BE488415A - - Google Patents

Description

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  Procédé pour la préparation d'engrais mélangés. 



   On connaît déjà de nombreux procédés pour la préparation d'engrais mélangés à partir de phosphates bruts. Dans ces procédés, on effectue la décomposition à l'aide d'acide sulfu- rique ou d'acide azotique, ou même avec ces deux acides. On a même transformé aussi, les produits de décomposition en les traitant avec du sulfate d'ammonium. Tous ces procédés ont oour objet la préparation d'engrais de qualité supérieure, solubles à l'eau et exempts de corps inertes. Pour parvenir à ce but, il est nécessaire d'employer un procédé compliqué et à plusieurs phases, de mettre en oeuvre des quantités relativement élevées d'acide sulfurique et d'acide azotique et de faire différentes opérations de filtration, de valorisation ou de séchage. On connaît également la neutralisation du produit de la décompo- sition par de l'acide par de l'ammoniaque.

   On obtient dans ce cas des engrais solubles à l'acide citrique et au citrate. 

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   La présente invention concerne un procédé particulière- ment simple et économique pour la préparation d'un engrais mélan- gé au cours de laquelle on renonce sciemment à obtenir une va- leur particulière spéciale. La préparation s'effectue en utili- sant la quantité minime d'acide. Des quantités déterminées de corps inertes seront prises en considération afin d'économiser des opérations de traitement et d'éviter des   vertes   de transport. 



  C'est sciemment, en outre, qu'on renonce à la solubilité totale à l'eau de l'engrais, laquelle n'a qu'un intérêt théorique, atten- du que la solubilité . l'eau du phosphate est immédiatement chan- gée, au sol, en solubilité au citrate. On se contente donc de la solubilité à l'eau d'une partie de l'engrais avec la solubilité au citrate de l'autre. 



   Suivant l'invention, on procède par décomposition de phosphate brut avec de l'acide sulfurique, sensiblement de façon à obtenir du phosphate dicalcique (en moyenne), on complète la décomposition   jusqu'à   obtenir du phosphate monocalcique à l'aide d'acide azotique, le produit de décomposition étant transformé à l'aide de sulfate d'ammonium et enfin on traite le produit transformé avec du gaz ammoniac. 



   Comme matières premières on peut employer les phosphates bruts les plus divers, par exemple les phosphates marocains, algériens ou tunisiens. On traite ces matières premières avec des quantités telles d'acide sulfurique qu'on obtient essentiel- lement la conversion   stoechiométrique   du phosphate tricalcique en phosphate dicalcique et en gypse et également celle du car- bonate en gypse suivant les égalités Ia et Ib ci-après: la. (PO4)2 Ca3 + S04H2 + 2 H20 = 2 P04HCa + SO4Ca. 2 H20 Ib. C03Ca + S04H2 + H20 =   S04Ca   2 H20 + C02. 



   On choisira avantageusement la concentration de l'acide sulfurique de manière à obtenir, dans la mesure du possible, des produits solides. De préférence, on emploie de l'acide sulfurique ordinaire des chambres à environ   67%.   

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   Au lieu de phosphates bruts, on peut utiliser aussi comme matière première toujours suivant l'invention des phosphates bruts non complètement décomposés, et en particulier à moitié décomposés. 



   La deuxième phase du procédé suivant l'invention consiste à décomposer le produit de la première phase avec de l'acide nitrique, ce qui est connu en soi. A cet effet, on règle la con- centration de l'acide azotique de façon que le traitement du produit de décomposition obtenu par du sulfate d'ammonium donne un produit essentiellement sec. On utilise avantageusement, car exemple, un acide azotique de 45 à 65%. Il est avantageux d'utiliser l'acide azotique qui résulte de l'oxydation de l'am- moniaque sans autre traitement. Il est surprenant de constater qu'en utilisant un acide azotique ayant une telle concentration il n'y a pas formation de quantités appréciables de gaz nitreux. 



  La conversion s'effectue suivant l'égalité ci-après :   II.   2 P04HCa +   S04Ca.2H20   + 2 NO3H + 2 H20 = (PO4)2 H4Ca +   (N03)2Ca.   2H20 +   S04Ca.2   H20 
L'engrais mélangé ainsi obtenu, par suite de sa teneur en nitrate de calcium hygroscopique, se prête mal à   l'emmagasi-   nage et à la dispersion. 



   Le produit de décomposition est ensuite converti à l'aide de sulfate d'ammonium sec dont la quantité minimum est choisie de façon à convertir le nitrate de calcium en nitrate d'ammonium et en gypse suivant l'égalité III ci-après;   III.   (PO4)2H4Ca + (ON3)2Ca. 2 H20 +   S04Ca.2H20   +   S04(NH4)2   =   (P04)2H4Ca   + 2   NOH4   + 2 S04Ca. 2H20 
Le fait d'augmenter la quantité ajoutée de sulfate d'am-   monium   agit favorablement sur les propriétés de l'engrais, sur- tout en ce qui concerne sa faculté de dispersion en raison de la formation du sel double 2 NO3 NH4. SO4   (NH4)2.   



   Grâce à la réaction avec le sulfate d'ammonium on obtient différents avantages. D'abord, une partie considérable de l'eau 

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 véhiculée avec l'acide azotique reste fixée au gypse   d'ou   obten- tion d'un produit essentiellement   sec;.en   outre, le nitrate de calcium fortement hygroscopique est transformé en nitrate d'am- monium moins hygroscopique. Ainsi, on fixe l'ammoniaque au moyen de l'acide azotique et avec une quantité relativement minime d'acide azotique on obtient un produit riche en azote. Enfin, l'acide sulfurique déjà utilisé dans la fabrication technique du sulfate d'ammonium pour la fixation de l'ammoniaque est remis en valeur pour la conversion du nitrate de calcium en nitrate d'ammoniaque.

   L'avantage de la fixation du calcium sous forme de gypse insoluble au lieu du nitrate soluble est qu'elle rend impossible la reconstitution du triphosphate de calcium à partir du   diohosphate   de calcium prenant naissance de la dernière phase. 



   Suivant un autre mode de réalisation de l'invention, on procède simultanément à la décomposition par l'acide azotique suivant l'égalité II et à la conversion à l'aide de sulfate d'am- monium suivant l'égalité III, en dissolvant avantageusement une partie du sulfate   d'ammonium   dans l'acide azotique. 



   Au lieu de partir de phosphate brut, on peut utiliser un superphosphate que l'on trouve couramment dans le commerce et le mélanger avec du phosphate brut décomposé par de l'acide azo- tique de façon à obtenir du phosphate monocalcique avec du sul- fate d'ammonium. Ce mode de réalisation a une importance écono- mique considérable car il permet une coopération très avantageuse des industries des superphosphates et des industries de l'azote. 



  Les usines productrices de superphosphate ne produisent généra- lement pas elles-mêmes d'azote, que ce soit sous forme   d'ammonia-   que ou d'acide azotique. Pour la préparation d'engrais mélangés, elles doivent acheter de l'acide azotique et de l'ammoniaque, par conséquent, et effectuer le transport de ces deux produits azotés. D'autre part, les usines productrices d'azote ne dispo- sent pas en général, d'acide sulfurique et ne possèdent également pas d'installations de préparation de superphosphates.

   Dans la 

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 mise en application de ce mode de réalisation de l'invention, les usines productrices d'azote peuvent recevoir les superphos- phates sous la même forme que celle sous laquelle ces superphos- phates sont livrés aux commerçants en engrais ou même à l'utili- sateur, afin de les travailler ultérieurement avec les produits azotés résultant de leur propre fabrication. 



   Enfin, on traite le produit obtenu dans la troisième phase à l'aide de gaz ammoniac de façon, suivant l'égalité IV, à reconvertir le phosphate mono calcique en phosphate dicalcique et à produire du phosphate   diammonique.   



  IV. (PO4)2H4Ca   + 2   NO3NH4 + 2   S04Ca.   2H20 + 2 NH3   = PO Ca   + PO4H   (NH4)2   +2 NO3NH4 + 2 S04Ca. 2 H2O 
Dans ce cas il est préférable d'utiliser l'ammoniaque en quantité telle qu'on conserve, dans la mesure du possible, la quantité de P2O5 soluble au citrate d'ammonium, obtenue dans la décomposition par l'acide. C'est le cas lorsqu'on pousse le traitement à l'ammoniaque jusqu'à une valeur de pH de 7 au maximum cette valeur étant de préférence, de 5. 



   Conformément à l'invention, on obtient un engrais composé qui présente tous les composants nécessaires. Il contient de l'azote, du phosphore et de la chaux; l'azote s'y trouve aussi bien sous forme de nitrate rapidement assimilable que sous la forme d'ammoniac assimilable lentement; le phosphore se trouve aussi bien sous forme soluble dans l'eau telle que le phosphate diammonique, qu'à côté du calcium présent sous une forme soluble au citrate tel que le phosphate dicalcique. Les engrais contien- nent de 12 à 16% de P2O5 et de 7 à 12% de N suivant le type de phosphate brut, la quantité et les proportions des acides incor- porés, du sulfate d'ammonium et de l'ammoniac ajouté. Il est facile à emmagasiner et à répandre. 



   Si avec une quantité donnée de phosphate brut et d'ammo- niac on procède comme par le passé et décompose d'une part le phosphate avec de l'acide sulfurique et neutralise d'autre part 

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 enfin l'ammoniac avec de l'acide sulfurique pour obtenir du sulfate d'ammoniaque, non seulement on utilise une quantité dou- ble d'acide sulfurique par rapport à celle utilisée suivant l'invention, dans laquelle la même quantité d'acide sulfurique est utilisée aussi bien directement pour la fixation de l'ammo- niac que pour la conversion avec le nitrate de calcium et donc pour opérer indirectement la décomposition du phosphate de cal- cium, mais encore on apporte aussi au sol une quantité double de sulfate soluble, ce qui soustrait du calcium du sol pour for- mer du gypse.

   Par contre, suivant l'invention, on ne fournit au sol que du sulfate insoluble qui ne peut pas dissoudre de chaux. 



   La. mise en oeuvre du procédé est particulièrement simple et économique si l'on choisit les proportions et la concentration des matières premières et des matières prenant part à la réac- tion, de façon à obtenir finalement, sans filtration, ni vapori- sation, ni séchage, l'engrais mélangé désiré à l'état solide. 



  La méthode la plus économique est celle qui permet d'obtenir un produit dans lequel P2O5 et N se trouvent en proportion de 1:1 et qui contient le plus possible d'acide phosphoriqe soluble dans le citrate d'ammonium. 



    EXEMPLE   1.- 
On a agité pendant environ 1/2 heure 2.000 grammes de phosphate du Maroc, dont la teneur en phosphate tricalcique est de 75%, en poudre d'une finesse de 0,1 mm, avec 920 gr d'acide sulfurique à 67% en poids; ensuite, on a dilué pendant une autre demi-heure avec 984 gr d'acide azotique à   65% en   poids, dans lequel on avait dissous 638 gr de sulfate d'ammonium sec. Le produit réactionnel, sures un repos intermédiaire de 3 jours, est passé à travers un tamis de 3 mm puis, on le traite pendant 1 heure avec un mélange de 20 en volume d'ammoniac et de 80% en volume d'air, jusqu'à ce qu'un échantillon du produit extrait à l'eau indique une valeur de pH de   6-7.        

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   L'engrais obtenu (environ 4,5 kg) a donné à l'analyse les valeurs ci-après: P205 = 15,6 dont 30%   solublesà   l'eau 
60% solubles au citrate 
94% solublesà l'acide citrique N = 9,72% à savoir : 3,22% d'-N   nitrique     6,50% d'-N   ammoniacal   9,72   de N total   EXEMPLE II.-   
On a d'abord bien agité pendant 30 minutes 30 kg de   phos-   phate de Constantine finement moulu(0,1-0,2 mm), contenant 68% de phosphate tricalcique avec 14,8 Kg d'acide sulfurique techni-   que froid à 87% en poids ; a ensuite ajouté 15,6 Kg d'acide   azotique technique à 54% en agitant pendant encore 30 minutes. 



  Le produit de décomposition humide est ensuite mélangé pen- dant 1 heure avec 25,3 kg de sulfate d'ammonium de mine finement broyé. Les différentes opérations s'effectuent dans une pétris- seuse munie d'une sortie d'évacuation. 



   Le produit acide et spongieux de décomposition est passé à travers un tamis de 2 mm et traité ensuite en refroidissant dans un appareil muni d'une vis sans fin par du gaz ammoniac dilué à 10% le temps nécessaire pour obtenir une valeur du pH de 
L'analyse de l'engrais a donné des résultats suivants:

   
 EMI7.1 
 p<d05 - Il,1 % dont 6Q%- golubles à l'eau 
 EMI7.2 
 
<tb> 80% <SEP> solubles <SEP> au <SEP> citrate
<tb> 
<tb> 95% <SEP> solubles <SEP> à <SEP> l'acide <SEP> citrique
<tb> 
<tb> N <SEP> = <SEP> 10,5% <SEP> à <SEP> savoir <SEP> 2,3% <SEP> d'N <SEP> nitrique
<tb> 
<tb> 8,2% <SEP> d'N <SEP> ammoniacal
<tb> 
<tb> 10,5% <SEP> N <SEP> total
<tb> 
   EXEMPLE Il].-   
Dans un autoclave muni d'un agitateur on a décomposé, pendant une réaction d'l heure, 2 kg de phosphate de Constantine 

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 finement broyé (avec 66% de triphosphate de calcium) avec 2,7 kg d'acide azotique à   52,5 en   poids dans lequel on dissout 1,4 kg de sulfate d'ammonium broyé, jusqu'à obtenir du nitrophos-   phate, en chauffant ! !% environ 60 C,

   La décomposition peut s'effec-   tuer également d'une façon continue dans un récipient muni d'un agitateur et d'un trop-plein , les autres conditions restant les mêmes. A la fin de la réaction on ajoute encore 2 kg de sulfate d'ammoniaque en agitant énergiquement et après 5 minutes on mélange le produit, dans un appareil muni d'une vis sans fin, avec 3,27 Kg d'un superphosphate soigneusement divisé contenant   18,5' de   P2O5 total ou 17% de P2O5 soluble dans l'eau. On obtient ainsi un engrais mélangé acide que l'on divise en grains de 3 mm et qu'on peut ensuite alcaliniser sans emmagasinage intermédiaire. 



  Sur le mélange résultant, on fait ensuite agir du gaz d'ammoniac à 10%, jusqu'à obtenir sur un échantillon une valeur de pH de 5. 



   Le produit final contient : 
 EMI8.1 
 
<tb> P2O5 <SEP> = <SEP> 10,6 <SEP> dont <SEP> 59% <SEP> solubles <SEP> à <SEP> l'eau
<tb> 
<tb> 84% <SEP> solubles <SEP> au <SEP> citrate
<tb> 
<tb> 
<tb> 95% <SEP> solubles <SEP> à <SEP> l'acide <SEP> citrique
<tb> 
<tb> 
<tb> N <SEP> = <SEP> 10,8 <SEP> à <SEP> savoir <SEP> 2,8% <SEP> de <SEP> N <SEP> nitrique
<tb> 
<tb> 
<tb> 8 <SEP> % <SEP> de <SEP> N <SEP> ammoniacal
<tb> 
<tb> 
<tb> 10,8 <SEP> N <SEP> total
<tb> 

Claims (1)

1. RESUME La présente invention a pour objet un procédé pour la préparation d'engrais mélangé à partir de phosphate brut par décomposition avec de l'acide sulfurique et de l'acide azotique et par adjonction de sulfate d'ammonium et d'ammoniac, présentant les caractéristiques suivantes considérées isolément ou en combinaison:

   1 ) On décompose le phosphate brut avec de l'acide sulfurique, de préférence avec de l'acide sulfurique des chambres , sensiblement jusqu'à obtenir du phosphate dicalcique, en complé- <Desc/Clms Page number 9> tant ensuite la décomposition jusqu'à obtenir du phosphate mono calcique à l'aide d'acide azotique, en décomposant le produit obtenu avec du sulfate d'ammonium sec et en traitant le produit avec du gaz ammoniac, de préférence en quantité telle qu'on puisse conserver, dans la mesure du possible, la quantité de P2O5 soluble au citrate d'ammonium, obtenue par décomposition par l'acide.

   2 ) La matière première consiste en phosphate bruts in- complètement décomposés, et surtout à moitié décomposés, la décomposition étant terminée avec de l'acide azotique jusqu'à obtenir du ohosphate mono calcique.

   3 ) On traite du superphosphate ordinaire du commerce en le mélangeant avec du phosphate brut, décomposé à l'acide azoti- que jusqu'à obtenir du phosphate mono calcique, ainsi que du sulfate d'ammonium, le mélange étant ensuite traité à l'ammoniac.

   4 ) On règle la quantité et la concentration de l'acide . azotique de façon à obtenir lors de la décomposition avec le sulfate d'ammonium un produit sensiblement sec.

   5 ) La céomposition par l'acide azotique et la conversion à l'aide de sulfate d'ammonium s'opèrent simultanément, de manière à obtenir avantageusement la dissolution d'une partie du sulfate d'ammonium dans l'acide azotique.

   6 ) On choisit les rapports de quantités et de concen- tration des matières premières et des matières prenant part à la réaction de façon à obtenir finalement, sans filtration, ni vaporisation, ni séchage, un produit facile à emmagasiner et à répandre et ne débordant pas au cours du stockage.