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PROCEDE DE FABRICATION DES NITROPHOSPHATES POTASSIQUES" .
On sait qu'on peut fabriquer des nitrophosphates potassiques à faible teneur en eau, A cet effet on soumet des phosphates bruts à une décomposition ou " solubilisation" en les traitant par de l'acide nitrique concentré et on ajoute à la masse, avant ou après la décomposition, des sels de potassium, L'addition des sels de potassium a souvent pour effet dtabaisser le point de fusion de sorte qu'on obtient des produits à point de ramollissement assez bas qui sont difficiles à granuler et ne constituent pas des engrais susceptibles d'être stockés ou répandus. On a donc cherché des moyens permettant de préparer des produits possédant un point de ramollissement aussi élevé
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que possible.
On considérait jusqu'à présent que, pour arriver à ce résultat et obtenir des produits finis de bonne qualité, et surtout possédant un point de ramollissement aussi élevé que possible, il suffisait de remplir la condition selon la- quelle le produit final doit contenir, pour 5 mois de nitrate de calcium, au moins 1 mol d'un sel alcalin, et pour 1 mol de nitrate de calcium, au plus 2 à 3 mois d'eau de cristallisation, mais que le mode de préparation n'avait aucune influence sur la qualité du produit final.
Dans la fabrication des nitrophosphates potassiques à faible teneur en eau, avec le sulfate de potassium utilisé à titre de constituant potassique, on a constaté que l'applica- tion du procédé connu à une fabrication réalisée sur une échelle industrielle donne lieu à diverses difficultés, en ce sens que les masses ainsi préparées ne possèdent pas le point de ramollis- sement escompté et ne se solidifient pas assez vite pour pouvoir se granuler convenablement. On a constaté, à la suite d'essais approfondis, que 'addition de sulfate de potassium aux masses traitées de nitrophosphate donne lieu, par conversion partielle, à la formation de produits de réaction oontenant les sels
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Ca(N03)2, Ca(HSP04)a r KN03, K2So4 et OaSO4 .
Or, ce produit complexe peut donner lieu, dans des conditions de fabrication déterminées, à la formation de sels complexes, qui modifient dans une large mesure les propriétés, et en particulier les points de ramollissement des produits finalement obtenus. La règle antérieure selon laquelle il y a lieu de provoquer la for- mation d'un sel double représenté par la formule 5 Ca(NO3)2.
10 H2O. KNO3 devenait insuffisante, à cause de la présence des constituants précités, étant donné que les meilleurs résultats, c'est à dire des produits à point de ramollissement élevé, sont obtenus avec des proportions molaires complètement différentes.
Par exemple, on a constaté qu'on obtient les meilleurs résultats avec une masse traitée dans laquelle, par conversion partielle avec le sulfate de potassium, on obtient un produit final dont
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les proportions molaires sont 2 Ca(NO3)2; 1 Ca(H2PO4)2; 1 KNO3; 0,5 K2SO4: 0,5 CaS04, ce qui rend possible d'élever la tempé- rature de ramollissement, par exemple de 38 à 70 C.
Or, il a été découvert que ces nitrophosphates potassiques, pauvres en eau et à point de ramollissement élevé ne peuvent être préparés sous forme de grains en traitant les phosphates par l'acide nitrique concentré, par exemple à 72% environ, et en y ajoutant du sulfate de potassium que si, en même temps, des conditions et des mesures entièrement déterminées sont prises et maintenues, Pour obtenir des produits possédant les propriétés précitées et préparer des produits définitifs stables et duroissant rapidement,les conditions suivantes doivent être remplies :
a) le " degré de solubilisation" de la masse traitée de nitrophosphate doit être réglé de façon que la teneur en acide phosphorique soluble dans l'eau, calculé sous forme de pz0sp ne dépasse pas 85%, et soit de préférence oomprise entre 83 et 84%.
Ce réglage peut être effectué en mesurant les quantités d'acide par rapport au phosphate brut; b) La quantité de sulfate de potassium ajouté doit être mesurée de façon que le produit final oontienne de 5 à 14% et de préférence de 7 à 10% de K2O; o) Le sulfate de potassium ne doit être ajouté à, la masse traitée que lorsque sa teneur en aoide libre ne dépasse plus environ 3% de HNO3, ou est tombée à moins de 3% HNO3 d) Le produit de déoomposition auquel on a ajouté le sulfate de potassium, doit être mélangé ou malaxé vigoureusement dans un intervalle de température de 80 à 90 C, et de préférence de 80 à 85 C. La durée du malaxage est déterminée par l'efficacité de cette opération.
Elle dure environ une demi-heure, et peut cependant atteindre une ou plusieurs heures, dans oertains cas,
Si ces conditions ne sont pas observées, c'est à dire si le malaxage de la masse de décomposition avec le sulfate de potassium n'est effectué d'une manière connue, que pendant peu
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de temps, on obtient des produits dont le point de ramollisse- ment est sensiblement plus bas que celui des produits suivant l'invention.
En opérant de la manière indiquée avec le sulfate de potassium à titre de constituant potassique, on obtient des produits qui, classés par ordre de teneur croissante en K2O, possèdent les points de ramollissement suivants, oomparés à ceux qu'on obtient en opérant de la manière couramment adoptée jusque ce jour:
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<tb> Teneur <SEP> % <SEP> en <SEP> K20 <SEP> Nitrophoaphate <SEP> + <SEP> K2CO4
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<tb> du <SEP> produit <SEP> fini <SEP> Températures <SEP> de <SEP> ramollissement
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<tb> 4 <SEP> 40 <SEP> 38
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<tb> 6 <SEP> 63 <SEP> 38
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<tb> 7 <SEP> 70
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<tb> 8 <SEP> 72 <SEP> 38
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<tb> 10 <SEP> 71
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<tb> 12 <SEP> 65 <SEP> 38
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<tb> 14 <SEP> 57 <SEP> 38
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<tb>
<tb> 16 <SEP> 40 <SEP> 38
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On voit, d'après ces résultats,
qu'il existe un maximum nettement déterminé, jusqu'à ce jour inconnu, de la température de ramollissement du produit de teneur en K2O comprise entre 5 et 14%, et que, pour une teneur de 8 à 9% en K2O, cette tempé- rature de ramollissement maximum atteint environ 72 C. Les tempé- ratures indiquées oi-dessus peuvent varier entre des limites étroites suivant la nature des phosphates bruts utilisés, le degré de solubilisation et la teneur en eau, mais il existe toujours un maximum nettement déterminé pour les teneurs en potasse indiquées,
La teneur de la masse décomposée en acide libre est une mesure du degré de conversion déjà subi par le produit sous l'ac- tion de l'acide nitrique.
Cette teneur dépend évidemment du degré de solubilisation, étant donné que la teneur en acide libre des produits fortement attaqués est plus forte au début que celle des produits peu attaqués. Or, pour que l'addition du sulfate de potassium provoque, suivant l'invention, une élévation du point
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de ramollissement, il faut, ainsi que l'indique la condition o), que la conversion ait déjà été poussée à un point tel que la teneur en acide libre soit au maximum de 3%, c'est à dire que l'aoide nitrique soit combiné en majeure partie à l'état de nitrate de calcium, Oe résultat peut être obtenu, lorsque la teneur en acide libre est trop fbrte, en malaxant la masse de décomposition, avant d'y ajouter le sulfate de potassium, pen- dant un temps et aveo une intensité suffisants,
ou en la neutra- lisant aveo de la chaux jusqu'au degré voulu.
Les masses auxquelles on ajoute du sulfate de potassium se oomportent d'une manière tout à fait différente de celles auxquelles on ajoute du nitrate de potassium, Aveo ces dernières, on obtient un produit dont le point de ramollissement maximum est d'environ 62 C, au voisinage de la proportion du sel double
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5 oa(N03}2A 10 H20 .
KN03 , c'est à dire pour une proportion de ca(N03)i:I 5, qui oorrespond à une teneur de a à 3% KZO dans KNO3 le produit final, lorsque la teneur en K2O augmente dans le produit final, le point de ramollissement de ces masses rede- vient égal à environ 4000. On oonstate donc avec surprise que , lorsqu'on emploie le sulfate de potassium en opérant suivant l'invention, les conditions sont très différentes de celles obtenues avec le nitrate de potassium, auquel on avait donné la préférence dans la pratique, jusqu'à présent, parce qu'on obtenait des résultats plus mauvais avec le sulfate de potassium.
On peut effectuer l'attaque des phosphates avec un acide nitrique concentré, par exemple à 72%, ou un acide nitrique dilué, par exemple à 50%. Dans le premier cas, on obtient directement les produits pauvres en eau nécessaires; Au contraire, aveo l'acide nitrique dilué on obtient d'abord des produits plus riches en eau, mousseux, qu'on est obligé de sécher ensuite.
Ce résultat peut être obtenu en faisant passer un courant d'air chaud à, travers la masse jusqu'à ce que le produit ait été suffisamment déshydraté. La masse pauvre en eau ainsi obtenue est alors traitée conformément à l'invention. A cet effet, on
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l'introduit dans un malaxeur et, après addition de la quantité nécessaire de sulfate de potassium, on la malaxe intensivement à une température de 80- 90 C suivant la condition d). Puis on fait subir à la masse malaxée un traitement de granulation, d'une manière connue. Au point de vue de la fabrication, le procédé suivant l'invention constitue un progrès technique considérable, étant donné que la production des installations peut être notablement augmentée par comparaison avec les procédés connus.
En effet, en raison de leur point de ramollissement plus élevé, les produits de décomposition pâteux se solidifient et duroissent beaucoup plus facilement, et plus vite que ceux dont le point de ramollissement est plus bas, de sorte que, aveo la même méthode de granulation, on peut même doubler la production, De plus, les produits suivant l'invention se stookent et se répandent mieux que les produits connus jusqu'à présent, car leurs grains sont très compacts, supportent une forte pres sion d'écrasement et ne oollent pas ou ne s'empâtent pas lorsqu' on les répand.
L'invention procure aussi des avantages économiques en per- mettant d'employer le sulfate de potassium au lieu de nitrate employé de préférence à titre d'addition pour le ntrophosphate, Ce sel est beaucoup moins cher que le nitrate de potassium, puisqu'on sait que ce dernier doit être préparé d'abord d'une manière ooûteuse en partant du sulfate ou du ohlorure de potas- sium, De plus, on peut employer avec succès même un sulfate de potassium du commerce, très impur,
On a découvert, de plus, que les masses de la réaction, suivant l'invention peuvent aussi contenir, outre le sulfate de potassium, de faibles quantités de composés de bore.
Si l'on malaxe intensivement des masses contenant du bore, à 8000 au moins, pendant assez longtemps, dans les mêmes conditions de traitement, on obtient aussi des produits dont le point de ramol- lissement est élevé, Oe point est important, car les composés de bore, par exemple l'acide borique, ont pour effet d'abaisser notablement la température de ramollissement, dans les oonditions
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normales et, par suite, de diminuer la qualité des engrais de nitrophosphates, étant donné que l'acide borique provoqua un ralentissement des réactions chimiques de transformation dans les masses solubilisées, Du fait que la température de ramollis- sement des produits s'abaisse lorsque la teneur en bore augmente,
les masses oontenant du bore doivent être malaxées d'autant plus longtemps que les additions d'acide borique sont plus importantes.
C'est ainsi, par exemple, qu'il suffit, dans la fabrication d'un nitro phosphate de potasse simple, d'une heure de malaxage pour obtenir un produit ayant un point de ramollissement de 70 C.
Pour obtenir la même température de ramollissement avec le même mélange de nitrophosphates potassiques additionné de 0,45% d'acide borique, le malaxage doit être poursuivi dans les mêmes oonditions pendant une durée de 2 heures. La durée du malaxage à 80 C au moins dépend, en particulier, de la composition de la masse et de l'efficacité du malaxage et est déterminée par l'effet à obtenir au point de vue de l'élévation de la tempéra- turede ramollissement, Elle atteint, par exemple, 1 à 2 heures, ou même davantage éventuellement. Les additions de composés de bore sont faibles, par exemple de 0,1 à 1% et, de préférence, de 0,1 à 0,3% de bore.
Les composés peuvent être ajoutés à la masse de la réaction avant ou après la décomposition, de sont avant tout ceux qui sont solubles, tels que l'acide borique, le borax, etc. Ils présentent un intérêt particulier en agriculture pour lutter centre certaines maladies, telles que la pourriture du coeur et la oarie sèche,
Exemple 1 - On introduit 467 kg de phosphate du Maroo et 338 kg d'acide nitrique à 72,8%, calculé à 100%, dans un réoi- pient à agitateur et on les mélange intimement d'une manière connue.
Il se forme une masse en bouillie pâteuse, chaude à une température d'environ 70 C dont la teneur en acide libre, au bout d'environ 40 minutes d'agitation, est d'environ 2,5% HN03, On introduit alors 185 kg de sulfate de potassium du commerce (48% H2O, 1,6% Na2O et 1,35% Cl) et on malaxe la masse Intensive-
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ment à 80-85 0 pendant environ une demi-heure. Il se forme une pâte épaisse qu'on transforme d'une manière oonnue en grains, par exemple, en la refoulant à travers des plaques perforées et en la granulant dans des tambours, avec addition du produit final en poudre, ou par émiettement dans des machines à diviser à vis hélicoïdale..
La composition du produit obtenu est la suivante : P2O5 total 15,07%, P2O5 soluble dans l'eau 12,59%, azote 6,85%, K20 8,83% Le degré de déoomposition, c'est à dire le rapport entre P2O5 soluble dans l'eau et P2O5 total est égal à 83,5%. Le point de ramollissement est d'environ 70 0, Exemple 3.- On introduit 117 kg de phopphate du Maroo et 82 kg d'acide nitrique à 72% calculé à 100% dans un réoipient à agitateur et on les mélange vigoureusement pendant quelques minutes. On transfère périodiquement la masse en bouillie ainsi obtenue à un malaxeur, aveo addition simultanée de 46 kg de sulfate de potassium du commerce. On malaxe intensivement la masse pâteuse, épaisse, d'une manière continue, à 80 - 85 C.
On règle l'addition du produit de décomposition de façon à faire séjourner la masse de la réaction au moins pendant une demi-heure à 1 heure dans le malaxeur. On fait sortir la pâte du malaxeur d'une manière continue par un déversoir et on la transforme en grains d'une manière connue. La composition du produit ainsi obtenu est la suivante: P2O5 total @ P2O5 soluble dans l'eau 12,4%. azote 6,75%, K2O 8,6%. Le degré de déoomposition est de 82,2%. La température de ramollissement est d'environ 68'C.
Exemple 3.- On introduit 467 kg de phosphate du Maroo et 328 kg diacide nitrique à 50%, calculé à 100% dans un récipient à agitateur et on agite le mélange très énergiquement pendant peu de temps. La composition de la masse de décomposition mous- seuse ainsi obtenue est la suivante: P2O5 total 15,0%, P2O5 so- luble dans l'eau 12,7%, azote 6,4%. Le degré de déoomposition est de 84,8%, On sèche la masse mousseuse, dont la densité appa- rente est d'environ 0,6, dans une machine appropriée en y faisant
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passer un courant d'air ohaud, La diminution de poids résultant du séchage est d'environ 19%.
La composition du nitrophosphate ainsi obtenu est la suivante: P2O5 total 18,5%, P2O5 soluble dans l'eau 15,5%, degré de déoomposition 83,8% et azote 7,8%.
On introduit le produit séché dans un malaxeur ou dans une maohine à diviser à, vis hélicoïdale et, après addition de 184 kg de sulfate de potassium du commerce, on le malaxe vigoureusement pendant 30 minutes à 80 - 85 C. On granule la masse épaisse, pâteuse, ainsi obtenue, de la manière déjà indiquée. La compo. sition du produit ainsi obtenu est la suivante : P2O5 total 15,5%, p205 soluble dans l'eau 12,6%, azote 6,4%, K2O 8,6%.
Le degré de décomposition du produit est de 83,2% et le point de ramollissement du produit granulé d'environ 70 C.
Exemple 4.- On introduit 450 kg de phosphate du Maroo , contenant 33,4% de P2O5 et 335 kg diacide nit Tique à 72,4%, calculé à l'état d'acide à 100% dans un réoipient à agitateur et on décompose le mélange de la manière connue. On ajoute à la masse de décomposition pâteuse, qui a une température d'envi- ron 70 - 75 C et au bout de 40 minutes d'agitation contient environ 2,8% HNO2 libre, 180 kg de sulfate de potassium du commerce ( 48 - 52% K2O, 1,6% Na20, et 1,3% Cl), puis 25 Kg d'acide borique ( H3BO3) et en maintenant la température de la masse de réaction à, 80 C environ, on continue à mélanger la masse intimement.
Au bout de 2 heures environ de malaxage méca- nique, on granule la pâte épaisse d'une manière connue dans des tambours ou des machines à diviser en ajoutant le produit final en poudre. La composition du produit ainsi obtenu est la suivante:
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<tb> P2O5 <SEP> total <SEP> 14,8%
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<tb> P2O5 <SEP> soluble <SEP> dans <SEP> l'eau <SEP> 12,17%
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<tb> Azote <SEP> 6,89%
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<tb> K20 <SEP> 8,19%
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<tb> Bore <SEP> 0,44%
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Le degré de décomposition, c'est à dire le rapport entre P2O5 soluble dans l'eau et P2O5 total est de 82,3%, la teneur
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du produit en HNO3 libre est de 2,2% et sa température de ramol- lissement est de 72 C.
REVENDICATIONS
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A. - Procédé de fabrication des nitrophosphates potassiques granulés à faible teneur en eau et à point de ramollissement élevé par décomposition des phosphates par l'acide nitrique avec addition de sulfate de potassium, caractérisé par les points suivants séparément ou en combinaisons:
1) on règle le degré de solubilisation de la masse de réaction à une teneur de 80 - 85% et de préférence de 83- 84% de P2O5 soluble dans l'eau, on n'ajoute le sulfate de potassium qu'après la décomposition, lorsque la teneur de la masse en acide libre est devenue inférieure à 3%, et on calcule la quantité de sulfate de potassium à ajouter de façon que le pro- duit final contienne 5 à 14% K2O et, finalement, on malaxe intensivement la masse potassique ainsi obtenue, à une temperatune d'au moins 80 C, pendant assez longtemps, puis on granule d'une manière connue le produit mixte chaud, pâteux, par refroidisse- ment et durcissement.
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3) Pour préparer des produits à point déamÓl118aement élevé supérieur à 63 C on calcule l'addition de sulfate de po- tassium de façon à obtenir des produits contenant 6 à la% K2O, et de préférence 7 à 10% K2O
3) On abaisse la teneur en acide libre des masses de décom- position à moins de 3% HNO3 par neutralisation partielle par la ohaux.
4) On malaxe les masses chaudes, potassiques intensivement à 80 - 85 C pendant au moins une demi-heure.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.