<Desc/Clms Page number 1>
PROCEDE POUR,,LA FABRICATION D'EN(IRAIS -PHOSPHATES.
La fabrication des engrais phosphatés qui -contiennent l'acide phosphorique sous une forme facilement assimilable par les plantes,s'effec- tue encore aujourd9hui, en général, diaprés le procédé conduisant au super- phosphate, 1-'acide phosphorique lié dans le phosphate brut à l'état d'apa- tite étant transformé, au moyen de l'acide sulfurique, en phosphate monoba- sique, soluble dans l'eau.
Ainsi qu'il est connu, l'inconvénient du superphosphate est que sa teneur en acide phosphorique est relativement basse (15-18 %) en raison de la quantité importante de corps auxiliaires ajoutés et non éliminés (aci- de sulfurique et eau). En outre, le produit exerce sur beaucoup de sols une action acidifiante. Récemment, la présence de l'acide phosphorique en majeu- re partie sous sa forme soluble dans l'eau s'est fait sentir plutôt comme-- un inconvénient, car l'acide phosphorique peut alors, dans certains sols, être fixé de telle sorte qu'il n'est plus, pour longtemps, accessibles aux plantes.
Actuellement, on préfère par suite, de beaucoup, l'aoide phos- phorique sous forme insoluble dans l'eau, mais soluble dans le citrate.
On a plusieurs fois essayé d'améliorer le superphosphate dans ce sens en le chauffant à haute température, avec ou sans carbone. Les phos- phates monobasiques du superphosphate sont alors de nouveau transformés en phosphates dibasiques ou tribasiques, et l'acide sulfurique est chasse sous forme de 802 ou de SO3.Ce processus exige, pour sa complète réalisation, des températures élevées, de plus de 1.000 C, ce dont, d'une part, souffre la solubilité dans le citrate, du phosphate finalement obtenu, la transfor- mation des composés oxygénés du soufre en acide sulfurique rendant d'autre part nécessaires des appareillages supplémentaires importants.
-On a également essayé de remplacer, totalement ou partiellement, l'acide sulfurique comme agent de dissolution du phosphate brut, par d'au-
<Desc/Clms Page number 2>
très acides, comme 1?acide chlorhydrique ou 1?acide nitrique, et de chauf- fer à haute température le mélange d'attaque ainsi obtenu.
Ainsi suivant le brevet américain 1.020.153 du 3 mars 1909, on attaque le phosphate brut avec un mélange d'acide sulfurique et diacide chlorhydrique, puis on décompose les chlorures par chauffage à des tempé- ratures atteignant 200 C, avec mise en liberté de l'acide chlorhydrique.
Etant donné les propriétés extrêmement corrosives, bien connues, de l'aci- de chlorhydrique aqueux, on doit s'attendre à de grandes difficultés, lors de la réalisation de ce procédé dans un appareillage technique.
On connaît encore un autre procédé dans lequel on utilise, pour 19 attaque du phosphate brut, des acides volatils (par exemple HN03) comme tels, ou en mélange avec l'acide sulfurique, et l'on chauffe la masse résul- tant de l'attaque, à des températures de 250 à 600 C. Les acides volatils sont bien, en pratique, éliminés complètement par ce traitement, mais l'aci- de phosphorique est transformé en une forme pratiquement insoluble, même dans le citrate, de sorte que tout le but de l'attaque est rendu largement illu- soire.
On a maintenant trouvé que l'on peut arriver à un produit en hau- te teneur en acide phosphorique soluble au citrate, en traitant le phosphate brut, à la manière connue en elle-même par un mélange diacides pratiquement non volatils à 150 C, comme 19 acide sulfurique ou 19 acide phosphorique, et d'acide nitrique, puis en éliminant l'acide nitrique du produit, d'une façon pratiquement complète, après réalisation de l'attaque (moins de 3 %, le plus souvent moins de 1 % d'azote dans le produit final), suivant l'invention, à des températures de 100 - 250 C.
La proportion entre l'acide nitrique et les acides non-volatils, ainsi que la quantité totale du mélange acide à utiliser peuvent varier; elles doivent de préférence être toutefois choisies, comme l'expriment les équations réactionnelles suivantes
Ca3(PO4)2 + H2SO4+ 2 NHO3= CaH4(PO4)2 + Ca SO4 + Ca(NO3)2
CaH4(PO4)2 + Ca(NO) = 2 CaHPO4 + 2 HNO Diaprés ces équations, les acides difficilement volatils et l'a- cide nitrique sont sensiblement dans la proportion de leurs poids équiva- lents.
Les bases qui sont présentes en plus de celles qui sont liées à l'état de phosphate tribasique (par exemple CacO3) sont de préférence à lier aux acides difficilement volatils, c'est à dire qu'il faut en tenir compte dans ce sens lors du calcul des parties nécessaires diacides difficilement volatils.
Comme produits de départ, on peut utiliser des phosphates bruts des origines les plus différentes, mais avant tout, la poudre d'os dégraissée.
. Comme acides pratiquement non volatils à 150 C, on utilise sur- tout l'acide sulfurique, bien qu'on puisse employer aussi de l'acide phos- phorique ou un mélange des deux acides, en vue d'obtenir des engrais phospha- tés à pourcentages particulièrement élevés.La teneur en eau des acides peut être ajustée aux conditions existantes, car l'eau en excès est chassée par vaporisation au cours du chauffage ultérieur. De préférence, on utilise l'a- cide usuel des chambres.
L'acide nitrique peut être utilisé aux dilutions normales en technique (par exemple à 40 %), bien que des acides plus dilués soient éga- lement utilisables.Le prix de cet acide joue un rôle d'autant moindre qu'il est en pratique complètement récupéré, et peut être utilisé de nouveau dans le même procédé.
La réalisation technique du procédé se poursuit, jusqu'à élimi- nation de 1?acide nitrique,à la manière connue.Le phosphate brut qui, dans le cas présent, n'a besoin que d'être grossièrement divisé, est mélangé dans
<Desc/Clms Page number 3>
des récipients, éventuellement résistants aux acides., avec la quantité né- cessaire d'acides difficilement volatils et diacide nitrique, en mélange, ou successivement, dans un ordre quelconque, puis attaqué de préférence à chaud. Le sulfate de calcium produit dans cette réaction peut être éliminé;, le cas 'échéant, à la manière connue en elle-même, avec les constituants, in- solubles dans les acides;,du produit brut.Du fait de l'élimination de l'in- soluble, par filtration, la teneur en P2O5 s'élève dans le produit final.
L'acide nitrique est ensuite immédiatement mis en liberté, ce qui, suivant l'invention, est effectué par élévation de la température à environ 100 C jusqu'à 250 0 au maximum,, le cas échéant sous dépression.
Une autre forme d'exécution consiste à éliminer l'acide nitrique par passage ou injection de gaz éventuellement chaudsà des températures de 100-250 Co On condense les vapeurs formées, en cas de besoin, par conden- sation fractionnée, pour pouvoir éliminer un excès éventuel d'eau. L'acide ainsi récupéré peut être utilisé de nouveau pour l'attaque d'une nouvelle charge de phosphate brut. Dans la mesure où., lors de l'utilisation diacide nitrique, il se produit une formation d'oxydes d'azote, ceux-ci peuvent être mélangés à de l'air, à la manière connue,, et régénérés à l'état diacide nitri- que.
Le produit solide de la réaction sécher est travaillé ultérieurement de manière connue., par exemple divisé, pulvérisé, etc...
Le procédé suivant l'invention peut utilement être réalisé en con- tinuo
Les produits obtenus par l'un ou l'autre mode d'exécution du nou- veau procédé présentent, par rapport au superphosphate, une teneur notable- ment plus élevée en acide phosphorique et, par exemple, seulement une quanti- té moitié moindre de sulfate de calcium. Ce dernier est présent sous une for- me pauvre en eau; il peut fixer et rendre inoffensives de fortes quantités d'eau (par exemple au stockage). La stabilité au stockage et la faculté d'é- pandage sont excellentes. Les produits obtenus suivant la présente invention sont mélangeables à dautres engrais salins les plus divers. Ils peuvent aus- si être mélangés ou épandus, par exemple avec du nitrate d'ammonium fondu.
L'acide phosphorique se trouve sous la forme soluble dans le citrate, la plus souhaitable.
EXEMPLE 1 -
Le produit de départ était une phosphorite brute., avec une teneur de 25,7 % en P2O5 et de 43,8 % en CaO. On agita pendant une heure à environ 40 C, 100 parties en poids de cette phosphorite? avec un mélange de 69 par- ties en poids diacide sulfurique à 60 % et de 51 parties en poids d'acide ni- trique à 45 %.
93 % de l'acide phosphorique total étaient ainsi amenés à la for= me soluble dans l'eau. Après chauffage d'une heure à 200 C, il restait un pro- duit sec, lequel contenait 20,40 % d'acide phosphorique total, dont 90 % sous la forme soluble dans le citrate diaprés Petermanno Il ne contenait que de petites quantités (0,9 %) d-9azote.
Un produit obtenu suivant le procédé usuel au superphosphate con- tenait seulement 15 % de P2O5.
EXEMPLE 2.-
On agita pendant une heure, à 40 C, 100 parties en poids de la phosphorite brute mentionnée dans l'exemple 1, avec un mélange de 40 parties en poids d'acide phosphorique à 90 % et de 124 parties en poids diacide ni- trique à 47 %. Dans le produit de l'attaque, 95 % de l'acide phosphorique to- tal étaient présents sous une forme soluble dans Peau. Après un chauffage de deux heures à 190 C, il restait un produit sec, lequel contenait 38,4 % diacide phosphorique total, dont 92 % sous une forme soluble dans le citrate.
La teneur en azote s9élevait à 1,9 %.