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PROCEDE ET APPAREILLAGE POUR LE TRAITEMENT DE MATIERES PHOSPHATEES,
NOTAMMENT EN VUE DE LA FABRICATION D'ENGRAIS.
On sait que divers procédés de fabrication des engrais reposent sur la décomposition de matières phosphatées par l'acide nitrique, '' seul ou associé à d'autres acides.
La présente invention., due à la collaboration de Monsieur Anti- me CONSTANT, concerne les réactions de ce genre, et elle vise plus particulièrement l'obtention d'.un mélange, à l'état fluide, d'acide phosphorique et de nitrate de chaux pouvant être, par la suite, trai- té de toute façon convenable en vue, notamment, de la fabrication d'engrais.
Les matières phosphatées susceptibles d'être traitées par le procédé de l'invention sont, entre autres, les phosphates naturels, généralement carbonates, ou bien les phosphates calcinés, lavés ou traités par flottation, les phosphates mono et dicalcique ou encore les scories de déphosphoration, sans que cette énumération doive être considérée oomme :.limitative.
En vue de simplifier la description ci-après de l'invention, l'aaido nitrique y sera généralement seul nommé comme acide servant à réaliser l'attaque des matières phosphatées, mais il doit être en- tendu que l'invention comprend également l'utilisation d'autres aci- des associés à l'acide nitrique.
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Le mélange fluide obtenu par ladite attaque comprend principale- ment de l'acide phosphorique libte et du nitrate de chaux en partie dissous et en partie en suspension et, entre autres éléments! de l'eau et la gangue de phosphate tenue en suspension.
Si l'attaque est effectuée par de l'acide sulfurique associé à l'acide nitrique, le mélange comprend en outre du sulfate de chaux, partie dissous, partie en suspension.
Pareils mélanges seront généralement désignés ci-après sous le nom de mélange fluide à base d'acide phosphorique et de nitrate de chaux. e procédé, objet de l'invention, pour l'attaque de matières phos- phatées par l'acide nitrique, seul ou associé à d'autres acides, en quantité telle que l'on obtienne un mélange fluide à base d'acide phosphorique et de nitrate de chaux, cette attaque étant effectuée au sein d'une masse importante constituée par des produits provenant d'une réaction identique antérieure, est caractérisé par le fait que l'on introduit séparément, dans la dite masse, d'une part les matières phosphatées, et d'autre part l'acide nitrique, seul ou associé à d'au- tres acides,
de manière telle que les matières phosphatées soient d'a- bord soumises à l'action de l'acide phosphorique présent dans ladite masse, puis à l'action de l'acide nitrique.
La mise en oeuvre du procédé pourra être la suivante, selon qu'on travaille en discontinu ou en continu.
En marche discontinue, les matières phosphatées et l'acide nitri- que seront introduits en deux temps successifs dans le mélange fluide d'acide phosphorique et de nitrate de chaux résultant d'une opération antérieure.
En marche continue, les matières phosphatées et l'acide nitrique seront introduits en deux points distincts de la masse du mélange flui- de en roulement dans un appareil muni d'un dispositif d'évacuation con- tinue.
Dans les deux cas, la réaction, tout en pouvant être effectuée dans un appareil unique, se trouve dissociée en deux phases successives: l'attaque des matières phosphatées par l'acide phosphorique, donnant
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principalement du phosphate monocalcique et l'attaque de ce phos- phate monooaloique par l'acide nitrique, libérant à la fois, dune part, l'aoide phosphorique primitivement contenu dans les matières phosphatées introduites et, d'autre part, l'acide phosphorique qui a servi à les attaquer dans la première phase.
Dans ces oonditions, on peut utiliser un aoide nitrique à forte concentration sans devoir subir de pertes en azote sous forme de vapeurs nitreuses et nitriques et sans dégagement de composés fluo- rés corrosifs nuisibles à l'appareillage, car moyennant une agita- tion et une action de réfrigération faciles à réaliser, il est pos- sible de maintenir une température basse dans tous les points de la masse en réaction. Egalement, bien que la réaction soit accomplie en deux phases, on obtient un rendement, par unité de volume d'appa- reillage, qui est supérieur à celui des procédés antérieurs.
Par l'attaqua en deux temps, la décarbonisation des matières phosphatées se trouve réalisée, en majeure partie antérieurement à l'interven- tion de l'acide nitrique, et les pertes de vapeurs azotées qui pourraient être provoquées par un entraînement mécanique de celles- oi sous l'effet d'un dégagement tumultueux de gaz carbonique sont ainsi évitées.
Dans ces oonditions, en opérant dans une cuve à double paroi réfrigérée par circulation d'eau et munie d'un dispositifd'agita- tion, on maintient sans difficulté la température au-dessous de 35 C, la masse en roulement pouvant être limitée,pour les fabrications les plus courantes en continu, entre une et quatre fois le poids produit par heure.
L'acide nitrique employé peut être très concentré (plus da 90%), et les partes en vapeurs azotées restent cependant négligeables, même dans ce cas, dans le procédé de l'invention. Ceci permet d'obte- nir économiquement un mélange d'acide phosphorique et de nitrate de chaux pouvant servir à la fabrication d'engrais à faible teneur en eau, se oomportant particulièrement bien à l'humidité.
Dans le procédé suivant l'invention,l'acide nitrique peut être associé avantageusement avec de l'acide sulfurique. Grâce à la pré- sence de celui-ci, il y a formation d'une certaine quantité de sulfa-
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te de chaux qui, lorsque l'on utilisera le mélange fluide pour la fabrication d'engrais granulé, assurera par enrobage une meilleure tenue des granules à l'humidité.
Suivant un mode d'exécution recommandable de oette forme de réa- lisation du procédé, on fait agir d'abord l'acide sulfurique au moins sur une partie du phosphate brut, de façon à former un superphosphate normal ou incomplètement solubilisé, mais dans lequel, de toute fa- çon,la plus grande partie de l'acide carbonique a été éliminée; ce superphosphate est introduit dans la cuve en remplacement du phospha- te naturel, ou simultanément avec lui.
Dans un tel mode d'exécution, la matière phosphatée mise en oeu- vre présente, du fait qu'elle a subi l'attaque préalable de l'acide sulfurique, l'avantage non seulement d'être en majeure partie débar- rassée d'acide carbonique et de composés fluorée, mais encore de don- ner lieu à une réaction dont le caractère exothermique est fortement atténué.
Les concentrations' des acides sulfuriques et nitrique à employer sont interdépendantes, étant donné que l'on oherche, pour des raisons de bonne tenue à l'humidité, à ce que l'engrais fini contiennent moins de 4 molécules d'eau par molécule de nitrate de chaux. Si donc on fait usage, pour cette attaque, d'un acide nitrique de concentra- tion moyenno, on préparera le superphosphate avec un acide sulfurique plus concentré que dans la technique courante des superphosphates.
Mais si l'on emploie un acide nitrique concentré, ce que le procédé de l'invention permet de faire sans inconvénient, on aura alors la possibilité d'utiliser le superphosphate de fabrication courante.
On peut, selon une autre caractéristique de l'invention, rempla- oer tout ou partie de l'acide nitrique par un mélange d'oxygène, ou d'air, et d'oxyde d'azote, provenant, par exemple, de l'oxydation de l'azote à l'arc électrique, ou de l'oxydation catalytique de l'ammo- niao.
Alors que les tentatives d'utilisation directe de tels mélanges gazeux se sont heuttés jusqu'à ce jour à des difficultés provenant de ce que leur absorption est trop lente et nécessite l'emploi de li- queurs diluées, ces inconvénients sont pratiquement évités quand on
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fait absorber le mélange gazeux par la masse fluide en roulement du procédé continu défini ci.dessus, au moment où cette masse contient du phosphate à l'état monooaloique. L'absorption s'effectue avec une grande facilité en raison de la masse importante du mélange fluide mise en contact avec les gaz et du fait que le phosphate mono- caloique réagit immédiatement avec les oxydes d'azote et se renou- velle au fur et à mesure de sa transformation en acide phosphorique,
grâce à la circulation continue de la masse fluide.
L'invention permet donc de réaliser industriellement l'attaque directe des matières phosphatées par les oxydes d'azote et d'oono- miser ainsi les frais de fabrication et de concentration de l'acide nitrique.
Le mélange fluide à base d'acide phosphorique et de nitrate de chaux préparé suivant le procédé qui vient d'être décrit peut être traité suivant le procédé faisant l'objet de la demande de brevet français N P.V.504.257 du 17 octobre 1945, pour : "Procédé de fabri- cation d'un engrais contenant plusieurs éléments fertilisants".
Le mélange fluide à base d'acide phosphorique et de nitrate de chaux préparé suivant le procédé de l'invention se prête en par- ticulier spécialement bien à la fabrication continue d'un engrais granulé obtenu par l'attaque de matières phosphatées au moyen de ce mélange fluide, suivant le procédé de granulation qui fait l'objet d'une demande de même date, de la demanderesse, pour: "Procédé de granulation d'engrais".
En effet, grâce à la basse température à laquelle ce mélange est obtenu, il peut être utilisé de suite pour l'attaque des matiè- res phosphatées. A cet égard, selon une autre caractéristique de l'invention, on favorise l'obtention d'une température suffisamment basse du mélange à base d'acide phosphorique et de nitrate de chaux par un retour au sema du dit mélange, pendant son élaboration, de déchets de produit fini et notamment de fines provenant du calibrage,- oes déchets agissent, non seulement en tant que masse froide, mais encore en tant que cristaux dont la mise en solution absrrbe des oalo ries.
Dans ce cas le procédé de 1'.invention se prête également à la
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fabrication d'autres engrais composés, les éléments complémentaires étant introduits dans le circuit des matières en cours de traitement, en des pointa qui varient suivant la nature de ces éléments. C'est ainsi qu'on peut ajouter du sulfate de potassium; cet élément sera in- troduit en morne temps que les matières phosphatées soumises à l'atta- que du mélange diacide phosphorique et de nitrate de chaux. S' il s'agit de sulfate d'ammoniaque son introduction pourra se faire à l'entrée du granulateur.
On décrira maintenant un appareillage qui constitue en soi un ob- jet caractéristique de l'invention pour la réalisation pratique du pro- cédé de fabrication continue d'engrais granulé par attaque de matières phosphatées au moyen du mélange fluide à base d'acide phosphorique et de nitrate de chaux obtenu par le procédé de l'invention.
Sur le dessin annexé, les figures 1 et 2 sont des vues schémati- ques de l'installation, respectivement en élévation et en plan; la fig.
3 est une coupe verticale suivant KL de la fig.2; la fig.4 est une vue plus détaillée en plan, de la cuva où s'effectue la préparation du mé- lange fluide d'acide phosphorique et de nitrate de chaux; la fig.5 est une coupe verticale suivant MN de la fig.4; la fig.6 est une coupe ver- ticale suivant PQ de la. fig.4; la fige 7 est une vue schématique, en plan, des cuves d'attaque et de l'absorbeur dans le cas où l'installa- tion comporte un absorbeur d'oxydes d'azote ; la fig.8 montre une va- riante d'une partie de l'appareillage des figures précédentes;
les figs 9 et 10 montrent une variante de l'appareil d'absorption, la fig.9 étant un plan de la cuve pour la formation du mélange fluide et de l'ap- pareil d'absorption et la fig.10 une coupe verticale suivant A-B de la fig.9; figs 11 et 12 montrent une autre disposition de l'appareil d'aboi.. sorption que la fig.Il montre en plan avec la cuve pour la formation du mélange fluide et la fig.12 en coupe verticale.
La cuve 1, où s'effectue l'attaque initiale des matières phospha- tées, est une cuve en acier résistant aux acides et elle possède une double paroi réfrigérante (fig.4, 5 et 6). Elle est divisée en deux compartiments la et lb, par une cloison médiane, 2, également à double paroi réfrigérante. Cette cloison ne traverse pas toute la largeur de la
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ouve, mais laisse, à l'une de ses extrémités, un espace libre 3, sur toute la hauteur de la cuve, pour le passage de la masse en réaction d'un compartiment à l'autre.
A l'extrémité opposée, la oloison 2 porte, au voisinage du fond de la cuve, une ouverture 4, à travers laquelle la masse fluide est aspirée d'un compartiment dans l'autre, au moyen d'un exhausteur 5,, qui, dans le cas de la fi- gure, est une hélice aspirante, entourée d'une enveloppe,6 La masse en réaction circule donc continuellement dans la cuve, comme l'indi- quent les floches, et l'existence de couches stagnantes est évitée grâce au mouvement ascendant qu'impose, à la masse, le système cons- titué par l'ouverture 4, l'exhausteur 5 et l'enveloppe 6.
Des ouvertures réglables 7, pratiquées à la partie inférieure de cette enveloppe 6, permettent de faire rentrer à volonté une par- tie plus ou moins importante de la masse du compartiment lb dans le circuit de l'exhausteur, ce qui diminue d'autant la circulation du compartiment la au compartiment 1b et permet, par conséquent, de fixer la vitesse de circulation à la valeur désirée, généralement une rotation complète en 20 à 30 minutas.
Des agitateurs, 8, à pales inclinées, imbriquées les unes dans les autres, entièrement immergées, et dont les axes tournent dans le même sens, brassent énergiquement la masse pour accélérer les réac- tions et faciliter l'élimination des bulles de gaz carbonique. Le mouvement de cette masse au contact des parois de la cuve contribue à son refroidissement efficace.
Les matières phosphatées., ainsi que les fines provenant du ori- blage, sont versées en 9, à l'extrémité du compartiment la. L'acide nitrique est introduit plus loin, en aval dans le sens du mouvement de la masse, au moyen d'une rampe 10a, (fig.1) alimentée par une conduite 10 et comportant plusieurs orifices 10b,réglables à volon- té, et débouchant au-dessous de la surface du liquide.
Dans la choix dubou des orifices à mettre en service, on tiendra oompte de la né- cessité de maintenir la masse dans l'état de fluidité nécessaire à la circulation, étant entendu que l'acide doit être introduit en un point d'autant plus voisin du point d'introduction, 9, des matières
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phosphatées, que la masse a plus tendance à s'empoter.
Un déversoir, ll, règle la hauteur du niveau du liquide dans la cuve 1. Celle-ci est surmontée d'un dôme 12,destiné à recueillir les gaz et les vapeurs dégagés.
Le mélange fluide à base d'acide phosphorique et de nitrate de chaux s'écoule par gravité, par le déversoir réglable 11, de la cuve 1, dans une seconde cuve 13, en acier résistant aux acides, dans la- quelle on effectue 1'attaque des matières phosphatées, en vue de l'obtention du phosphonitrate.
La cuve 13 comporte (fig.1, 2 et 3) un fond semi-cylindrique 14 et un dôme étanche 15, à travers lequel on verse, par un orifice 17, la matière phosphatée à attaquer, et éventuellement, une certaine quantité de produit fini. La matière est brassée par les palettes in- olinées 16, qui la font, en même temps, progresser vers le granula- teur 18, dans lequel elle tombe directement.
Le granulateur 18, en acier ordinaire, comprend (fige 1 à 3) une enveloppe 19, constituée par deux fractions de cylindre, dans laquelle tournent en sens inverses deux arbres 20 - 20' munis de palettes incil. nées, 21, qui brassent la matière et la font progresser vers l'orifice de sortie 22. Le brassage est suffisamment énergique pour émietter et granuler la matière dès le début de sa progression dans le granulateur et pour projeter les grains en tous sens, ce qui favorise le refroidis- sement. Celui-ci pourra encore être accentué par une circulation d'air froid établie dans l'appareil.
Pour éviter la corrosion du granulateur par la matière encore aoide provenant de la cuve 13, on introduit dès l'origine du granula- teur, le produit fini destiné à l'ensemencement, tandis que la matière neuve provenant de la ouve 13 ne tombe dans le granulateur que plus loin dans le sens de la progression de la masse, en raison de la dispo- sition relative de la cuve 13 et du granulateur 18. e granulateur est surmonté d'un dôme étanche 24, au travers du- quel on introduit, par la goulotte 23, le produit fini destiné à l'en- semencement et, éventuellement, une faible fraction de phosphate brut très finement pulvérisé de façon à constituer un brouillard qui enrobe les granules et neutralise las vapeurs acides dégagées.
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Par l'orifice de sortie 22, le produit granulé est envoyé dans le silo de mûrissement 25, pour y poursuivre ses cristallisa- tions et acquérir une dureté suffisante. La durée de mûrissement nécessaire varie avec les matières premières'employées. Elle est gé- néralement comprise entre une et six heures. Le produit prélevé au bas du silo est envoyé par l'élévateur 26 au crible 27.Les fines et les gros sont renvoyés à la fabrication dans les différents appa- reils (cuves, granulateur)1 tandis que l'engrais calibré est livré à la consommation.
Chacun des appareils décrits est réuni de façon étanche aux appareils voisins, de telle façon que l'ensemble constitue une en- ceinte continue, dans laquelle on envoie un courant d'air sec, de préférence refroidi, oe qui favorise l'abaiesement de la température de la matière, notamment dans la granulateur. En même temps, cette disposition assure l'assainissement de l'atelier à l'égard du déga- gement de gaz carbonique et de vapeurs azotées, d'ailleurs peu abon- dantes, résultant de la fabrication. Après avoir traversé une colon- ne desséchante 28, garnie d'acide sulfurique, l'air monte par la gaine étanohe de l'élévateur 26 au crible 27, parcourt tout l'appa- reillage dans le même sens que la matière et revient à la colonne 28.
Un ventilateur 29, placé dans le circuit, assure la circulation. Une cheminée 30 reliée aux conduits d'entrée et de sortie de la colonne 28, évacue, par le jeu des registres 31 et 32, tout ou partie de l'air chargé de gaz carbonique.
Dans le cas où l'installation est prévue pour l'emploi, au lieu d'acide nitrique, d'un mélange d'oxygène, ou d'Air, et d'oxydes d'a- zote, provenant, par exemple, de l'oxydation oatalytique de l'ammo- niac, l'absorption de ce mélange gazeux par le mélange fluide de la cuve 1 est réalisé dans un absorbeur 33 relié à l'extrémité de la cuve 1 opposée au déversoir par deux conduits 34 et 35 (fig.7).
La masse fluide circule de manière continue, sous l'action d'un moyen de propulsion (non représenté), de la cuve 1 à l'abeorbeur 33.
Le conduit 34 aboutissant au compartiment la de la cuve 1, - lequel compartiment, dans ce cas, ne communique pas en cette extrémité avec le compartiment lb - amène à l'absorbeur la masse fluide chargée de
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phosphate monocalcique. Le conduit 35 aboutissant au compartiment lb de la cuve restitue à celle-ci la masse fluide après transformation du phosphate monooalcique en acide phosphorique.
Suivant qu'on utilise un mélange gazeux sous pression ou non, l'absorbeur 33 peut être un des appareils suivants:
1 soit un tube en U, dans lequel la masse fluide descend par l'une des branches et remonte par l'autre. Le mélange gazeux est ad- mis dans la tubulure inférieure qui relie ces deux 'branches et il pé- nètre dans la branche ascendante qui est munie de plateaux perforés en chicanes ou autres dispositifs aptes à améliorer le contact entre les gaz et la masse fluide.
soit une enveloppe cylindrique, fixe ou tournante, dans la- quelle tourne un cylindre ooncentrique, muni de surfaces hélicoïdales et de pâles répartissant et agitant la masse, la forçant à ruisseler sur la surface intérieure du grand cylindre et la surface extérieure du petit cylindre, de façon à multiplier les contacts entre les gaz et la massa fluide.
On indiquera ci-après, à titre d'exemple, des modes de prépa- ration du mélange fluide à base d'acide phosphorique et de nitrate de chaux suivant l'invention, en combinaison avec différentes applica- tions de ce mélange fluide à la préparation d'engrais granulés sui- vant le procédé qui fait l'objet d'une demande de brevet de même date, de la demanderesse pour : "Procédé de granulation d'engrais".
EXEMPLE 1. e matériel représenté sur la fig.l comprend une cuve 1 de 6 m3 de capacité, une cuve 13 de 1 m 20 de diamètre et de 2 m. de long, un granulateur 18 de 2 m 65 de large et 4 m de long.
Un tel appareillage est capable de fabriquer par heure 7 tonnes de phosphonitrate, dans les conditions suivantes:
On introduit dans la cuve 1, d'une façon continue, par heure, 1.582 K. d'acide nitrique à 80% 3.360 K. de superphosphate standard.
700 K. de phosphate du Maroc broyé (passant à raison de 90% à travers un tamis de 900 mailles au c/m2).
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Le superphosphate standard utilisé est un superphosphate à so- lubilisation compote dosant 18% de P2O5 soluble pour lE,7$ de P2O5 total. Il s'obtient par attaque sulfurique du phosphate du Maroc à 33% de P2O5, dans les proportions suivantes= 243 K. d'acide sulfurique à 68% de concentration pour: 272 K. de phosphate du Maros.
La cuve 1 contient en permanence environ 9.600 K, de matière.
Par circulation d'eau dans l'enveloppe extérieure de la cuve 1, la température est maintenue à 35 C.
La matière s'écoule continuellement par le déversoir Il$ dans la cuve 13, dans laquelle on introduit également par heure 1.470 K. de phosphate du Maroc broyé.
De la cuve 13, la matière tombe dans le granulateur 18 dans lequel on introduit en outre, par heure, 10.500 K. de produit fini.
Il sort, du granulateur, 17.600 K. de phosphonitrate granulé, dont la température est de 28 à 30 et dont le dosage est le sui- vant: P2O5 total 18,4% P2O5 soluble 16% Azote nitrique 4%.
Ce produit est soumis au mûrissage dans le silo 25. Lorsqu'il a durci et pris la température ambiante, il est envoya au crible 27 d'où l'on retire d'une part l'engrais calibré aux dimensions oommer- ciales, et d'autre part les fines et les gros. 10.500 K. par heure du produit fini (constitué par les fines et les groe) sont renvoyés au granulateur 18 tandis que 7.000 K. de produit commercial sont envoyés au stock.
Ce phosphonitratemcrissant assez lentement, le silo 25 représen- té sur la fig.l devrait avoir des dimensions exagérées dans une fa- brication importante. on peut le supprimer et se contenter d'un mûrissage du produit à l'air libre. Une autre variante consiste à remplacer le silo 25 par une auge inclinée de préférence, et munie d'une vis transporteuse telle que celle qui est schématisée sur la fig.8. Dans cet appareil, la matière sortant du granulateur est cons- tamment agitée et poussée vers le crible, qui, dans ce cas, est ins- tallé au sol. Le produit fini destiné à la fabrication est alors re-
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monté au-dessus de la cuve 1 par un élévateur, tandis que le reste, calibré aux dimensions commerciales est envoyé au stock de l'usine.
L'auge du transporteur peut être avantageusement refroidie par une circulation d'eau. On peut également hâter le refroidissement du pro- duit par une circulation d'air froid à l'intérieur de l'auge du trans- . porteur.
Une autre variante consiste à remplacer la colonne desséchante 28 représentée sur la fig.l, par une machine frigorifique produisant de l'air froid, que l'on fait circuler dans tout l'appareillage.
EXEMPLE II.
Au lieu d'utiliser un superphosphate standard à solubilisation complète, comme dans l'exemple 1, il est avantageux dans certains cas d'utiliser un superphosphate à solubilisation incomplète. Par exemple, en utilisant, pour la fabrication du superphosphate, les proportions suivantes: 243 K. d'acide sulfurique à 68% de concentration, pour: 372 K. de phosphate du Maroc, on obtient un superphosphate à. solubilisation incomplète dosant 22,8% de P2O5 total, mais 14,8% seulement de P2O5 soluble.
4.060 K. par heure de ce superphosphate incomplètement solubilisé peuvent être introduits dans la cuve 1 en remplacement du mélange de phosphate brut et de superphosphate standard indiqué dans l'exemple 1. bans ces conditions, on obtient une production identique à celle de l'exemple 1.
EXEMPLE III.
Qu'il s'agisse de superphosphate à solubilisation complète ou incomplète, le superphosphate peut être fabriqué dans la cuve 1 elle- même, par introduction dans cette cuve d'une quantité appropriée d'a- cide sulfurique et de phosphate brut, en même temps que l'acide nitri- que nécessaire à la formation du phosphonitrate. On mettra par exemple en oeuvre dans la cuve 1, par heure: 2.604 K. de phosphate brut 1.701 K. d'acide sulfurique à 68% 1.582 K. d'acide nitrique à 80%
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Le reste de la fabrication se fera comme il est dit dans l'exemple l.
Pour obtenir un engrais fini ayant la même teneur en eau, en utilisant de l'acide nitrique à 64,5%, il faudrait utiliser un acide sulfurique plus concentré. On mettrait par exemple en oeuvre dans la cuve 1: 2.604 K. de phosphate brut 1.484 K. diacide sulfurique à 78% 1.736 K. d'acide nitrique à 64,5%
EXEMPLE IV.
Pour obtenir un engrais plus riche en azote nitrique que le pbosphonitrate obtenu suivant les exemples 1 à 3, on attaque le phosphate brut par l'acide nitrique seul, sans intervention d'acide sulfurique ou de superphosphate.
L'appareil est le même que dans l'exemple 1. Dans la ouve 1, on introduit par heure:
962 K. de phosphate du Maroo à 33% de P2O5 finement broyé.
1.640 K. d'acide nitrique à 80
La tempera turc est maintenue aux environs de 35 C comme dans l'.exemple 1. La matière s'écoule continuellement dans la cuve 13 dans laquelle on introduit par heure 1.060 K. de phosphate du Maroc à 33M de P2O5 broyé comme ci-dessus. La matière sortant de la cuve 13 est granulée par ensemencement avec du produit fini, dans le gra- nulateur 18, comme il est dit dans l'exemple 1.
On obtient une produotion de 3,( tonnes par heure de phospho- nitrate dosant! P2O5 total 19% P2O5 soluble dans l'eau et le citrate: 15,2% Azote nitrique 7,6%
EXEMPLE V.
Cet exemple se rapporte à la fabrication d'un engrais composé par addition de sels contenant de la potasse et de l'ammoniaque, au phosphonitrate en cours de fabrication suivant l'exemple 1.
On prépare un mélange de nitrate d'ammoniaque et de sulfate de potasse, dans les proportions indiquées par la réaction ci-dessous:
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2 NOgNH -9oê2 = 2 H'0 K + S04 (NB4) 2
Il se produit spontanément la réaction de double décomposition.
Dans les climats très secs, cette réaction est facilitée par addition de 1 à 3% d'eau au mélange des sels. La réaction de double décomposition dure 2 à 3 jours.
La mélange de nitrate de potasse et de sulfate d'ammoniaque résul- tant de la double décomposition est introduit à raison de 3.920 K. par heure, dans la cuve 13, au cours de la fabrication du phosphonitrate décrite dans l'exemple 1.
Après granulation, on obtient un engrais composé dosant: le
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p205 soluble dans l'eau etlë1trate 10%
K2O 10%
Azote nitrique 5,6%
Azote ammoniaoal 3%
Si on le désire, on peut réaliser Inégalité des titres en aaote ammoniacal et nitrique. Il suffit pour cela d'introduire dans la cure 13, en même temps que le mélange dont il est question ci-dessus, une quantité supplémentaire de sulfate d'ammoniaque ou encore du phosphate d'ammonia- que.
EXEMPLE VI.
Cet exemple décrit la fabrication d'un engrais composé par addition de nouveaux éléments fertilisants au phosphonitrate en cours de fabrica- tion, suivant l'exemple IV.
On prépare un mélange oontenant en poids.-
12,5% de sulfate de potasse à 50% de K2O et
87,5% de mélange provenant de la double décomposition dont il est question à l'exemple V.
Le mélange ainsi obtenu est introduit à raison de 2.240 K. par heure, dans la cuve 13, au cours de la fabrication du phosphonitrate décrite dans l'exemple IV. On introduit en même temps dans la cuve 13,700 K. par heure de phosphate d'ammoniaque dosant 20% d'azote et 50% de P2O5 solu- ble. On obtient par heure 8440 K. d'un engrais composé dosantt P2O5 total 15,7% P2O5 soluble dans l'eau et le citrate 13,5% Azote nitrique 6,6% Azote ammoniacal 4,7% K2O 10,8%
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EXEMPLE Vile
Dans toutes las fabrications qui viennent d'être décrites, l'a- oide nitrique d'attaque peut stre remplacé en tout ou en'partie par un mélange d'oxygène ou d'air et d'oxydes d'azote. L'appareil d'absorption de ces gaz étant schématisé sur la fig.7 par le rectan- gle 33.
Pratiquement cet appareil d'absorption pourra être conçu de nombreuses façons, mais il y aura intérêt à choisir un appareil dans lequel le liquide venant de la cuve 1 offrira aux gaz la plus grande surface possible d'échange:
1 ) un premier appareil est schématisé sur les fige 9 et 10.
La matière provenant de la cuve 1 descend dans la branche 34 du tube en U. A la partie inférieure de cette branche, elle rencon- tre les oxydes d'azote qui sont introduits par le conduit 36. La matière remonte ensuite par la branche verticale 35 du tube en U qui est munie d'une série de plateaux perforés. A la partie supé- rieure de la branche 35, les gaz ayant réagi sont entraînés par le conduit 37 tandis que la matière retourne à la cuve 1. Les gaz éva- cués peuvent être recyclés s'ils n'ont pas été complètement épuisés par un seul passage dans 1',appareil.
2 ) un second appareil pour l'absorption des oxydes d'azote est schématisé sur les fige 11 et 12.
L'appareil d'absorption comprend deux cylindres concentriques horizontaux d'axe X X'. Le cylindre extérieur 38 est fixe. Le oylin- antérieur dre/ 39 peut tourner autour de son axe. Il porte une saillie hélicoî- dale 41, et sa surface est garnie d'un certain nombre de petits godets 42.
Les oxydes d'azote sont introduits dans le cylindre.38 par le conduit 43. Le mélange fluide provenant de la cuve 1 est introduit dans le cylindre 38 par le conduit 34. Le débit du mélange fluide introduit est réglé de façon telle que le niveau du dit mélange dans le cylindre 38 se maintienne légèrement au-dessous de l'axe du cylindre.
Sous l'effet d'une rotation lente du cylindre 39, les godets 42 recueillent et déversent tour à tour le mélange fluide contenu dans le cylindre 38, de sorte que la matière fluide ruisselle oons-
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tamment sur les parois du cylindre 39, offrant ainsi une grande sur- face de contact aux gaz qui circulent entre les deux cylindres.
D'autre part, la saillie hélicoïdale 41 qui contribue au brassage du mélange fluide a également pour effet de faire progresser peu à peu ce mélange jusque l'autre extrémité du cylindre 38 d'où ce mélange est finalement évacué par le conduit 35, pour retourner à la cuve 1.
Les gaz non absorbés sont évacués par le conduit 44. Ils peuvent être recyclés s'ils n'ont pas été complètement épuisés par un seul passage dans l'appareil.
Dans tous les cas, avant de soumettre les gaz à l'absorption, il est avantageux de les refroidir à basse température (0 ou moins).
Dans ces conditions, le NO2 se transforme en N2O4 qui est beaucoup plus réactif que le NO2. on accélère ainsi l'attaque et on augmente le rendement de l'opération.
REVENDICATIONS.
1. Un procédé pour l'attaque de matières phosphatées par l'acide nitrique, seul ou associé à d'autres acides, en quantité telle que l'on obtienne un mélange à base d'acide phosphorique et de nitrate de chaux, l'attaque étant effectuée au sein d'une masse importante cons- tituée par des produite provenant d'une réaction identique antérieure ce procédé consistant en ce que k'on introduit séparément, dans la dite masse, les matières phosphatées et l'acide nitrique, seul ou associé à d'autres acides, de sorte que les matières phosphatées sont d'abord soumises à l'action de l'acide phosphorique présent dans la dite masse, puis à l'action de l'acide introduit.
2. Un procédé selon 1, pour une fabrication en marche disconti- nue, caractérisé en ce que les matières phosphatées et l'acide sont introduits en dawc temps successifs dans ladite masse.
3. Un procédé selon 1, pour une fabrication en marche continue, caraotérisé en ce que les matières phosphatées et l'acide sont intro- duits en deux points distincts dans la masse en roulement dudit mélan- ge fluide.
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