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Publication number: BE449068A
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Description


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  " PROCEDE DE FABRICATION D'ENGRAIS A PARTIR DE PHOSPHATES 
BRUTS." 
La présente invention, due à Monsieur Egil LIE, est relative à un   procède   de fabrication d'engrais à partir de phosphates bruts, en les traitant avec des acides sous forme d'anhydrides ou sous forme   gazeuse,   de façon à les transformer, par ce traitement, en sels de calcium, qui cristallisent avec de l'eau et qui sont hygroscopiques. 



   Parmi ces acides se trouvent, par exemple, l'acide azotique et 1''acide chlorhydrique. 



   En traitant le phosphate brut avec de l'acide azoti- que, cet acide se transforme en nitrate de calcium, qui se cristallise avec de l'eau en formant différents cristaux, selon la quantité d'eau présente, par exemple Ca (NO3)2 - 6 H2O ; Ca (NO3)2. 4 H20, et autres, qui sont tous hygroscopiques. En 

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 même temps, le   sphate   de calcium, contenu dans le phos- phate brut, est transformé en mono et diphosphate de calcium, qui sont assimilables par les plantes. 



   En traitant le phosphate brut avec de l'acide chlor- hydrique, cet acide se transforme en chlorure de calcium, qui cristallise avec de l'eau en formant différents cristaux, selon la quantité d'eau présente, par exemple CaCl2. 6 H2O ;   CaCl .   



  4 H2O et autres, qui sont tous hygroscopique s. 



   En même temps le triphosphate de calcium se trans- forme en mono et diphosphate de calcium. 



   Il est connu de traiter des phosphates bruts avec des acides en solutions aqueuses, par exemple, comme décrit dans la demande de brevet d'invention déposée en France le   20   Février 1942 par la même Demanderesse, sous le numéro PV. 465.624, pour "Procédé de fabrication d'engrais à partir de phosphates bruts". Selon cette technique, l'on emploie de l'acide azotique et de l'acide chlorhydrique. 



   Les acides techniques ordinaires, en solution aqueuse , contiennent, en général beaucoup d'eau. Ainsi   1''acide   azotique contient environ 50 % d'eau et l'acide chlorhydrique environ 70 % d'eau. En employant ces acides pour fabriquer des engrais à partir de phosphates bruts, on est obligé de sécher le mélange du phosphate brut et de   l'acide,   en faisant évaporer   l'eau,   pour arriver à un produit assez sec et convenable à l'utilisa- tion comme   engrais.   



   Ce séchage est très difficile à exécuter industrielle- ment à cause de la nature hygroscopique de ces mélanges, con- tenant par exemple du nitrate de calcium ou du chlorure de cal- cium, et il nécessite en outre une dépense de chaleur pour l'évaporation de l'eau, ce qui représente une charge grèvant le prix de revient de l'engrais. 



   La présente invention a pour objet d'éliminer ces di- vers inconvénients. 

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   Elle consiste à transformer les phosphates bruts, con- tenant du triphosphate de calcium, en mono et diphosphate de calcium, en traitant ces phosphates bruts, en présence de l'eau, avec des acides   pri.a   sous forme d'anhydrides ou à l'état gazeux, lesquels se transforment, par ce traitement, en sels de calcium, qui cristallisent avec de l'eau et qui sont hygroscopiques. 



     Grâce   à ce traitement, on peut obtenir directement sans évaporer l'eau ou avec une évaporation d'eau très réduite, des produits qui sont assez secs pour être employés comme en- grais, et qui se conservent bien pendant le stockage, en emplo- yant un emballage convenable. 



   La présence de l'eau est nécessaire : 
1 ) pour transformer les anhydrides en acides, par exemple pour transformer l'anhydride azotique en acide azotique, qui transforme ensuite le triphosphate de calcium en mono et diphosphate de calcium. pour faciliter la transformation du triphosphate de calcium en mono et diphosphate de calcium, par de l'acide formé comme indiqué ci-dessus ou par de l'acide employé à l'état gazeux, par exemple l'acide chlorhydrique gazeux. 



   3 ) pour fournir l'eau de cristallisation du sel de calcium formé par l'acide présent et le triphosphate de cal- cium; la quantité d'eau doit de préférence correspondre à la formation des cristaux, qui rendent le produit assez sec et apte à être utilisé comme engrais. 



     L'eau   nécessaire pour ce traitement peut être intro- duite dans le processus de réaction, soit en l'ajoutant au phosphate brut, soit en introduisant successivement l'eau ou de la vapeur d'eau dans l'appareil de réaction, soit en utili- sant des anhydrides ou des gaz d'acides, contenant de l'eau, soit encore en utilisant une combinaison des moyens précités. On peut aussi introduire l'eau nécessaire pour le traitement en mélangeant le phosphate brut avec un acide pris sous forme de 

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 solution aqueuse. Cet acide peut être, soit un acide auxiliaire, soit l'acide utilisé pour la réaction principale, celui-ci de- vant néanmoins, dans ce cas intervenir également, soit sous for- me d'anhydride, soit à l'état gazeux selon le principe même du procédé. 



   En employant des anhydrides sous forme d'oxydes d'azo- te dans le présent procédé, il est favorable d'ajouter en même temps de l'oxygène, par exemple de l'air ou autres produits qui peuvent oxyder en nitrates des nitrites, éventuellement formés. 



   Pour faciliter la solubilisation du triphosphate de calcium, il est bon que le phosphate brut soit traité sous forme poreuse, afin de permettre aux gaz acides de pénétrer facile- ment dans le phosphate. 



   Pour obtenir cette forme poreuse, on peut appliquer des méthodes connues et, par exemple, on peut malaxer d'abord le phosphate brut avec un acide en solution aqueuse en quantité suffisante pour obtenir une masse spongieuse, et interrompre le malaxage avant que le CO2 se soit dégagé et avant que le mélange ait atteint une densité apparente de 1, comme il a été décrit dans la demande de brevet d'invention précitée(notre demande de brevet N  PV.465.624). 



   La masse spongieuse, sortant du malaxeur, est ensuite traitée avec des anhydrides d'acides ou avec des acides sous forme gazeuse, lesquels comme indiqué ci-dessus se   transforme nt   par ce traitement en sels de calcium, qui cristallisent avec de l'eau et qui sont hygroscopiques. 



   Si le phosphate brut contient peu de carbonates et donne ainsi moins de mousse d'acide carbonique, on peut, pour former un mélange spongieux convenable, ajouter au phosphate brut un carbonate, par exemple du carbonate de chaux, soit mé- langé avec le phosphate brut, soit séparément, en même temps que le phosphate brut et l'acide en solution aqueuse. 

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    Exemple 1 : -    
167 parties de phosphate brut et 141 parties d'acide azotique, contenant   50,9   de HNC3. sont mélangées dans un ma- laxeur. Le mélange est versé dans un appareil de réaction, avant qu'il ait une densité apparente de 1, et l'on y introduit en- suite des oxydes d'azote et de l'air. Au bout de deux heures la plus grande partie du triphosphate   de   calcium a été trans- formée en mono et diphosphate de calcium. Comme les réactions sont exothermiques, la masse a été ensuite refroidie et se présente alors comme un produit assez sec et convenable pour être employé comme engrais. 



   L'engrais obtenu contient 6,9 % d'azote,   11,5   de P2O5 soluble à l'eau et 0,5 % de P2O5 soluble au citrate d'am- monium, c'est-à-dire 12 % de P2O5 assimilable par les plantes. 



    Exemple 8 : -    
207 parties de phosphate brut et 141 parties d'acide azotique, contenant   50,9   de HNO3, ont été   traitéesde   la même façon que dans l'exemple 1. 



   L'engrais obtenu contient   6,9   d'azote, 11 % de P2O5 soluble à l'eau et 0,5 % de P2O5 soluble au citrate d'am- monium, c'est-à-dire 11,5 % de P2O5 assimilable par les plantes. 



    Exemple 3 : -    
260 parties de phosphate brut et 137 parties d'acide chlorhydrique, contenant 31,3 % de HCl, ont été traitées de la   même   façon que dans l'exemple 1, sauf que l'on fait passer dans l'appareil de réaction un courant d'acide chlorhydrique gazeux au lieu des oxydes d'azote et de   l'air.   



   L'engrais obtenu contient   14   de P2O5 soluble à   l'eau   et 0,5 % de P2O5 soluble au oitrate d'ammonium, c'est- à-dire   14,5   de P2O5 assimilable par les plantes. 



   Pour faciliter la solubilisation du triphosphate de calcium, en augmentant-la surface, il est favorable que le 

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 phosphate brut soit broyé en poudre fine. 



     On   peut aussi augmenter la surface en mélangeant le phosphate brut avec d'autres corps, qui ne gênent pas la solu- bilisation de P2O5. On peut, par exemple, ajouter des minéraux ou des produits chimiques, et en particulier du superphosphate, des engrais azotiques, ou des engrais potassiques, ou bien l'on peut ajouter le produit lui-même obtenu par application du pro- cédé de la présente invention et qui est ainsi remis dans le circuit de la fabrication, comme produit de retour. 



   La nature des corps à ajouter peut être choisie de telle façon qu'entre le sel hygroscopique de calcium et le corps ajouté, au fur et à mesure de la formation de ce sel de calcium il se produise une réaction qui transforme ce dernier en un produit non hygroscopique ou moins hygroscopique que le sel de calcium hygroscopique. En mélangeant, par exemple, le phosphate brut avec le sulfate de potassium, et en traitant ce mélange avec de l'anhydride azotique, en présence d'eau, il se forme d'abord de l'acide azotique, qui attaque ensuite le triphosphate de calcium en formant Ca (NO3)2. Au fur et à mesure que ce dernier est formé, il est transformé par le sul- fate de potassium, selon l'équation suivante : 
Ca (NO3)2 +   K2S04   = CaSO4 + 2 KNO3 qui sont des corps non hygroscopiques. 



   Les produits fabriqués selon la présente invention se conservent beaucoup mieux pendant le stockage s'ils sont sous forme de grains comprimés. La présence dé l'eau dans les produits peut provoquer une   aimentation   du produit dans le sac, ce qui en rend la vidange difficile ainsi que la distribution uniforme sur le sol. Pour obtenir le produit sous forme de grains comprimés, on peut employer n'importe quel procédé ap- proprié. 



   On opérera favorablement comme suit : 
Quand le traitement du phosphate brut avec des   anhy-   

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 arides ou des acides sous forme gazeuse est terminé, le produit devient sec lorsque la cristallisation des sels avec de l'eau s'est   accomplie.   Cette cristallisation demande un certain temps, suivant la nature des sels présents dans le produit. Avant que cette cristallisation soit terminée, le produit a encore une certaine viscosité, et, à ce moment, on fait passer le produit entre deux rouleaux rotatifs, pour le laminer en plaques com- primées. 



   Sous cette forme, la cristallisation du produit s'ac- complit plus vite, donnant un corps comprimé très dur, on peut ensuite concasser les plaques et tamiser le produit pour avoir les grains comprimés désirés, comme il a été décrit dans la demande de brevet précitéa Les grains plus petits et la pous- sière peuvent être employés comme produit de retour. 



   Le produit obtenu par application de l'invention est de caractère acide, et dans certains cas il pourrait attaquer les sacs d'emballage. Pour éviter cet inconvénient éventuel on peut ajouter de l'ammoniac au produit, soit pendant, soit après la fabrication, selon des procédés qui ont été décrits dans la demande de brevet précitée. 



   Les anhydrides d'acides ou les acides sous forme gazeuse, qui ne sont pas absorbés par le phosphate brut pen- dant le traitement selon l'invention, peuvent être remis en circulation dans la fabrication et introduits de nouveau dans le même appareil de réaction ou dans un autre appareil. 



   La fabrication d'engrais selon la présente invention n'est pas limitée à l'emploi d'un seul acide sous forme de gaz ou d'anhydride. On peut aussi employer plusieurs acides sous forme de gaz ou d'anhydride, soit mélangés, soit en les ajou- tant séparément à n'importe quel moment pendant la fabrication-, Au moins l'un de ces acides sous forme de gaz ou d'anhydride doit avoir le pouvoir de former un sel hygroscopique qui cris- tallise avec de l'eau, tandis qu'il n'est pas nécessaire pour les autres d'avoir cette propriété.

Claims

REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication d'engrais à partir de phosphates bruts et d'acides, caractérisé par le fait que les phosphates bruts sont traités en présence de l'eau avec des anhydrides d'acides ou avec des acides à l'état gazeux, lesquels ont la propriété de se transformer, par ce traitement, en sels de calcium, qui cristallisent avec de l'eau et qui sont hygroscopiques.

2.- Mode d'exécution du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on mélange, au phosphate trai ter, l'eau nécessaire au traitement.

3.- Mode d'exécution du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit l'eau nécessaire au traitement dans l'appareil de réaction.

4.- Mode d'exécution du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on introduit l'eau à l'état de liquide ou de vapeurs dans l'appareil de réaction.

5.- Mode d'exécution du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour introduire l'eau nécessaire au traitement, on utilise un anhydride contenant de l'eau.

6.- Mode d'exécution du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour introduire l'eau nécessaire au traitement, on utilise un gaz d'acide contenant de l'eau.

7. - Mode d'exécution du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour introduire l'eau nécessaire au traitement, on mélange initialement le phosphate brut avec un acide pris à l'état de solution aqueuse.

8. - Mode d'exécution du procédé selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que, pour introduire l'eau nécessaire au traitement, on utilise conjointement plusieurs des moyens selon les revendications 2 à 7.

9. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, comme anhydride d'acide, on utilise au moins un oxyde d'azote. <Desc/Clms Page number 9>

10.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que, comme acide, on utilise de l'acide chlorhydrique à l'état gazeux.

11.- Mode d'exécution du procédé selon les revendica- tions 1 et 9, caractérisé en ce que l'on introduit de l'oxygène, sous une forme convenable, par exemple de l'air, dans l'appareil de réaction.

12.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on met le phosphate brut sous forme poreuse avant de le traiter par les anhydrides ou les acides à l'état gazeux.

13.- Mode d'exécution du procédé selon les revendica- tions 1 et 12, caractérisé en ce que, pour obtenir une masse spongieuse, on malaxe le phosphate brut avec un acide en solu- tion aqueuse, avant de le traiter avec des anhydrides d'acides ou des acides à l'état gazeux.

14. - Mode d'exécution du procédé selon les revendica- tions 1 et 12, caractérisé en ce que, pour obtenir une masse spongieuse, on mélange au phosphate brut un carbonate, par exem- ple, du carbonate de chaux.

15. - Mode d'exécution du procédé selon les revendica- tions 1 et 12, caractérisé en ce que, pour obtenir une masse spongieuse, on ajoute au phosphate brut un carbonate, par exem- ple du carbonate de chaux, séparément, en même temps que l'on malaxe le phosphate brut et l'acide en solution aqueuse.

16. - Mode d'exécution du procédé selon les revendica- tions 1, 12 et 13, caractérisé en ce que le malaxage est inter- rompu avant que, par dégagement de l'acide carbonique, le mélan- ge ait atteint une densité apparente de 1.

17.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on ajoute au phosphate brut au moins un corps qui ne gêne pas la solubilisation de l'acide phosphorique du phos- phate brut.

18. - Procédé selon les revendications 1 et 17, carac- térisé en ce que l'on ajoute au phosphate brut au moins un corps <Desc/Clms Page number 10> réagissant chimiquement avec les sels hygroscopiques de calcium formés pendant la fabrication en les transformant en sels moins hygroscopiques ou non hygroscopiques.

19. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on transforme, sous forme de grains comprimés, le produit obtenu par la réaction.

20 .- Procédé selon les revendications 1 et 19, carac- térisé en ce que l'on fait passer le produit résultant de la réaction entre des rouleaux rotatifs, pour le comprimer sous forme de plaques, pendant qu'il se trouve encore dans un état où. la cristallisation des sels présents le rend convenable pour être comprimé et en ce que l'on concasse les plaques obtenues et l'on en tamise les débris afin d'obtenir des grains comprimés ayant la grosseur désirable.

21.- Procédé selon la revendication 1, 'caractérisé en ce que l'on ajoute de l'ammoniac, en cours de fabrication, à la masse en réaction.

22.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on ajoute de l'ammoniac au produit résultant de la réaction.

23.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que 1''on remet en circulation dans la fabrication les anhydri- des d'acides ou les auides à l'état gazeux qui n'ont pas été précédemment absorbés par le phosphate brut.

24.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre un mélange d'anhydrides ou d'acides à l'état gazeux, l'un au moins des éléments de ce mélange pos- sdant la propriété de former un sel hygroscopique qui cristal- lise avec de l'eau.

25. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on fait réagir sur le phosphate brut successivement, plusieurs anhydrides d'acides ou acides sous forme gazeuse, l'un au moins de ces éléments possédant la propriété de former un sel hygroscopique qui cristallise avec de l'eau.