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Lorsque du séchage de mélanges de sels humides,tels que ceux qui se présentent, par exemple aans la fabrication d'engrais mixtes par l'attaque de phospnate crut par l'acide nitrique, acide sulfurique, acide phosphorique suivie d'une neutralisation - éventuellement avec aduition de sels ae potas- se -, des difficultes se presentent souvent, parce que ces mélanges humides a température elevee fondent en partie, aeviennent collants et ont tendance a s'agglomérer et a adhérer aux dispositifs ue secnage et parce qu'après le séchage ils redeviennent vite humides en atmospnère humide. elon l'invention,
on élimine ces difficultés en ajoutant a la fois a la matière numide a sécher du sulfate ae calcium et du sulfatede po- tassium avant le séchage ou au debut du séchage. Dans l'exemple indiqué, on peut opérer directement sur les mélanges humides contenant 15 à 20 % d'eau ou, comme cela se presente souvent en pratique, sur une matière - éventuel- lement granulée - dont la teneur en eau est abaissee par addition de pro- duit deja séché de même composition et n'est par exemple que de 3 à 7%
L'effet observé est alors independant de la teneur en eau de cristallisa- tion du sulfate ae calcium employe, de sorte qu'on peut ainsi utiliser toutes les formes de sulfate de calcium entre l'annydrite et le dihydrate,
a'autant plus d'ailleurs qu'en opérant en milieu contenant de l'eau il y a nydratation du sulfate de calcium et que le degré d'hydratation s'établit selon les conditions de travail, de temperature, etc.
La quantité, du sulfate de calcium ajoute doit être, pour l'ob- tention d'un bon résultat, d'environ 8 a 20% habituellement d'environ 15 % compté sur la masse totale secné ; le sulfate ae potassium est employe au mieux en une quantité d'environ 2 a 5 %, correspondant ainsi environ a un quart de la quantité de sulfate de calcium. @n excès de l'un ou des deux constituants n'influence pas le résultat, mais n'apporte aucune amélioration notable.
Si a la matière a sécher on n'ajoute qu'un seul des constituants indiqués, le sulfate de calcium ou le sulfate de potassium, il n'y a qu'un très lent durcissement des masses humides, tandis que l'association des deux corps a pour effet de produire un durcissement intime très rapide, presque brutal, de sorte que les masses deviennent très vite sèches et ne collent plus. On observe bien un résultat de ce genre si on utilise directement ces mélanges de sels humides, tels qu'ils se présentent dans la fabrication des engrais mixtes, mais aussi plus particulièrement si la teneur en eau est abaissée a peu d'unités pour cent par l'addition de la matière finale déjà sechée, qui est remise par exemple en circuit.
L'effet est bien supérieur a celui qui serait obtenu par l'addition d'un seul des constituants ou-' par l'addition d'une quantité correspondante d'une matière indifférente aba4-s- sant la teneur en eau de tout le système par mélange mécanique. Ce résultat si fortement augmenté obtenu par la coopération des deux constituants repose vraisemblablement sur la formation du sel double a durcissement très rapi- de, la syngenite ( CaSO k2SO ,H50) et sur une modification de structure de toute la masse, conditionnée par la formation de syngénite.
On connaît déjà des procédés qui sont destiné à abaisser 1'hy- groscopicité c'engrais mixtes azotés ou de matières ammoniacales. Ces pro- cédés s'orientent presque tous vers la protection des matières azotées, en particulier du nitrate d'ammonium, par l'addition de substances non ny- groscopiques ou retenant l'eau ou hydrofuges. Par exemple des sels doubles des sulfates de métaux bivalents ou trivalents et de l'ammonium, retenant l'eau de cristallisation, améliorent la conservation. Selon un autre rro- cédé , on utilise aussi dans ce but des chlorures, dex sulfates et des ni- trates de fer ou d'aluminium ainsi que leurs sels doubles alcalins ou ammoniacaux.
On doit aussibtenir une bonne conservation en ajoutant au nitrate d'ammonium de petites quantités de corps retenant l'eau de cristallisation en particulier de sels doubles composés de sulfates d'ammonium, de Mg et de Zn d'une parte et de K et NH3 d autre part.
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Vautres précèdes sont caractérisés par l'emploi, dans les engrais mixtes, de sulfate ae potassium et de magnésium seul cu avec au sulfate a'ammoniaque, a la place du sulfate de potassium. Un a proposé aussi d'introduire du gaz contenant NH3 pendant la granulation.
Le sulfate de potassium ou d'autres sulfates alcalins, mentionnés dans les exemples indiqués, n'avaient dans la plupart des cas que le seul rôle de tranformer en sulfate de calcium le nitrate de calcium qui pouvait être formé dans la réaction. selon l'invention au contraire, le résultat surprenant consiste en ce que l'addition simultanée des constituants, le sulfate de calcium et le sulfate ae potassium, probablement par formation de syngénite, permet d'obtenir un effet d'action immédiate sur les caractéristiques de séchage c'est-a-dire une solidification relativement rapide de toute la masse, une élimination des effets inaésirables de fusion et des propriétés hygroscopiques également indésirables.
L'expérience a montré qu'il est particulièrement avantageux d'ajouter les corps a une masse encore numide déjà granulée, qui contient notamment déjà l'un des deux composants.
Le procédé s'est révélé naturellement particulièrement favorable si, comme c'est souvent le cas dans la préparation d'engrais mixtes, la matière a sécher contient dans sa composition du sulfate de calcium et s'il suffit d'ajouter seulement du sulfate de potassium.
Avec les engrais contenant CaSO , qui sont généralement préparés par emploi de chlorure de potassium, il suffit par exemple avant le séchage d'ajouter une partie de sulfate de potassium a la place du cnlorure de potassium nabituellement employé. Comme on l'a observé, il suffit déja dans des cas de ce genre d'ajouter une quantité de 2 a 3 % de sulfate ae potassium, compté sur la masse séche totale, pour obtenir une amélioration notable des caractéristiques de séchage et pour modifier favorablement en même temps les propriétés hygroscopiques de la matière,
Avec la'matière'qui devient solde et sèche par un durcis sèment'intimer on peut de cette manière par addition de sulfate de potassium augmenter la capacité d'un dispositif de séchage existant,.de 50 à 100 %.
Dans le cas d'engrais mixtes qui sont préparés avec du sulfate ae potassium, il est possible reciproquement d'améliorer les caractéristiques de séchage par addition de sulfate ae calcium .
On a décrit maintenant une série de procéaés dans lesquels on attaque le phosphate brut en présence de sulfate de potassium Dans ce cas, a partir du phosphate brut et du sulfate de potassium, il se forme au sulfate de calcium, ae sorte que, par l'emploi d'un excès de sulfate de potaium, les deux composants cités selon l'invention, le sulfate de calcium et le sulfate de potassium, seraient également présents.
Dans la plupart de ces procédés, on a cependant indiqué explicitement que la quantité du sulfate de potassium ajouté est moindre que l'.équivalent de l'acide nitrique employé, de sorte qu'il y aurait seulement formation de sulfate de calcium et qu'il n'y aurait plus de sulfate de potassium libre.
L'effet et le but de l'addition directe du sulfate de potassium penaant l'attaque du phosphate brut sont complètement différents de ceux de l'association simultanée des aeux composants au produit a sécner juste avant ou pendant le sécnage dans le sens de la présente invention. Tandis que selon l'invention, par la modification de la constitution et de la structure de la matière a sécner, les caractéristiques ae séchage doivent être améliorés d'une part l'addition du sulfate de potassium directement au phosphate brut se fait pour la préparation d'un engrais exempt de chlore, d'autre part le sulfate de potassium doit servir comme agent
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de dilution abaissant la température lors de l'attaque simultanée par l'a- cide sulfurique et l'acide nitrique.
On a cependant abandonné générale- ment ces procéaés a cause des difficultés de corrosion qui résultent de la présence des acides a action corrosive à divers point de vue dans des mé- langes de ce genre. La différence complète entre l'action de l'addition simultanée du sulfate de calcium et du sulfate de potassium lors du sé- chage ou juste avant et l'addition de sulfate alcalin lors de l'attaque du phosphate brut par des mélanges d'acide nitrique et d'acide sulfu- rique est montrée par le fait que selon les anciens procèdes un sulfate alcalin tout a fait général peut être ajouté aux corps en réaction en qu'on considérait comme particulièrement avantageux d'employer du sulfate d'ammoniaque, tandis que selon l'invention du sulfate d'ammoniaque ne peut pas être employé.
De plus par l'addition de sulfate alcalin, en par- ticulier avantageusement de sulfate d'ammoniaque, la masse en réaction ne contenant que relativement peu d'eau est maintenue liquide pendant long- temps, de sorte qu'on peut encore la manipuler commodément avant la soli- dification définitive, tandis que, selonla présete invention,1'addition aux masses humides des composants, à savoir le sulfate de potassium et le sulfate de calcium, juste avant ou pendant le séchage,permet d'obtenir par une modification de structure un durcissement plus rapide et un sécha- ge très rapide, donc un effet précisément opposé.
Il est connu de plus qu'on peut améliorer les qualités de con- servation du nitrate d'ammoniaque solide cristallisé par addition d'anhy- drito ou de sulfate de calcium avec une teneur en eau au maximum de 1/2 H.O et augmenter l'action de l'anhydrite par addition de petites quantités d4agents d'accélération, par exemple de sulfates alcalins. Ce procédé se rapporte a la préparation finale de nitrate d'ammonium solide épandable et pratiquement sans tendance a l'agglomération. Au nitrate d'ammonium fi- nal ou presque final(avec teneur en eau de 0,2 % au maximum) on ajoute de l'anhydrite ou du sulfate de calcium semi-hydraté qui par ses proprié- tés hygroscopiques doit améliorér de façon durable la tendance à l'agglo- mération du nitrate d'ammonium final pour sa conservation.
Gomme cette addition n'est faite qu'a la fin du séchage, il ne s'agit pas d'améliorer l'opération de séchage, mais seulement d'améliorer les qualités du pro- duit final. Cet effet est conditionné par les propriétés hygroscopiques du sulfate de calcium qui peut retenir l'humidité de l'air et est obtenu déjà par son addition seule. Le sulfate de potassium indiqué en plus com- me exemple d'agents d'accélération se rapporte exclusivement a l'anhydri- te dit insoluble qui ne peut s'hydrater et être rendu actif que par de pe- tites quantités des corps d'addition. Les quantités indiquées de ces corps d'addition sont d'un ordre de grandeur considérablement plus faible que les quantités nécessaires pour la présente invention.
Avec les faibles quanti- tés de K SO , une amélioration notable des caractéristiques de séchage de masses humides dans le sens de la présente invention, même si le sulfate de potassium devait être ajouté au préalable, n'est pas possible
Contrairement a cette amélioration a action finale des proprié- tés p r traitement complémentaire du nitrate d'ammonium sec final, la présente invention se rapporte au procédé de séchage de matières d'at- taqushuides, qui peut présenter par exemple une teneur en eau de 5a 25 % et se rapporte a des températures plus élevées. L'application n'est même pas limitée au nitrate d'ammonium, mais est valable de façon générale pour des mélanges de sels numides, qu'ils contiennent ou non du nitrate d'ammo- nium.
Exemples d'application : Exemples d'application : 1) On attaque 67 kg de phosphate brut a une teneur en eau PO5 de 33,4 % par 150 kg d'acide nitrique ( à 50 % de HNO3) et on neutrali- se ensuite a l'ammoniaque. La masse obtenue, avec une teneur en eaa d'en- viron 20 %, et 14,0% de N et 11,5 , de P23, est mélangée avec 75 kg 'de
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chlorure de potassium à 61 %, c'est-a-dire avec 61% de k20, tandis qu'on ajoute 8 kg de sulfate de potassium à 50% et 5 kg de gypse, puis elle est granulée et séchée. Le séchage s'effectue de façon beaucoup plus favorable que sans addition de sulfate de potassium et de gypse.
Comme produit final, on obtient un engrais mixte de N-P-K qui est notablement moins hygroscopique que dans le cas de la préparation avec emploi de chlorure de potassium ou avec emploi de cnlorure de potassium et de gypse sans addition de sulfate de potassium.
2 On attaque 67 kg de phosphate brut à une teneur en P25 de
25 33,4% par 126 kg d'acide nitrique a 50 . On neutralise le mélange d'attaque acide en ajoutant à la fois 27 kg d'acide sulfurique ( a 96 %) avec de l'ammoniaque. A cette pâte contenant du sulfate de calcium avec teneur en eau de 20% et contenant 13,5 % de N et 11,5% de P205 on mélange 95 kg de chlorure de calcium a 50 % c'est-a-dire avec 50% de k0et on ajoute 5 kg de sulfate de potassium a 50 % c'est-a-dire à 50% de K.O. On effectue la granulation par addition de matières de même composition qui ont eté prealablement séchées et granulées. Le sécnage s'effectue avec le sulfate de potassium de façon notablement plus favorable que sans cette addition.
L'hygroscopictie des granules obtenus est bien plus faible que dans le cas de la préparation d'un produit dans les mêmes conditions avec emploi de chlorure de potassium seul.
3. On attaque 50 kg de phospate brut avec une teneur en P205 de j3,4 % par 120 kg d'acide phosphorique ( à 50 % de P205) On neutralise la masse acide par l'ammoniaque et on melange avec 50 kg de kc1 ( a 61 % de K20) 3 kg de k2SO4 ( à 50% de k20) et 25 kg de gypse. Le produit obtenu se granule très bien et possède de très Donnes qualités de sécnage qui sont notablement meilleures que si on ajoute un seul des deux constituants, sulfate de potassium ou gypse, ou la même quantité d'une matière indifférente.