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Procédé de fabrication d'engrais superphosphatés en grains.
L'invention a pour objet la fabrication des engrais superphosphatés en grains et se rapporte au procédé continu décrit dans le brevet anglais N 559.482 L'expérience a démontré au cours de l'application du procédé et du fonctionnement de l'installation décrite dans le brevet précité que, pour obtenir la solubilité la plus avantageuse possible du phosphate dans le produit final, il est nécessaire que le phosphate brut soit à un état de divi- sion plus grand que dans la préparation normale des engrais de superphosphates.
Mais si le phosphate est broyé plus fin, étant donné que le contact entre les particules de phosphate et l'acide dans le mélangeur à réaction est plus intime, le durcissement caractéristique de la bouillie de superphospha- te devient plus rapide, au point de la rendre impropre à un
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mélange 'uniforme et rapide avec des matières d'addition, telles que des sels et les fines de tamisage qui, dans certains cas, doivent être introduites dans la machine roté;- tire à conditionner ou à granuler.
Un procédé permettant de remédier à cet inconvénient du durcissement excessif de la bouillie consiste simplement à introduire un supplément d'humidité dans le mélangeur à réaction, par exemple en y injectant d.e la vapeur, mais il en résulte une autre difficulté du fait que, quoique la bouillie devienne fluide et apte à se mélanger mécaniquement avec des sels et des fines de tamisage, elle contient un excès d'huidité au-delà de la proportion convenable, le teneur en humidité étant très importante et étant, ainsi qu'on le sait, un facteur indispensable au point de vue de la détar- mination de la grosseur des grains.
De plus, l'addition d'un supplément d'humidité au-de- là de la, teneur la plus avantageuse affaiblit l'acide et a tendance à ralentir la réaction, mais on peut remédier en partie à cette dernière difficulté en augmentant la concen- tration de l'acide, de façon à tenir compte de l'addition d'eau.
Cependant cet excès d'humidité doit être absorbé. Il est vrai que l'humidité pourrait être simplement absorbée, en introduisant une matière inerte, sèche, quelconque dans l'en- grais, dans la machine à conditionner ou par les fines.
Cependant, ces deux procédés seraient en contradiction avec l'objet de l'invention car ils auraient pour conséquence nécessaire de diminuer le rendement de l'installation. Il con- vient de ne pas oublier que les fines sont déjà des super- phosphates, que de plus elles proviennent automatiquement du tamis de triage et qu'on n'en dispose qu'en quantité limitée.
Par suite, si on ajoute à l'engrais une matière sèche quelconque, inerte, cette addition diminue nécessarement la teneur en acide phosphorique de l'engrais et si, de la même manière, on a recours aux fines, le rendement de l'installa.-
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tion diminue, même si la quantité nécessaire à l'absorption de l'humidité peut être réglée.
Cependant, le problème est résolu suivant l'invention en introduisant une proportion d'humidité et diacide supé- rieure à celle qui est nécessaire dans le mélangeur à réac- tion, de façon à obtenir ainsi une bouillie satisfaisante et en compensant cet excès d'humidité en faisant arriver dans la machine à conditionner ou à granuler la proportion de phosphate brut en morceaux qui est nécessaire pour équili- brer la, réaction.
Le supplément d'humidité peut être introduit en injec- tant de le. vapeur dans le mélangeur à réaction, l'Introduction de va.peur au lieu d'eau ayant l'avantage, non seulement de procurer l'humidité nécessaire pour obtenir une bouillie satis- faisante,mais encore d'avoir tendance à maintenir la tempéra- ture de la réaction et, si on Injecte la vapeur dans le mélan- ge sous une pression modérée, elle constitue un Moyen supplé- mentaire d'agitation et tend à empêcher la formation d'amas.
Il résulte de l'introduction d'une certaine quantité de phosphate en morceaux broyés directement dans la machine à conditionner ou à granuler que la quantité d'acide introduite dans le Mélangeur doit être nécessairement supérieure à celle qui convient à la proportion de phosphate introduite dans le mélangeur à réaction, de façon telle que la teneur en acide de la bouillie introduite dans la machine à conditionner soit suffisante pour lui permettre de réagir avec le phosphate brut introduit dans la machine à conditionner ou à granuler, à moins évidemment que l'acide ne soit également introduit à deux re- prises en quantité proportionnelle aux proportions du phosphate en morceaux, une partie étant introduite dans le mélangeur à réaction et l'autre partie dans la machine à conditionner, avec le phosphate brut en morceaux.
Cette solution, quoique possi- ble, n'est pas avantageuse et n'est pas à recommander, le pro- cédé à choisir de préférence consistant à introduire la tota-
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lité de l'acide nécessaire dans le mélangeur à réaction.
Par suite, le problème est résolu dans la pratique suivant le procédé choisi de préférence dans l'application de l'invention, en introduisant la totalité de l'acide n4ces- saire dans le mélangeur à réaction, et en établissant des conditions telles que le phosphate brut introduit directement dans la machine à conditionner ou à granuler,réagisse avec la bouillie provenant du mélangeur à réaction et contenant l'excès d'acide suffisant pour équilibrer la réaction complète.
Pour mettre le procédé en pratique, on introduit une proportion dosée de phosphate brut dans la machine à condi- tionner dans laquelle s'effectue la réaction chimique entre ce phosphate et la bouillie provenant du mélangeur à réaction, en même temps que de la granulation. La grosseur du phosphate introduit dans les deux opérations est de préférence différen- te.
Par exemple les grains introduits dans le mélangeur à réac- tion passent par un tais à plus de 100 mailles et ceux qui sont introduits dans la machine à granuler ou à conditionner passent par un tais à moins de 100 mailles, c'est-à-dire que, bien que les grains soient plus fins que d'habitude d'une maniè- re générale, ils peuvent être plus gros dans le mélangeur à réaction et plus fins lorsqu'ils sont introduits directement dans la machine à conditionner.
Lorsqu'on emploie l'acide sul- furique et que la proportion de l'acide par rapport au phosphp- te brut est forte dans le mélangeur à réaction, l'on obtient une teneur élevée en acide phosphorique libre dans la bouillie pendant la réaction du mélange, et l'on constate que cette bouillie réagit facilement avec le phosphate en grains plus fins introduit dans la machinaconditioner.
Un supplément d'acide phosphorique pur peut être in- troduit efficacement dans l'opération lorsqu'on désire augmen- ter la teneur en phosphate soluble de l'engrais et l'on peut évidement employer de l'acide phosphorique dans tous les cas où l'on désire préparer le produit connu sous le nom de superphos-
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phate "double" ou "triple".
L'invention, dans son acceptation la plus générale, consiste dans un procédé du type défini pour la fabrication continue des engrais phosphatés en grains, suivant lequel on n'introduit dans le mélangeur à réaction qu'une fraction de la totalité du phosphate broyé nécessaire à la réaction, en la mélangeant avec un excès d'humidité acide au-delà de la quantité théoriquement nécessaire à la réaction de cette fraction, puis on introduit directement dans la machine à con- ditionner ou à granuler le reste du phosphate brut à l'état broyé , en l'y mélangeant dans les conditions de la réaction avec la. bouillie provenant du mélangeur à réaction.
Sur le dessin schématique ci-joint, donné uniquement à titre d'exemple:
Les figs. 1 et 2 sont respectivement des vues en éléva- tion et en coupe transversale d'un mélangeur l'invention sous sa forme la plus simple, et la fig. 3 est une élévation schématique d'une forme de ré'alisation préférée de l'installation.
Suivant les figs. 1 et 2, on fait arriver d'une manière continue par une trémie 2 dans le mélangeur à réaction 1 le phosphate brut finement broyé et l'acide de la réaction par un tuyau 3. Si l'on suppose que l'on introduit de l'acide - de concentration normale, la quantité d'acide au commencement de l'opération du mélange est supérieure à celle qui est nécessaire à la réaction. Mais on peut en tenir compte en n'introduisant qu'une fraction de la totalité de l'acide nécessaire au commencement de l'opération du mélange et en introduisant ensuite un supplément d'acide pour compen- ser son insuffisance, par un tuyau 4 situé plus près de l'ex- trémité de sortie du mélangeur.
Cependant, cette addition d'acide par le tuyau 4 peut être supprimée, ainsi qu'il a déjà été dit, en augmentant la concentration de l'acide Introduit par le tuyau 3.
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Dans ce cas, le supplément d'humidité est introduit dans le mélangeur 1 par de la vapeur refoulée par des tuyères d'injection la.
Cependant, le procédé adopté de préférence est repré- senté sur la fig. 3.
Le phosphate finement broyé provenant d'un broyeur 5 est amené par un transporteur usuel 6 dans un séparateur 7 à cyclone ou analogue. Le totalité, du phosphate est broyée en grains d'une grosseur passant au tamis à 60 mailles environ, mais une fraction de ce phosphate passe dans un tamis à 100 mailles et probablement de 100 à 120 mailles. Les grains les plus fins se séparent des grains plus gros dans le sépa- rateur 7, c'est-à-dire que les grains les plus gros passent au te.mis à 60-100 mailles, puis sont amenés par le tuyau 8 dans la première partie du mélangeur à réaction 9 et que les grains plus fins, c'est-à-dire ceux passant dans un ta- mis à 100-120 mailles, passent du séparateur dans un transpor- teur 10 hélicoïdal ou autre.
Les réservoirs contenant les acides et l'eau sont dési- gnés sous 11, 12, 13. Le réservoir 11 peut contenir par exemple de l'acide sulfurique, le réservoir 12 de l'acide phosphorique ou nitrique et le réservoir 13 de l'eau. La ma- chine à conditionner rotative, qui est ouverte à l'air li- bre à ses extrémités, est désignée par 14 et le sécheur par 15 et sont disposés conformément à la pratioue connue.
En examinant le schéma, l'on voit que le phospha.te en grains plus gros est introduit d'une manière continue dans le mélangeur par le tuyau 8 et que l'acide sulfurique est déversé par le tuyau 16 commandé par un robinet 16a et aboutissant au tuyau 17, pour venir se mélanger avec le phosphate brut dans le mélangeur à réaction 9 tandis que l'acide phosphorique ou nitrique peut être introduit par le tuyau 18 commandé par un robinet 18a et par le tuyau 17 aboutissant au mélangeur.
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Par exemple, pour préparer un. superphosphate ordinaire simple on peut introduire de l'acide sulfurique seul en fermant le robinet 18a, ou lorsqu'on désire préparer du su- perphospha.te double ou triple, introduire de l'acide phos- phorique seul, en fermant le robinet 16a, ou introduire ensemble de l'acide sulfurique et de l'acide phosphorique en proportion voulue, en manoeuvrant d'une manière appropriée les robinets 16a et 18a. Bien entendu, si le réservoir 12 contient de l'acide nitrique, que l'on emploie parfois, les mêmes considérations sont valables. L'eau peut être amenée du réservoir 13 par le tuyau 19 commandé par un robinet 19a, de façon à se mélanger avec la matière sèche, fine, circulant dans le transporteur, de la manière expliquée plus loin.
Mais si l'on suppose que le robinet 19a est fermé, la frac- tion à gros grains du phosphate brut se mélange avec l'acide approprié dans le mélangeur à réaction 9 et arrive sous for- me de bouillie dans la machine à conditionner 14 par le tuyau de sortie 9a tandis que le phcsphate 7 à grains plus fins arrive également dans la machine à conditionner 14 par le tuyau 20 et s'y Mélange avec la bouillie; s'il est nécessaire d'ajouter des fines ou des sels, tels que des sels de potas- se, à l'engrais en grains, ces matières sont amenées par le transporteur 21 dans un tuyau 22 et arrivent avec le phos- phate à grains fins dans la machinedconditioner.
Cependant, une autre solution est encore possible. Il peut être avantageux de faire arriver le phosphate brut à grains fins sous forme de bouillie à l'extrémité de sortie du mélangeur. Ce résultat peut être obtenu en ajoutant de l'eau dans le transporteur 10 et en faisant tomber par le tuyau 23 la bouillie ainsi obtenue par son propre poids vers l'extrémité de sortie du Mélangeur à réaction 9 d'où, en mélange avec la bouillie provenant du mélange de lucide et du phosphate dans la première partie du mélangeur à réac- tion, elle passe dans la machine à eonditionner. Les rési-
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dus éventuels qui ne passent pas par le tuyau 23 passent évidemment par le tuyau 20 de la manière décrite ci-dessus.
Etant donné qu'ainsi qu'il est connu, la teneur en eau est un facteur important dans l'opération de granulation, 1-'addition d'eau en ce point peut être avantageuse à cet effet, bien qu'on puisse introduire un suppléent d'humidité dans la machine à conditionner s'il y a lieu.
Il doit être bien entendu que le registre 24 est ouvert lorsqu'on introduit de l'eau dans le transporteur 10 et qu'il -est fermé, comme l'indique la figure, lorsque la fraction de phosphate à grains fins est introduite à l'état sec dans la Machine à conditionner.