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Procédé des fabrications interdépendantes des engrais complets assainis sous forme de KNO3,
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NaNOµ, OaJHP04, }.{gHP04, x A';4Pti.6i20 au non de
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Constantin à'àsseev, à Bruxelles.
Le but de l'invention étant l'assainissement des
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engrais chimiques, le procédé de la présente invention éli- mine tous les ions nuisibles aux sols et @ végétaux cultivés et ne conserve que les ions bienfaisants..
Le procédé est caractérisé par 1'agacement des réac- tions interdépendantes permettant d'assainir toutes les unités
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fertilisantes ,N,1',g la fois, dans la m6me usine.
L'agencement comporte l'interdépendance de 3 cycles s le cycle . de BXNO3+4MgNù4P0W.6E2O, le cycle B de $iCl+2Cgx4p44, .tee20 et cycle Ct auxiliaire de dc-uc premiers, fournissant le lg(G03)2 en partant de la dolomie OaCÓ3.MgO03, qui fonctionne sans consommer des réactifs chimie'ies, mais uniquement avec le 002 se trouvant dans le cycle et de l'eau à la température ordinaire 15 C.
Le cycle A commence par la calcination du KCl avec le
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H2S04 dans des tours mécaniques s1.Lvant la réaction (1) (1) 8KO1 + 4H2S04 - 4IC2S()l{. + 8E>jl Les 8HC1 sont dirigés vars le cycle B. Une molécule
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de E2S04 est réservée pour la préparation de 2KH2P04 par la réac- tion (5), tandis que 5 autres ,'25,- sont mis,ajoutés de 6han03, en solution pour l'attaque du Ca' f .'04)2, dante les cuves en céramique ou en fonte émaillée, munies d'aviateurs mécaniques, à la tempéra- ture ordinaire 15 C, suivant la réaction (2) t (2) 3K2S04+6HN03+Ca3(P04)2 - 61{'J()3 + 2H3P04 + 3CaS04 -,..-/- ..--- Le EN03 sontenu dar./ la solution mixte deL-EN03+H3P04 ....-- attaque et détruit tous les VSsU8 filteants, eaut ceux en téflon OF2-0F2 (fluon de anglais? Ma1,!'1 co genre de toiles filtrantes, à cause des -prix élevée (")p06 É 5000 Il belges le m2),
est prohi- bitif pour les i i-dustri5.,,/de grand tonnage.
L'inient3 Q résout ce problème difficile de la façon
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euivante < on ne filtre pas encore les 30aS04-. mais, cane filtrer, on ajout* z la solution mixte de 6XN05+2X3P0W les 4 molécules de Ni3, suivant la réaotïça (3) 1 (3) 6=03 ... 3CaS0W + 2H3P04 + 4NE3 w 3CasO4 + 2(]m4)2HP04 + 6XNO3 Les acides ayant été neutralisés, on filtre' les 30aSO4
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sur les toiles de ua11té courante. < Mode alors une autre difficulté se présente. Pour précipiter les 2MgNH4P04.6H20 la réaction demande 2 molécules de NH3. Or après la réaction (3) il y a 2 molécules de NH3 de trop.
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Suivant le brevet belge d9An8eev no 697 338 du 21.IV.67 les deux molécules de NH3 de trop sont éliminée. par distillation et sont réintroduites dans le cycle pour l'opération suivante.
Or ceci comporte la perte de temps et les frais.
La présente invention n'élimine pas ces deux molécules @ de NH3, mais les réutilise dans la même cuve contenant la solution
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sicte TQ{NH4j2, et ceci pour précipiter avantageusement 2 molécules de Ii4l..6ïi2n de plusti.e. 2N ammoniacaux assainis en plus, A cet effet, on ajoute à la solution mixte de 6XN03 et de 2(N'Ë4)2HP04 2 molécules de 1#2P0lI- obtenues par la réaction (5) du K2SO4 avec le superphosphate en solution.
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Ainsi, en introduisant en m3me temps 2 molécules spplémec"- taires deNHO3,le procédé de la présente, comparativement au brevet belge d'Asseev n 697 338, assainit le nombre plus grand d'atomes biogénétiques, c'est à dire 8 de ces atomes en plus, dans la même cuve :
2 atomes de P, 2atomes de K, 2' atom.de N sous forme nitrique,
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2 atomes de N ammoniacal sous forme du igNf4.Pt1.6H0, la s e u 1 e permise par la loi pédologique pour les engrais chimiques.
Comme les réactions (2) et (3),la réaction (4) a lieu
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à la température ordinaire .5 G +2hbo, + 8002.
(4) 62t03+H4)iU4--24Mg(13GC3j2rLI320=41'H4P04.6H20a Avec la réaction (4) le cycle à est terminé. Les 4 molé- -cules de igl;t4P04.Fio sont filtrées, lavées et séchées. Les 8EN03 en solution sont dirigés vers les évaporations dans les appareils à multiple effet et après la concentration sont/ soumis à la crista- llisation.
En utilisant pour les évaporisateurs les calories, aut- rement perdues, de la vapeur d'échappement des turbines de la cent- rale électrique annexée pour les besoins de l'usine, la concentration de la solution KNO3 est rendue très économique.
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La solution de 2KH2P04 se prépare en dissolvant le K2S04 restant des 8KOl de (1) dans la solution de superphosphate suivat la réaction (5) qui s'effectue dans les cuves en bois
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(5)K2S04+CaBH-(P04)2 - CaS04 + 2KS2P04 Le CaS04- est utilise pour la préparation de la solution
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de (NE4)eop4ar la réaction de Lavoisier, connue donc déjà au XHI-ze siècle, vers la cuve du (9) 1 /6) OaS04 (1114)2003 = CaCO3 + (NH4)2S04
Mais le procédé ne se limite pas par l'élimination du chlore nocif du sylvine KCl et son remplacement par anion NO3' bienfaisant.
Il comporte d'autre avantages, plus importante encore.
Comme il est bien connu, les industries des mines potassiques cherchaient pendant presque 100 ans des procédés pour éliminer le
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NaCl, composant dominant dans la sylvinite .NaCln, avec l'aide de grands capitaux et l'élite de techniciens savants .Finalement, ces recherches ont été couronnées de plein succès ! de ce mélange mécanique qu'est la sylvinite on est parvenu éliminer tout le NaOl,
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qu'on rejette aux égouts, en fournissant à l'agriculture le X01pur.
Or il a fallu éliminer le chlore et conserver le NaOl en le transformant en NaN03, nitrate de Chili synthétique, qui est aussi précieux pour l'agriculture que KNO3, de sorte qu'on a trouvé ce qu'il ne fallait'même pas chercher.
Le procédé de la présente résout correctement cet important problème en transformant les deux chlorures en nitrates, et comme
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dans la sylvinite le Naos est g r a t u i t , plus pauvre est la sylvinite en KCl,plus elle rapporte de bénéfice au fabricant.
Dans le commerce des engrais, seul N nitrique est payé (17 - 20 A belges le kilo, suivant les pays) dans le NaNO3 par les culti- vateurs. Pour les fabricants la tonne de NaCl industriel (40% Na+)
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coûte,départ salines françaises, 70 Hr fur. soit 700 k belges, c'est à dire 700/400 - 1.75 ? belge le kilo de 1-ion.
La tonne de Nana, contenant 270 kilos de Na+-ion comporte donc comme frais d'achat de cet .oz .3.' ¯ . 2 3 belges.
En comptant le kilo de N nitrique mâme à 20 Fr belges, la valeur
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d'une tonne de NaN03 à 15 % N est 3.,Oa2G = 3000 1 belges. Si le bénéfice n e t sur l'azote est de 15 %,il est de 3000.0,15 - :4r5,0,,,p. b,elesi oient à dire qu'il est dual au prix d'achat de NaOl, autrement dit la gratuité de NaOl dans la 1111vinite tait doubler le bénéfice du fabricant.
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Abstraction faite des sciâtes argileux et autres impuretés, la sylvinite courante d'Alsace répond approximativement à la
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composition 2KCl+6Yaal dont 9.M,w 496, KOl-30%, rion-16%, Nabi-70%; Nion2776%'28%.
En comptant K+ion à 6 A belges le kilo, la. tonne de cette sylvinite en contient donc pour la somme de 160.6 - 960 A belges.
Aux 280 kilos de Nation qui accompagnent le 160 kilos de K+ion
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correspondent dans la fabrication de Nana, synthétique 14.280/23 " . 183,5 kilos de 8 nitrique à am a- belges le kilo. soit pour la somme de 183,5*20 - 3670 Fr belges. Bénéfice net sur l'azote étant 15 %, il sera 3670.0,15 - 550 A belges.
Si l'usine de NaNO3 se contente de son bénéfice normal, le
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prix d'ion ±l sera pour elle 960 - 550 - 410 ? belges, c'est à dre ]21ud de deux fois meilleur marah6. Il est donc insensé de jeter aux égouts, comme le font les industries des mines potassiques, le NaCl plus rémunérateur que la potasse.
Les bas prix de revient du procédé sont le résultat de l' interdépendancedes fabrications, la fabrication d'un seul produit est rarement avantageuse.
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Le cycle 1 bis pour la sylvinite 2.C1+b'NaCI (Ibis) 2KCl + 6NaCl * 4ROS04 m K2S04 + 3Na2Eo4 (2bis) 0,75(22E0µ+3Na2s0W)+6xN05+Q's3(QQW)2-o,?5(2KNO3+6NaH03)+ + 2E3PO4 + 3CaS04 (3bis) csa.+2xoa.+a,(NO3+NaNO3)-3=aso.2(NSa.)2oa.
(4bie) o,75(2nf03+6NaN03)+2(Nm)2P04.2Eïf03+0,25(K2+3Na2)B4(ro4)9 + g%X%Z+4%(Ea05)2+1 X2O * - 2rro+sNo,+a.ia...so+aco2 (5bis) o,a5(sso.Naso.) + CCptu.)2 ,. 0,25(2+3ra>.g4(xa.)2 + + CaJ3QY.
Le cycle B de 8ROI + 2lgc'H+PQ4,6H2Q. Ce cycle reste invariable pour le KCl et pour la sylvinite.Dans les cuves en bois ou ébonitées on attaque par 6HCl une molécule de Ca3(P04)2 suivant la réaction
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(7) Ca3(P04)2 + 6HC1 3CaC12 + 2C3P04. On filtre les insolubles.
(8) 3CaC12 + 2H3P04 + Ca0.Kg0 (dolomie calcinée) - 3Ca012 + 2H20 + + OaEP04 + MgHP04. On filtre.
(9) CaHP04+MgHP04+2SCL+(NH4)2S04 - MgB4(P04)2 + 2NH401 + CaS04.
On filtre CaSO4 et on verse le filtrat dans la solution de
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T,g(ICC3)2 en agitation mécanique, suivant la réaction
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(10) MgE+(Q9L)2+2hEB<J1+2Yg(XQo312+81120W MgCl2+2MzNE4hoW*6WOEOo2 Les 2NgiH4P0.fH2Q sont filtrée, laves'et sèches, les 4002 sont dirigée vre le gazomètre. Le cycle B est ainsi terminé.
Comparé aux procédés courante de fabrication de IC2S04+0aEJ?04.. celui de la présente invention comporte les prix de revient plus
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bas, car avec la 113me quantité de H2SQ4. il produit 2 molécules de PAM dans le cycle B et 2 dans le cycle A, autrement dit il traite deux molécules de Oa3(PO4)2 au lieu d'une, en utilisant
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l'anion S04" du X2S0L qui reste inutilisé dans les usines tabri- quant X2804+CaM>04.
Abstraction faite de la réotion (5), qui est au paire avec la fabrication du superphosphate. les cycles A et B réunis consomment 2 fois moins de H2SO4 que la fabrication de superphos- phate. En prenant en considération le profit important tiré de la gratuité du NaCl, il devient évident que l'ensemble des qualités du procédé de la présente le rend, grâce à l'interdépendance des fabrications, bien plus économique que les fabrications effectuées le plus souvent séparément, surtout aussi que l'interdépendance des opérations facilite la mécanisation économisant la main d' oeuvre.
Le cycle a fournissant Mg(HCO3)2 @
La fabrication commence par la calcination dans la tour tournant à 750 C et dans le courant de va,peur d'eau surchauffée, peur abaisser la tension partielle du 002 en vertue de loi Dalton, des grenailles de dolomie, déchets des carrières, suivant la réac-
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tion (11) Caao3.Msoo3 .
Oao03 + Ego + 002, ou à aso 0 Ca.C05.MgC03 - OaO + 1g0 + 2002 Le 002 est dirigé vers le gaometre pour desservir les réactions ayant lieu dans les autoclaves sous pression de 10 - 15 atm., à la température ordinaire, sans aucun réctif chimique, mais uniquement
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avec de l'eau t (12) OaOO',J4g0 + 2002 + H20 . !4g(HCO;
)2 + CQC03* Après la filtration du CaG03% la solution 3dg(HC03)2 sert aus réac- tions (4) et (10), ainsi que (4bis). ,
En résumé, pour 3 molécules de P205 engage le procédé assainit en tout 14 atomes d'azote dont 8 atomes tous forme de 8KNO3 et 6
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atomes nous forme ammoniacale du IH4P,6&?D (PJ.1,(), la seule per- mise par la loi pédologique naterelle pour les engrais artificiels
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En outre,le procédé assainit 8 atomes de potassim,an éliminant 8 atcmes de chlore,nocif, qui sont remplacés par 8 anions N03' ,bien- taiS8Jlts .Avec ion +,1 fournit engrais complet assaini ]t.l'f ,P,1lg.
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; Comme nous avon exposé dena notre brevet belge n*51L 366 du 22.IX.52.. il existe pour les engrais chimiques une loi' pédob1olog:ique inexorable, :p8.Bsé. alhom*nsemen% inaperçue par la. vielle doctrine qui ne considérait que les poids par hectare des éléments ferti- lisants, sans se soucier de leur compagnons nuisibles contenus ; dans la même molécule.
Cette loi dont nous avons été le premier à constater l'exis- tance, peut être formulée en grandes lignes comme il suit :
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-Tout cathiont utile et nécessaire pour la plante,associa à. l'ac1oIl autre que C02", N03', S003't RPC)4." si03", est en mtme temps nuisible à la plante et au sol, l'action nocive étant produite tantôt par l'acte d'assimilation par la plante, tantôt par les réactions ayant lieu dans le sol, tendis que l'action du cathion NH4+ est nuisible en association avec n'importe quel anion.*
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Par les Ni.trost- et Nitroammona de Vinogradaky il se forme an sol de à 16 fois plus d'acides pour chaque tonne-moi de H ammo- niaoal mils comme fertilisant, car ion 1'H4' devient HN'03, tandis que les a n 1 o n s de sels se libèrent suivant le genre du sel d'ammonium employé, sous forme de H28tJ., MM3,
E3PO4t n01,formant pour chaque molécule d'engrais deux ou même trois mol6 cules d'acides t '?3+H2Bt? (EM3+HN03)9 (2HN03+1GP04) ou m3me (xNo3+ùci), analogue à Aqua Régis, respectivement.
Les microbes ne pouvant fonctionner qu'à la condition de neutraliser constamment l'acide, si l'engrais ne contient pas de
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neutralisant à 1'iatér.atar de moléaule, prennent l'alcalinit4 dans les basse du sol et les décomposent, de sorte que la crbissauce des végétaux ne se trouve plus dans les conditions normales, plus on alcalinise, surtout pour les acides polyvalents, par NH3,
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à l'usine, l U 8 on a c i d i a i, e dans le s o -Les engrais chimique s peuvent être olassés en deux groupes :
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1 Groupe *A" et 2 groupe "B".
1 ou,Fe : ."",,s,. Toué les sels Oont6m:n" lie ions NH4+ mnxo3, <mI4)2S04. H4xzeoa., (NH4)2RP04, s4o., NH4C1, NH40NS (crude ammoniac des anglais, dix kilos à l'hectare tuent toute la récolte d'après les expériences de Sarcle., la vie ne devient possible qu' après la saponification du nitrile), superphosphate de chaux
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ÇaR4(PO4)2 a CaBP(7.H3P04 simple, double et triple; X01, ±2sowi Urée CC: 142, s'hydrate au sol par divers microorgan3.anaes,notam.
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ment par 3,tracacus 1J'reae. se transformant d'abord en W,3 et par la suite par 19:1roso- et Nitroammona de V'1nogradak3' en BN03 libre.
(En général dans tous nos écrits sur les engrais nous appelons "acide libre* l'anion pour lequel la molécule de l'engrais ne con-
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tient pas dans son intérieur de cathiens neutralisants, ce dernier est alors enlevé par les microbes aux bases du sol, avilissant amnsi sa qualité et celle des produits agricoles obtenus. Aucun de ces produits ne peut être employer ai l'on désir obtenir le développe- ment normal de végétaux cultivés et conserver intacte la
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structure et l'équilibre pédobiologique du sol.Ce sont des I>s6udo- Mflk* 2 - Grow>e "J?" t KU039 NaN03t Ce.(U03)2, M::;(03)2tCa1D?oq..
MSE204-9 Ca3'G14) synthétique ou naturel, les os broyés ou dég61ati- nisés, Oa4P209 (scories Thomas), MgMH4P04.6II20 (Pàià)* Tous les engrais de ce groupe sont sans danger pour les sols et pour les pisn. tes. - Leur propriétés pédobiologiques sont "en harmonie" avec les exigences des sols et celles des végétaux. Ce sont 'aes ergra:ts vraïaz (Extrais figurant au brevet belge du 16.XIl'ié0 de la lP%tée' adressée àS.E<. Ministre de l'Agriculture de Belgique René Lefôbvre qui après avoir étudié mes fabrications par l'Institut Agronomique
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'le l'Etat à Gembloux a bien voulu recommander au Ministère den Affaires Economiques de les subventionner par l'Etat).
"En combinant les molécules de ces sels on peut obtenir les mélanges les mélanges pour n'importe quelle culture. Le s e u 1
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engrais, a n m o nie. c e. 1. qui peut entrer dans ces méar:ges,sns danger et avec le plus grand profit, est le PAK. - u 0 .u des pseudo-engrais du groupe van ne peut faire partie de ces mélanges." (Extrait de la même lettre)t Les sels potassiques KC1 et r2SOk sont encore plus dest- ructifs pour les aal3.odes précieux des silicates alumini-calc1ues où la Nature prépare la nourriture minérale des végétaux,que tous les autres pseudo-engraie du groupe If AU comme cela est exposé dans la partie agronomique du brevet belge d'Asseev a."5143 du 2.*?