BE534000A - - Google Patents

Description

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   La présente invention se rapporte à la fabrication des en- grais complexes contenant de l'azote sous forme nitrique et sous forme ammoniacale, de l'acide phosphorique soluble dans le citrate d'ammo- nium et éventuellement de la potasse.   fil   
Il est connu d'obtenir de tels engrais par le procédé dit d'attaque carbonitrique dans lequel le phosphate de chaux naturel est attaqué par l'acide nitrique, le produit de l'attaque étant ensuite traité par l'ammoniac pour précipiter du phosphate bicalcique, puis simultanément par de l'ammoniac et du gaz carbonique en proportions suffisantes pour convertir le nitrate de calcium en nitrate d'ammo- nium et en carbonate de calcium. 



   Dans la plupart des cas, la bouille ainsi obtenue est en- suite granulée, éventuellement avec addition de sels de potasse, 
Il est important que l'engrais final résultant d'une telle fabrication ne contienne plus de nitrate de calcium, car ce sel très avide d'eau rend l'engrais hygroscopique, ce qui est un grave incon- vénient pour l'emploi et la conservation de l'engrais, C'est précisé- ment pour éliminer le nitrate de calcium que dans   le.,,   procédé ci- dessus il est nécessaire de faire réagir, avec la bouillie résultant de l'attaque nitrique, des quantités définies d'ammoniac et de gaz carbonique, Or,

   on a observé que la réalisation de ce procédé à l'échel- le industrielle présente des difficultés en ce qui concerne l'absorp- tion du gaz carbonique qui implique des durées considérables sans qu'on puisse attendre pour   autant   la réaction complète, c'est-à-dire la dis- parition totale'du nitrate de chaux. 



   La présente invention permet d'éviter cet inconvénient et d'assurer une réaction totale du gaz carbonique tout en ramenant la durée des réactions d'absorption des gaz   à   une valeur compatible avec une fabrication industrielle. 



   L'invention consiste à incorporer dans la bouillie résultant de l'attaque acide, soit avant le traitement par l'ammoniac et le gaz carbonique, soit au cours de ce traitement, certains adjuvants cons- titués par des sels alcalins d'acides faibles, ou par des sels suscep- tibles d'effectuer un effet tampon. Parmi ces adjuvants, on peut citer comme particulièrement efficaces les sels alcalins de polyacides mi- néraux, notamment les polyphosphates, l'hexamétaphosphate, les pyro- phosphates, les sels d'acides   polysiliciques,   les métasilicates, et d'autres corps également susceptibles de donner des ions complexes avec le calcium comme les sels de l'acide tri-acétique amine, de l'acide éthylène diamino   tétra-acétique,   les citrates et les tartrates alcalins, etc...

   On peut utiliser une seule des substances ci-dessus ou un mé- lange de plusieurs d'entre elles. Par exemple, on a trouvé très avan-   tageux d'utiliser un mélange de métasilicate de sodium avec dupyrophosphate tétrasodique ou de l'hexamétaphosphate de sodium (PO Na) avec   du tripolyphosphate de sodium P3O10Na5. ou du tétrapolyphosphate de sodium P4O13Na6. 



   Le choix des substances à utiliser dépend de la nature du pohsphate employé comme matière première, ainsi que de considérations économiques. 



   La quantité de substances adjuvantes nécessaire est variable, mais de toute façon très faible, généralement comprise entre 0,05 et   2%   du poids de phosphate traité. 

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   On peut également, en plus des substances adjuvantes carac- téristiques de l'invention, ajouter des agents tensio-actifs comme les alkyl/aryl sulfonates, ou encore des colloïdes protecteurs ou des sels de l'acide tannique, produits qui facilitent également dans certains cas la pénétration et la fixation des gaz dans la bouillie. 



   Les adjuvants peuvent être introduits à tout instant désiré pendant la fabrication de la bouillie. Toutefois dans le cas où l'on emploie un adjuvant hydrolysable (polyphosphate) ou susceptible d'être détruit par l'acidité de la bouillie, il est préférable d'attendre pour son introduction le moment où, grâce à l'addition d'ammoniac, le pH de la bouillie a atteint une valeur voisine de la neutralité, par exem- ple entre 4 et 7. On peut également ajouter l'adjuvant en plusieurs fractions successives. En particulier, la température élevée de la bouillie pouvant favoriser l'hydrolyse de certains adjuvants, même au pH 7, il peut être recommandable, dans certains cas, d'introduire l'ad- juvant de façon continue en   même   temps que l'ammoniac et le gaz car-   bonique.   



   L'invention s'applique également   au   procédé dans lequel on ne met en oeuvre qu'une partie   (60 %   par exemple) du gaz carbonique néces- saire pour transformer la totalité du nitrate de calcium en nitrate d'ammonium et en carbonate de calcium, le nitrate de calcium résiduel étant alors laissé dans l'engrais ou transformé par tout autre moyen (addition d'acide sulfurique ou de sulfate, d'acide phosphorique ou de phosphate,   etc...).   Même dans ce cas,   l'application   du procédé selon l'invention offre un intérêt certain car elle permet de réduire la durée de l'absorption des gaz et le volume de l'appareillage. 



   L'avantage que procure le procédé de l'invention dans un cas particulier, donné à titre d'exemple non limitatif, ressort du gra- phique ci-annexé. Celui-ci représente les courbes de saturation d'une bouillie d'attaque nitrique, d'une part en l'absence des adjuvants caractéristiques de l'invention (courbe 1) et d'autre part en présence de ces adjuvants (courbe 2). Ces courbes représentent les vitesses d'absorption du gaz carbonique et de l'ammoniac dans une bouillie pro- venant de l'attaque nitrique de phosphate du   Maroc,   suivie d'ammonia- tion.   En.   ahscisse, sont   les   temps. exprimés en heures, à partir de l'instant où l'on   introduit'simultanément   du CO2 et de l'ammoniac. 



  En ordonnée, est porté le poids de gaz carbonique effectivement fixé dans la bouillie par rapport au poids qu'il serait théoriquement né- cessaire de fixer pour convertir tout le nitrate de chaux en carbonate de chaux et nitrate d'ammonium. On voit, d'après la courbe 1 que, pour une opération effectuée dans les conditions habituelles, c'est-à-dire sans adjuvant, il faut 5 heures environ pour fixer   60 %   de la quantité de CO2 théoriquement nécessaire, et que d'autre part la poursuite de l'opération n'améliore pratiquement pas le taux de fixation du CO2. 



  D'après la courbe 2 relative à une opération effectuée dans les mêmes conditions ,c'est-à-dire avec le même appareillage, mais en présence d'adjuvant (constitué ici par des quantités égales de tripolyphosphate   de sodium P3O10Na5 et de métasilicate de sodium SiO2Na2, 2H2O, représentant au total 0,4% du phosphate traité), on voit au contraire qu'au   bout d'une heure le taux de fixation du gaz carbonique est de   90%   en- viron et qu'en 1 heure 1/2 il peut dépasser   100%   de la quantité théo- riquement nécessaire,   c'est--dire   qu'il se forme à partir de ce moment du carbonate d'ammonium dans la bouillie; en tous cas, celle-ci ne con- tient plus de nitrate de calcium. 

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   On donne ci-après deux exemples de fabrication d'engrais par attaque carbonitrique, le premier étant réalisé sans adjuvant, et le second étant effectué conformément au procédé de l'invention en présence d'adjuvant constitué par un mélange de tripolyphosphate de sodium et de métasilicate de sodium. 



  EXEMPLE   1. :   
Dans une cuve agitée, on introduit 307 Kg de phosphate du   Maroc   à   33,5 %  deP2O5 et 540 Kg d'acide nitrique à 50%. Lorsque l'at- taque est terminée, on ajoute dans la bouille 38,5 Kg d'ammoniac anhy- dre pour précipiter du phosphate bicalcique. On introduit ensuite   simultanément du CO2 et de l'ammoniac en proportions équivalentes (2NH3 pour 1 CO2). On constate que le débit admissible de CO2 permet-   tant une fixation de ce gaz, sans perte, est relativementimportant au début de l'opération, mais qu'il décroit rapidement ensuite. Au bout   de 5 heures, on a fixé 26,7 Kg de CO2 et 20,6 Kg d'ammoniac, c'est-à-dire 60 % de la quantité théoriquement nécessaire. A ce moment, la vitesse   de fixation est devenue pratiquement négligeable.

   On arrête donc l'o- pération et on sèche, on granule avec addition de 283 Kg de KCI à   60%   de K2O. On obtient finalement 1 tonne d'engrais ternaire renfermant comme éléments fertilisants : 
 EMI3.1 
 
<tb> 
<tb> Azote <SEP> nitrique <SEP> 6 <SEP> %
<tb> Azoe <SEP> ammoniacal <SEP> 4,9 <SEP> %
<tb> P2O5 <SEP> ; <SEP> 10,3 <SEP> % <SEP> dont <SEP> 10 <SEP> % <SEP> solules <SEP> au
<tb> citrate <SEP> d'ammonium.
<tb> 



  K2O <SEP> 17 <SEP> % <SEP> 
<tb> 
 
Il reste donc   1,1 %   d'azote sous forme de nitrate de calcium, ce qui représente 6,5 % de l'engrais total, et nuit considérablement à sa.  conservation.   



    EXEMPLE   2 : 
On opère comme ci-dessus mais en ajoutant à la bouillie,, après précipitation du phosphate bicalcique par addition de 38,5 Kg d'ammoniac anhydre, un adjuvant constitué par 0,6 Kg de tripolyphos- phate de sodium et 0,6 Kgdemétasilicate de sodium. On ajoute alors   simultanément du CO2 et de l'ammoniac et on constate que l'absorption est rapide et totale ; moins d'une heure 1/2 on a fixé les quantités théoriquement nécessaires de ces constituants, soit 44,5 Kg de CO2 et 34,4 Kg de NH3. Pour terminer, on ajoute 250 Kg de KCl à 60 % de   KO. La bouillie est granulée et séchée par les procédés connus.

   On obtient finalement 1 tonne d'engrais complet granulé contenant comme éléments fertilisants : 
 EMI3.2 
 
<tb> 
<tb> Azote <SEP> nitrique <SEP> 6 <SEP> %
<tb> Azote <SEP> ammoniacal <SEP> 6 <SEP> %
<tb> P2O5 <SEP> 10,3% <SEP> dont <SEP> 10% <SEP> soluble <SEP> au <SEP> citrate <SEP> d'ammonium,
<tb> K2O <SEP> 15 <SEP> %
<tb> 
 
Il ne subsiste donc pas de nitrate de calcium dans cet engrais. 



   Dans ces exemples, on a supposé que l'opération était réalisée en discontinu, mais il est évident;qu'on pourrait* aussi bien opérer industriellement dans des cuves placées en série.

Claims (1)

1. -REVENDICATIONS- 1. Un procédé de fabrication des engrais complexes comportant l'attaque du phosphate de chaux naturel par l'acide nitrique, la neu- tralisation par l'ammoniac de la bouillie d'attaque en vue de précipiter le phosphate bicalcique, puis l'introduction d'ammoniac et de CO2 en quantité suffisante pour transformer le nitrate de chaux en nitrate d'ammoniac et en carbonate de chaux, ce procédé étant caractérisé en ce que, avant ou pendant cette introduction, on ajoute à la bouillie une petite quantité d'un adjuvant constitué par des sels alcalins d'acides faibles ou des sels susceptibles d'exercer un effet tampon.

   2. Un procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'adjuvant est constitué par un ou des corps susceptibles de don- ner des ions complexes avec le calcium.

   3. Un procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'adjuvant est constitué par les composés suivants, pris iso- lément ,ou en mélange : sels alcalins d'acides polyphosphoriques, pyro- phosphates, hexamétaphosphates, polysilicates, métasilicates alcalins.

   4. Un procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'adjuvant est constitué par les composés suivants pris isolément ou en mélange entre eux et avec d'autres ad- juvants : sels de l'acide tri-acétique amine, de l'acide éthylène dia- mino tétra-acétique, les citrates alcalins et les tartrates alcalins.

   5. Un procédé selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, dans lequel,en plus desdits adjuvants, on ajoute des agents tensio-actifs et/ou des coloides protecteurs.

   6. Un procédé selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes, dans lequel la quantité totale d'adjuvant utilisé est com- prise entre 0,05% et 2% du poids des phosphates naturels traités.

   7. Un mode de réalisation du procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans hquel l'addition de l'adjuvant est effectuée lorsque, par introduction d'ammoniac, on a amené le pH de la bouillie à une valeur supérieure à 4.

   8. Un mode de réalisation selon l'une quelconque des reven- dications précédentes, dans lequel l'adjuvant est ajouté en plusieurs fractions successives.

   9. Un mode de réalisation selon l'une quelconque des reven- dications 1 à 7, dans lequel l'adjuvant est ajouté en même temps que le gaz carbonique.

   10. Une variante du procédé selon l'une quelconque des re- vendications précédentes, dans lequel on ne met en oeuvre qu'une frac- tion du gaz carbonique nédessaire pour transformer la totalité du ni- trate de calcium en nitrate d'ammonium et en carbonate de calcium, le nitrate de calcium résiduel étant laissé dans l'engrais ou trans- formé par tout procédé connu.

   Il. A titre de produits industriels, les engrais obtenus par application du procédé selon l'une quelconque des revendü cations 1 à 9. En annexe : 1 dessin. Mandataire : F, Michaux