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PROCEDE POUR LA PREPARATION INDUSTRIELLE DE PHOSPHATES.
La présente invention a pour objet un procédé pour la préparation industrielle de phosphate diammonique, de phosphate dicalcique et monocalci- que pour usage agricole et industriel, ainsi qu'une plus grande récupération d'anhydride phosphorique dans les procédés connus utilisés pour la fabrica- tion de phosphates de sodium et de potassium.
Les procédés employés jusqu'ici pour la préparation de phosphate diammonique pour usage agricole et industriel, partent de la saturation avec ammoniac de l'acide phosphorique en solution aqueuse plus ou moins concen- trée ; ceux pour la production de phosphates de calcium concentrés pour l'a-. griculture, c'est-à-dire : dicalcique - trisuper, monocalcique et plâtre - disuper, partent de l'attaque des phosphorites ou des os avec l'acide phos..; phorique plus ou moins concentré ou avec l'acide chlorhydrique.
Les phosphorites sont attaquées avec l'acide nitrique pour obtenir des produits mixtes nitrophosphatiques.
Des phosphates mixtes d'ammonium et de calcium sont préparés par absorption d'ammoniac par le superphosphate.
Dans tous ces cas, la fabrication de produits phosphatiques con- centrés requiert l'emploi de l'acide sulfurique (à l'exception du procédé pour la fabrication du trisuper au départ de l'acide chlorhydrique) dans la quanti- té nécessaire pour réduire une partie ou tout l'anhydride phosphorique conte- nu dans les phosphorites ou dans les os d'où l'on part, sous forme de phospha- te tricalcique, à l'état d'acide phosphorique, et tous donnent des produits qui contiennent toujours une partie considérable d'anhydride phosphorique en combinaison mixte et partiellement insoluble. En outre, on part en général de phosphorites à teneur élevée pour .ne pas avoir des rendements trop bas d'utilisation de l'anhydride phosphorique.
Les phosphorites à bas titre et les os sont généralement destinés à la fabrication de superphosphate de cal- einm
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Le présent procédé permet d'obtenir de bons rendements d'utilisa- tion de l'anhydride phosphorique même au départ de ces phosphorites pauvres, et en tout cas des rendements meilleurs qu'avec les anciens procédés connus.
Il consiste en ce qu'on transporte sur le plan industriel la réaction produi- te par l'action de l'ammoniac sur une solution de phosphate monocalcique, et en ce que l'on exploite entièrement l'anhydride phosphorique contenu dans la matière première initiale.
Selon la présente invention, les phosphorites et les os attaqués avec de l'acide sulfurique par un des procédés connus qui sont employés pour la préparation du superphosphate, sont déposés après ce traitement dans un silo 1 (voir dessin annexé). On en extrait l'anhydride soluble dans l'eau comme dans un des procédés connus-pour la préparation des phosphates de sodium et de potasssium, par exemple en les faisant dissoudre dans l'eau, dans un récipient approprié 2 pourvu d'un agitateur, et en séparant la partie liqui- de de la partie solide au moyen d'un extracteur centrifuge, un filtre, ou au- tre dispositif équivalent 3. Après cela le liquide est porté à réagir avec l'ammoniac dans un saturateur 7, tandis que la partie solide est lavée -avec de l'eau sur l'extracteur.
Le liquide de lavage est dirigé vers un réservoir 17, dont on le prélèvera pour dissoudre le super Indiqué en 2.
Après séparation de la solution de phosphate monocalcique, la par- tie solide est attaquée avec l'acide sulfurique de façon à solubiliser l'an- hydride phosphorique qui était contenu dans le produit du silo 1 sous forme de phosphate dicalcique et tricalcique.
L'opération peut se faire dans un récipient 4 analogue au récipient 2, dans lequel la boue est dissoute avec le liquide contenu dans le réservoir 17 et est soumise à une addition d'acide sulfurique.
L'anhydride phosphorique contenu encore dans la boue est ainsi transformé presque en totalité en phosphate monocalcique et acide phosphori- que,
Un appareil séparateur 5 analogue à l'appareil 3 permet de séparer la partie solide de la partie liquide.
- Le liquide est envoyé au réservoir 17, tandis que le solide est lavé sur l'appareil d'extraction pour séparer les dernières portions d'anhy- dride phosphorique solubles qui y sont contenues, et déchargé en un tas 6 d'où il pourra être enlevé pour être desséché et mis dans le commerce sous forme de plâtre agricole, ou être affecté à d'autres emplois, attendu qu'il s'agit, dans la presque totalité des cas, de plâtre.
'La solution d'anhydride phosphorique qui par le procédé décrit sera sous forme de phosphate monocalcique et en petite partie d'acide phospho- rique, et qui est amenée dans le saturateur 7, est saturée avec de l'ammoniac de façon à précipiter tout le calcium qui y est contenu et qui se transforne en phosphate dicalcique.
L'appareil pourra*être constitué'par un réservoir en matière appro- priée, pourvu de"chandelles" de barbotage pour l'ammoniac, et d'agitateurs, et sera clos et muni d'une cheminée permettant de conduire les gaz qui se dé- veloppent, à un appareil de récupération de.l'ammoniac contenu éventuellement dans ces derniers.
Avec la saturation, l'anhydride phosphorique se transforme en phos- phate dicalcique insoluble et en phosphates mono- et dicalcique solubles.
Le précité est séparé de la solution, après avoir été laissé éventuellement quelque temps en repos, dans un appareil approprié (extrac- teur centrifuge, filtre, etc...) et le phosphate dicalcique très pur (trisu- per) qui en résulte est déchargé de l'appareil en 15 et pourra subséquemment être séché, granulé, etc..., suivant un des procédés connus, par exemple dans un séchoir rotatif ou à bande, à basse température. Il pourra être mis dans le commerce comme phosphate approprié pouvant servir comme engrais pour les rizières et les terrains humides et acides, ou comme produit pour usage in- dustriel en général.
Il pourra être éventuellement assujetti à un traitement
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supplémentaire consistant à l'attaquer avec de l'acide sulfurique 16 pour le transformer en phosphate monocalcique (disuper) suivant-un procédé analogue à celui employé usuellement pour la fabrication du superphosphate.
On obtient ainsi des produits à haut titre d'anhydride phosphori- que soluble.
Le trisuper que l'on obtient à un contenu supérieur à 43% de P205 soluble dans de l'eau et du citrate d'ammonium, tandis que le disuper aura un contenu supérieur aux 27 % d'anhydride phosphorique soluble dans l'eau et aux 36% d'anhydride phosphorique soluble dans l'eau et le citrate d'ammonium.
L'un et l'autre produit peuvent avoir un contenu en azote varia- ble suivant le degré de concentration de la solution qui a été envoyée au sa- turateur 7, et suivant l'exécution ou non de lavages plus ou moins énergiques opérés sur le séparateur 8.
Ainsi l'on peut régler le contenu d'azote dans les produits phos- phatiques destinés à l'épandage, suivant le rapport que l'on estimera plus approprié entre l'anhydride phosphorique et l'azote même.
Le titre en azote peut être enrichi aussi par addition de sulfa- te d'ammonium sans engrendrer une rétrogradation du P295.
Le disuper se prête bien à être granulé.
La solution venant du séparateur 8 est envoyée dans un réservoir 9 d'où elle passe à un concentrateur 10 qui peut être à vapeur A, à contact indirect ou à contact direct de gaz légèrement réchauffé, dans lequel elle est concentrée.
Le concentrateur sera combiné avec un appareil de récupération d'ammoniac pour éviter la perte qui pourrait se produire pendant l'opération par dissociation du phosphate diammonique en phosphate monoammonique.
Si l'on veut réduire cette dissociation, on peut ajouter dans le réservoir 9 de l'acide sulfurique de façon à diminuer le contenu de phos- phate diammonique par rapport au phosphate monoammonique.
La solution concentrée est envoyée dans un deuxième saturateur 11 analogue au saturateur 7, dans lequel s'opère l'enrichissement en azote.
Cet appareil sera également pourvu d'une cheminée convoyant les pertes éventuelles d'ammoniac vers l'appareil récupérateur.
La solution enrichie est amenée à l'appareillage de solidification, qui peut être constitué par un cristallisateur 12 et un séparateur 13 comme ceux indiqués en 3, 5 et 8, qui dégage le sel contenu dans la solution, la- quelle sera recyclée à travers le réservoir 9. '
Cet appareillage peut aussi être constitué par.un granulateur, dans lequel on empâte de la poudre de produit fini avec la solution, qui après sera séchée, broyée et classée, en recyclant la poudre et passant au silo 14 le sel de dimension voulue.
Ces appareillages sont déjà connus dans les procédés utilisés pour fabriquer le phosphate diammonique en partant d'acide phosphorique et ammoniac.
La solution venant du séparateur 3, au lieu d'être saturée avec de l'ammoniac, peut être traitée avec des sels de sodium ou de potassium, les phosphates de sodium ou de potassium respectifs pouvant être obtenus par un des procédés connus.
L'avantage obtenu suivant la présente invention dans la fabrication des phosphates de sodium et de potassium au départ d'une solution de phospha- te monocalcique, réside dans le fait que l'on peut mieux utiliser l'anhydride phosphorique contenu dans le produit dérivant de l'attaque avec acide sulfu- rique des phosphorites ou des os jusqu'au point monocalcique, parce qu'on uti- lise aussi la partie qui après l'attaque même se trouve encore sous forme de phosphate dicalcique et tricalcique.
En outre, le présent procédé est rendu plus simple que celui uti-
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lisé pour la fabrication des phosphates d'ammonium et de calcium concentrés déjà connus,parce qu'il évite le passage coûteux par l'acide phosphorique ou par l'acide chlorhydrique et permet d'employer pour le but envisagé, même des phosphorites à bas titre d'anhydride phosphorique et des os.
Il est connu, en effet, que pour obtenir des rendements d'utilisa- tion pas trop défavorables en anhydride phosphorique et en vue de la consom- mation d'acide sulfurique et de vapeur, on part,dans la fabrication de l'aci- de phosphorique, de phosphorites très riches alors qu'il existe des gisements naturels étendus de phosphorites à plus bas titre que l'on emploie aujourd'hui couramment dans leur presque totalité, seulement pour la fabrication de super- phosphate, c'est-à-dire d'un produit qui requiert le transport et la mànipu- lation d'une quantité énorme de matière inerte, pour être employé en agricul- ture
Le phosphate diammonique obtenu avec ce procédé est beaucoup plus pur que celui fabriqué selon les vieilles méthodes de fabrication et destiné normalement à l'agriculture,
contenant plus de 10% de matière inerte et dont le procédé de fabrication cause la rétrogradation d'une partie de l'anhydride phosphorique y contenu, qui se trouve encore dans le produit fini, sous forme insoluble.
Contre le titre en P205 de 48/49 %, dont seulement environ 45/47% soluble dans l'eau et le citrate, du phosphate diammonique agricole normal, celui obtenu par le procédé suivant l'invention, peut atteindre un contenu d'anhydride phosphorique, presque entièrement soluble dans l'eau, de 53/54 %.
Le titre en azote est de 19/20 %.
Le procédé décrit permet de livrer au commerce des quantités con- sidérables de phosphate de calcium concentrée qui, dans la situation actuel- le des transports, laquelle se maintiendra encore longtemps, permettront de réaliser des économies remarquables par rapport à l'emploi de superphospha- te.
En outre, ce procédé ne requiert que des appareillages moins coû- teux et plus simples que.ceux des instàllations normales d'acide phosphori- que, dont les frais d'exploitation sont très importants.
La présente invention a été décrite et illustrée dans une forme de réalisation préférée, mais il va sans dire que des variantes de construc- tion pourront y être apportées, dans la pratique, sans s'écarter du cadre de l'invention.