Procédé de fabrication de phosphate ammoniaco-magnésien. La présente invention est relative à un procédé de fabrication de phosphate ammo- niaco-magnésien, à partir d'un carbonate de magnésium naturel, tel que par exemple la dolomie, avec production simultanée de bicarbonate de magnésium.
Il est connu de fabriquer du phosphate ammoniaco-magnésien en calcinant un car bonate naturel de magnésium, dolomie, magnésite, etc., en attaquant le produit cal ciné par une solution aqueuse d'anhydride carbonique sous pression et en utilisant la solution de bicarbonate de magnésium ainsi formée pour décomposer une solution de phosphate mono-ammonique, préparée d'autre part, à partir de phosphate tricalcique par exemple. On est ainsi astreint à une longue série d'opérations difficiles, les différents corps formés devant être soigneusement filtrés avant d'être mis en présence.
De plus, dans le procédé mentionné ci-dessus, la solu tion de bicarbonate de magnésium est obtenue en employant de l'anhydride carbonique pro venant de la combustion de charbon ou de coke. En calcinant un carbonate de magné sium, tel que la dolomie, on recueille une molécule de CO2 par molécule de dolomie, alors qu'il faut deux molécules de C02 pour réaliser la bicarbonatation. Or, cette dernière opération se faisant sous pression, si l'on emploie du C02 provenant de la combustion de charbon ou de coke, il faut comprimer non seulement l'anhydride carbonique pro duit, mais l'azote de l'air qui a servi pour la combustion, l'oxygène résultant de la com bustion incomplète et le monoxyde de car bone.
Le travail de compression croît et la dépense de force motrice augmente. De plus, dans le mélange comprimé, pour un poids donné de CO, la pression partielle de celui-ci est faible, de sorte que le rendement et la vitesse de réaction diminuent.
La présente invention a pour but d'éviter ces inconvénients.
A cet effet, dans le procédé suivant l'in vention, on décompose par l'acide phosphori que, en présence d'ions NH4, une partie seulement du bicarbonate de magnésium se trouvant dans la solution résultant de l'atta que du produit calciné,
l'anhydride carboni que produit au cours de la décomposition dudit bicarbonate étant utilisé pour former la solution d'attaque d'une nouvelle quantité de produit calciné.
De cette façon, on rend la, fabrication de la solution de bicarbonate de magnésium et celle du phosphate ammoniaco-magnésien, chimiquement dépendantes l'une . de l'autre, de sorte qu'elles forment un cycle dans lequel de l'anhydride carbonique, exempt d'autres gaz, est successivement fixé et libéré. En outre, on supprime la fabrication du phosphate mono-ammonique, l'acide phos phorique agissant directement sur la solution de bicarbonate de magnésium.
De plus, une partie seulement de la solu tion de bicarbonate de magnésium est utilisée pour former du phosphate ammoniaco-magné- sien. Le reste du bicarbonate de magnésium, lequel constitue dans certains cas un produit au moins aussi intéressant que le phosphate ammoniaco-magnésien, peut être récupéré et cela dans des conditions particulièrement avantageuses, comme on le verra plus loin, en même temps que l'on fabrique le phos phate ammoniaeo-magnésien.
Dans une forme de réalisation avantageuse du procédé suivant l'invention, on choisit ladite partie de bicarbonate de magnésium à décomposer de manière que l'anhydride car bonique libéré par la décomposition et l'an hydride carbonique libéré au cours de la cal- cination forment ensemble une quantité au moins suffisante pour l'attaque d'une quan tité de produit calciné équivalente à celle qui a été initialement traitée.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme de réalisation parti culière de l'invention.
La figure est une représentation schéma tique du cycle de fonctionnement.
On part de dolomie que l'on calcine dans un four 1: 3 CaCO3. MgCO3 = 3 CaCO3. MgO + 3 CO2. Les trois CO2 qui se dégagent sont re cueillis et amenés à un gazomètre 4. La dolomie semi-calcinée 3 CaCO3 . MgO passe dans un broyeur 2 et est alors dirigée vers un autoclave 3 dans lequel on ajoute de l'eau et de l'anhydride carbonique sous pression. Le CO2 est fourni par le gazomètre 4 par l'intermédiaire d'un compresseur 5: 3 CaCO3. MgO + 6 CO2 + 3 H2O = 3 Mg (HCO3)2 + 3 CaCO3. Le carbonate de calcium est séparé par filtration en 6. Le tiers de la solution de bicarbonate de magnésium amenée à un réser voir 7 est éxtrait en 8, et le reste arrive à une cuve de précipitation qui se compose de deux parties 9 et 10.
Dans la première, le bicarbonate de magnésium est traité par de l'acide phosphorique introduit par une conduite 11. Cet acide phosphorique est produit dans un réservoir 12. A cet fin, un minerai phosphaté contenant, entre autres, du phosphate tricalcique Ca3 (P04)2 est attaqué par de l'acide sulfurique convenable ment dilué; on obtient ainsi la solution désirée d'acide phosphorique et un précipité de sul fate de calcium qui est séparé par filtration. Ca3 (P04)2 + 3 S04H2 = 2 H3PO4 + 3 CaS04.
L'acide phosphorique ainsi obtenu, sans qu'il soit nécessaire de le concentrer, est versé, en présence l'ions NH,4,, dans la. solution de bicarbonate de magnésium, main tenue en agitation continue et énergique: 2 Mg (HC03)2 + 2 H3PO4 + 2 NH4OH = 2 MgNH4PO4. 6 H20 + 4 CO2. Pour obtenir les ions NH4 nécessaires à la précipitation du phosphate ammoniaco- magnésien, on introduit de l'ammoniaque provenant d'un réservoir 13, dans la cuve 10, par une conduite 14. Le phosphate ammo- niaco-magnésien, produit en 15, est filtré, lavé et séché.
Comme la solution de bicarbonate de magnésium est très facilement décomposable par les acides, même faibles, la totalité de l'anhydride carbonique se dégage et le phos phate ammoniaeo-mabgnésien se précipite.
La cuve 9, 10 pour la précipitation du phosphate ammoniaco-mabgnésien est hermé tiquement fermée pour éviter les pertes de C02.
La C02 libéré, qui est exempt d'autres gaz, est conduit au gazomètre 4 par des con duites 16 et 17, est porté à une pression de 10-15 atmosphères par le compresseur 5 et alimente, à la température ordinaire, l'auto clave 3.
Il est à remarquer que sur les sept C02 en cycle, six sont utilisés pour la fabrication de la solution de bicarbonate de magnésium; il reste donc un CO2 pour compenser les pertes.
Au début de la fabrication, une petite quantité de CO2 doit être fournie au gazo mètre 4, pour le démarrage du procédé et la saturation de la solution de traitement. Cette quantité de CO2 est fournie une fois pour toutes et ne doit pas être renouvelée.
La décomposition des 2/3 du bicarbonate de magnésium formé suffit pour libérer la quantité de CO2 nécessaire pour poursuivre la fabrication suivant le cycle ci-dessus. Comme il a été dit, le CO2 ainsi libéré est exempt d'autres gaz, ce qui est particulière ment avantageux.
Il est bien entendu que l'invention n'est nullement limitée à la forme de réalisation décrite ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir de la portée de la présente demande, pourvu que ces modifications soient compatibles avec la définition donnée à la revendication.
Ainsi le bicarbonate de magnésium extrait en 8 peut être utilisé pour d'autres fabrica tions nécessitant ce produit.
Manufacturing process of ammonia-magnesian phosphate. The present invention relates to a process for the manufacture of ammonium-magnesium phosphate, from a natural magnesium carbonate, such as for example dolomite, with simultaneous production of magnesium bicarbonate.
It is known to manufacture ammoniacomagnesium phosphate by calcining a natural carbonate of magnesium, dolomite, magnesite, etc., by attacking the calcined product with an aqueous solution of carbon dioxide under pressure and by using the sodium bicarbonate solution. magnesium thus formed to decompose a solution of mono-ammonium phosphate, prepared on the other hand, from tricalcium phosphate, for example. We are thus bound to a long series of difficult operations, the different bodies formed having to be carefully filtered before being brought together.
Further, in the above-mentioned process, the magnesium bicarbonate solution is obtained by employing carbon dioxide from the combustion of coal or coke. By calcining a magnesium carbonate, such as dolomite, one collects one molecule of CO2 per molecule of dolomite, whereas two molecules of CO2 are required to achieve bicarbonation. However, this last operation being done under pressure, if one uses C02 coming from the combustion of coal or coke, it is necessary to compress not only the carbon dioxide produced, but the nitrogen of the air which was used. for combustion, oxygen resulting from incomplete combustion and carbon monoxide.
The work of compression increases and the expenditure of motive force increases. In addition, in the compressed mixture, for a given weight of CO, the partial pressure of the latter is low, so that the yield and the reaction rate decrease.
The object of the present invention is to avoid these drawbacks.
For this purpose, in the process according to the invention, it is decomposed by phosphori acid that, in the presence of NH4 ions, only part of the magnesium bicarbonate found in the solution resulting from the attack of the calcined product. ,
the carbon dioxide produced during the decomposition of said bicarbonate being used to form the attack solution of a new quantity of calcined product.
In this way, the manufacture of the magnesium bicarbonate solution and that of the ammonia-magnesian phosphate are made chemically dependent on each other. on the other, so that they form a cycle in which carbon dioxide, free from other gases, is successively fixed and released. In addition, the manufacture of mono-ammonium phosphate is suppressed, the phos phoric acid acting directly on the solution of magnesium bicarbonate.
In addition, only part of the magnesium bicarbonate solution is used to form ammonia-magnesium phosphate. The rest of the magnesium bicarbonate, which in some cases constitutes a product at least as interesting as ammoniacomagnesium phosphate, can be recovered and that under particularly advantageous conditions, as will be seen below, at the same time as one manufactures the ammonia-magnesian phate phos.
In an advantageous embodiment of the process according to the invention, said part of magnesium bicarbonate to be decomposed is chosen so that the carbon dioxide released by the decomposition and the carbon dioxide released during the calcination form together an amount at least sufficient for the attack of an amount of calcined product equivalent to that which was initially treated.
The appended drawing represents, by way of example, a particular embodiment of the invention.
The figure is a schematic representation of the operating cycle.
We start with dolomite which is calcined in a 1: 3 CaCO3 furnace. MgCO3 = 3 CaCO3. MgO + 3 CO2. The three CO2 which are released are collected and taken to a gasometer 4. Semi-calcined dolomite 3 CaCO3. MgO passes through a mill 2 and is then directed to an autoclave 3 in which water and carbon dioxide under pressure are added. The CO2 is supplied by the gasometer 4 via a compressor 5: 3 CaCO3. MgO + 6 CO2 + 3 H2O = 3 Mg (HCO3) 2 + 3 CaCO3. The calcium carbonate is separated by filtration at 6. One third of the magnesium bicarbonate solution brought to a reservoir, see 7, is extracted at 8, and the rest arrives at a precipitation tank which consists of two parts 9 and 10.
In the first, the magnesium bicarbonate is treated with phosphoric acid introduced through a pipe 11. This phosphoric acid is produced in a reservoir 12. For this purpose, a phosphate ore containing, among other things, tricalcium phosphate Ca3 (P04 ) 2 is attacked by suitably diluted sulfuric acid; this gives the desired solution of phosphoric acid and a precipitate of calcium sulfate which is filtered off. Ca3 (P04) 2 + 3 S04H2 = 2 H3PO4 + 3 CaS04.
The phosphoric acid thus obtained, without it being necessary to concentrate it, is poured, in the presence of the NH, 4 ions, into the. solution of magnesium bicarbonate, hand held in continuous and vigorous stirring: 2 Mg (HC03) 2 + 2 H3PO4 + 2 NH4OH = 2 MgNH4PO4. 6 H20 + 4 CO2. To obtain the NH4 ions necessary for the precipitation of the ammoniacomagnesium phosphate, ammonia is introduced from a reservoir 13, into the tank 10, through a pipe 14. The ammoniacomagnesium phosphate, produced at 15, is filtered, washed and dried.
As the solution of magnesium bicarbonate is very easily decomposed by acids, even weak ones, all of the carbon dioxide is given off and the ammonia-mabnesian phos phate precipitates.
The tank 9, 10 for the precipitation of ammoniaco-Mabgnésien phosphate is hermetically closed to prevent losses of CO 2.
The CO 2 released, which is free from other gases, is led to the gasometer 4 by pipes 16 and 17, is brought to a pressure of 10-15 atmospheres by the compressor 5 and supplies, at room temperature, the car. clave 3.
It should be noted that out of the seven C02 in the cycle, six are used for the manufacture of the magnesium bicarbonate solution; there is therefore a CO2 left to compensate for the losses.
At the start of production, a small quantity of CO2 must be supplied to the gas meter 4, for the start of the process and the saturation of the treatment solution. This quantity of CO2 is supplied once and for all and does not have to be renewed.
The decomposition of 2/3 of the magnesium bicarbonate formed is sufficient to release the quantity of CO2 necessary to continue manufacturing according to the above cycle. As has been said, the CO2 thus released is free from other gases, which is particularly advantageous.
It is understood that the invention is in no way limited to the embodiment described above and that many modifications can be made to it without departing from the scope of the present application, provided that these modifications are compatible with the definition given to claim.
Thus, the magnesium bicarbonate extracted at 8 can be used for other manufacture requiring this product.