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ENGRAIS PHOSPHATE ET PROCEDE POUR SA PREPARATION,
L'invention concerne un nouvel engrais contenant de 1?acide phos- phorique, à l'utilisation accrue par les plantes, ainsi que des procédés pour sa fabrication. L9invention repose sur la notion complètement nouvelle que l'acide phosphorique, de tous les engrais phosphatés utilisés jusqu'à présenta n'est absorbe par la plante, dans les cas le plus favorable,, que dans une pro- portion de -20 à 25%, tandis que le rester soit au moins 75% de l'acide phos- phorique, est inutilisé et reste fixé dans le sol sans utilité pour les plan- tes.
Ce phénomène se présente même lorsque le phosphate pour engrais montre au laboratoire, dans l'acide citrique!) le citrate d'ammonium ou autre réactif, la plus grande solubilité qu'il soit possible d'atteindre. Le faible rendement d'utilisation de 25 % dans le sol ne peut d'une façon générale être atteint que si le phosphate est amené à 1?état de farine, ce qui entraîne des frais considérables. C'est depuis de longues années un problème important que de fa- ciliter cette mouture fine, problème pour la solution duquel ont été faites de nombreuses propositions, par exemple celle de faire circuler dans Peau les scories Thomas (granulées).
Il est également connu que les phosphates ré- duits à 1?état de farine, dans l'essai acide au laboratoire, présentent une solubilité plus élevée lorsqu'ils ont été obtenus par refroidissement brusque du phosphate fondu, de façon à les solidifier sous forme vitreuse. Néanmoins l'utilisation de ces engrais phosphatés 9 même à l'état de farine, de dépasse pas 25% environ.
La présente invention a pour objet d'améliorer notablement l'uti= lisation des engrais phosphatés dans le sol, par les plantes qui poussent sur celui-ci, et de préférence de rendre cette utilisation à un multiple du chiffre antérieur. De plus un objet de l'invention est de constituer les procédés uti- lisés dans la fabrication du nouvel engrais phosphaté de telle façon que le buta à savoir l'augmentation de l'utilisation dans le sol, soit atteint d'une façon plus sure et plus économique.
Lobjet de l'invention est un nouvel engrais phosphaté avec une
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utilisation dans le sol par les plantes notablement augmentée, dont les ca-
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ractéristiques consistent en ce que leengrais est en grains plus gros au moins que les portions les plus grosses présentes dans une teneur de quel- ques pour cent dans la farine de phosphate, et que d'autre part cet engrais, à répandre sur le sol sous forme de grains, est entièrement ou pour la plus grande partiesolidifié sous forme vitreuse..
Cela signifie que les grains du nouvel engrais, si leur utilisation dans le sol doit être un multiple de l'u- tilisation réalisée jusqu'à présent,, ne doit pas être inférieure à 0,05 mm
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cela n'exclut pas en tout cas pratie.ement que- la portion, éventuellement obligatoire pour la fabrication, à8une finesse inférieure à 0,05 mm qui peut peut-être atteindre jusque 5% du nouvel engrais soit laissée dans celui-ci, pour éviter les frais de blutage. En effet un nouvel engrais phosphaté qui, sans portion farineuse présente une utilisation dans le sol de 60 %, lorsque 5% de celui-ci est à l'état de farine et est utilisé au taux de 20%, offre encore dans le sol une utilisation de 57,6 %.
La limite supérieure pour le granulage du nouvel engrais phosphaté diffère quelque peu suivant la composi-
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tion et peut aller de 0,25 à lmm, inclus.
Ainsi par exemple il s'est montré avantageux, dans les phosphates qui, pour une molécule diacide phosphorique (P205). contiennent moins d'une
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molécule d'un autre acide, (par exemple Si02, Bz034 A103) de n'admettre sensiblement aucun grain d'une grosseur supérieure à 0,25 mm. Au contraire les phosphates dans lesquels le rapport 1 molécule P205 / mol. d'un autre
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acide, par exemple S'02, est inférieur à 1;, peuvent renfermer des grains plus gros, et d'autant plus gros que le rapport énoncé est plus petit.
Par exemple on a étonné une scorie Thomas de composition 18,5 %
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P205' 51 % CaO, 7,5 % Si02' 12 % FeO, le reste étant formé par lfno + Fe20, etc... à l'état liquide, par un fort courant d'air.9 ce qui l'a amenée à une solidification pratiquement vitreuse, l'engrais réduit ainsi en granules de 0,08 à 0,25 mm a été utilisé par les plantes, dans des cultures répétées, jus- qu'à concurrence de 80 %.
Des hauts degrés d'utilisation de ce genre ont été confirmés par des recherches scientifiques faites à l'Institut de Chimie Agricole de l'Uni-
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versité de G5ttingue.
En dehors d'une augmentation inhabituelle de l'utilisation de l'acide phosphorique dans le sol, on obtient entre autres les avantages sui- vants : suppression de la mouture fine, facilité de transport, même sans em- ballage en sacs, possibilité d'emmagasinage illimitée, aucune perte de pous- sières au chargement, bonne facilité d'épandange. L'invention a ainsi pour l'économie agricole et pour l'industrie une importance véritablement révolu- tionnaireo
Comme il ressort de l'esquisse ci-dessus, en dehors de la gros- seur de grain appropriée, la solidification vitreuse est également d'une im- portance décisive.
Dans les recherches étendues des demanderesses portant avant tout sur le traitement par refroidissement brusque pour obtenir des verres phospha- tés à partir du bain de fusion, on a fait la constatation inattendue que lors de l'étonnage à l'eau qui est en soi le moyen d'étonnage le plus efficace techniquement, seul le phosphate de calcium en présence de quantités équiva- lentes ou supérieures de métasilicates, d'aluminates ou borates, ou de leurs mélanges se solidifie à l'état de verre, mais non le phosphate de calcium ap-
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proximativement pur tel qu'il existe sous forme de phosphate minéral brut ou de scorie Thomas non traitée en particulier la scorie echa. en, F-C5 et.
a.een S102, comme il s'en produit lors du soufflage de fontes enrichies en phospho- re, mais qu'au contraire lors de l'étonnage par l'air qui est en soi un moyen d'atonnage beaucoup plus modéré même les phosphates de calcium purs, tels que le phosphate brut ou la scorie Thomas non traitée, se solidifient sans aucune addition, très facilement à l'état de verre, et ainsi reçoivent toutes les propriétés avantageuses des phosphates ayant subi une solidification vi-
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eo p9au,e procèdes de granulation sont également efficaces, de sorte q-a9il suffit d'exiger simplement 1-'absence de Peau ou de la vapeur d'eau,
L'invention propose par suite d'amener à la solidification vitreuse tous les phosphates de calcium ne renfermant qu'une proportion de silicate assez pe- tite pour qu9ils ne puissent lors de bétonnage à l'eau être amenés à la 130= lidification vitreuse comme par exemple tous les phosphates bruts, et aussi
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la scorie Thomas, en particulier la scorie Thomas enrichie en P205 et pauvre en Siogg, sans aucune addition de silicate ou avec moins dune Mol. de métasci- liste pour une Mole d90rthophosphate en divisant finement le produit fondu,, par l'air, ou mécaniquement de fagon connue et en le faisant se solidifier rapidement à Pair hors de la présence deau ou de vapeur.
Tout autre gaz em- ployé à la place de 1?air se montre également actif, pourvu qu'il ne renferme
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pas d9eau ou de vapeur d'eau, .
Ce qui vient d9être dit est valable également pour des phosphates qui, à côté ou au lieu de la silice, renferment d'autres anhydrides acides tels que borates, fluorures:,, aluminates.)) etc. dans une proportion totale équivalente aux données ci-dessus énoncées pour SiOo
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L.9étonnage à l'air peut être opéré dune façon particulièrement efficace à 1?aide dune tuyère annulaire..
Une tuyère de ce genre très appro- priée est une tuyère annulaire qui a été créée pour la préparation du fer pulvérulent, dans laquelle le fluide de soufflage est introduit tangentiel-
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lement à 19a1é#age de la tuyère, 1 ; Il est évident que le soufflage de phosphates fondus ne doit pas être exagéré au point que l'on obtienne une finesse en dehors des limites
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exigées par Pinventiono Le granulage à 19air pour la vitrification de phosphates pour en-
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gravis suivant 1?invention a aussi davantage de pouvoir être utilisé non seulement sur les phosphates mentionnés ci-=dessus avec un rapport moléculaire
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P 205 / acide (par exemple SiO) supérieur ou égal à 1, mais aussi pour tous les autres phosphates, pour lesquels ce rapport est plus petit que 1.
Il en est de même pour le procédé de granulation à sec, dans le- quel les phosphates sont amenés à la solidification vitreuse au contact d'ob- jets froids telles que tôles.
Dans les phosphates dont le rapport mol P 05 / acide (par exemple SiO2) est inférieur à 1, on peut pour un granulage à 19 air ou sur des surfaces
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à'étonnage ou une combinaison de ces procêdés, utiliser 1-"étonnage par 15'eau.
Lors du granulage9 il peut être utile d9aug.ente la surface de phosphate exposée à Inaction de létonnage au moyen de mesures appropriées comme il est décrit ci=dessus pour les scories Thomas.,
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Pour 1?augnentation de la surface de la scorie liquide on peut utiliser tous les moyens connus tels que carbone,goudron, et analogue, qui font gonfler la scorie.
Au cas où on le juge nécessaire, on peut ajouter préa- lablement à la scorie, du sable auquel le cas échéant sont ajoutés des corps qui provoquent de façon connue un bouillonnement pour l'agitation de la sco-
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rîe, celle-ci étant ensuite traitée conformément à 7.. inention Un procédé simple de réalisation consiste à couler la scorie li- .
quide en couches minces sur des surfaces froides enduites de goudron ou d'au- très matières susceptibles de dégager des gaz par exemple des plaques de tôle
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mince refroidies par Peau sur leurs faces inférieures, ce qui donne à la ,scorie une forme divisée relativement fine, et dans laquelle il est seulement nécessaire de concasser les gros morceaux., Suivant une autre forme simple de réalisation la scorie liquide est expulsée du convertisseur par de Pair chargé de charbon pulvérisé.Par ce mode de traitement,
la scorie est transfor- mée en un granulat fins sa surface est énormément augmentée et lors de son ex- pulsion dans Pair elle est étonnée d9une façon intense et dans un temps très courte Il est alors possible de diviser par broyage les grains qui peuvent se former sous forme grossières après quoi le granulat ainsi obtenu peut être utilisé comme engrais. Suivant une autre forme de réalisation on dirige con-
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tre la scorie coulant du convertisseur un courant d'air puissant chargé de charbon pulvérisé qui provoque une formation décume et une fine division du courant de scorie, avec un refroidissement rapide.
L'air et le charbon pul- vérisé peuvent aussi être amenés séparément Evidemment au lieu de charbon pul- vérisé on peut utiliser également d'autres matières dégageant des gaz par exemple il est avantageux de mêler au courant d'air ou à la scorie, de l'hui- le finement vaporisée, par exemple de vieilles huiles ou corps analogues.
Rien ne s'oppose non plus à rassembler la scorie de plusieurs charges dans une poche à scorie dont le contenu peut être au besoin chauffés, et de trai- ter le courant de scorie sortants, de l'une des manières décrites ci-dessus.
Rien ne s'oppose non plus à ce que l'on reçoive la scorie traitée de la fa- çon ci-dessus décrite dans Peau au lieu de l'air, ou dans la vapeur uti- lisée à la place d'air ou comprimée simultanément avec l'aire
Le traitement par Peau ou la vapeur d'eau ne peut cependant, comme on l'a dit, être utilisé que pour les phosphates qui peuvent le suppor- ter. La fusion des phosphates pour engrais suivant l'invention peut être opé- rée dans tous les fours appropriéso Par exemple dans les fours à cuve, les convertisseurs les fours à flamme;, ou le$ fours électriques. Le choix est di- rigé essentiellement par des points de vue économiques, tels que le prix du courant et du combustible., la maniabilité du four, son rendement et la durée de fusion.
Dans la majorité des cas toutefois, abstraction faite de la pré- paration des scories Thomas, les fours à cuve ont la préférence.
Des fours à cuve de ce genre peuvent comme on le sait être chauf- fés par des flammes oxydantes au moyen de brûleurs à huile ou à gaz. Lors de la fusion au coke il se crée des conditions réductrices qui ont pour conséquen- ce une vaporisation du phosphoreo Ce fait ne se produit pas si, de façon con- nue,en même temps que les phosphates, on ajoute des minerais de fer, de la fonte brute, des riblons ou des phosphates riches en fer;
on doit en tout cas admettre une perte de phosphore dans le cas de la scorie pour engrais, pour autant qu'elle passe dans le fer fondu, Mais cette perte est certaine- ment évitable,et il ne se produit, même sans l'addition mentionnée du fer, aucune vaporisation du phosphore,si comme on en a fait la constatation inat- tendue, on fond le phosphate brut avec des scories de haut-fourneau dans des fours à cuve chauffée au coke, et où l'on dose 1-'addition de telle sorte que la fusion ait au moins tendance à la solidification vitreuse.
Au lieu ou en plus de la scorie de haut fourneau., on peut aussi utiliser ensemble ou sépa- rément des quantités équivalentes d'autres matières additionnelles formant des verres, comme les minéraux et scories contenant du magnésium, des alumi- nates, borates, silicates, alcalis et fluorures. De telles additions sont uti- lisables également lors de la fusion dans dautres types de fours, et aussi dans les convertisseurs Thomas, Le refroidissement brusque peut dans les phos- phates fondus de cette façon être modéré ou supprimé. L'expulsion du fluor des phosphates bruts contenant du fluor n'est pas nécessaire.
On mentionnera finalement encore que tous les modes de traitement précités doivent être réglés de façon à obtenir les grosseurs de grains carac- téristiques du nouvel engrais, Pour autant que les grosseurs des grains lors de la préparation des phosphates est plus grands que la valeur admissible, ils sont ultérieurement broyés à la grosseur voulue.
Dans ce qui précède on a signalé que non seulement l'état complè- tement vitreux, mais aussi l'état à prépondérance vitreuse du phosphate, en liaison avec la granulation, cause le succès spécial consistant dans l'utili- sation particulièrement élevée du phosphate par les plantes.
Ce succès doit être attribué à la granulation assez grosse, mais également au fait que l'état vitreux représente une phase particulièrement ri- che en énergie. Or on a trouvé que d'antres phases qui sont plus riches en énergie, que par exemple la silicocarnotite, en combinaison avec la granula- tion provoquent de même une utilisation particulièrement élevée du. phosphate dans le sol.
De telles phases peuvent être obtenues par un saissement appro- prié du phosphate, en particulier par 19air au moyen d'une tuyère annulaire à admission dair tangentielle, ou d'une composition appropriée du phosphate
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par exemple par addition d,9alcalis, alumine, silice, seuls ou en combinai= son, au phosphate fondu,, en particulier aux scories Thomas ou phosphates ap- parentés. La quantité d9addition doit être mesurée de telle sorte quil ne
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forme pas de s.ccanoze mais des phases plus riches en énergie comme la phase dite R.
Alors le refroidissement peut se faire à partir du bain de
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f'u.S;ï..on2) notablement plus lentement que dans la fabrication du phosphate com- plètement vitreux.
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Une autre possibilité dob-enir des phosphates avec une utili- sation élevée dans le sol consiste à soumettre le phosphate dans un état de granulation comme indiqué ci-dessus, à un refroidissement accélère de telle façon que le réseau, pour autant qu'il soit cristallin, est finement cristal- lisés et que le phosphate contenu, plus ou moins revêtu par les autres consti- tuants., Cela est vrai surtout pour la scorie Thomas, et pour les phosphates qui
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o9en rapprochent" De plus, il est recommandable de régler la solidification et la composition de ces- phosphates9 de fagon a obtenir non la silicocamoti- te,
mais une phase plus riche en énergie que celle-ci,, Des telles phases ri- ches en énergie peuvent consister en cristaux mixtes de composition variable,
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comme par exemple la phase Ho Une composition appropriée peut être obtenue par addition au phosphate en particulier a la scorie Thomas par exemple,, d.9alcalis.9 alumine, silice, isolément ou en combinaisono
Pour la.
préparation- da tels phosphates les procédés indiqués ci- dessus peuvent être appliqués en ce que le réseau est très finement cristal- lisé et que le phosphate est plus ou moins entouré par les autres consti- tuants. De préférence on utilisera le soufflage de la scorie fondue à l'aide dune tuyère annulaire,, dans laquelle 1-'air est introduit dans-le corps de la tuyère tangentiellement à son alésage.
On peut facilement constater par examen microscopique sur l'é- chantillon poli si le but de 1.9 invention a été atteint.Dans de nombreux phos-
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phates, un éclat plus mat donne déjà. dea .ncl3naisons9 mais 19examen micros- copiqua du poli est recommandable, Alors on voit une portion de phosphate sous
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la forme d9un constituant plus mou à reflets gris, d9aspect constant sans cor- rosion et une portion ayant 1-laspect d9un minerai, à reflets notablement plis clairs et notablement plus durs que le phosphate, et constituée d'oxydes de fer etde manganèses
REVENDICATIONS.
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Engrais phosphatés avec augmentation de 19utilisation de 19acide phosphorique dans le sol et procédé pour sa fabrication, caractérisée par les points suivants pris séparément ou en combinaison :
1) L'engrais suivant l'invention est en grains plus gros au moins que les grains les plus gros contenus dans la farine de phosphate utilisée
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jusque'à présent, consistant en graine d9an moins Og 05 mm de diamètre2) ces por- tions les plus grossières étantg suivant la. composition, comprises entre 0p25 et 1 mm;
et il est obtenu par solidification entièrement ou principalement vi- treuse à partir du bain de fusion,
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2) Dans le cas d9un rapport moléculaire i'f35ô acide (Si02,jJ Al203i' B2O3) égal ou supérieur à 1, la classe de grains la plus grossière à environ
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05125 7IItÎ. de diamètre=
3) Dans le cas d'un rapport moléculaire plus petit que 1 le dia- mètre de la classe de grains la plus grossière est supérieur à 0,25 mmo (jus- qu'à environ 1 mm).
4) On amène les phosphates à la solidification vitreuse à partir du bain de fusion en les saisissant par Pairs de préférence par l'air com-
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primé ou au contact d90bjets froids, par exemple ôless ils sont en même temps granulés.9 puis s'il y a lieu broyés aux dimensions choisies.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.