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L'invention concerne un procédé amélioré pour produire des engrais phosphates ainsi que les produits nouveaux obtenus à l'aide de ce procédé.
La production commerciale pratique des engrais phos- phatés a été basée jusqu'ici principalement sur la transformation des roches phosphatées en superphosphates et sur la production d'engrais mixtes à partir de superphosphates. Quoiqu'on ait pro- posé un certain nombre de procédés différents, la plupart des engrais .phosphatiques disponibles dans le commerce est préparée @ par acidification de poches phosphatées.
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EMI2.1
L'invention concc'rno tl' :.lHrrr1 un pl'oCIc1/ df Tn'/.)[1rnt5.nn d'c-ngrats phoJphatôs, <ararl;ôris;< fH'r ce rlt'Ull rli I ail,'(: r.11 n'oinn un métaphosphate chojsi d;(n:: 1(- Collin Y-('i 1,111 1 r!f; rttt;arWo::¯ phates dt calcium, de mt^ssillrn HI" de nodlrt1, un <'l'nt d'hyrlrn- lyse choisi dans 1e fl'OllTW comprenant les 1>ases; forte!; de ;or]jU'11 et de potassi,Q'1\ et de T'eau. On mai-nt-lert le m±liniie -Ini,3ttle du 't1]p] émgo réactioT1nt%1 obtenu pour obtenir '!'hydrolyse (-or m(tapho8- phate en l'orthophosphate corres-orinclint et on laisse mûrir le produit.
EMI2.2
Les métaphosphate, s de calcium, de' potassium ou de so- dim neuvent être hydrolyses en un produit fer iJ isard nouveau et de valeur au moyen de bases fortes hydro--, tl.uh7 es dc pot ssiu et de sodium, c'est-à-dire des bases fortes choisies dans le
EMI2.3
groupe comprenant les hydroxydes, earbonates, oxydes et peroxydes de potassium et de sodium.
Le fait que l'hydrolyse de ces m4ta1-hosDhates peut être effectuée sur des b,ses commerciales dans 1- domaine Qu engrais est d'une imnortélnce D-rticulière car il Démet l'emploi des perlasses et cendres sodiques naturelles comme agent d'hydrolyse.
EMI2.4
L'invent30n conce -- également à titre de produits industriels nouveaux, les produits conformes à ceux obtenus par les procédés précédents ou procédés similaires et notamment des engrais granulps dont chaque granule est homogène en c e qui con- cerne P2P5 et K20 assimilables et qui peuvent contenir en outre un agent chaulant.
En présence des bases fortes mentionnées ci-dessus, le métaphosphate est hydrolysé en orthophosphate primaire correspondant, conformément à J'équation typique suivante
EMI2.5
(I) Ca(P03)2 + 3H 20 CeR4 (P04)2 . H 20
La base forte qui n'a pas participé réellement à l'hy- drolyse, est encore disponible pour réagir avec l'orthophosphate primaire :
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EMI3.1
Les équations ci-dessus illustrent les trois métaphos- phates et les bases fortes spécifiques. Il faut noter que dans chaque cas le produit ne comprend pas seulement le sel phosphaté, mais aussi un "agent chaulant", par exemple le phosphate dical- cique, le carbonate de calcium, 1.'hydroxyde de calcium etc., L'agent chaulant rend le produit particulièrement avantageux pour les sols acides et neutres.
En outre, de tels produits sont parti- culièrement utiles pour les légumes et récoltes similaires.
La proportion de base forte utilisée ne doit pas excéder matériellement la quantité stoechiométrique nécessaire pour la réaction complète avec l'orthophosphate primaire qui résulte de l'hydrolyse du métaphosphate, sinon il y aurait un excès de base forte dans le produit final. En fonction de la nature du produit recherché on peut utiliser une quantité relativement faible de base forte, ce qui se traduira par une décomposition moindre de l'orthophosphate primaire. =':.,si, on peut faire varier la compo- sition du produit final dans de larges limites. Il faut néanmoins employer suffisamment de base forte pour effectuer l'hydrolyse à une vitesse suffisante pour les conditions habituelles de la fa- brication d'engrais.
Pour cela il est nécessaire d'employer au moins une partie en poids de base forte pour 10 parties en poids de métaphosphate.
Les temps de réaction sont très courts par exemple de quelques secondes lorsqu'on emploie les proportions supérieures de base forte. La vitesse de réaction peut être facilement con- trôlée, non seulement en faisant varier les proportions des réactifs mais aussi en ajoutant la base sous forme d'une solu- tion aqueuse et en choisissant la concentration appropriée de la base dans la solution. La réaction est plus rapide avec les
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hydroxydes qu'avoc les carbonates. Lorsqu'on cmploe les pro- portions mentionnées ici, la réaction peut être terminée suffi- samment pour le séchage du produit dans environ 15 minutes.
Habituellement, on emploiera suffisamment (Peau pour une hydrolyse complète ]or:;qu'on utilise de plus faibles quantités de base forte, quoique la quantité d'eau employée puisse être un peu réduite, puisque l'eau consommée dans l'hydrolyse du méta- phosphate est reconstituée par la dissociation de l'orthophos- phate primaire. Quoi qu'il soit désirable de maintenir le contenu en eau près de la proportion stoechiométrique nécessaire pour l'hydrolyse lorsqu'on emploie des proportions inférieures de base forte, on peut augmenter l'eau jusqu'à plusieurs fois la quantité stoechiométrique nécessaire pour.l'hydrolyse lorsqu-'on emploie des quantités supérieures de la base.
Lorsque des quantités supé- rieures de base forte sont employées, le mélange réactionnel est transformé en un solide sec dans un temps aussi court que quelques secondes. Lorsqu'il est désirable d'utiliser de faibles quantités de base, le mélange réactionnel se transforme encore rapidement en une masse pâteuse qui'est manipulée facilement dans les instal- lations de séchage usuelles.
Les ingrédients poavent être combinés dans un mélangeur usuel, mélangés jusqu'à ce qu'ils soient entièrement granulés et amenés par un tapis transporteur vers une pile de stokage, aucune installation spéciale n'étant nécessaire. Lorsqu'il est néces- saire de sécher, le mélange réactionnel est simplement alimenté à un séchoir rotatif à chauffage di.ect, puis à la pile. Le pro- cédé convient particulièrement, par ce que les matériaux secs, en forme de granulés, peuvent être simplement mélangés dans le mélan- geur pour être homogénéisés, puis l'eau est ajoutée pendant le mélange continu. De même, lorsque la base est ajoutée sous forme de solution aqueuse, cette solution aqueuse peut contenir toute l'eau à employer.
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La température initiale des réactifs n'est pas impor-
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tante. Le mélange rnctj onne1. zu,la:nLe rapidement de température laquelle peut atteindre jusque 150 C température obtenue fréquemment lorsqu'on emploie des proportions molaires de la. base forte.
Les exemples suivants illustrent l'invention:
EMI5.2
E:JUi]HPJ.1Ll.
EMI5.3
Parti 1:2.1i. J31L¯D.PJ.dJl
EMI5.4
<tb> Métaphosphate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 46.49
<tb>
<tb> Hydroxyde <SEP> de <SEP> Potassium <SEP> (85 <SEP> %) <SEP> 31,38
<tb> Eau <SEP> 22. <SEP> 23 <SEP>
<tb>
L'eau et l'hydroxyde de potassium sont ajoutés sous forme de solution aqueuse au métaphosphatê dans un mélangeur sphérique et mélangés pendant 45 sec ; à la fin de cette période la température du mélange est de 116,5 C et le produit est un solide friable humide.
Deux jours après la fabrication, le pro- duit est dur et sec; il titre:
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<tb> Humidité <SEP> 2,85
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> total <SEP> 40,15
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> insoluble <SEP> 3,15
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> assimilable <SEP> 37,00
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Potasse, <SEP> en <SEP> K2O <SEP> 28.90
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Basicité <SEP> au <SEP> méthylorange,
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> NaOH <SEP> 6,80
<tb>
EMI5.6
E:N:MPL 2.
EMI5.7
p j;
'!' .lL$!!LP.9j..±l-.2
EMI5.8
<tb> Métaphosphate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 60,62
<tb>
<tb> Hydroxyde <SEP> de <SEP> potassium <SEP> (85 <SEP> %) <SEP> 17,17
<tb>
<tb> Eau <SEP> 2221
<tb>
On prépare une solution de l'hydroxyde de potassium dans l'eau puis est ajoutée au métaphosphate à 150 C dans un
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mélangeur s'oherique. Le mélange est méla.ngé pendant une minute et 15 sec; à la fin de cette période la température de réaction
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est de 220 F et le produiit est un solide friable et sec.
Un jour après sa fabrication le produit titre:
EMI6.1
<tb> Humidité <SEP> 11.71
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> total <SEP> 44.50
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> insoluble <SEP> 1,65
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> assimilable <SEP> 42.85
<tb>
<tb> Potasse <SEP> en <SEP> K2O <SEP> 14.18
<tb>
<tb> Basicité <SEP> au <SEP> méthyl <SEP> orange
<tb> en <SEP> NaOH <SEP> 2.70
<tb>
EXEMPLE 3.
EMI6.2
<tb>
Parties <SEP> en <SEP>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Métaphosphate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 38.29
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Hydroxyde <SEP> de <SEP> potassium <SEP> (95 <SEP> %) <SEP> 32. <SEP> 65
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Eau <SEP> 29.17
<tb>
L'hydroxyde de potassium est dissous dans l'eau et la solution est ajoutée à 57 C au métaphospnate dans un mélangeur sphérique. Le mélange est poursuivi pendant 1 mn et 45 sec; au bout de ce temps la température de réaction est de 112,5 C et le produit est un solide humide.
Un jour après sa fabrication le produit titre:
EMI6.3
<tb> Humidité <SEP> 7,78
<tb>
<tb> P205 <SEP> total <SEP> 35.15
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> insoluble <SEP> 30
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> assimilable <SEP> 34.85
<tb>
<tb> Potasse <SEP> en <SEP> K20 <SEP> 22e33
<tb> Basicité <SEP> au <SEP> méthyl <SEP> orange <SEP>
<tb> en <SEP> NaOH <SEP> 8,30
<tb>
EXEMPLE 4
EMI6.4
<tb> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb> Métaphosphate <SEP> de <SEP> potassium <SEP> 55,04
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Hydroxyde <SEP> de <SEP> Potassium <SEP> (85 <SEP> %)
<SEP> 26.15
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Eau <SEP> 18.81
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> L'hydroxyde <SEP> de <SEP> pot <SEP> ssium <SEP> est <SEP> dissous <SEP> dans <SEP> l'eau <SEP> et
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> cette <SEP> solution <SEP> est <SEP> ajoutée <SEP> à <SEP> 74 C <SEP> au <SEP> métaphosphate <SEP> dans <SEP> un
<tb>
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mélangeur sphérique.On mélange pendant 5 mn et on obtient à la fin un solide humide.
La .température maximum de la réaction est de 72 C Le produit est séché dans un four pendant une heure à 105 C 24 jours après sa fabrication, le produit titre:
EMI7.1
<tb> Humidité <SEP> 1.57
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> total <SEP> 41.50
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> insoluble <SEP> 0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> assimilable <SEP> 41.50
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Potasse <SEP> en <SEP> K2o <SEP> 51.20
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Basicité <SEP> en <SEP> méthylorange
<tb>
<tb> en <SEP> NaPH <SEP> 10.10
<tb>
EXEMPLES.
EMI7.2
<tb>
Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Métaphosphate <SEP> de <SEP> potassium <SEP> 37.97
<tb>
<tb> Hydroxyde <SEP> de <SEP> potassium <SEP> 36.08
<tb>
<tb> Eau <SEP> 25.95
<tb>
L'hydroxyde de potassium est dissous' dans l'eau et cette solution est ajoutée à 85 C au métaphosphate dans un mé- langeur sphérique. On mélange pendant 4 mn et on obtient le produits sous forme d'une bouillie très épaisse.
La température de réaction maximum est de 79,5 C. Le produit est séché au four à 105 C pendant une heure. 20 jours après sa fabrication, le produit titre :
EMI7.3
<tb> Humidit0 <SEP> .Il
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P205 <SEP> total <SEP> 31.95
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P205 <SEP> insoluble <SEP> .02
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> assimilable <SEP> 31.93
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Potasse <SEP> en <SEP> K2O <SEP> 57.32
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Basicité <SEP> au <SEP> methyl <SEP> orange
<tb>
<tb>
<tb> en <SEP> NaOH <SEP> 15.30
<tb>
EXEMPLE 6.
EMI7.4
<tb>
Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> Métaphosphate <SEP> de <SEP> potassium <SEP> 37.97
<tb>
<tb> Hydroxyde <SEP> de <SEP> potassium <SEP> (85 <SEP> %) <SEP> 36.08
<tb>
<tb> Eau <SEP> 25.95
<tb> @
<tb>
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L'hydroxyde de potasinm est dissous dans l'eau et la solution est ajoutée à 85 C au méthaphosphate dans un mélangeur sphérique. On mélange pendant 4 mn et on obtientle produit sous forrie d'une bouillie très épaisse. La tempture de réaction maximum est de 79 C. Le produit est seché dans un four à 105 C pendant 30 mn.
Après 24 jours, le produit titre:
EMI8.1
<tb> Humidité <SEP> 3,58
<tb>
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> total <SEP> 32.55
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> insoluble
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> P2O5 <SEP> assimilable <SEP> 32,55
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Potasse <SEP> en <SEP> K20 <SEP> 1 <SEP> 38,95
<tb>
<tb>
<tb> Basicité <SEP> au <SEP> méthyl <SEP> orange <SEP>
<tb>
<tb> en <SEP> NaOH <SEP> 18.60
<tb>
EXEMPLE 7.
Un produit 0-37-37 est composé de la façon suivante;
EMI8.2
<tb> Parties <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb>
<tb> Métaphosphate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 25.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Métaphosphate <SEP> de <SEP> potassium <SEP> 75.0
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Perlasse. <SEP> (68 <SEP> % <SEP> K2O) <SEP> 45,6
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> Eau. <SEP> 25. <SEP> 0
<tb>
La perlasse-et les métaDhosphates sont mélangés dans une mélangeuse à cuve et l'eau est ajoutée durant le mélange.
On continue de mélanger pendant 3 mn, à la fin de cette période le produit est un solide humide à 49 C. Le produit est amené directement du mélangeur à un tambour rotatif de séchage où il est séché pendant 5 mn à environ 120 C. Le produit se granule dans le séchoir et est amené vers la pile pour le mûrissement final.
Les produits terminés obtenus conformément à cette invention sont durs et secs, chaque particule étant homogène quant à P2O5 et K2O assimilables.