<Desc/Clms Page number 1>
Perfectionnements-'aux superphospha.tes.
-----------
Cette invention se rapporte à la fabrication d'engra.is phosphatiques à base de phosphate de calcium.
Suivant la présente invention, un. engrais phosphatique, dont le P205 est libéré lentement et qui lorsqu'il est enfoui dans le sol a d'abord une solubilité relativement faible dans l'eau et dans l'acide citrique, est préparé en chauffant à des températures comprises entre 250 C. et 600 C., et de préférence entre 300 C. et 600 C., un mélange de matières phosphatiques et d'une quantité d'acide sulfurique supérieure à 1. 8 mole par mole de P205 des matières phosphatiques, plus une quantité addition- nelle d'acide suffisante pour réagir avec les impuretés présen-' tes dans ces matières, en supposant pour le calcul que le P205 est présent sous forme de (Cas P04)2.
De préférence la quantité d'acide sulfurioue est supérieure à 1. 8 mole et inférieure à 2.3 mole par mole de P205, plus la quantité supplémentaire nécessaire pour réagir avec les impuretés présentes. Lorsque les matières premières phosphatiques contiennent du fluor, le procédé suivant la présente invention présente encore l'avantage que la teneur en fluor est diminuée: ..Des matières premières appro- priées sont le phosphate de roche et les os.
La proportion d'acide sulfurique citée correspond à celle qui est utilisée dans la fabrication de superphosphates lorsque l'on veut préparer du phsopha.te monocalcique Ca(H2P04)2.
Les matières premières phosphatiaues, par exemple du phosphate de roche, peuvent se combiner avec l'acide sulfurique de différentes façons, avec chauffage si c'est nécessaire. Ona constaté qu'un excellent procédé consiste à mélanger le phos-
<Desc/Clms Page number 2>
EMI2.1
phate de roche finement broyé, tel nue 90f en traversent le tamis anglais standard 100, avec le nuntit0 nécessaire décide sulfurinve, en employant n'importe fuel type Ppprouri' de mélan- geur, pl'r exemple un mélangeur à palettes, destinÁ agiter le mélange pendant au moins 10 minutes; ensuite on fait passer le mélange résultant par un fourà calciner rotatif, maintenu à environ 400 C., la durée de passage étant d'environ 1 heure.
La matière calcinée est ensuite refroidie et broyée. De préférence
EMI2.2
le cha.uffage est exécuté dans un léger courant dl,-ir ou de gaz brûlas mais un courant de vapeur peut aussi être utilisa. Il est important que le phosphate de roche et l'acide soient bien mélangés, afin que ce dernier soit distribua aussi uniformément que possible dans la masse. En mélangeant intimement de cette
EMI2.3
façon, il est possible d'obtenir -re.ce 8 ce procd un produit dont le rapport Fluor/P205 est de 0.03 ou moins.
Le procédé suivant la. présente invention peut aussi être
EMI2.4
mis en ex ètution en utilisant les méthodes et les appareils bien connus de la fabrication des superphosphates. Par exemple, les
EMI2.5
matières peuvent être soumises eu chauffage à un stade ouelconnve de la préparation de superphosphate normal, après la. réaction
EMI2.6
avec l'acide sulftlrinue et avant le séchage, ou même avant la maturation.
Ainsi on peut chauffer des matières nue l'on a laissa déposer dmns des fosses et cuicntensuite subi li matvrationn tas, ou une matière qui, après le tri1ite11:E'mt à l'acide, a Át0 laissée au repos pendant une dure inférieure à la dure normale, ou encore es matières préparées en fosses continues, avant leur séchage, ou encore des matières obtenues par la réaction de
EMI2.7
phosphate de roche broy avec l'acide sulfurinue npns des mé- langeurs ou des tambours.
Le produit peut être prépare sous fore de poudre ou bien
EMI2.8
il peut être granule après la ca1ctnption en le m41rnge;nt, par exemple, avec du nitrate de sodium ou d'ammonium et une Quantité suffisante d'eau, et on peut l'employer soit comme engrais simple,
EMI2.9
soit comme constituant d'engrais mixtes.
Deux des propri-tr's les plus importantes du produit sont la solubilité initiale lente de son P2O5 et l'augmentation de cette solubilité avec le temps.
EMI2.10
Ces propriftps sont déterminées grce aux essais cits plus bas, et on peut les régler en variant convenablement la température et la durée du traitement à chaud.
EMI2.11
Ouoinue les nouveaux engrais suivant 1 présente inven- tion soient caractérisas, contrairement aux superphosphates, par une faible vitesse de libération de leur P2O5, cette vitesse de libération peut néanmoins varier dans de grandes limites sans sor- tir du cadre de l'invention.
Aux fins de l'invention, la vitesse relative de libération du P205 dans un Echantillon donn' d'un
EMI2.12
engrais phospl^tiue peut être obtenue en déterminant sa solubi- lité dans de l'acide citrique à 2% suivant la méthode indioue
EMI2.13
dans les Fertilizer ?nd Feeding Stuffs Régulations, S.R.O.F58/192, et en deteeminant aussi sa solubilit,' dans un acide de même con- centration, lorsoue l'on augmente la dure de contact, jusqu'à mois par exemple.
Pour ces essais prolonges, lorsoue la durée est Inférieure à 24 heures, l'échantillon est continuellement agité pendant toute la, période, mais lorsque la durée de l'essai est supérieure à 24 heures, l'échantillon est dans chaque cas
EMI2.14
agite mécaniouement avec l'acide pendant une demi-heure et est ensuite agit' vigoureusement une fois par jour pendant une demi- minute jusqu'à la, fin de l'essai.
Les engra.is obtenus en chauffant à la température pres- crite pendant les durées citées, ont en général une vitesse de
<Desc/Clms Page number 3>
solubilité dans l'acide citrique inférieure à celle du superphos- phate. Ils ont aussi une solubilité ihitiale lente dans l'acide citrique.
Comme on l'a déjà mentionné, dans l'établissement de la vitesse de libération de la teneur en P205 d'un engrais donné, le rapport du P205 soluble (déterminé par l'essai à l'acide citrioue) au P205 total est important. On détermine de la meilleure façon la diminution de la teneur en fluor en comparant les valeurs ini- tiales et finales du rapport F/P205.
L'invention est illustrée par les exemples suivants, sans y être limitée.
EXEMPLE 1.
100 parties de phosphate de roche broyées, dont 90% tra- versent le tamis anglais standard 100, sont intimement mélangées avec 80 parties en poids d'acide sulfuriaue à 77% et on laisse reposer le tout pendant une nuit. Le produit résultant est chauffé pendant une heure dans un four lectriaue maintenu à une temp- rature de 400 C. et ensuite refroidi et broyé.
Le produit final présente les caractéristiques suivantes :
P205 total ........................ 19. 0 %
P2O5 soluble dans l'acide citrique. 3.2 %
P205 soluble dans l'eau ........... 1.29 %
Fluor ............................. 0.39 %
Rapport F/P205 .................... 0. 007 EXEMPLE 2.
Le processus initial est semblable à celui utilisé pour la préparation de superphosphate. Du phosphate de calcium de roche broyé de telle façon que 80% en poids traversent le tamis anglais standard 100 est bien mélangé avec 85 % de son poids d'acide sulfurique à 70%, on laisse le mélange déposer dans une fosse et ensuite on lui fait subir la maturation en tas pendant 3 semaines. Il est ensuite chauffé à 400 C. pendant une heure en le faisant passer dans un four à calciner rotatif incliné mainte- nu à cette température. Le four à calciner est revêtu d'un produit réfractaire approprié.
Les nouveaux engrais suivant la présente invention pré- sentent les avantages suivants par rapport au superphosphate normal : ils sont à action plus lente; ceux qui proviennent de phosphates de roche ont leur teneur en fluor diminuée dans une mesure plus grande que le superphosphate correspondant et leur teneur en fluor est d'environ 0.6% ou encore moindre. En outre leur rap- port F/P2O5 est considérablement inférieur. Sur les scories ba- siques, ils offrent encore l'avantage que dans des sols acides, leur P205 est libéré beaucoup moins lentement, en tant qu'aliment pour les plantes, que celui des scories basiques.
Il est bien entendu que l'invention couvre aussi le traitement à chaud de mélanges de matières phosphatiques, qui au préalable ont été chauffés en contact avec un acide, par une quantité supplémentaire d'acide telle que les proportions du mé- lange deviennent celles qui ont été décrites dans le présent brevet. En outre, le broyage peut être effectué après le mélange et avant le chauffage.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
Improvements to superphosphates.
-----------
This invention relates to the manufacture of phosphatic fertilizers based on calcium phosphate.
According to the present invention, a. Phosphatic fertilizer, from which P205 is released slowly and which when buried in the soil first has a relatively low solubility in water and citric acid, is prepared by heating at temperatures between 250 C. and 600 C., and preferably between 300 C. and 600 C., a mixture of phosphatic materials and an amount of sulfuric acid greater than 1.8 moles per mole of P205 of the phosphatic materials, plus an additional amount. Sufficient acidity to react with the impurities present in these materials assuming for the calculation that P205 is present as (Case P04) 2.
Preferably the amount of sulfuric acid is greater than 1.8 moles and less than 2.3 moles per mole of P205, plus the additional amount required to react with the impurities present. When the phosphate raw materials contain fluorine, the process according to the present invention still has the advantage that the fluorine content is reduced: Suitable raw materials are rock phosphate and bone.
The proportion of sulfuric acid cited corresponds to that used in the manufacture of superphosphates when it is desired to prepare monocalcium phosphate Ca (H2PO4) 2.
Phosphate raw materials, eg rock phosphate, can combine with sulfuric acid in different ways, with heating if necessary. It has been found that an excellent method is to mix the phosphorus
<Desc / Clms Page number 2>
EMI2.1
finely ground rock phate, such as 90f, pass through the standard English 100 sieve, with the necessary quantity, decide on sulfuric acid, using any fuel type Ppprouri 'of mixer, for example a paddle mixer, intended to stir mixing for at least 10 minutes; then the resulting mixture is passed through a rotary calcining furnace, maintained at about 400 ° C., the passage time being about 1 hour.
The calcined material is then cooled and crushed. Preferably
EMI2.2
the heating is carried out in a slight stream of dl, -ir or burnt gas but a stream of steam can also be used. It is important that the rock phosphate and the acid are well mixed, so that the latter is distributed as evenly as possible in the mass. By intimately mixing this
EMI2.3
In this way, it is possible to obtain a product with a Fluorine / P205 ratio of 0.03 or less by this process.
The process according to. present invention can also be
EMI2.4
carried out using the methods and apparatus well known in the manufacture of superphosphates. For example,
EMI2.5
The materials can be subjected to heating at a later stage in the preparation of normal superphosphate after the. reaction
EMI2.6
with sulftlrinue acid and before drying, or even before ripening.
Thus we can heat bare material that has been left to deposit in pits and then undergone the maturation in a heap, or a material which, after the tri1ite11: E'mt with acid, has been left to stand for a period of less than normal duration, or materials prepared in continuous pits, before their drying, or materials obtained by the reaction of
EMI2.7
rock phosphate ground with sulfuric acid in the mixers or drums.
The product can be prepared in powder form or
EMI2.8
it can be granulated after ca1ctnption by mixing it, for example, with sodium or ammonium nitrate and a sufficient quantity of water, and it can be used either as a simple fertilizer,
EMI2.9
or as a constituent of mixed fertilizers.
Two of the most important properties of the product are the slow initial solubility of its P2O5 and the increase in this solubility over time.
EMI2.10
These properties are determined from the tests cited below, and can be adjusted by suitably varying the temperature and duration of the heat treatment.
EMI2.11
Where the new fertilizers according to the present invention are characterized, unlike superphosphates, by a low rate of release of their P2O5, this rate of release can nevertheless vary within wide limits without departing from the scope of the invention.
For the purposes of the invention, the relative rate of release of P205 in a given Sample of a
EMI2.12
phospl ^ tiue fertilizer can be obtained by determining its solubi- lity in 2% citric acid according to the Hindu method
EMI2.13
in the Fertilizer? nd Feeding Stuffs Regulations, S.R.O. F58 / 192, and also by detemining its solubility, in an acid of the same concentration, when the contact time is increased, up to months for example.
For these prolonged tests, when the duration is less than 24 hours, the sample is continuously agitated throughout the period, but when the duration of the test is greater than 24 hours, the sample is in each case.
EMI2.14
Stir mechanically with the acid for half an hour and then stir vigorously once a day for half a minute until the end of the test.
The fertilizers obtained by heating to the prescribed temperature for the times mentioned generally have a speed of
<Desc / Clms Page number 3>
solubility in citric acid lower than that of superphosphate. They also have a slow initial solubility in citric acid.
As already mentioned, in establishing the rate of release of the P205 content of a given fertilizer, the ratio of soluble P205 (determined by the citric acid test) to total P205 is important. . The decrease in fluorine content is best determined by comparing the initial and final values of the ratio F / P205.
The invention is illustrated by the following examples, without being limited thereto.
EXAMPLE 1.
100 parts of crushed rock phosphate, 90% of which passed through the standard English 100 sieve, were thoroughly mixed with 80 parts by weight of 77% sulfuric acid and left to stand overnight. The resulting product is heated for one hour in a conventional oven maintained at a temperature of 400 ° C. and then cooled and ground.
The final product has the following characteristics:
P205 total ........................ 19. 0%
P2O5 soluble in citric acid. 3.2%
P205 water soluble ........... 1.29%
Fluorine ............................. 0.39%
F / P205 ratio .................... 0.007 EXAMPLE 2.
The initial process is similar to that used for the preparation of superphosphate. Rock calcium phosphate crushed so that 80% by weight passes the standard English 100 sieve is well mixed with 85% by weight of 70% sulfuric acid, the mixture is allowed to deposit in a pit and then it is added matures in piles for 3 weeks. It is then heated to 400 ° C. for one hour by passing it through an inclined rotary calciner maintained at this temperature. The calciner is lined with a suitable refractory.
The new fertilizers according to the present invention have the following advantages over normal superphosphate: they are slower acting; those derived from rock phosphates have their fluorine content decreased to a greater extent than the corresponding superphosphate and their fluorine content is about 0.6% or even less. In addition, their F / P2O5 ratio is considerably lower. Over basic slags, they still offer the advantage that in acidic soils their P205 is released much less slowly as plant food than that of basic slag.
It is understood that the invention also covers the hot treatment of mixtures of phosphatic materials, which have previously been heated in contact with an acid, with an additional quantity of acid such that the proportions of the mixture become those which have been described in the present patent. Further, grinding can be performed after mixing and before heating.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.