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Composition d'engrais.
La présente invention se rapporte à des compositions pouvant être utilisées comme engrais solides, et particulièrement à de telles compositions contenant du nitrate d'ammonium.
Le nitrate d'ammonium offre de nombreux avantages comme engrais. C'est une source relativement concentrée d'un des princi- paux éléments nutritifs des plantes, l'azote; en outre cet azote est présent sous deux formes, la forme ammoniacale et la forme nitrate, ce qui étend sa gamme d'application. Il est souvent désiré d'incor- porer des substances contenant deux autres éléments nutritifs prin- cipaux des plantes, c'est-à-dire le phosphore et le potassium, avec le nitrate d'ammonium pour former ce qu'on appelle un engrais mixte NPK.
La prise en masse du nitrate d'ammonium constitue une
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difficulté importante dans l'utilisation de ce sel dans l'industrie des engrais. On sait que le nitrate d'ammonium peut exister sous plusieurs formes de structure cristallographique différentes, dont deux sont connues sous l'appellation de forme III et forme IV.
Le nitrate d'ammonium III est normalement stable dans la gamme de températures de 32 à 84 C. En dessous de 32 C, il est transformé en nitrate d'ammonium IV, mais la transition de III en IV n'est pas toujours nette et dans certaines conditions une forme métastable peut exister. On reconnait toutefois que la prise en masse dure du nitrate d'ammonium peut provenir de la transition d'une matière légèrement humide ou même séchée à l'usine, d'une forme à l'autre. La persistan- ce temporaire d'une phase métastable qui est relativement plus solu- ble semble être un facteur contribuant à l'augmentation de la tendan- ce à la prise en masse du nitrate d'ammonium.
En outre, le volume augmente appréciablement lorsque le nitrate d'ammonium IV passe à la forme III, ce qui peut entraîner des effets indésirables au cours du stockage. Les récipients, tels que des sacs en papier ou même des fûts en métal remplis de nitrate d'ammonium peuvent éclater lorsque les conditions atmosphériques font monter la température du nitrate d'ammonium à plus de 32 C, tempéra- ture de transition des deux formes cristallines.
Dans le passé, la température de transition pour le passa- ge du nitrate III au nitrate IV a été abaissée avec succès en incor- porant du nitrate de potassium sous forme de solution solide; de cette manière le nitrate d'ammonium III peut être stabilisé aux tem- pératures atmosphériques normales.
On a trouvé à présent que le métaphosphate de potassium insoluble dans l'eau (KPO3)n, -également appelé sel de potassium de Kurrol, mélangé à la forme III du nitrate d'ammonium, en stabili- se une proportion sous cette forme même à des températures inférieu- res à 32 C et en outre que, lorsqu'on le mélange à la forme IV du nitrate d'ammonium à une température en dessous de 32 C, le méta- phosphate, sans application de chaleur, convertit cette forme IV en
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la forme III dont la structure est stable à l'égard des fluctuations de température autour de la température de transition.
Le degré de conversion et de stabilisation dépend de facteurs tels que la proportion de métaphosphate de potassium, la granulométrie particulière des éléments du mélange et le temps; mais en général, dans des conditions semblables, le métaphosphate est plus efficace que le nitrate de potassium ou le chlorure de potas- sium.
La présente invention procure donc des compositions pou- vant être utilisées comme engrais, comprenant du nitrate d'ammonium et du métaphosphate de potassium.
Outre qu'il exerce un effet stabilisant sur le nitrate d'ammonium, le métaphosphate procure une source d'éléments nutri- tifs des plantes, parce que, bien qu'insoluble dans l'eau, il se dissout dans les solutions du sol et peut ainsi être assimilé par les plantes. Les compositions de la présente invention sont des engrais très utiles parce que fortement concentrés, contenant envi- ron 60% en poids d'éléments nutritifs, c'est-à-dire de N, P205 et K2O, et ayant une teneur relativement faible en chlorure, qui, dans certaines circonstances, nuit.au développement des plantes.
En outre, le métaphosphate de potassium sert aussi bien d'agent de conditionnement que d'agent stabilisant en facilitant le maintien des compositions à l'état meuble pendant le stockage.
Comme on l'a indiqué plus haut, le degré de conversion à la forme III et la stabilisation de cette forme dépendent de la proportion de métaphosphate de potassium dans le mélange et le mélange doit contenir de préférence au moins 10%'en poids de méta- phosphate de potassium. Les rapports préférés métaphosphate de potassium-nitrate d'ammonium sont de 1:4 à 9 :1 enpoids.
En outre, le degré de conversion et de stabilisation est d'.autant plus élevé que la mouture des particules de nitrate d'ammo- ' nium et de métaphosphate de potassium est plus fine. On a trouvé qu'une granulométrie, pour les deux éléments, de moins de 30 mailles B.S.S. donne toute satisfaction, mais que de meilleurs résultats
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sont, bien entendu, obtenus lorsque la granulométrie est de 100 mailles B.S.S. ou moins.
Les compositions de l'invention peuvent être préparées en mélangeant le métaphosphate de potassium à l'une des deux formes de nitrate d'ammonium. Si on le mélange à la forme IV, le degré de conversion est amélioré dans certaines limites en laissant reposer le mélange. Avantageusement, le métaphosphate est mélangé à du nitrate d'ammonium chaud au moment de sa production parce qu'une partie du nitrate sous la forme III sera ainsi stabilisée même après refroidissement en dessous de 32 C jusqu'à la température ambiante.
Ceci peut éviter le besoin de refroidir le nitrate d'ammonium en dessous de la température de transition avant le stockage.
L'effet du métaphosphate de potassium (KP03)n est illus- tré dans les tableaux suivants.
Le tableau I montre la proportion de forme III stabilisée lorsqu'on mélange du métaphosphate de potassium d'une granulométrie passant par le tamis 300 mailles B.S.S. à du nitrate d'ammonium d'une granulométrie de 150 à 200 mailles B.S.S. à une température supérieure à 32 C et qu'on laisse refroidir jusqu'à la température ordinaire. Les rapports IV:III donnés dans les tableaux I, II, III et IV sont déterminés par des mesures d'intensité de radiographies de diffraction de poudre. ;
TABLEAU I.
EMI4.1
<tb>
Rapport <SEP> en <SEP> poids <SEP> Rapport <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> nitrate:phosphate <SEP> IV:III
<tb>
<tb> 4 <SEP> : <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> : <SEP> 3 <SEP>
<tb>
<tb> 9 <SEP> : <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> : <SEP> 3 <SEP>
<tb>
<tb> 19 <SEP> : <SEP> 1 <SEP> 3 <SEP> : <SEP> 2 <SEP>
<tb>
<tb> 49 <SEP> : <SEP> 1 <SEP> 6 <SEP> : <SEP> 1 <SEP>
<tb>
Le nitrate d'ammonium et le métaphosphate de potassium sont broyés ensemble en dessous de 32 C dans les diverses propor- tions indiquées jusqu'à une granulométrie d'environ 60 mailles B.S.S. et le rapport entre la forme IV et la forme III dans chaque
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mélange est déterminé après 12 heures. Les résultats obtenus sont indiqués au tableau II.
TABLEAU II.
EMI5.1
<tb>
Rapport <SEP> en <SEP> poids <SEP> Rapport <SEP> en <SEP> poids
<tb>
<tb> nitrate: <SEP> phosphate <SEP> IV:III
<tb>
<tb> 1 <SEP> : <SEP> 1 <SEP> 2 <SEP> : <SEP> 3 <SEP>
<tb>
<tb> 2 <SEP> : <SEP> 1 <SEP> 1 <SEP> : <SEP> 1 <SEP>
<tb>
<tb> 6:1 <SEP> 3 <SEP> : <SEP> 2 <SEP>
<tb>
<tb> 19 <SEP> : <SEP> 1 <SEP> 4 <SEP> : <SEP> 1
<tb>
L'effet de la variation de la granulométrie des éléments mélangés dans un rapport en poids nitrate:phosphate de 2 :1 est indiqué au tableau III.
TABLEAU III.
EMI5.2
<tb>
Nitrate <SEP> Phosphate <SEP> Nitrate
<tb> IV <SEP> :III
<tb>
<tb> 30-60 <SEP> mailles <SEP> B.S.S. <SEP> 300 <SEP> mailles <SEP> B.S.S. <SEP> 3 <SEP> : <SEP> 2 <SEP>
<tb>
<tb> 60-100 <SEP> mailles <SEP> B. <SEP> S.S. <SEP> 300 <SEP> mailles <SEP> B.S.S. <SEP> 1 <SEP> : <SEP> 1 <SEP>
<tb>
<tb> 100-150 <SEP> mailles <SEP> B.S.S. <SEP> 300-mailles <SEP> B.S.S. <SEP> 2 <SEP> : <SEP> 3 <SEP>
<tb>
<tb> passe <SEP> par <SEP> 150 <SEP> mailles <SEP> 60 <SEP> mailles <SEP> B.S.S. <SEP> 2:1
<tb> B.S.S.
<tb>
<tb> passe <SEP> par <SEP> 150 <SEP> mailles <SEP> 300 <SEP> mailles <SEP> B.S.S. <SEP> 2 <SEP> : <SEP> 3 <SEP>
<tb> B.S.S.
<tb>
Comme on l'a indiqué plus haut, le degré de conversion est amélioré, entre certaines limites, en laissant reposer les mé- langes. Par exemple, dans un mélange de 2 parties de nitrate d'une granulométrie passant au tamis de 150 mailles B.S.S. et 1 partie de phosphate d'une granulométrie passant au tamis de 300 mailles B.S.S. les rapports entre la forme IV et la forme III, 1 heure, 6 heures et 23 heures après le mélange, sont de 3:1, 1:1 et 2:3 respective- ment.
L'efficacité du métaphosphate de potassium comparé au chlorure de potassium et au nitrate de potassium utilisés dans des conditions identiques est illustrée au tableau IV qui montre la conversion en pour-cent à la forme III en mélangeant la forme IV aux différents sels de potassium.
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EMI6.1
<tb>
TABLEAU <SEP> IV.
<tb>
<tb>
Additif <SEP> Nitrate
<tb> IV:III
<tb>
<tb> KCl <SEP> 7 <SEP> :3
<tb>
<tb> KNO3 <SEP> 3 <SEP> :2
<tb>
<tb> (KP03)n <SEP> 1:1
<tb>
Les sels de sodium correspondants ne produisent pas de conversion dans les mêmes conditions.
L'invention est illustrée par les exemples qui suivent.
EXEMPLE 1.-
Un mélange humide contenant 52 parties de nitrate d'ammo- nium et 48 parties d'un sel de potassium de Kurrol qualité pour engrais (teneur en P2O5 = 52%, teneur en K2O = 38%) est granulé en le barattant dans un tambour rotatif. Les granules sont ensuite séchés à 120 C.
Les granules ainsi obtenus peuvent être utilisés comme engrais NPK, 18:25:18. Le nitrate d'ammonium dans les granules est entièrement sous forme III même à la température atmosphérique comme l'indique l'analyse =aux rayons X.
De petites proportions de substances procurant d'autres sources d'éléments nutritifs des plantes peuvent être incorporées aux engrais de la présente invention. Des traces d'éléments peu- vent être également incorporées.
EXEMPLE 2.-
Une composition formée de 47 parties de nitrate d'ammo- nium, 32 parties d'un sel de potassium de Kurrol qualité pour en- grais (teneur en P205 = 52%, teneur en K2O = 38%), et 21 parties de chlorure de potassium (60% de K20) est humidifiée, transformée en comprimés et séchée pour obtenir un engrais 16 1/2 :16 Le nitrate d'ammonium présent dans le produit est entièrement sous forme III comme l'indique l'analyse aux rayons X.