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BREVET D'INVENTION. PROCEDE DE FABRICATION DE PHOSPHATES ALCALINS EN PARTANT
DE PHOSPHATES BRUTS CONTENANT DU CALCIUM.
Les procédés connus de fabrication de phosphates alca- lino consistent en ae que de l'acide phosphorique obtenu par voie sèche ou humide est saturé au degré Toulu arec des alcalistels que le carbonate sodique et l'hydrate sodique, la solution ainsi obtenue étant soumise à la. cristallisation, gomme la fabrication de l'acide phosphorique par voie sèche nécessite une dépense importante d'énergie, et que dans la fabrication par voie humide l'acide sulfurique coûteux est transformé en gypse dont la valeur commerciale est moindre, on a essayé de fabriquer directement des phosphates alcalins en partant de phosphates bruts et d'alcalis.
La désagrégation directe n'a cependant réussi jusqu'ici qu'avec les; phosphates d'alumine et les phosphates de faro
Les procèdes proposés jusqu'ici ont le but de transfor-
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mer avant ou pendant la lixiviation de la masse calcinée ou fondue, l'oxyde de calcium formé en carbonate de calcium insoluble, par exemple en admettant de l'acide carbonique ou bien par l'addition de soude à l'eau de lixiviation. Ces procédés ne se sont pas répandue car ils n'étaient pas économiques.
Il a été maintenant trouvé que l'on peut réaliser la fabrication directe de phosphate alcalin en partant de phosphates de calcium et cela d'une manière économique, si l'on évite soigneusement la présence d'acide carbonique, Si un mélange de phosphate brut et de lessive de soude par exemple est séché et calciné de la manière usuelle, par exemple au four rotatif ou au four à flammes, la conversion se fait avec un mauvais rendement. Si au contraire, le séchage et la calcinât ion se font suivant la présente invention en évitant l'acide carbonique, le rendement se rapproche du rendement théorique.
En employant de la soude caustique ou de la lessive de soude comme alcali de désagrégation on a encore cet avantage que le traitement thermique s'achève à des températures extrêmement basses et dans un temps très court, De cette manière on peut par exemple transformer en une heure et à. une température de seulement 400-5000 de l'apatite en phosphate trisodique ou en phosphate trisodique contenant du fluor. Le procédé est exécuté de telle sorte que l'apatite finement broyée est mise en pâte avec de la lessive de soude, de préférence concentrée, et le mélange est ensuite rapidement séché et puis calcine dans un four tunnel ou four canal avec chauffage extérieur ou avec chauffage électrique intérieur.
Le fait que l'acide carbonique présente une importance décisive pour la marche de la désagrégation alcaline est nouveau et surprenant, on ne pouvait pas prévoir qu'en évitant l'acide carbonique la transformation se ferait à des températures aussi basses et dans un laps de temps aussi court.
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Il est bien entendu que si on veut obtenir les rendements les plus élevas on doit, en calculant la quantité d'alcali né- cessaire, tenir compte des impuretés se trouvant dans l'apatite, telles que l'acide silicique, l'alumine et les autres impuretés qui retiennent de l'alcali. L'excès en alcali par rapport à la. quantité requise pour la formation de phosphate trisodique 1 P2O5 t 3 Na2O peut donc varier entre de larges limites.
La quantité d'alcali peut encore diminuer lorsque le phosphate brut est soumia à un traitement préalable d'épuration, par exem ple un grillage ohlorurant en traitant le phosphate brut à température assez élevée en même temps par du chlore gazeux et acide chlorhydrique ou bien à un traitement préalable d'oxydation alcaline, en soumettant le phosphate brut à une calcination avec de faibles quantités d'alcalis et avec addition d'agents d'oxydation, et en lixiviant finalement par de l'eau.
De cette manière, on augmente encore le degré de pureté: du phosphate alcalin obtenu suivant la.présente invention, on ne doit pas tenir compte de la teneur en carbonate de calcium, oar celui-ci dans les conditions énoncées en présence de lessive sodique ou de soude caustique, ne se transforme pas.
Le résidu lixivié constitue un engrais de grande valeur, dans lequel l'acide phosphorique non désagrégea c'est-à-dire se trouvant dans le résidu, est complètement soluble dans les citrates. La mise en solution du phosphate se fait d'ailleurs en un lape de temps plus court que celui nécessaire dans l'analyse des engrais.,
Le présent procédé n'est pas limita à l-emploi de soude caustique, on peut aussitravailler avec du carbonate modique d'une manière analogue, par exemple en faisant une pâte du phosphate brut avec une solution de carbonate sodique, en séchant rapidement, ou bien en mélangeant le phosphate avec de la. soude sèche.
La température de calcination est alora plus élevée d'environ 4000 C. on doit avoir soin que l'acide carbonique
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développé au cours du procédé de calcination soit enlevé rapidement et qu'en plus il n'y ait pas admission de nouvelles quantités d'acide carbonique. Tous dispositifs, tels que fours rotatifs, qui travaillent avec application directe des flammes ne aon- viennent pas pour le présent procédé car il est important d'éviter tout acide carbonique dans la réalisation de la pré- sente invention.
Il est également possible de travailler sui- vant un procédé de concrétion et d'éviter la fusion qui est coûteuse. pour augmenter le rendement on prend soin de lixivier rapidement avec de l'eau chaude le produit calciné, à une température d'environ 100 C par exemple, l'eau étant employée en quantité aussi faible que possible de manière à obtenir des solutions chaudes concentrées.
Les eaux-mères de la cris- tallisation peuvent être utilisées pour cette opération, @ Exemple 1 -
100 kilos d'un phosphate contenant
36,25 % P2O5
0,72 % Fe2O3
2,73 % Al2O3
5,83 % SiO2
3,40 % F sont mis en pâte avec 80 kilos de soude caustique sous forme d'une lessive d'environ 40 Bé, en évitant tout acide carboni.. que, séchés rapidement et tenus dans un four chauffé électri- quement pendant une heure à 500 . Le produit désagrégé est lixivié rapidement par de l'eau chaude et filtrée Dans la solution se retrouvent 67,5 % du P2O5 introduit, sous forme de phosphate trisodique.
Exemple 2 -
On emploie comme matière première un phosphate épuré par un traitement préalable d'oxydation alcaline, et contenants
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34x 1 ,' p2à5- 1,88 3i6g
2,57 % F
0,82 % Al2O3
0,90 % Fe2O3.
100 kilos de ce phosphate sont mélangés avec 65 kilos de soude caustique et travaillés ensuite suivant 1'exemple 1.
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Dans la solution se retrouvent 80,90 % dP S 0 5 sous forme de phosphate trisodique, '
La lixiviation se fait dans environ 73 kilos d'eau, en agitant pendant environ lo minutes à 100 .
Il se forme une solution saturée qui est filtrée dans un filtre chauffé au préalable, et qui par refroidissement vers 20 , précipite envi-
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ron go % du Nsp04 présent dans la. solution, sous forme solide, le phosphate trisodique précipita est séparé par oentrifu&î6... tion des eaux-mèrex et celles-ci sont utilisées pour lixivier une nouvelle quantité du produit de 1*opdration de cloination, Mèmple 3 - 100 kilos d'un phosphate contenant :
33,62% $P2O5
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os 71 % S10à o>7l fi 3 0, sa Fe2O3 4$ la F
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sont mélangés intimement'arêc'90 kilos de soude et tenus au four électrique à 9000 a pendant une heure, pendant la celoi. nation on fait passer de la vapeur d'eau ou autre gaz indiffé-
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rent à travers le four, afin d'enlever l'acide carbonique immédiatement après son dégagement, On doit prendre soin que l'acide carbonique soit enlevé rapidement.
Le produit broyé est lixivié comme dans 2'exemple a.
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Rendement t 78 en 1>, 0
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Exemple 4 -
100 kilos du même phosphate que dans l'exemple 3 sont mélangés intimement avec 96 kilos de potasse caustique et traités comme dans l'exemple 2.
Rendementt 77,6 % de P2O5 en phosphate tripotassique, qui est travaillé ensuite de manière connue pour obtenir du phosphate tripotassique deshydraté.