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PROCEDE DE FABRICATION DE PRODUITS BASIQUES CONTENANT DE L'ACIDE PHOSPHORIQUE ET CONVENANT NOTAMMENT COMME ENGRAIS.
La présente invention se rapporte à la fabrication, en partant de phosphates bruts, de produits contenant de l'acide phosphorique, et convenant notamment aux emplois comme engrais.
Le procédé de désagréger des phosphorites brutes au moyen d'acide phosphorique en solution aqueuse est connu; il est d'ailleurs limité à la fabrication d'un superphosphate double de caractère acide, même si l'on fait réagir l'acide phosphorique à l'état concentré, à température élevée et sous pression. Cette réaction correspond à l'équation
Ca3P2O8 + 4H3PO4 = 3 Ca H4 P2O8 (1) On obtient-$ P2O5 solubles dans l'eau sous forme de phosphate monooaloique, én'partant de 1 P 2 0 5 insoluble sous forme de phosphate bruts, et de 2 P2O5, solubles dans l'eau sous forme d'acide phosphorique.
D'autre part on a transformé la poudre d'os par désagré- galion au moyen d'acide phosphorique dilué ou de phosphate di- calcique (Sa HPO4), dont la teneur en P2O5 est soluble dans les citrates. Cette réaction correspond à l'équation :
2 Ca3P2O8 + 2 H3PO4 = 6 (la.- HPO4 (2)
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Hais ce procède est sans intérêt, vu le prix relativement élevé de la poudre d'os, qui est elle-même un engrais.
Il n'est pas possible d'adapter cette méthode de désa-
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grégation aux phosphorites brutes, dont la teneur en P 205 est de beaucoup meilleur marché, que le P205 dans la poudre d'os.
Le demandeur a constaté qu'il'est parfaitement possible de désagréger des apatites en employant des sels phosphoriquea au lieu de l'acide phosphorique et en opérant non pas en milieu aqueux, mais en opérant à des températures élevées et en dosant
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de manière appropriée les matières initiales. C'est ainsi qu'on parvient à la fabrication d'un engrais de réaction alcalines
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contenant beaucoup de P a 0 s soluble dans les citrates.
Le sel tla g P04 est un exemple'typique pour ce groupe d'engrais. on a proposé, il y a déjà longtemps, de désagréger des
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phosphates naturels à l'aide d'acide phosphorique au de phospha tes alcalins solubles dans l'eau (mono- di- ou. tri-phosphate, 9&* exemple d'après l'équation : aa.3 43 Na. 2 Po - 4 Ca E PO" + 2 Crayapo 4 On prétendait même qu'il serait possible de réduire la. quantité du sel phosphorique au dessous des quantités correspondant à
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l'équation, On recommandait de chauffer le mélange s.1'orangé ou presdu'au blanc- (1SOO "- 3.3000 0, environ}. rais ces 13uggestiens ne pouvaient en aucune façon enrichir la technique;
ces indicé ians fournissaient des. résultats inutilisables.
Diaprés les recherches du demandeurs il est impossible de désagréger d'une façon techniquement avantageuse les phos-
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phates bruts en les calcinant mélangés avec des m9nophospha.tes ou diphosphates solubles dans l'eau,. Par contre, ce résultat s'obtient au moyen des triphosphates, mais à condition de les
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utiliser en quantité supérieure a celles qu'indique la théorie.
On a également constaté que des températures de 1200 à 1300 sont superflues et même nuisibles, si l'on veut obtenir la teneut
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maxima en P a 05 Il est bien au contraire recommandable d'utili-
25 ser- des températures plus basses, ne dépassant guère 11000,. Les
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températures les plus avantageuses sont d' peu près 10000 ou même moins.
En employant les triphosphates, par exemple le triortho- phosphate de potassium, comme moyen de désagrégation des phos- phates bruts, on obtient très facilement:, comme l'a découvert le demandeur, une transformation d'après l'équation t
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a aap 0 + a. IL PO 4 (au Na PO 4 6 aaKP06 (3) a 5 p 2 0 5 11'0 3 PaOs insolubles soluble'dans l'eau solúble dans les citrates La transformation ne réussit que si l'on emploie à des températures dépassant aonaîdërablement la limite d'existence des phosphates acides de calcium-(y compris le diphosph&te 8< QaHP()4) mais qui ne soient pas supérieurs à 1I00 ou tout au plus 12dol>.
La mise en oeuvre du procédé s'effectue d'une façon très simple: Il suffit de faire chauffer un mélange pulvérisa des composants dans des fours appropriés jusqu'à la température de transformation. D'après l'équation (3) la proportion théori- que entre le P2O5 contenu dans le phosphate brut et celui qui se trouve dans 'lé triphosphate de potassium serait de a à 1 ou de 1 à 0.5.
Des expériences comparatives, faites à l'aide de phos-
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phate brut (Plorida pebble cala.) et de triphosphate de sodium ont donné les résultats suivants :
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En chauffant à '10000 un mélange (1) de phosphate brut et de phosphate trisodiqu8. composé d'après la proportion théo- rique 1s0., on n'est arrivé qu'aux 68 % de la solubilité dans les citrates qu'on avait calculée.
En chauffant à 10000 un mélange (2) composé d'après la
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proportion de 1=y,,g. on a atteint 99 % de la solubilité théori-
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que; en ohauffant à 11000 et à 1200 la solubilité était de 98 et de 95 %. Les températures les plus favorables sont donc. aux environs de 1000 .
Il est surprenant qu'on puisse, d'après l'invention,
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travailler à. des températures -de look* seulement et qu'on ob- tienne une transformation complâte mge après une courte durée de calcination. Car le point de fusion au de ramollissement
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des phosphates naturels est supérieur à 3.50 s le phosphate triadique est considéré comma infusible et le point de fusion du. phosphate tripotassique se trouve près de 134o .
D'autres expériences ont démontré qu'on peut substituer, aux triphosphates des métaux: alcalins, les sels qui les compo-
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sent. on peut ainsi faire usage des mélanges de méte,phaspbate et de soude, de phosphate manoeodiéue et de soude, de pyrophoa- phate au dl'orthophosphate disadique et de soude. Si l'on emploie du pyrophosphate ou du phosphate disodique au lieu de mtaphoa- phate, on a l'avantage de pouvoir n'utiliser que la moitié de la. soude, on peut substituer à la soude le silicate Na Si O3, ou les sels qui le composent.
Un mélange compose de phosphate brut et du mélange
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Na'PQ3 + 1Ia.aOO3 Ç3) dans la proportion de 10,8s (c'est-à-dire comprise entre la teneur en p 5 du. phosphate brut et la teneur des sels ajoittéa)t chauffé à 1000 a donné 99 % de solubilité dans les citrates.
En chauffant le même mélange à 850 seulement, on ob- tient encore 86 %.
D'autres expériences ont démontré que l'on peut encore améliorer le procédé de désagrégation en ajoutant certains sels,
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par exemgle KaL, 1fgQJ.a' etc. qui facilitent la transformation.
Ces sels auxiliaires, 'même à l'état brut, ajoutés en quantité suffisante - par exemple de 10 à 20 % (ou même plus ) du produit final - permettent d'opérer à des températures neaucoup moins élevées, aux environs de 8000.
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Si l'on désagrège par exemple un mélange (II ou III), prépare dans la proportion de 1:0.8, en ajoutant des quantités convenables de KCl, une température de 800 suffit pour arriver à une solubilité dans les citrates de 98 %1 on peut fixer la composition et la quantité du sel auxiliaire d'après la. oomposi tion voulue du produit final.
Le procédé peut être mis en oeuvre dans des fours rota- tifs ou des fours à puits. Dans certains cas, par exemple lors- qu'on utilise ce dernier type de fours, s'il est recommandable de comprimer le mélange pulvérulent et d'utiliser des corps moulés ainsi obtenus, Le mode de travail le plus élégant con- siste à adopter le procéda Huntington-Haeberlein (procédé de soufflage), un appareil Dwight-Llcyd par exemple est très avantageux.
Les expériences ci-dessus décrites démontrent que la température optima de désagrégation, sans sels auxiliaires, est de 10000 environ, et descend à 800 environ, si l'on fait usage de ces sels. Ces températures optima dépendent naturelle- ment de la qualité et de la composition des phosphates bruts, des sels phosphoriques, de la. quantité de ces derniers, etc.
Enfin, il a été trouvé que l'on peut diminuer la quanti- té de sel phosphorique désagrégant et obtenir, malgré cette diminutif, des désagrégations excellentes, si l'on traite à l'avance le phosphate brut au moyen de P2O5. Dans ce but en peut utiliser du P2O5 de provenance variée coûtant très peu ou même presque rien, 'par exemple les gaz qui sortent des réci- pients de aondenseur dans la fabrication du phosphore élémen- taire en haut fourneau.
Ces gaz chauffent un tube rotatif, dans lequel le phosphate brut est d'abord séché, puis, par les mêmes gaz, enrichi en P2O5 Jusqu'au degré voulu, Les gaz de cette provenance conviennent très bien à cet effet, parce qu'il@ contiennent de 35 à 40 % de CO et en outre de 1 à 2 grammes de
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phosphore sous forme de vapeur (suivant la température de la condensation). D'autre parts on peut aussi augmenter la teneur en P2O5 du phosphate brut en y faisant passer les inévitables eaux-*vannes d'une installation de condensation de phosphore, contenant du P2O5.Ces moyens permettent d'introduire dans les
25 phosphates bruts-d'une manière très avantageuse les quantités voulues de P205.
En général, la quantité à ajouter est de 20 % ou même davantage de la quantité de P2O5 contenue dans les phosphates bruts.
Des expériences ont prouvé qu'on peut obtenir une solu- bilité dans les citrates de plus de 95 % en utilisant des phos- phates bruts ainsi préparés.. Le résultat s'obtient alers- à 1000 sans addition de sels- auxiliaires et en dosant le P 0
2 dans la proportion théorique de 1:0.5.
La présente invention permet d'employer tous les phos- phates bruts connus et de les transformer à des températures relativement basses en précieux engrais basiques, contenant par exemple P2O5,K2O, Sa 0, MgO ou d'autres constituants addi- tionnels fertilisants.