<Desc/Clms Page number 1>
PERFECTIONNEMENTS AUX PROCEDES POUR LA PRODUCTION DE SUBSTANCES CORRECTIVES POUR TERRAINS ARGILEUX, ET PRODUITS OBTENUS PAR CES PROCEDES.
L'invention concerne un procédé pour la préparation de produits correctifs pour terrains argileux, ainsi que les produits obtenus grâce à ce procédé.
On sait que la productivité d'un sol à usage agricole est étroitement liée non seulement à la présence de tous les éléments nécessaires à la croissance des plantes mais aussi à la structure physique de ses constituants. Il existe donc, dans les régions les lus diverses du globe, des étendues considérables de terrains qui se prêtent mal à l'exploitation agricole en raison de leur composition chimique déficiente ou d'une mauvaise structure physique.
Depuis longtemps, grâce aux progrès réalisés en chimie agricole et au développement de l'industrie, l'homme a appris à introchire dans le sol, à l'aide d'engrais synthétiques, les éléments qui lui font défaut ou qui finissent par lui manquer par suite d'une exploitation agricole prolongée et intense.
Toutefois,ce n'est que depuis une époque relativement récente, au fur et à mesure de l'enrichissement de la science des phénomènes colloïdaux, que l'on a pris en considération la possibilité d'agir également sur la constitution physique des sols en utilisant des substances chimiques appropriées.
Les plus récentes recherches effectuées dans ce domaine ont démontré que les résultats les plus intéressants peuvent être obtenus essentiellement en suivant deux voies principales différentes : à savoir, soit par l'usage de substances organiques macromoléculaires poli-ioniques, soit
<Desc/Clms Page number 2>
par l'usage de sels ferriques.
Les substances macromoléculaires, constituées généralement par des poliacides que l'on utilise en pratique sous forme de sels, agissent en exergant une certaine influence pour ainsi dire, sur la macrostructure physique du terrain, tandis que les sels ferriques agissent essentiellement sur la structure physique fine du terrain en déterminant une floculation des argiles.
Pour des applications d'ordre pratique on a avantageusement proposé, parmi les sels ferriques, le sulfate, le nitrate, le chloro-sulfate et des mélanges de ces substances avec d'autres sels minéraux, principalement ammoniacaux ou potassiques, ainsi que des mélanges plus ou moins intimes des sels précités avec des substances de caractère organique, en particulier des substances contenant des acides humiques, telles que les résidus végétaux, les tourbes, etc.
Du fait que ces substances, en raison même de la nature acide des sels ferriques, possèdent une acidité remarquable, elles se prêtent particulièrement à la correction de sols argileux de nature alcaline, alors qu'elles se comportent moins favorablement lorsque les sols à corriger présentent un caractère acide ou subacide.
La présente invention est basée sur la constatation que l'hydrate ferrique en solution colloïdale est particulièrement actif dans la floculation des substances argileuses.
Une solution colloïdale d'hydrate ferrique dotée d'une activité élevée, et que l'on peut utiliser par exemple pour contrôler le phénomène précité, peut être préparée de la façon suivante : EXEMPLE 1.
Dans une solution de 1% de chlorure ferrique on ajoute une résine d'échange d'ions, capable de fixer les anions. La quantité de résine ajoutée est fonction de son pouvoir d'échange, de façon qu'elle présente un excèdent important par rapport aux ions Cl qui doivent être fixés.
Après avoir agité la suspension pendant quelques instants, on laisse déposer la résine, puis on opère la décantation de la solution rouge ainsi obtenue. Si l'on devait encore y constater la présence d'ions CI, il y aurait lieu de répéter le traitement avec de la résine fraîche. La solution colloïdale d'hydrate ferrique ainsi obtenue, à condition de la conserver dans un récipient de verre neutre, peut rester intacte pendant plusieurs mois. Cette solution détermine non seulement la floculation des argiles de caractère alcalin, mais aussi celles de nature acide ou neutre, et elle parvient même à précipiter la silice de ses combinaisons colloïdales.
Cependant, la technique exposée ci-dessus ne permet d'obtenir l'hydrate ferrique colloïdal ni à l'état sec, c'est-à-dire se prêtant aisément à une re-dispersion dans l'eau ni sous forme de solution concentrée.
Si l'on ajoute à cela le fait que la préparation est par elle-même sensiblement coûteuse, il est évident qu'une application pratique du procédé n'est nullement avantageuse du point de vue économique.
Par contre, le procédé qui fait l'objet de la présente invention permet de préparer des correctifs agricoles à base d'hydrate ferrique col- loidal d'une manière simple et économique.
On sait que l'hydrate ferrique franchement précipité à partir de solutions de ses sels est capable de se dissoudre en fortes proportions dans des solutions concentrées de sels ferriques. Toutefois les solutions obtenues, si le pourcentage de fer contenu dans la solution sous forme d'hydra,,- te dépasse 30 à 35% du total du fer présent, sont instables et se détériorent plus ou moins rapidement avec le temps, suivant la nature des sels présents dans les solutions elles-mêmes. Cette détérioration est due à un
<Desc/Clms Page number 3>
grossissement progressif des granulés colloïdaux et elle se manifeste par une augmentation de la viscosité des solutions, qui finit par donner lieu à la formation d'un gel.
Toujours suivant l'invention, les solutions d'hydrate ferrique colloïdal, contenant jusqu'à 70% environ du total du fer sous forme d'hy- drate,peuvent être transformées en un produit sec, parfaitement apte à la conservation et qui se prête facilement à une re-dispersion dans l'eau, à condition de les soumettre, avant que leur vieillissement ait atteint un degré excessif, à des traitements rapides d'évaporation à une température relativement basse.
Les produits secs obtenus par re-dispersion dans l'eau forment à nouveau des solutions colloïdales qui s'épaississent lentement jusqu'à former un gel, exactement comme les solutions de départ.
Parmi les procédés d'évaporation qui peuvent être appliqués avec succès dans des applications pratiques, on peut citer ici d'une part ceux qui sont basés sur la pulvérisation des solutions dans un courant de gaz chauds, et d'autre part ceux qui sont basés sur l'évaporation rapide d'une mince couche de la solution en contact avec une paroi métallique réchauffée.
Quelques exemples permettront de mieux comprendre le procédé et sa mise en oeuvre pratique.
EXEMPLE II.
Une solution diluée de nitrate ferrique contenant 50 gr de fer est précipitée avec une solution d'ammoniaque. Le précipité d'hydrate ferrique est séparé et lavéà l'eau froide par centrifugeage, jusqu'à la disparition, dans l'eau de lavage, de la réaction de l'acide nitrique.
Le précipité est ensuite mis en suspension dans une solution à 20% de nitrate ferrique contenant 25 gr de fer, puis l'on agite jusqu'à dissolution complète.
La solution traitée dans un déshydrateur et pulvérisée à l'air chaud, se transforme en une poussière rouge sombre qui se re-disperse facilement dans l'eau.
EXEMPLE III.
On opère comme dans l'exemple précédent, sauf que le précipité est dissous, après lavage, dans une solution de sulfata ferrique à 40% contenant 30 gr de fer. La solution obtenue est pulvérisée centre un cylindre d'acier à rotation lente et chauffé à 100 environ.
Le liquide pulvérisé forme sur le cylindre une couche qui sèche rapidement et se détache aisément, pour sa plus grande partie, des qu'elle est sèche.
On peut faciliter la séparation de la couche du cylindre en utilisant un couteau-racloir.
On obtient ainsi des paillettes très minces, de couleur rouge, qui se ré-dispersent aisément dans l'eau.
Les produits ainsi obtenus manifestent, une fois re-dispersés dans l'eau, une capacité inaltérée de déterminer la floculation. des argiles, tout comme la solution initiale.
Les produits sont par ailleurs facilement conservés si on les maintient dans un lieu frais et sec.
En général la faculté de re-dispersion dans l'eau subsiste au moins pendant quelques mois.
<Desc/Clms Page number 4>
Cependant, il a été constaté que cette caractéristique de bonne conservation peut être encore améliorée si l'on introduisait dans les solutions des substances alcalines, car celles-ci, au cours du séchage, s'interposent entre les particules colloïdales en s'opposant ainsi au vieillissement du produit sec.
Etant donné l'usage auquel le produit est destiné, il convient de choisir les substances alcalines précitées de manière qu'elles exercent elles-mêmes une action favorable, qui peut être par exemple fertilisante.
Dans cet ordre d'idées, on peut utiliser par exemple le sulfate d'ammoniaque, le nitrate de chaux, le sulfate de potasse, etc.
La possibilité d'introduire des sels minéraux dans le produit permet par ailleurs de réaliser des économies sensibles sur la main-d'oeuvre, ainsi que le prouvent les exemples ci-après : EXEMPLE IV.
Dans une solution de sulfate ferrique contenant 20% en poids de Fe, on ajoute lentement, en refroidissant et en agitant, la moitié en poids d'une solution à 24% de NH3.
Le précipité d'hydrate ferrique qui se forme au début se re-dissout lentement pendant que l'on agite la solution, celles-ci prenant alors une couleur rouge sombre.
La solution obtenue est rapidement séchée dans un appareil déshydrateur du type décrit dans l'Exemple III, comportant un cylindre tournant en acier. On obtient un produit sous forme de paillettes rouge-brun qui se dispersent facilement dans l'eau et qui contiennent environ 10% d'azote ammoniacale et environ 20% de fer.
EXEMPLE V.
On traite lentement 5 kg de cendres de pirites avec 18 kg environ d'acide nitrique à 65% environ dans un bac.
On pousse la réaction jusqu'à son achèvement en chauffant la masse à 100 environ, jusqu'à ce que cesse pratiquement tout dégagement de vapeurs d'azote.
La solution obtenue, diluée à l'eau jusqu'à produire une concentration de Fe de 20% environ, est ensuite traitée lentement en l'agitant et en la refroidissant avec la moitié, en poids, d'une solution d'ammonia- que à 24% environ.
Le précipité d'hydrate ferrique qui se forme au début se re-dissout sous l'effet de l'agitation.
La solution ainsi obtenue est ensuite soumise à un déshydrateur à pulvérisation.
On obtient une poudre qui se disperse facilement dans l'eau., de couleur rouge-brun, contenant environ 17% de fer et 26% d'azote.
On peut éventuellement diluer le produit en le mélangeant à d'autres substances, par exemple des cendres de pyrites, du sulfate de potasse, etc..
EXEMPLE VI.
Dans une solution de sulfate ferrique contenant environ 20% de fer on ajoute lentement, en agitant, d'abord la moitié en poids d'une solution de KOH à 40%, puis la moitié en poids d'une solution d'ammoniaque à 24%.
La solution ainsi obtenue est rapidement séchée sur un déshydrateur à cylindre tournant.
<Desc/Clms Page number 5>
Le produit obtenu, contient environ 20% de fer, environ 5% d'azote et environ 14% de potasse.
EXEMPLE VII.
Dans une solution de nitrate ferrique contenant environ 20% de fer on ajoute lentement, en agitant, 0,22 parties en poids de chaux hydratée en suspension dans de l'eau. Lorsque le précipité qui s'est formé en premier lieu s'est re-dissous, la solution est passée à l'appareil déshy- drateur par pulvérisation. Le produit obtenu contient environ 14% de N2 et environ 18% de Fe.
Les exemples donnés ci-dessus constituent quelques modes préférés de réalisation de l'invention, mais il est évident que plusieurs variantes peuvent leur être apportées sans sortir du cadre de l'invention.
Ainsi,par exemple, on peut faire varier entre des limites étendues,qui varient entre 0,50 environ et 2,2 environ, le rapport entre le fer sous forme d'hydrate et le fer salifié présent dans les produits; toutefois, on a constaté qu'en maintenant ce rapport autour de la valeur 2 on obtient des produits plus actifs et qui se conservent mieux avec le temps, tandis que le traitement s'accomplit avec une facilité relative.
En ce qui concerne le rapport précité, l'adoption, de valeurs supérieures à 2 donne fréquemment lieu à des difficultés de traitement, tandis que des valeurs inférieures à 1,5 donnent des produits qui, lorsqu'ils sont dispersés dans l'eau, permettent avec le temps la séparation d'oxydes d'hydrate de fer cristallins qui ont, par conséquent, une activité inférieure à celle de l'hydrate ferrique colloïdal.
L'invention a été décrite sous forme de quelques modes préférés de réalisation pratique, mais il est bien entendu que de nombreuses variantes peuvent être apportées à leur exécution sans toutefois sortir du cadre de l'invention.