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@ Produit potassique utilisable notamment pour fertiliser le sol.
Cette invention concerne les produits potassiques et les produits analogues et en particulier les produits potassiques utilisables comme amendements ou fertilisants du sol. Elle concerne également des produits contenant plusieurs sels inorganiques de métaux alcalins comme le chlorure de potassium, le chlorure de sodium, le sulfate de potassium, le sulfate de sodium et les sels analogues. Elle vise un perfectionnement à ce qui est décrit dans le brevet belge appartenant à la même société et déposé le 8 mars 1948 sous le titre "Procédé et appareil de traitement de matières potassiques et analogues utilisables notamment comme fertilisants".
Les sels inorganiques des métaux alcalins récupérés à partir de sources naturelles comprenant l'eau de mer, les gisements de sel, etc. se présentent à peu près invariablement sous la forme cristalline. La matière contenant de la potasse qui est contenue dans les dépôts souterrains voisins de la localité américaine de Carlsbad dans l'état de Nouveau Mexique constitue un autre exemple d'une pareille source naturelle. Ces dépôts renferment comme constituants principaux du chlorure de potassium et du chlorure de sodium sous
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la forme de cristaux séparés qui peuvent être mélangés les uns aux autres dans une mesure considérable mais qu'on peut séparer par un traitement de flottation, ai'in d'obtenir un produit contenant un pourcentage élevé (supérieur par exemple à 95%) de chlorure de potassium.
Le produit résultant de ce traitement de flottation est une matière fertilisante excellente et peut également être mélangé a d'autres constituants de fertilisants ou utilisé dans des réactions chimiques en vue de l'obtention d'autres produits comme le sulfate de potassium. Toutefois, il est possible d'améliorer les caractéristiques de stockage et de manutention d'un pareil produit ainsi que son aptitude à se mélanger à d'autres matières et les rendements résultant des réactions chimiques en question.
Ceci posé, l'invention a pour but de fournir un produit potassique ou analogue se prêtant à un emploi plus facile, manifestant une moindre tendance à la production ae poussière au cours de son emmagasinage et une moindre tendance à s'agglomérer en grumeaux ou mottes et à se durcir ainsi qu'une moindre tendance à absorber l'humidité, ce produit se mélangeant bien a d'autres produits comme les constituants des fertilisants du sol et ayant tendance à donner ae plus grands rendements au cours des réactions telles que les transformations chimiques.
Ce produit que prévoit l'invention se compose de plusieurs particules fondues renfermant un certain nombre de sels inorganiques de métaux alcalins. Ce produit comprend également des particules renfermant une notable proportion (supérieure à 90%) de chlorure de potassium et une proportion moindre de chlorure de sodium, ces deux chlorures se trouvant en solution solide apparente. Ces particules sont immédiatement utilisables à condition que leurs grosseurs se trouvent dans une gamme comprise entre un maillage-6 et un maillage +20 bien que d'autres grosseurs de particules soient englobées
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dans la portée d'application de l'invention.
Un autre produit potassique compris dans la portée de l'invention peut également se composer de particules fondues capables quand la gamme de leurs grosseurs de particules va du maillage -8 au maillage +20, d'absorber moins de 4% en poids d'humidité en 120 heures au-dessus d'un bain de NH4 Cl dans une atmosphère à humidité relative de 80% et aux tempé- ratures ambiantes normales. Les constituants de.ces particules fondues se trouvent en solutions solides apparentes mais possè- dent aussi apparemment une structure cristalline comme cela est indique par les expériences rapportées ci-après.
L'expression "solution solide" qui est employée ici signifie un mélange homogène solide de deux ou plusieurs cons- tituants dont la composition peut va.nier entre certaines limites et demeure homogène comme le fait une solution liquide ordinaire.
De même, l'expression "solution solide apparente" signifie un mélange solide de deux ou plusieurs constituants qui, aux essais tels que des mesures d'indicé de réfraction semblent être une solution soliae mais peuvent contenir des structures "cristallite" mélangées entre elles et fortement dispersées des constituants, comme cela est mis en évidence par d'autres essais tels que des essais de diffraction de poudre par rayons X. L'ex- pression "cristallite" qui est employée ici se réfère à une forme minérale extrêmement subdivisée n'ayant pas de contours cristallins définis apparents et qui ne se ra.pporte pas à une espèce minérale quelconque mais qui marque le premier stade du processus de cristallisation.
Un excellent procédé d'obtention du produit auquel se @ rapporte l'invention est celui qui est décrit dans le brevet belge déposé le 8 mars 194 par la société demanderesse et auquel il a été fait allusion ci-avent. Suivant ce procédé, les fines correspondant par exemple à un maillage -65 qui
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résultent du broyage de la matière selon une ténuité permettant le travail par flottation et aussi d'un autre traitement tel que les cycles d'échauffement et ae refroidissement qu'on emploie pour séparer la potasse par lixiviation à partin des queues ou des masses emmagasinées du proauit raffiné sont chargées dns un iour a réverbère où elles sont soumises à la fusion.
La potasse fondue est déchargée sur un disque de refroidissement en rotation sur laquelle elle se solidifie.
Le refroidissement du disque n'a besoin d'abaisser sa: température que juste au-dessous de celle correspondant à la solidi- lication étant dom é que la température f'inale effective n'est pas aussi importante que la vitessede refroidissement pendant le processus de solidification, ce dernier devant se dérouler assez rapidement pour produile une solution solide apparente dans le produit final. De même, la couche déposée sur les disques a, ae prélérence, une épaisseur correspondant sensiblement au maillage le plus fin que aoit traverser le proauit final désiré.
C'est ansi que pour un produit final corres- ponaant à un maillage compris entre-6 ou-8 et +20, l'épaisseur de matière sur le disque a, de préférence, une épaisseur de 3 à 4 millimètres environ. La couche ae matière soli- dif'iée est enlevée du disque par raclage ou par un autre moyen convenable et les paillettes ou flocons résultants sont, de préférence, refroidis davantage, notamment deans un refroidisseur a air du type a tambour, pour diminuer l'usure au Droyeur ou appareil analogue auquel ces paillettes ou flocons sont ensuite envoyés.
Dans ce broyeur, une quantité aussi grande que possible des paillettes ou flocons est réduite a la grosseur désirée, le produit résultant étant séparé dans un tamis auquel les éléments trop gros sont renvoyés dans le broyeur, tandis que les fines sont renvoyées au four.
La matière ayant le. grosseur désirée peut être recueillie
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sur le tamis, puis emmagasinée en vue de son emploi ultérieur ou bien envoyée directement à n'importe quel autre endroit en vue de l'usage désiré.
Bien que le procédé décrit dans le brevet belge susindiqué constitue une méthode de production efficace du produit que prévoit l'invention, on conçoit que ce produit pourrait être obtenu par d'autres méthodes, comme le comprendront les techniciens.
Le produit potassique qu'on peut obtenir grâce à l'invention possède des propriétés précieuses et meilleurs que celles des autres produits potassiques. C'est ainsi, par exemple, que ce produi se prête à l'emmagasinage pendant de longues périodes de temps dans des cuves, des silos ou des récipients analogues ou bien au transport sur des distances relativement grandes sans donner lieu a une quantité nuisible de fines ou de poussière et qu'il a également moins tendance à absorber l'humidité. En outre, les particules de matière fondue se mélangent plus facilement avec d'autres matières, utilisables comme engrais, fertilisants ou amendements et ont tendance a donner aux réactions comme les transformations ou conversions chimiques des rendements plus élevés.
La résistance plus élevée à l'humidité c'est à dire, en d'autres termes, la tendance moindre de la part de la matière a absorber l'humidité est mise en évidence par une série d'essais portant sur la comparaison du produit cristallin usuel avec le produit fondu que prévoit l'invention, les mêmes grosseurs de matières étant employées, le travail se déroulant dans les mêmes conditions opératoires. Le produit cristallin usuel révèle à l'analyse qu'il contient environ 95,8% de chlorure de potassium, et le produit fondu que prévoit l'invention environ 96,1% de chlorure de potassium, le reste de la matière étant représenté en principe par du chlorure de sodium.
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Le produit cristallin se révèle comme contenant de plus grandes quantités d'impuretés comme la silice, des élément: acides insolubles, des matières organiques, etc. Chacun d'eux ne représente donc pas cependant plus d'environ 0,1 %. Chaque essai a été effectué dans une atmosphère contenant, aux températures et aux pressions normales, 80% d'humidité relative et au-dessus d'un bain de NH4 Cl.
Les résultats de ces essais avec des grosseurs de particules allant d'un tamis a maillae -8 à un tamis à maillage +20 sont synoptisés dans le tableau suivant :
EMI6.1
<tb>
<tb> TEMPS <SEP> EN <SEP> HEURES <SEP> ABSORPTION <SEP> D'EAU <SEP>
<tb> Matière <SEP> Matière
<tb> cristalline <SEP> ¯¯.fondue¯¯
<tb> 24 <SEP> 1,98% <SEP> 0,83%
<tb> 48 <SEP> 3,19% <SEP> 1 <SEP> ,41%
<tb> 72 <SEP> 4,45% <SEP> 2,11%
<tb> 120 <SEP> 7,80% <SEP> 3,37%
<tb> 168 <SEP> 9,52% <SEP> 4,16%
<tb>
Au cours d'autres essaie, les produits cristallins et les produits fondus ont correspondu tous les deux a un maillage d'environ -48, les essais ayant été conduits dans des conditions semblables aux conditions rappelées ci-dessus, et les l'ésultats suivants ont été obtenus :
EMI6.2
<tb>
<tb> TEMPS <SEP> EN <SEP> HEURES <SEP> ABSORPTION <SEP> D'EAU
<tb>
EMI6.3
laààm¯w>jialkn y=ti±gaiom%e
EMI6.4
<tb>
<tb> 24 <SEP> 1,56% <SEP> 1,07%
<tb> 48 <SEP> 2,38% <SEP> 1,63%
<tb> 72 <SEP> 3,55% <SEP> 2,52%
<tb> 120 <SEP> 5,55% <SEP> 4,00%
<tb> 168 <SEP> 5,95% <SEP> 4,57%
<tb>
Il découle à l'évidence de ce qui précède qu'on obtient
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une diminution très nette de l'absorption d'humidité avec le produit fondu que prévoit l'invention. Au sens du présent texte, les températures et les pressions normales signifient celles qui règnent dans la localité américaine de Carlsbad (Nouveau Mexique) Etats-Unis, plutôt que des températures et des pressions standard c'est à dire 0 C et 760 mm de hauteur du mercure dans la, colonne barométrique.
Le produit fondu en question paraît, à l'oeil nu, être en forme amorphe. Cependant, des essais supplémentaires révèlent que la matière n'est pas amorphe mais constitue plutôt une solution solide apparente constituée probablement par un mélange intimes des formes "cristallites" du chlorure de potassium et du chlorure de sodium. Des mesures d'indice de réfraction effectuées au microscope et en lumière de sodium par les méthodes d'immersion révèlent des indices de réfrac- tion identiques aux valeurs calculées pour des solutions solides ayant une composition semblable a celle du produit fondu ainsi que l'analyse permet d'ailleurs de le vérifier.
Ainsi, aucune des particules n'a manifesté un indice de réfraction égal à 1,5442 qui est celui du chlorure de sodium pur ou égal à 1,490 qui est celui du chlorure de potassium pur mais plutôt des indices de réfraction intermédiaires entre ces deux chiffres. Ainsi, le produit fondu se révèle comme étant une solution solide. Mais les méthodes de diffraction de poudre par rayons X ont révélé la, présence de deux phases solides : le chlorure de potassium pur et le chlorure de sodium pur.
Les lignes de diffraction de poudre traitée par rayons X étaient très nettes et exemptes de toute discontinuité, cette dernière étant révélatrice de l'absence de gros cristaux individuels. En outre, les lignes de diffraction en question ont révélé que la grosseur des particules microscopiques est inférieure à un micron (0 cm,0001), la grosseur moyenne des
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particules étant comprise entre 0 micron,01) et 0 micron,1 (c'est à dire comprise entre 0 cm,00001 et 0 cm,000001).
Cette constatation a été appuyée par l'examen microscopique qui a conduit a la détermination de l'indice de réfraction.
Etant donné que le microscope était capable de résoudre des cristaux individuels ayant une grosseur de 1 micron, et qu'aucun cristal de ce genre n'est apparu, il était évident que ces particules avaient une grosseur inférieure à 1 micron. ces essais ont indiqué, en outre, que les particules sous-micros- copiques constituaient le premier stade de la cristallisation (stade "cristallite"). Il semble probable que l'anomalie de la coexistence d'une solution solide et de deux phases solides est un résultat du mélange et de la dispersion de chlorure de potassium et de 'l'extrême subdivision des phases solides.
Il ressort a l'évidence de ce qui précède que le produit fondu qu'on obtient suivant l'invention diffère considérablement du produit cristallin qu'on trouve jusqu'ici dans le commerce, puisque les cristaux assez petits pour traverser un tamis à maillage N 100 sont de l'ordre de 0 cm,015 qui est compris entre 1500 et 15.000 fois la grosseur moyenne indiquée des "cristallites" du produit fondu. En outre, les particules fondues du produit qu'on obtient par l'invention ne sont pas des particules simples mais apparemment des particules sousmicroscopiques liées les unes aux autres et se comportant de façon générale comme des particules individuelles simples plus grosses.
Les essais ont révélé d'ailleurs que, contrairement a ce qui est le cas pour le produit cristallin, les constituants (chlorure de potassium et chlorure de sodium) du produit fondu ne pouvaient être séparés par les méthodes de flottation et (ou) d'immersion.
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S'il est vrai que les propriétés du produit fondu qu'on peut obtenir d'après l'invention possèdent à c'e jour la plus grande valeur par rapport à un proauit dont la majeure partie est constituée par du chlorure de potassium et dont une proportion moindre est constituée par du chlorure de sodium, il est évident que la tendance moins marquée vers l'absorption d'eau et la production de poussière, ainsi que les autres propriétés, sont précieuses au sujet des autres proauits contenant plusieurs sels inorganiques de métaux alcalins.
Il va ae soi que le produit auquel se rapport l'invention peut être préparé de différentes autres manières que celle qui est-décrite dans le brevet belge du 8 mars 1948 auquel il a été fait allusion ci-ava.nt. Il est, en outre, évident que divers changements peuvent être apportés aux types et aux proportions du constituant du produit et que diverses impuretés, en quantités relativement faibles, n'auront pas d'effet nuisible sur les propriétés désirables. Enfin, il va de soi qu'on peut faire varier les proportions des constituants et que les caractéristiques peuvent différer de celles qui ressortent des résultats d'essais indiqués plus haut sans qu'on s'écarte pour cela de la portée de l'invention.
REVENDICATIONS ---------------------------
1. Produit contenant divers sels inorganiques de métaux alcalins, sous forme d'une solution tout au moins apparente.