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"PROCB# FOUR IA FABRICATION DRAI9 COMPOSTS GRANULES CONTENANT DU Mi DU P eb du 1P.
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Les engrais granulée contenant du N et du P sont un produit commercial ; on les obtient en attaquant successi- vement du phosphate brut avec de l'acide nitrique, en portant, dans le liquide d'attaque obtenu, le rapport molaire de CaO/P2O5 à une valeur 2 par cristallisation de nitrate de calcium ou bien par addition d'acide phosphorique, en diminuant l'acidité de ce liquide avec du NH3 de manière continue jusqu'à un pH compris entre 1,5 et 2,5 avec formation d'une suspension de CaHPO, dans une solution qui contient essentiellement du nitrate d'ammonium, en évaporant la suspension jusqu'à obtention d'une masse fondue ayant une teneur en humidité de 2 - 4%.
après quoi la masse fondue est granulée, de préférence en dispersant la masse fondue pn gouttes d'un diamètre de 1 - 2 mm environ, ces gouttes se refroidissant et se Solidifiant pendant leur chute dans une tour, de sorte qu'on obtient des globules intacte d'un diamètre uniforme, appelés globules sphériques.
Si on veut fabriquer de cette manière un engrais composé contenant du N, du P et du K, en ajoutant à la masse fondue susdite, la quantité nécessaire de sel de potassium, de préférence du K2SO4, la masse devient très visqueuse et par conséquent difficile à pomper jusqu'à la hauteur d'une tour de gradulation normale. Pour granuler une telle masse très visqueuse, il faut alors se servir d'autres méthodes de granulation telle que celle selon laquelle on introduit la masse fondue dans les tambours de granulation, en même temps que du produit solide préalablement tamisé.
Un tel produit granulé a une forme beaucoup moins belle que les engrais granulés obtenus par dispersion en globules sphériques.
Or, on a découvert qu'on peut obtenir une viscosité extrêmement basse de façon que la masse d'engrais puisse @
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facilement être transportée par pompage et dispersée en globules sphériques - si l'on porte le pH de la masse à une valeur < 4, mesurée à une dilution de 100 1 de masse fondue d'engrais pour 100 1 d'eau. Si l'on prépare de la mani- ère susdite, par exemple une masse fondue d'engrais d'une composition de 14% de N, 14% de P2O5, 14% de K2O, ladite masse fondue ayant un pH de 4,2 et une teneur en humidité de 4, 5$, la viscosité est de plus de 1000 cP.
L'addition de 1,8% en poids d'acide nitrique à 55% entratne une diminution de la viscosité allant jusqu'à 300 cP; par cette addition, le pH est réduit à 3,9. Le pH de la masse fondue d'engrais à transporter par pompage et à disperser en globules sphériques peut être porté de différentes manière à une valeur < 4, par exemple par addition d'une faible quantité d'acide fort après l'addition du sel de potassium, ou bien par addition d'une faible quantité d'acide fort avant un l'addition du sel de potassium ou par/abaissement moins impor- tant de l'acidité du liquide d'attaque avec du NH3.
L'effet de l'addition d'acide sur la viscosité de la masse fondue s'avè- re être le plus fort, lorsque l'acide est ajouté après le dosage du sel de potassium, comme on le constate dans le graphique de la figure unique ci-annexée qui représente le rapport entre la viscosité d'une masse fondue d'engrais, ayant une composition de 14% de N, 14% de P2O5et 14% de K2O4, et la quantité additionnelle d'acide, qui est exprimée en molécule- grammes par molécule-grammesde P2O5. En outre, cette figure représente le rapport entre le pH mesuré à une dilution avec de l'eau de 1 :1 la quantité additionnelle d'acide.
Le3 courbes a, b et c de la figure sont relatives aux
Bas où : a) l'acide est ajouté avant l'addition du sel de potassium et où la teneur en humidité après l'addition du sel de potas- sium est de 4%, b) l'acide est ajouté après l'addition de sel de potassium et où la teneur en humidité après l'addition du sel de
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potassium est de 4% et où c) le processus se déroule comme sous b, à l'expeption de la teneur en humidité qui est dans ce cas de 5,2%.
Le procédé selon l'invention peut être appliqué avan- tageusement lorsque comme sel de potassium, on emploie du sulfate de potassium, parce que, dans ce cas, on obtient des masses fondues d'engrais d'une plus basse viscosité que dans le cas où le potassium est ajouté sous forme de chlore' de potassium. Lors de l'application du porcédé selon l'invon tion, on évitera généralement de laisser tomber le pH de la masse fondue à disperser en globules sphériques au-dessous de 3 (mesuré à une dilution avec de l'eau de 1:1) parce qu'au trement, les globules sphériques d'engrais attaquent trop fortement l'emballage à cause d'une réaction acide, de sorte que des inconvénients se présentent pendant le transport.
Les exemples non limitatifs suivants servent à illus- trer l'invention.
Exemple 1
1000 g d'un mélange de phosphate brut (51% de CaO,
36% de P2O5, 3,4% de F) ont été attaqués avec 2580 g de HNO3 à 55%. De la solution, on a cristallisé par refroidissement et ensuite évacué 1350 g de Ca(NO3)2 4H2O, après quoi on a abaissé continuellement l'acidité de la solution (mol de
CaO/P2O5= 1,34) avec 231 g de NH3 jusqu'à un pH de 2,5.
Pendant ce traitement, 250g d'eau se sont échappés sous forme de vapeur après quoi, en poursuivant l'évaporation on a encoi évacué 300g deau. Ensuite, on a ajouté 735g de sulfate de potassium technique (49% de K2O). On a obtenu ainsi 2526g de masse fondue d'engrais ayant une teneur en humidité de 4% et un pH de 4,2 (mesuré à une dilution avec de l'eau de 1:1).
La masse fondue était difficile à pomper et devait être grenu
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lés dans un tambour de granulation. Far addition supplémen- taire de 88 g de HNO3 à 55% (c'est-à-dire 0,3 mol de HNO3 par mol de P2o5) la masse fondue est devenue fluide (le pH, mesuré à une dilution avec de l'eau de 1:1, était de 3,6), facile à pomper et, par conséquent facile à disperser en globules sphériques. Après la dispersion en globules sphériques, les globules formés ont été séchés dans un tambour de séchage jusqu'à une teneur en humidité de 1% et saupoudrés avec 3% de kieselguhr. Les globules sphériques obtenus contenaient : 13,8% de N, 14,0% de P2O5 soluble à 50% dans l'eau, 14,0% de K20.
Exemple 2
1000 g d'un mélange de phosphate brut (51,0% de CaO, 36% de P2O5et 3,4% de F) ont été attaqués- avec 2830 g de HNO3 à 55% après quoi, par refroidissement, 1350 g de Ca(NO3)2 4H2O sont cristallisés. Après la filtration, l'acidité de la solution a été abaissée continuellement avec 270 g de NH, jusqu'à un pH de 2,5. Lors de ce traitement, 300g d'eau se sont évaporés, en poursuivant l'évaporation, 490g d'eau se sont encore échappés après quoi 1080 g de K2S04 (50% ae K20) ont été ajoutés à la suspension formée de CaHPO4 dolide dans une solution contenant essentiellement du nitrate d'ammonium.
Pour diminuer la viscosité, 237g de HNO3 à 55%, c'est-à-dire 0,8 molécule-gramme par molécule-gramme de P2O5, ont été ajoutés à la masse formée. La masse d'engrais (teneur en eau 5,1% pH 3,2, mesurée à une dilution avec de l'eau de 1:1) a été dispersée sous forme de globules sphériques et ceux-ci ont été séchés ensuite jusqu'à une teneur en humidité de 1% et saupoudrés avec 2% de Kieselguhr. On a obtenu un engrais. contenant 13,8% de N, 11,4% de P2O5 dont 75% aoluble dans l'eau et 17,1% de K2O.
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"PROCB # FOUR IA FABRICATION DRAI9 COMPOSTS PELLETS CONTAINING Mi DU P eb du 1P.
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Granulated fertilizers containing N and P are a commercial product; they are obtained by successively attacking crude phosphate with nitric acid, by bringing, in the attack liquid obtained, the molar ratio of CaO / P2O5 to a value of 2 by crystallization of calcium nitrate or by addition of phosphoric acid, by reducing the acidity of this liquid with NH3 continuously to a pH between 1.5 and 2.5 with formation of a suspension of CaHPO, in a solution which essentially contains nitrate ammonium, evaporating the suspension until a melt is obtained with a moisture content of 2 - 4%.
after which the melt is granulated, preferably by dispersing the melt pn drops with a diameter of about 1 - 2 mm, these drops cooling and solidifying during their fall in a tower, so that globules are obtained intact of a uniform diameter, called spherical globules.
If one wants to make in this way a compound fertilizer containing N, P and K, adding to the aforementioned melt, the necessary quantity of potassium salt, preferably K2SO4, the mass becomes very viscous and therefore difficult to be pumped up to the height of a normal gradulation tower. In order to granulate such a very viscous mass, it is then necessary to use other granulation methods such as that in which the melt is introduced into the granulation drums, at the same time as the solid product previously sieved.
Such a granulated product has a much less attractive shape than granulated fertilizers obtained by dispersing into spherical globules.
However, it has been discovered that an extremely low viscosity can be obtained so that the mass of fertilizer can @
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easily be pumped and dispersed in spherical globules - if the pH of the mass is brought to a value <4, measured at a dilution of 100 l of fertilizer melt per 100 l of water. If one prepares in the aforesaid manner, for example a fertilizer melt having a composition of 14% N, 14% P2O5, 14% K2O, said melt having a pH of 4.2 and a moisture content of $ 4.5, the viscosity is over 1000 cP.
The addition of 1.8% by weight of 55% nitric acid results in a decrease in viscosity of up to 300 cP; by this addition, the pH is reduced to 3.9. The pH of the fertilizer melt to be pumped and dispersed into spherical globules can be brought to a value <4 in various ways, for example by adding a small amount of strong acid after adding the salt potassium, or by adding a small amount of strong acid before adding the potassium salt or by lowering the acidity of the attack liquid less with NH3.
The effect of the addition of acid on the viscosity of the melt is found to be the strongest, when the acid is added after the determination of the potassium salt, as seen in the graph of the single attached figure which represents the ratio between the viscosity of a melt of fertilizer, having a composition of 14% N, 14% P2O5 and 14% K2O4, and the additional quantity of acid, which is expressed in molecule-grams per molecule-grams of P2O5. Further, this figure shows the ratio of the pH measured at a 1: 1 dilution with water to the additional amount of acid.
The 3 curves a, b and c in the figure relate to the
Low where: a) acid is added before the addition of the potassium salt and the moisture content after the addition of the potassium salt is 4%, b) the acid is added after the addition potassium salt and where the moisture content after addition of the potassium salt
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potassium is 4% and where c) the process proceeds as under b, with the exception of the moisture content which in this case is 5.2%.
The process according to the invention can be advantageously applied when potassium sulphate is used as the potassium salt, because in this case fertilizer melts of lower viscosity are obtained than in the case of where potassium is added as potassium chlorine. When applying the porcine according to the specification, one will generally avoid dropping the pH of the melt to be dispersed in spherical globules below 3 (measured at a dilution with water of 1: 1). because the spherical fertilizer globules attack the packaging too strongly due to an acid reaction, so that disadvantages arise during transport.
The following non-limiting examples serve to illustrate the invention.
Example 1
1000 g of a mixture of crude phosphate (51% CaO,
36% P2O5, 3.4% F) were attacked with 2580g of 55% HNO3. From the solution was crystallized by cooling and then removed 1350 g of Ca (NO3) 2 4H2O, after which the acidity of the solution was continuously lowered (mol of
CaO / P2O5 = 1.34) with 231 g of NH3 up to a pH of 2.5.
During this treatment, 250g of water escaped in the form of vapor after which, by continuing the evaporation, 300g of water were also discharged. Then 735g of technical potassium sulfate (49% K2O) was added. There was thus obtained 2526g of fertilizer melt having a moisture content of 4% and a pH of 4.2 (measured at a dilution with water of 1: 1).
The melt was difficult to pump and had to be grainy
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strips in a granulation drum. Upon further addition of 88 g of 55% HNO3 (i.e. 0.3 mol HNO3 per mol P2o5) the melt became fluid (the pH, measured at dilution with water of 1: 1, was 3.6), easy to pump and therefore easy to disperse into spherical globules. After dispersing into spherical globules, the formed globules were dried in a drying drum to a moisture content of 1% and sprinkled with 3% kieselguhr. The spherical globules obtained contained: 13.8% N, 14.0% P2O5 50% soluble in water, 14.0% K20.
Example 2
1000 g of a crude phosphate mixture (51.0% CaO, 36% P2O5 and 3.4% F) was etched with 2830 g of 55% HNO3 after which, on cooling, 1350 g of Ca (NO3) 2 4H2O are crystallized. After filtration, the acidity of the solution was continuously lowered with 270 g of NH, to a pH of 2.5. During this treatment, 300g of water evaporated, while continuing the evaporation, 490g of water still escaped after which 1080 g of K2S04 (50% ae K20) were added to the suspension formed of CaHPO4 dolide in a solution containing mainly ammonium nitrate.
To decrease the viscosity, 237g of 55% HNO3, that is to say 0.8 gram-molecules per gram-molecule of P2O5, were added to the mass formed. The mass of fertilizer (water content 5.1% pH 3.2, measured at a dilution with water of 1: 1) was dispersed in the form of spherical globules and these were then dried to at a moisture content of 1% and sprinkled with 2% Kieselguhr. We got a fertilizer. containing 13.8% N, 11.4% P2O5 of which 75% is soluble in water and 17.1% K2O.