<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
'PERFEeTI0NNEMENTS'AUX'ENGRAIS PHOSPHATES.
L'invention est relative à la production d'engrais composés à partir de phosphate minéral en roches.
Différentes propositions ont été faites pour produire des engrais composés; par traitement du phosphate minéral en roche par l'acide nitrique et ammonisation du produit ainsi obtenu.
Ces procédés s'accompagnent généralement de difficultés lors du traitement ultérieur du produit de réaction., par exemple lors du sécha- ge et de la granulation, à cause de sa nature plastique due principalement au nitrate de calcium qui demeure dans le produit après l'ammonisation.
La présente invention a pour objet un procédé de production d'engrais contenant de l'azote et du phosphore, suivant lequel on fait réa- gir du phosphate minéral en roches broyé avec une quantité d'acide nitrique au moins suffisante pour transformer la totalité du phosphate tricalcique contenu dans la roche en acide phosphorique et nitrate-de calcium, on ajou- te à la masse ainsi obtenue une quantité de phosphate de mono-ammonium au moins-équivalente à l'excès molaire de nitrate de calcium par rapport à l'acide phosphorique produit dans la réaction entre le phosphate minéral en roche et l'acide nitrique, puis on traite par de l'ammoniaque pour trans- former sensiblement la totalité du nitrate de calcium en phosphate bicalcique et nitrate d'ammonium.
On peut ajouter avantageusement le phosphate d'ammonium uti- lisé dans le procédé de la présente invention- sous forme de solution aqueu- se pouvant être obtenue en faisant réagir du phosphate minéral en roche avec un mélange d'acide sulfurique et de sulfate d'ammonium, sensiblement sui- vant la réaction @
EMI1.2
<Desc/Clms Page number 2>
On sépare le sulfate de calcium., au moins en partie, par exemple par filtra- tion, et on concentre si on le désire, la solution de phosphate de mono-am- monium avant d'en ajouter la quantité requise au produit.obtenu par la réac- tion du phosphate minéral en roche avec l'acide nitrique.
La quantité d'acide nitrique utilisée dans la réaction avec le phosphate minéral brut en roche dépend de la teneur de la roche en phosphate tricalcique et de la nature des impuretés présenteso
La quantité d'acide nitrique utilisée doit être au moins égale à celle qui est théoriquement nécessaire pour transformer complètement le phosphate tricalcique contenu dans la roche minérale en acide phosphorique et nitrate de calcium et aussi pour réagir avec les impuretés présentes.
On peut faire varier fortement la concentration de l'acide ni- trique..mais on a trouvé avaritageux d'utiliser une concentration comprise entre 45% et 65% en poids, et de préférence environ 50% en poids de la solu- tion aqueuse.
La quantité de phosphate de mono-ammonium à ajouter ne dépend d'ailleurs pas seulement de la teneur en phosphate tricalcique de la roche minérale mais également de la quantité d'autres composés de calcium présents qui sont transformés en nitrate par l'acide nitrique.
La quantité d'ammoniaque utilisée, sous forme de gaz, liquide anhydre ou solution aqueuse, dépend évidemment de la quantité totale de ni- trate de calcium formée par la réaction de phosphate minéral en roche avec l'acide nitrique, compte tenu de la quantité d'ammoniaque ajoutée sous for- me de phosphate de mono-ammonium. Quand on utilise de l'ammoniaque aqueux, il est préférable de l'utiliser à une concentration d'environ 30% en poids.
Il est désirable que le phosphate minéral en roche soit broyé à la finesse voulue pour traverser un tamis à mailles B.S. n 52 (295 mi- crons) avec au moins 75% en poids passant au tamis à mailles B.S. n 100 (152 microns). Le phosphate en roche doit de préférence être broyé de ma- nière que 85% au moins en poids passent au tamis à mailles B.S. n 100 (152 microns).
On peut effectuer la réaction du phosphate minéral en roche broyé dans une cuve convenable quelconque munie de moyens d'agitation-des corps réagissants, par exemple un mélangeur à palettes, et si on opère par charges séparées, on peut introduire la quantité nécessaire de solution de phosphate de mono-ammonium dans la cuve ou le mélangeur lorsque la réac- tion entre le phosphate minéral en roche et l'acide nitrique est pratique- ment terminée. De mème, si on opère par charges séparées, on peut effec- tuer l'ammonisation dans la cuve ou le mélangeur en agitant de façon con- tinue ou en ajoutant de l'ammoniaque anhydre ou aqueux.
En conduisant le procédé de la présente invention de façon continue, il peut être désirable d'exécuter les phases successives dans des cuves séparées disposées et proportionnées de telle sorte qu'elles as- surent les durées'de séjour nécessaires pour terminer le mélange et/ou la réaction dans chaque cuve.
Lorsque l'ammonisation est complète, on granule de préférence le produit et on le sèche de façon connue, et à cet effet, il est avanta- geux d'ajouter de la matière qui a été séchée au préalable.
La quantité de cette matière sèche, broyée de préférence à moins de 1 millimètre et comprenant avantageusement les fines du tamisage final,dépend de la concentration de l'acide nitrique utilisé et de la con- centration de la solution de phosphate de mono-ammonium et/ou d'ammoniaque si on les utilise sous cette forme. On a trouvé désirable de combiner ces concentrations de manière que la quantité de matière séchée ajoutée ne dé- passe pas environ'4 fois le-poids de la-'totalité des autres matières intro- duites dans l'opération.
L'invention est illustrée par l'exemple suivant :
<Desc/Clms Page number 3>
EXEMPLE
On broie du phosphate en roche du Maroc contenant 74% de phos- phate'tricalcique et 6,9% d'autres composés de calcium, calculés comme CaO, pouvant être transformés en nitrate, de manière que la totalité traverse.un tamis à mailles B.S. n 52 (295 microns) et que 85% traversent un tamis à mailles B.S. n 100 (152 microns). -
On introduit 50 kg. de roche broyée dans. un mélangeur en acier inoxydable et on ajoute 109,1 kg. d'acide nitrique aqueux ayant une concen- tration de 50% en poids de HNO3. On met ces matières en contact à la tempé- rature ordinaire,et on les mélange pendant une durée de 15 minutes, temps pendant lequel la température monte à 50 C.
On ajoute alors en mélangeant continuellement 41 kg. d'une solution aqueuse 'contenant 48,6% en.poids de phosphate de mono-ammonium. On refroidit alors le mélange de réaction à la température ordinaire et on ajoute 40 kg. d'ammoniaque aqueux ayant une con- centration de 30 % en poids d'ammoniaque, en mélangeant continuellement. Il se produit un épaississement rapide du mélange et sa température monte à 60 C. En continuant le mélangep le produit devient à nouveau fluide et'on ajoute 900 kg. de matière préalablement préparée et séchée, broyée à moins de 1 millimètre, puis on fait passer le tout dans un granulateur puis dans un séchoir rotatif.
La grosseur de grains du produit ainsi obtenu est la suivante:
EMI3.1
<tb> Inférieure <SEP> à <SEP> 4 <SEP> mm <SEP> mais)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> supérieure <SEP> au <SEP> tamis <SEP> à <SEP> mailles <SEP> B.S. <SEP> n <SEP> 5 <SEP> ) <SEP> 25,7%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (335 <SEP> mm)) <SEP> en <SEP> poids.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Inférieure <SEP> au <SEP> tamis <SEP> à <SEP> mailles <SEP> B.S.n <SEP> 5)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (335 <SEP> mm), <SEP> mais <SEP> supérieure <SEP> au <SEP> tamis <SEP> à <SEP> mailles) <SEP> 41,1 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> B.S. <SEP> n <SEP> 8 <SEP> (206 <SEP> mm)) <SEP> en <SEP> poids.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Inférieure <SEP> au <SEP> tamis <SEP> à <SEP> mailles <SEP> Boson <SEP> 8)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (206 <SEP> mm) <SEP> mais <SEP> supérieure <SEP> au <SEP> tamis <SEP> à <SEP> mail- <SEP> ) <SEP> 207 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> les <SEP> B.S. <SEP> n <SEP> 16 <SEP> (1 <SEP> mm)) <SEP> en <SEP> poids.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Inférieure <SEP> au <SEP> tamis <SEP> à <SEP> mailles <SEP> B.S. <SEP> n <SEP> 16)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (1 <SEP> mm) <SEP> mais.supérieure <SEP> au <SEP> tamis <SEP> à <SEP> mailles) <SEP> 90 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> B.S. <SEP> n <SEP> 30 <SEP> (0,5 <SEP> mm)) <SEP> en <SEP> poids.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Inférieure <SEP> au <SEP> tamis <SEP> à <SEP> mailles <SEP> B.S. <SEP> n <SEP> 30) <SEP> 35 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (0,5 <SEP> mm)) <SEP> en <SEP> poids.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
L'analyse <SEP> du <SEP> produit <SEP> granulé <SEP> est <SEP> la <SEP> suivante
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> total <SEP> 22,1 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> soluble <SEP> dans <SEP> l'acide <SEP> citrique <SEP> à <SEP> 2% <SEP> 221 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> soluble <SEP> dans <SEP> l'eau <SEP> 31 <SEP> % <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Azote <SEP> 17,0 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Eau <SEP> libre <SEP> et <SEP> combinée <SEP> 4,1 <SEP> %
<tb>
R E V E N D I T S.
REVENDICATIONS.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
<Desc / Clms Page number 1>
EMI1.1
'PERFEeTI0NEMENTS' TO 'PHOSPHATE FERTILIZERS.
The invention relates to the production of compound fertilizers from mineral phosphate in rocks.
Different proposals have been made to produce compound fertilizers; by treatment of the mineral phosphate rock with nitric acid and ammonization of the product thus obtained.
These processes are generally accompanied by difficulties in the further processing of the reaction product, for example during drying and granulation, because of its plastic nature due mainly to the calcium nitrate which remains in the product after the processing. ammonization.
The present invention relates to a process for the production of fertilizers containing nitrogen and phosphorus, according to which mineral phosphate is reacted into crushed rocks with a quantity of nitric acid at least sufficient to transform all of the mineral. tricalcium phosphate contained in the rock as phosphoric acid and calcium nitrate, a quantity of mono-ammonium phosphate at least equivalent to the molar excess of calcium nitrate relative to the mass is added to the mass thus obtained. phosphoric acid produced in the reaction between rock mineral phosphate and nitric acid, followed by treatment with ammonia to convert substantially all of the calcium nitrate into dicalcium phosphate and ammonium nitrate.
The ammonium phosphate used in the process of the present invention can advantageously be added as an aqueous solution obtainable by reacting mineral rock phosphate with a mixture of sulfuric acid and sodium sulfate. ammonium, substantially following reaction @
EMI1.2
<Desc / Clms Page number 2>
The calcium sulphate is separated off, at least in part, for example by filtration, and the mono-ammonium phosphate solution is concentrated if desired before adding the required amount to the product obtained. by the reaction of the mineral phosphate in rock with nitric acid.
The amount of nitric acid used in the reaction with crude rock mineral phosphate depends on the tricalcium phosphate content of the rock and the nature of the impurities present.
The quantity of nitric acid used must be at least equal to that which is theoretically necessary to completely transform the tricalcium phosphate contained in the mineral rock into phosphoric acid and calcium nitrate and also to react with the impurities present.
The concentration of nitric acid can be varied widely, but it has been found inconvenient to use a concentration of between 45% and 65% by weight, and preferably about 50% by weight of the aqueous solution. .
The quantity of mono-ammonium phosphate to be added also depends not only on the tricalcium phosphate content of the mineral rock but also on the quantity of other calcium compounds present which are transformed into nitrate by nitric acid.
The quantity of ammonia used, in the form of gas, anhydrous liquid or aqueous solution, obviously depends on the total quantity of calcium nitrate formed by the reaction of mineral phosphate in rock with nitric acid, taking into account the quantity of ammonia added as mono-ammonium phosphate. When using aqueous ammonia, it is preferable to use it at a concentration of about 30% by weight.
It is desirable that the mineral phosphate rock be ground to the desired fineness to pass a No. 52 B.S. mesh screen (295 microns) with at least 75% by weight passing through a B.S. No. 100 mesh screen (152 microns). The phosphate rock should preferably be ground such that at least 85% by weight passes through a 100 (152 micron) B.S. mesh screen.
The reaction of the inorganic phosphate rock ground can be carried out in any suitable vessel fitted with means for stirring the reactants, for example a paddle mixer, and if the operation is carried out in separate batches, the necessary quantity of solution can be introduced. of mono-ammonium phosphate in the tank or mixer when the reaction between the mineral rock phosphate and nitric acid is practically complete. Likewise, if the operation is carried out in separate batches, the ammonization can be carried out in the vessel or mixer by continuously stirring or by adding anhydrous or aqueous ammonia.
In carrying out the process of the present invention continuously, it may be desirable to carry out the successive stages in separate tanks so arranged and proportioned that they provide the residence times necessary to complete mixing and / or. or the reaction in each tank.
When the ammonization is complete, the product is preferably granulated and dried in known manner, and for this it is advantageous to add material which has been dried beforehand.
The amount of this dry material, preferably ground to less than 1 millimeter and advantageously comprising the fines from the final sieving, depends on the concentration of nitric acid used and on the concentration of the mono-ammonium phosphate solution and / or ammonia if used in this form. It has been found desirable to combine these concentrations so that the amount of dried material added does not exceed about 4 times the weight of the total of the other materials introduced in the process.
The invention is illustrated by the following example:
<Desc / Clms Page number 3>
EXAMPLE
Phosphate is ground into Moroccan rock containing 74% calcium phosphate and 6.9% other calcium compounds, calculated as CaO, which can be converted into nitrate, so that all of it passes through a mesh screen. BS No. 52 (295 microns) and 85% passed through a BS No. 100 (152 microns) mesh screen. -
50 kg are introduced. of crushed rock in. a stainless steel mixer and 109.1 kg are added. aqueous nitric acid having a concentration of 50% by weight of HNO3. These materials are contacted at room temperature and mixed for 15 minutes, during which time the temperature rises to 50 ° C.
41 kg are then added with continuous mixing. of an aqueous solution containing 48.6% by weight of mono-ammonium phosphate. The reaction mixture is then cooled to room temperature and 40 kg is added. of aqueous ammonia having a concentration of 30% by weight of ammonia, with continuous mixing. The mixture thickens rapidly and its temperature rises to 60 ° C. Continuing the mixing the product again becomes fluid and 900 kg are added. of material prepared and dried beforehand, crushed to less than 1 millimeter, then the whole is passed through a granulator and then into a rotary dryer.
The grain size of the product thus obtained is as follows:
EMI3.1
<tb> Less than <SEP> to <SEP> 4 <SEP> mm <SEP> but)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> greater <SEP> than <SEP> sieve <SEP> to <SEP> meshes <SEP> B.S. <SEP> n <SEP> 5 <SEP>) <SEP> 25.7%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (335 <SEP> mm)) <SEP> in <SEP> weight.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Lower <SEP> than <SEP> sieve <SEP> to <SEP> meshes <SEP> B.S.n <SEP> 5)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (335 <SEP> mm), <SEP> but <SEP> greater <SEP> than <SEP> sieve <SEP> to <SEP> meshes) <SEP> 41.1 <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> B.S. <SEP> n <SEP> 8 <SEP> (206 <SEP> mm)) <SEP> in <SEP> weight.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Lower <SEP> than <SEP> sieve <SEP> to <SEP> meshes <SEP> Boson <SEP> 8)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (206 <SEP> mm) <SEP> but <SEP> greater <SEP> than <SEP> sieve <SEP> to <SEP> mail- <SEP>) <SEP> 207 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> the <SEP> B.S. <SEP> n <SEP> 16 <SEP> (1 <SEP> mm)) <SEP> in <SEP> weight.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Lower <SEP> than <SEP> sieve <SEP> to <SEP> meshes <SEP> B.S. <SEP> n <SEP> 16)
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (1 <SEP> mm) <SEP> but.uperior <SEP> to <SEP> sieve <SEP> to <SEP> meshes) <SEP> 90 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> B.S. <SEP> n <SEP> 30 <SEP> (0.5 <SEP> mm)) <SEP> in <SEP> weight.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
Lower <SEP> than <SEP> sieve <SEP> to <SEP> meshes <SEP> B.S. <SEP> n <SEP> 30) <SEP> 35 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> (0.5 <SEP> mm)) <SEP> in <SEP> weight.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
The <SEP> analysis of the <SEP> product <SEP> granulated <SEP> is <SEP> the following <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> total <SEP> 22.1 <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> soluble <SEP> in <SEP> citric acid <SEP> <SEP> to <SEP> 2% <SEP> 221 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> soluble <SEP> in <SEP> water <SEP> 31 <SEP>% <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Nitrogen <SEP> 17.0 <SEP>%
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Free <SEP> water <SEP> and <SEP> combined <SEP> 4.1 <SEP>%
<tb>
R E V E N D I T S.
CLAIMS.
** ATTENTION ** end of DESC field can contain start of CLMS **.