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"Procédé de fabrication de sulfate d'ammoniaque en gros grains".
La présente invention a trait à un procédé de fa- brication de sulfate d'ammoniaque en gros grains, sui- . vant le procédé par saturateur et dans lequel on emploie comme matière première, d'une part, de l'acide sulfu- rique technique, comme celui provenant, par exemple,
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de la fabrication au moyen des chambres de plomb et, d'autre part, de l'ammoniaque.
Il est bien connu que l'on peut favoriser les con- ditions physiques d'obtention d'un produit cristallisé en gros grains soit en brassant ou en soufflant l'ammo- niaque éventuellement sous pression dans la masse liquide du saturateur, soit en mélangeant l'ammoniaque à des gaz'non susceptibles de réaction, etc.. C'est ainsi que, dans le brevet français No.663.105, se trouve décrit un procédé relatif à la dilution de l'ammoniaque au moyen de vapeur, d'air, d'un autre gaz inerte ou encore d'un mélange de gaz.
Toutefois il y a lieu de remarquer qu'il faut prendre en considération non seulement les condi@tions physiques, mais encore les conditions chimiques. Le degré d'acidité du liquide'du bain, par exemple, est de grande importance et, comme l'on sait, on donne la préférence à un degréaussi faible que possible. L'on saitégalement très bien que, dans le processus de cristallisation, la présence de substances étrangères qui peuvent, entre autres, être introduites dans la chambre de cristallisation sous forme d'impuretés des réactifs, jouent souvent un rôle important par suite du fait que le développement des cristaux de façon déterminée peut être influencé très défavorablement par suite de la présence d'autres substances.
Lorsque l'acide sulfurique technique contient d'importantes quantités d'impuretés, qui dans le cas d'emploi du procédé par saturateur s'accumulent dans la masse liquide du bain, il est suffisant de tenir compte de l'influence de ces impuretés et de veiller @
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à empêcher ou du moins à. réduire l'action des corps défavorables en recourant à l'emploi de réactifs chi- miques.
Dans le texte du brevet français précité on trouve, dans le paragraphe 2 du résumé, un énoncé général de ce principe sous la forme suivante: "On introduit sous forme de gaz ou de vapeur, dans le courant gazeux d'ammoniaque (synthétique) diluée ou non, ou dans l'élément de dilution ou, dans le satu- rateur, ou sous forme de liquide dans le bain du satura- teur, des réactifs chimiques en vue de modifier l'aspect ou la résistance des cristaux de sulfate d'ammoniaque, soit par action directe, soit par action sur les im- puretés renfermées dans le bain ou, l'élément de dilu- tion."
Il est ditdans le même brevetfrançais (page 2, lignes 47-51) que, par la combinaison de ces deux moyens, l'on est en mesure de régler à volonté: le vo- lume, la dureté etla couleur du sulfate d'ammoniaque.
Cela étant, la présente invention vise une appli- cation spéciale du principe énoncé dans le paragraphe 2 du résumé du brevet français No.663.105 et a trait spécialement à l'addition d'acide phosphorique ou de phosphate au liquide du saturateur. La légère modifica- tion ainsi apportée à la composition du liquide du bain suffit, si, au surplus, les conditions physiques sont favorables, pour permettre la formation de sulfate d'ammoniaque en gros grains et pour obtenir ainsi un résultat tout à fait remarquable.
Le procédé de la présente invention sera mis en application de telle manière, de préférence, qu'au
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liquide du saturateur, contenant encore de l'acide libre, on ajoute, en petite quantité de l'acide phosphorique ou bien un phosphate soluble dans l'eau ou dans un acide dilué. L'on peut également employer du phosphate brut que l'on traite, au préalable, ou que l'on introduit tel quel dans le liquide du saturateur ou il sera rendu soluble par suite de la présence d'acide,
La quantité de phosphate ajouter pourra être fixée exactement, en tenant compte notamment de l'apport en impuretés, par la quantité d'acide sulfurique intro- duite dans le saturateur.
Lors de l'introduction du phosphate dans le liquide du saturateur, l'on consta- tera qu'il se forme un léger précipété; l'on pourra ensuite, le cas échéant, ajouter autant de phosphate que l'on voudra sans que l'on puisse constater de for- mation de précipité par une nouvelle addition de phos- phate. Suivant les besoins, dépendant d'ailleurs du produit final à obtenir, il peut, cependant, être in- diqué de ne pas aller si loin et de n'ajouter qu'une quantité de phosphate telle que les impuretés précipi- tées avec le phosphate ne soient pas entièrement élimi- nées.
La composition du précipité obtenu varie suivant la nature des impuretés en présence. C' est ainsi, comme c'est toujours le cas lorsqu'on emploie l'acide sulfurique technique, que les composés ferriques se précipitent avec le phosphate sous forme de ferri-phos- phata.Il en est de même dans les cas ou il y & en pré- sence de l'aluminium apporte également par l'acide sulfurique technique. quand il y a du chromo en présence, ce métal se retrouve également dans le précipité.
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Il est connu, d'après la chimie analytique, que tous ces précipités ne peuvent se former qu'en milieu neutre ou très faiblement aide. Quoiqu'il en soit, on voit qu'ici on les rencontre en un précipité de phosphate se formant à température élevée dans un liquide de satu- rateur contenant de l'aoide sulfurique libre. On ne de-passera pas, de préférence, une limite supérieure acide de 1,5% d'acide libre, calculé en acide sulfurique.
Les cristaux de sulfate d'ammoniaque seront, le cas échéant, retirés du saturateur en même temps que les précipités de phosphate, et traités ensuite de manière appropriée.
Les exemples ci-après sont destinés à mieux faire comprendre encore l'invention.
Exemple 1:
Dans un appareil de saturation, qui comporte 13m3 de lessive-mère saturée au sulphate d'ammoniaque, se trouvant à une température d'environ 108 C., avec une teneur d'ions ferrique de 2 grammes par litre et de 6% d'acide sulfurique libre, on introduit un mélange de gaz ammoniaque/synthétique, d'air et de vapeur, en même temps qu'on maintient le degré d'acidité du bain par addition équivalente. d'aoide sulfuriqua technique à 58-60 Bé avec une teneur de composés ferriques de 0,5 grammes par litre.
L'apport de gaz ammoniaque et d'acide sulfurique est réglé de telle façon que la production de sulfate d'ammoniaque atteigne 75 tonnes par 24 heures.
Le sulfate d'ammoniaque, qui se forme, est retiré de façon régulière de l'appareil. Apres centrifugation et séchage, on obtient un produit dont les cristaux
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présentent un rapport de longueur à largeur d'environ
10 : 1. L'analyse au tamis donne: 25,0% de cristaux > 0,5 m/m et 71,5% > 0,2 mime En rais on de la pré- sence de composés ferriques et d'arsenic, l'on ne peut abaisser le degré d'acidité du bain, sinon on pourrait donner lieu à des séparations nuisibles de combinaisons celloidales ferro-arsénicales.
Exemple 2;
On ajoute au liquide du bain, dont la composition initiale correspond, par exemple, a celle de l'exemple 1, 20 Kgs par heure de superphosphate à 14%. Au surplus, le degré d'acidité du bain est abaissé de 0,5 - 1% d'acide sulfurique libre.
La teneur en ions ferriques de la lessive-mère, tombe ainsi a environ 0,04 grammes par litre.
Alors que toutes les autres conditions physiques et chimiques, composition de l'acide introduit, quantité de sulfate produit, restent es mêmes, l'on obtient, à présent, un produit dont les cristaux présentent un rapport de longueur à largeur de 1,5 : 1.
L'analyse au tamis donne: 77,5%< 0,5 m/m et 98% > 0,2 m/m. Le produit ne donne pas lieu 1 formation de poussières et n'a presqu'aucune tendance à s'agglu- tiner.
R é s u m e.
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"Process for the production of coarse-grained ammonium sulphate".
The present invention relates to a process for the manufacture of coarse-grained ammonium sulfate, as follows. before the saturator process and in which the starting material is, on the one hand, technical sulfuric acid, such as that from, for example,
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of manufacture by means of lead chambers and, on the other hand, ammonia.
It is well known that the physical conditions for obtaining a coarse-grained crystalline product can be promoted either by stirring or blowing ammonia optionally under pressure into the liquid mass of the saturator, or by mixing. ammonia to gases which are not susceptible to reaction, etc. Thus, in French patent No. 663 105, a process relating to the dilution of ammonia by means of steam, air is described. , another inert gas or a mixture of gases.
However, it should be noted that it is necessary to take into consideration not only the physical conditions, but also the chemical conditions. The degree of acidity of the liquid in the bath, for example, is of great importance and, as is known, preference is given to as low a degree as possible. It is also well understood that in the crystallization process the presence of foreign substances which can, among other things, be introduced into the crystallization chamber in the form of impurities of the reactants, often play an important role due to the fact that the development of crystals in a certain way can be influenced very unfavorably due to the presence of other substances.
When the technical sulfuric acid contains large amounts of impurities, which in the case of use of the saturator process accumulate in the liquid mass of the bath, it is sufficient to take into account the influence of these impurities and ensure @
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to prevent or at least to. reduce the action of unfavorable bodies by resorting to the use of chemical reagents.
In the text of the aforementioned French patent we find, in paragraph 2 of the summary, a general statement of this principle in the following form: "Dilute (synthetic) ammonia is introduced in the form of gas or vapor, into the gaseous stream. or not, or in the dilution element or, in the saturator, or as a liquid in the saturator bath, chemical reagents to modify the appearance or the resistance of the sulphate crystals. ammonia, either by direct action or by action on the impurities contained in the bath or the dilution element. "
It is said in the same French patent (page 2, lines 47-51) that, by the combination of these two means, one is able to adjust at will: the volume, the hardness and the color of the ammonium sulphate. .
However, the present invention aims at a special application of the principle stated in paragraph 2 of the summary of French Patent No. 663,105 and relates specifically to the addition of phosphoric acid or phosphate to the saturator liquid. The slight modification thus brought about in the composition of the liquid in the bath is sufficient, if, moreover, the physical conditions are favorable, to allow the formation of ammonium sulphate in coarse grains and thus to obtain a quite remarkable result.
The process of the present invention will preferably be carried out in such a way that
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saturator liquid, still containing free acid, a small amount of phosphoric acid or a phosphate soluble in water or in a dilute acid is added. It is also possible to use crude phosphate which is treated beforehand or which is introduced as it is into the saturator liquid or it will be made soluble due to the presence of acid,
The quantity of phosphate added can be fixed exactly, taking into account in particular the contribution of impurities, by the quantity of sulfuric acid introduced into the saturator.
When the phosphate is introduced into the liquid of the saturator, it will be observed that a slight precipitate is formed; it is then possible, if necessary, to add as much phosphate as desired without it being possible to observe the formation of a precipitate by a further addition of phosphate. Depending on requirements, depending moreover on the final product to be obtained, it may, however, be indicated not to go so far and to add only a quantity of phosphate such as the impurities precipitated with the phosphate. are not completely eliminated.
The composition of the precipitate obtained varies according to the nature of the impurities present. It is thus, as is always the case when technical sulfuric acid is employed, that the ferric compounds precipitate with the phosphate in the form of ferri-phos- phata. It is the same in the cases where it y & in the presence of aluminum also contributes by technical sulfuric acid. when there is chromo present, this metal is also found in the precipitate.
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It is known from analytical chemistry that all these precipitates can only form in a neutral medium or very weakly. However this may be, we see that here they are encountered in a phosphate precipitate forming at high temperature in a saturator liquid containing free sulfuric acid. Preferably, an upper acid limit of 1.5% free acid, calculated as sulfuric acid, will not be exceeded.
The ammonia sulphate crystals will, if necessary, be removed from the saturator together with the phosphate precipitates, and then treated appropriately.
The examples below are intended to give a better understanding of the invention.
Example 1:
In a saturation apparatus, which comprises 13m3 of mother liquor saturated with ammonium sulphate, at a temperature of about 108 C., with a ferric ion content of 2 grams per liter and 6% of free sulfuric acid, a mixture of ammonia / synthetic gas, air and steam is introduced, while maintaining the degree of acidity of the bath by equivalent addition. of technical sulfuric acid 58-60 Bé with a content of ferric compounds of 0.5 grams per liter.
The supply of ammonia gas and sulfuric acid is regulated in such a way that the production of ammonia sulphate reaches 75 tons per 24 hours.
The ammonia sulphate, which forms, is regularly removed from the device. After centrifugation and drying, a product is obtained whose crystals
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have a length-to-width ratio of approximately
10: 1. The sieve analysis gives: 25.0% crystals> 0.5 m / m and 71.5%> 0.2 mime Due to the presence of ferric compounds and arsenic, one cannot lower the degree of acidity of the bath, otherwise one could give rise to harmful separations of ferro-arsenical celloidal combinations.
Example 2;
20 kg per hour of 14% superphosphate are added to the bath liquid, the initial composition of which corresponds, for example, to that of Example 1. In addition, the acidity of the bath is lowered by 0.5 - 1% free sulfuric acid.
The ferric ion content of the mother liquor thus drops to about 0.04 grams per liter.
While all the other physical and chemical conditions, composition of the acid introduced, amount of sulphate produced, remain the same, we now obtain a product whose crystals have a length to width ratio of 1.5. : 1.
The sieve analysis gives: 77.5% <0.5 m / m and 98%> 0.2 m / m. The product does not give rise to dust and has almost no tendency to clump.
Summary.
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