Le chlorure de potassium jouerait le même rôle que le sulfate de potasse, mais plusieurs raisons s'opposent à son emploi. En premier lieu, la production d'acide chlorhy- drique, ce dernier étant difficilement récupérable par suite
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de sa dilution dans les gaz s'échappant du four, et s'accumu- lant progressivement dans le circuit gazeux. D'autre part, cet emploi conduit à la formation de chlorures cuivreux et cuivrique donnant avec le sulfate de cuivre et le sulfate de potasse des eutectiques don@atn à 450 et 4850 et empêchant la bonne marche de l'opération.
L'emploi de carbonate de po- tasse est de même à écarter du fait qu'il amène la formation d'euteotiques fondant entre les limites extrêmes de la réac- tion et occasionne une plus grande dépense de soufre.
Le sulfate de cuivre potassique obtenu à l'aide du procédé suivant l'invention a une couleur qui varie du bleu au gris pâle suivant la teneur du produit en potasse, celle-ci est d'ailleurs plus considérable dans.le cas où l'on utilise du cément de cuivre que dans le cas du minerai du Katanga, Le produit correspondant au sulfate double de potas- se et de cuivre est bleu intense. Le produit broyé ne durcit guère à l'air sec. Il est très soluble dans l'eau. Au point de vue chimique, il est neutre. Le titre en cuivre du produit obtenu avec le minerai du Katanga est de 25 % et celui de la potasse de 7 à 8 %. Avec le cément, on peut obtenir un pro- duit titrant 25 % de cuivre et 15 à 20 % de potasse.
Le fer et les impuretés qu'il contient sont insolubles, sauf le sulfate de magnésium qui se forme lorsqu'on traite le minerai du Katanga ; mais ce corps ne nuit nullement à la qualité du produit.
Indépendamment du produit et du procédé qui vien- nent d'être définis, l'invention vise également un appareil- lage permettant de réaliser ce procédé en marche continue. Les caractéristiques de cet appareillage ressortiront mieux de la description complémentaire faite ci-après en référence au dessin annexé, lequel montre, à titre d'exemple seulement : Fig.l, une vue schématique d'ensemble et en éléva- tion de l'installation.
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Fig.2, une vue en plan corresponda tà la fig.l.
Figs.3 et 4, des vues en coupe et de face à plus grande échelle de l'un desjoints du four rotatif.
Fig.5, une coupe transversale du four.
L'installation représentée comporte un broyeur 1, placé avantageusement au-dessous du niveau du sol et actionné par un moteur 2. Ce broyeur est alimenté à l'aide d'une trémie 3 munie d'un distributeur automatique. En sortant du broyeur, la matière est reprise par un élévateur vertical à godets 4, entraîné à partir d'un moteur 5 par une transmission appro- priée, et qui la déverse dans un mélangeur 6. Ce dernier re- çoit également son mouvement du moteur 5 et il communique avec une trémie 7 munie d'un distributeur 8 à débit réglable qui alimente le four rotatif 9.
Le four 9, d'une construction analogue à celle des fours à ciment, est toutefois remarquable en ce.qu'il est pourvu à ses extrémités de joints 10 aussi étanches que pos- sible. D'autre part, il est pourvu intérieurement d'un revê- tement 11 jouant le rôle essentiel d'un calorifuge et pré- sentant à cet effet une épaisseur relativement importante, allant décroissant de l'entrée des gaz vers la sortie. Ce revêtement présente en outre des nervures longitudinales lla de profil angulaire ayant pour but d'éviter la chute de pans de matière et de la forcer, en la segmentant, à rouler sur elle-même. Le four 9 est entrainé à une vitesse de 1 à 2 tours à la minute par un moteur 12, et sa pente est d'envi- ron 2 à 3 % afin de permettre à la matière d'y séjourner 10 à 15 heures au contact des gaz.
L'extrémité basse du four 9 débouche dans une tré- mie en maçonnerie 13 évitant les entrées d'air froid et la production de poussières, et communiquant avec une seconde trémie de réception 14. L'ensemble est étanche et permet une vidange alternée de la matière terminée.
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Au-dessus de la trémie 13 es t branché le conduit 15 d'arrivée de SO2, provenant d'un four à pyrites 16 de type quelconque approprié. A l'extrémité opposée du four 9 est branché le conduit 17 de sortie des gaz reliant le four à une petite chambre à poussières 18 en maçonnerie, chargée de recueillir les particules de cuivre oxydé entrainées par le courant gazeux provoqué par un ventilateur-aspirateur 19 actionné à partir du moteur 12. Cette chambre pour rait évi- demment être remplacée par un dépoussiéreur électrique ou tout autre appareil analogue.
L' ins tallation es t complétée par une trémie de refroidissement segmentée 20 à la base de laquelle est dispo- sée une vis d'Archimède 21 dirigeant la matière vers un élé- vateur 22. Celui-ci, commandé par un moteur 23, alimente un broyeur 24 en-dessous duquel-est placée une trémie 25 avec ensacheuse de produit fini. En outre, sont prévues une bas- cule pour peser les mélanges, une source de vapeur de faible puissance, et une tour arrosée avec de l'eau, à travers la- quelle sont refoulés les gaz aspirés par le ventilateur 19.
La marche de cette installation ressort claire- ment des explications précédentes :
On amène dans la trémie 2, au moyen de wagonnets, les quantités pesées d'oxyde de cuivre ou de minerai et de sulfate de potasse* Ces produits tombent dans le broyeur et sont dirigés par l'élévateur 4 jusqu'au mélangeur 6. Lorsque le mélange est homogène, on ouvre les trappes du mélangeur, et le produit tombe dans la trémie 7 dont le distributeur 8 assure l'alimentation régulière du four 9.
Le produit chemine dans le four 9 vers la trémie de vidange 13, et il est traversé par le gaz sulfureux circu- lant en sens inverse mélangé à une petite quantité de vapeur d'eau. Les gaz aspirés par le ventilateur 19 contiennent à
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la sortie du four un peu d'acide chlorhydrique (0,2%), un peu de SO2 inabsorbé (0,1 à 0,2%), et quelques poussières entrai- nées. Celles-ci se déposent dans la chambre 18 et le gaz est finalement dirigé vers la tour arrosée où se dissolvent les traces de cuivre entrainées et secondement l'acide chlorhydrique ainsi que le S02 inabsorbé, Les gaz s'échappant dans l'air sont ainsi débarrassés de tout corps toxique.
Le sulfate de cuivre potassique terminé est évacué de la trémie 14 et donduit par des wagonnets à la trémie de refroidissement segmentée 20. Bien que sa finesse soit déjà grande à sa sortie du four, il est ensuite amené au broyeur 24 et finalement ensaché.
Les avantages du procédé suivant l'invention sur les procédés ordinaires de cristallisation, sont manifestes : En premier lieu, frais d'installation beaucoup moins élevés, encombrement réduit et absence de bacs de cristallisation.
La quantité de cuivre immobilisée dans la réaction est nulle, ce qui réduit le capital investi dans l'exploitation. L'appa- reillage peut être mis en service un@quement pendant les pé- riodes de demande, d'où suppression des aléas du stockage.
D'autre part, les matières premières employées (minerai ou cément de cuivre et gaz sulfureux) sont d'un prix beaucoup moins élevé que le cuivre métal et l'acide sulfurique exigés par les autres procédés.
Enfin, la main d'oeuvre nécessaire pour assurer le fonctionnement et la surveillance de l'installation et l'em- ballage des produits est aussi beaucoup moins importante.
D'ailleurs, outre que la manutention d'un produit sec et propre est plus facile et plus agréable que celle d'acides et de lessives cupriques, l'on conçoit que l'emballage est ici plus simple, puisqu'il ne nécessite aucun classement des cristaux ni aucun essorage. Le produit est anhydre et con- tient, à la place d'eau, du sulfate de potasse dont la valeur
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comme engrais a déjà été indiquée et dont le transport est donc beaucoup plus avantageux que celui d'une manière inerte.
Il est à noter que le procédé et l'installation qui viennent d'être exposés peuvent, suivant l'invention, être appliqués sans changement à la fabrication du sulfate de cuivre sodique anhydre ayant fait l'objet, à titre de pro- duit industriel nouveau, du brevet français n 741.535 déposé au nom de l'inventeur le 14 Décembre 1932. Seul le sulfate de potasse doit être remplacé dans ce cas par du sulfate de soude. Toutefois, la réaction est un peu plus lente et dure de 15 à 20 heures. La température à la fin de la réaction doit être de 485-490 . Cette application offre sur l'emploi du procédé discontinu avec fours à cuves décrit dans la sus- dite demande, d'incontestables avantages en ce qui concerne notamment la simplicité des opérations et de l'appareillage, et la rapidité de production. En outre, elle ne nécessite aucune dépense de combustible.
- REVENDICATIONS -
1- Procédé de fabrication de sulfate de cuivre potassique anhydre, de formule SO4Cu, S04K2, consistant essentiellement à broyer et à mélanger du sulfate de potasse et de lt oxyde de cuivre (cément de cuivre par exemplea ou du minerai du Katanga, et à faire passer ce mélange dans un four rotatif de longueur convenable, en sens inverse d'un courant d'anhydride sulfureux avec un peu de vapeur d'eau et dont la température estde 400 à 600 .
Claims (1)
- 2- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée par un broyeur mis en relation par un élévateur étanche à godets avec un mélangeur placé au droit de l'entrée du four rotatif.3- Installation pour la mise en oeuvre du procédé <Desc/Clms Page number 8> selon la revendication 1, comportant -un four rotatif, de type des fours à ciment, caractérisé par un revêtement intérieur jouant le rôle de calorifuge et présentant des nervures inté- rieures longitudinales à profil angulaire.4- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée par une trémie en maçonnerie placée à l'extrémité du four et combinée avec une seconde trémie, cet ensemble permettant une vidange alternée du produit fini évitant les entrées d'air.5- Installation pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisée par une trémie de re- froidissement segmentée reliée par un transporteur à vis d'Archimède à un broyeur avec ensacheuse pour le produit fini.6- Installation selon la revendication 3, caracté- risée par un appareil producteur de SO2 branché à l'extrémité de déchargement du four rotatif.7- Installation selon la revendication 3, caracté- risée par un ventilateur-aspirateur relié à l'extrémité haute du four, communiquant aux gaz un mouvement en sens inverse de la matière et les dirigeant après épuisement vers une tour arrosée d'eau.8- Installation selon les revendications 3 et 7, caractérisée par une chambre dépoussiéreuse intercalée entre le ventilateur et le four rotatif.9- Application du procédé et de l'appareillage suivant les revendications 1 à 8 à la fabrication du sulfate de cuivre sodique anhydre ayant fait l'objet du brevet fran- çais n 747.555 déposé le 14 Décembre 1932, le sulfate de potasse étant remplacé dans ce cas par du sulfate de soude.10- A titre de produit industriel nouveau le sulfate de cuivre potassique anhydre, de formule SO4Cu, SO4K2
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