CH411003A - Procédé de fabrication d'engrais complexes - Google Patents

Description

  Procédé de     fabrication        d'engrais    complexes    La présente invention concerne un procédé de  fabrication d'engrais complexes par attaque d'un  phosphate naturel par de l'acide nitrique seul ou  en mélange avec de l'acide sulfurique ou phos  phorique ou avec des acides sulfurique et phos  phorique, neutralisation par     l'ammoniac    du mélange  réactionnel et conversion du nitrate de calcium rési  duel à l'aide d'ions     sulfuriques    ou phosphoriques  ou d'ions sulfuriques et phosphoriques.  



  Les     procédés    de fabrication d'engrais complexes  actuellement connus consistent en général à traiter le  phosphate naturel par des réactifs acides et basiques  de manière à obtenir une pâte qui subit ensuite des  transformations physiques     (granulation,    séchage<B>...</B> )  en vue d'amener l'engrais sous une forme commer  cialement utilisable.  



  Plus précisément, la pâte est obtenue par attaque  du phosphate naturel par l'acide nitrique ou des  mélanges d'acide nitrique et d'acide sulfurique ou  d'acide phosphorique.  



  Le mélange d'attaque est ensuite neutralisé dans  un ou plusieurs réacteurs et le nitrate de calcium  restant encore dans la pâte, et qui doit être éliminé  en raison de son caractère hygroscopique, est con  verti en sel de calcium insoluble par l'acide sul  furique ou phosphorique, en présence d'ammoniac  ou d'une autre base.  



  Les formules théoriques des réactions mises en  jeu par le procédé visé, peuvent s'écrire ainsi  
EMI0001.0007     
  
    I <SEP> - <SEP> <B>P205;</B> <SEP> 3,5 <SEP> CaO <SEP> -I- <SEP> 6 <SEP> N03H <SEP> .->
<tb>  <B>P205;</B> <SEP> 0,5 <SEP> CaO <SEP> -I- <SEP> 3(N03)2Ca       (solubilisation du phosphate) -  
EMI0001.0008     
  
    II <SEP> - <SEP> <B>P205;</B> <SEP> 0,5 <SEP> CaO <SEP> -f- <SEP> 3(N03)2 <SEP> Ca <SEP> -f- <SEP> 3 <SEP> NH3 <SEP> ->.
<tb>  P205 <SEP> ;

   <SEP> 2 <SEP> CaO <SEP> -I- <SEP> 1,5 <SEP> (N03)2 <SEP> Ca <SEP> -I- <SEP> 3 <SEP> N03NH4 <SEP> -       (précipitation du phosphate     bicalcique)    -  
EMI0001.0010     
  
    III <SEP> - <SEP> 1,5 <SEP> <B>(NO3)2</B> <SEP> Ca <SEP> -l- <SEP> 1,5 <SEP> P04H3 <SEP> -I- <SEP> 3 <SEP> NHs <SEP> -@
<tb>  0,75 <SEP> <B>P205,</B> <SEP> 1,5 <SEP> CaO <SEP> -f- <SEP> 3 <SEP> NOBNH4 <SEP> -       (conversion du nitrate de calcium résiduel).  L'engrais ainsi produit sera désigné ci-après par  le terme  engrais de base  .  



  La teneur en eau de la pâte d'attaque ainsi ob  tenue est élevée.     Cette    eau provient des acides uti  lisés,     principalement    de l'acide nitrique dont la     con-          centration        varie        généralement        de        50        %    à     55        0/0.     Comme cette eau n'est évaporée que partiellement  dans les réacteurs, il est nécessaire pour achever  l'évaporation de faire passer la pâte dans un four  sécheur dont le rendement calorifique est, faible, ce  qui est un premier inconvénient.  



  Un second inconvénient réside dans la nécessité  fréquente de recycler dans la pâte une quantité im  portante de produit sec pour amener cette pâte à  la sécheresse compatible avec une bonne granulation.       Il    en résulte en     effet    une nouvelle déperdition éner  gétique, en même temps qu'un accroissement de  l'appareillage nécessaire.  



  Le procédé de fabrication d'engrais complexes,  objet de la présente invention vise à remédier aux  inconvénients ci-dessus, sans modification de la con  centration des réactifs utilisés.  



  Suivant l'invention, le procédé de fabrication  d'engrais complexes par attaque d'un phosphate  naturel par de l'acide nitrique seul ou en mélange  avec de l'acide     sulfurique    et/ou phosphorique, neu  tralisation par l'ammoniac du mélange réactionnel  et conversion totale du nitrate de calcium restant  à l'aide d'ions     sulfuriques    et/ou phosphoriques, est  caractérisé en ce que l'on neutralise séparément à  l'aide d'ammoniac, en l'absence de ce phosphate  naturel, une quantité d'acides nitrique et/ou sul-           furique    et/ou phosphorique, supplémentaire par rap  port à celle nécessaire pour une attaque complète  du phosphate et que l'on mélange, avant granulation,  le produit obtenu par cette neutralisation à la masse  provenant du traitement du phosphate naturel.

    



  On comprend que dans ces conditions, on évite  la dilution du phosphate naturel par une partie de  l'eau des réactifs.  



  On obtient de plus, avant granulation un produit  dont la teneur en eau est sensiblement réduite et  qui est par suite plus aisé à granuler.  



  Les quantités d'acides phosphorique ou sulfu  rique et d'ammoniac qu'on fait réagir en dehors du  phosphate naturel peuvent être déterminées d'après  les règles suivantes compte tenu du type d'engrais  fabriqué.  



  Dans le cas d'un engrais de base, correspondant  aux formules I, II et III rappelées ci-dessus, les  quantités de     réactifs    traitées en dehors de la batterie  des réacteurs où s'effectuent l'attaque, du phosphate  naturel puis la neutralisation, sont au plus égales  à celles qui correspondent à la conversion du nitrate  de calcium restant après la neutralisation de la pâte  d'attaque. En se reportant -à la formule III, on voit  que ces quantités correspondent à 1,5     P04H3    (ou  1,5     S04H2)    et à 3     NH3.    Ces proportions peuvent  être adoptées par exemple pour un engrais dont la  composition en N et     P205    est du type 16-24.  



  Si on fabrique un engrais enrichi en azote et/ou  en acide phosphorique le procédé conforme à l'in  vention peut recevoir plusieurs modes d'exécution.  



  En premier lieu, on peut ne traiter à part que les  quantités de réactifs correspondant à l'enrichisse  ment de l'engrais par rapport à la formule de base.  En d'autres termes on fera réagir directement entre  eux les excès d'acides et d'ammoniac, alors que les  quantités correspondant à l'attaque, à la neutrali  sation et à la conversion du nitrate de calcium  seront introduites dans les réacteurs qui contiennent  le phosphate.  



  Ainsi avec un engrais de formule 20-20, ayant  la composition suivante       azote    nitrique 9,5 points, azote ammoniacal 10,5  points,     P205    du phosphate 10 points,     P20,;    de l'acide  10 point;;  compte tenu du fait que les 10 points de phos  phate nécessitent seulement 6 points d'azote nitrique,  la conversion du nitrate de calcium 7 points en     P20,,     de l'acide phosphorique, et l'ammonisation 6 points  d'azote ammoniacal;  le procédé conforme à l'invention consiste à faire  réagir en dehors du phosphate naturel  - 3,5 points d'azote nitrique  - 3 points de     P205    de l'acide phosphorique  - 4,5 points d'azote ammoniacal.  



  En second lieu, on peut traiter en dehors de la  batterie des réacteurs contenant le phosphate, d'une  part les quantités de réactifs qui correspondent  comme ci-dessus à l'excès utilisé pour assurer l'en  richissement, d'autre part les quantités visées à la    réaction III et correspondant à la conversion du  nitrate de calcium, comme dans le cas de l'engrais de  base.  



  Dans ces conditions, à partir des mêmes données  que précédemment, on laisse dans la batterie de  réacteurs 6 points d'azote nitrique, 3 points d'azote  ammoniacal, 10 points de phosphate et on traite  séparément: 10 points de     P205    de l'acide phos  phorique, 3,5 points d'azote nitrique, 7,5 points  d'azote ammoniacal.  



  Entre ces deux modes opératoires extrêmes pré  vus, peuvent évidemment se placer toutes les me  sures intermédiaires.  



       Il    est bien entendu que si la formule de l'engrais  à fabriquer comporte insuffisamment d'acide nitrique  pour solubiliser tout le phosphate, il y a lieu dans  tous les cas d'utiliser pour la solubilisation du phos  phate, non seulement cet acide, mais de plus la  quantité d'acide sulfurique ou phosphorique néces  saire pour permettre une solubilisation complète et  seul l'excès de ces acides pourra être traité séparé  ment.  



  Dans la réalisation pratique de l'invention les  acides traités en dehors du phosphate sont neutrali  sés dans un saturateur et le liquide ainsi obtenu est  concentré dans un évaporateur sous vide. L'éva  poration de l'eau qui provient des effets combinés  du vide et des calories dues à la chaleur de neutra  lisation peut d'ailleurs être renforcée grâce à un  appoint de calories fourni, par exemple, par de la  vapeur.  



  Si les acides neutralisés à part comprennent  l'acide nitrique, on obtient à la sortie de l'évapora  teur une bouillie cristalline constituée par des cris  taux de phosphate d'ammonium en suspension dans  une solution concentrée de nitrate d'ammonium.  Cette bouillie est alors mélangée à la pâte provenant  de l'attaque puis de la neutralisation du phosphate  naturel, le mélange obtenu pouvant être granulé et  séché suivant les techniques usuelles.  



  Si au contraire la bouillie cristalline ne contient  pas de nitrate d'ammonium, il est avantageux de  la refroidir puis de la décanter, les eaux mères  étant recyclées, tandis que les sels humides obtenus  sont mélangés à la pâte provenant de l'attaque.  



  Dans tous les cas, on opère avant la granulation  un mélange intime par un malaxage poussé, de la  pâte provenant de la batterie de réaction et du pro  duit concentré issu de l'évaporateur, de façon à       effectuer    ou à compléter la conversion du nitrate  de calcium.  



  Bien entendu on peut ajouter dans le malaxeur  un sel de potassium si on désire obtenir un engrais  ternaire, et à un stade quelconque du procédé tous  agents (stabilisants, produits antiseptiques, etc.) né  cessaires pour obtenir la formule recherchée de  l'engrais final.  



  Le dessin annexé, donné à titre d'exemple,  montre de façon très schématique, l'agencement      d'une installation industrielle mettant en     oeuvre    le  procédé conforme à l'invention.  



  A désigne la batterie de réaction qui reçoit en 1  le phosphate naturel, en 2 l'acide nitrique, et en 3,  éventuellement une partie des acides     sulfurique    ou  phosphorique.  



  A cette première batterie, fait suite une seconde  B, qui reçoit en 4 l'ammoniac et où s'effectue la  neutralisation.  



  L'installation comprend un second circuit com  portant un saturateur C qui reçoit en 5 le complé  ment d'acides et en 6 le complément d'ammoniac.  



  Au saturateur C fait suite un évaporateur sous vide  D d'un type classique qui communique avec un décan  teur E, relié par une conduite 7 au malaxeur F, qui  reçoit par la conduite 8 la pâte issue de la batterie  B. Une canalisation 9 permet le recyclage des eaux  mères issues du décanteur E vers le saturateur C.  



  Une conduite en dérivation 11 permet de     relier     directement l'évaporateur D au malaxeur F. A la  sortie de ce dernier sont disposés de manière connue  un     granulateur    G et un sécheur H.  



  L'engrais fini est recueilli en 12.    <I>Exemple numérique</I>    Fabrication d'un engrais de formule 14-14-14.  On attaque 235 kg de phosphate naturel du       Maroc        titrant        34%        de        P205        par        458        kg        d'acide          nitrique    à     50'%.        Le        liquide        obtenu        est        alors        par-          

  tiellement    neutralisé par 43 kg d'ammoniac pour       donner        une        pâte        contenant        environ        301%        d'eau.     



  Simultanément on neutralise dans un saturateur  le reste des acides (soit 206 kg d'acide nitrique à       50'%        et        218        kg        d'acide        phosphorique    à     40%)        par     47 kg d'ammoniac.  



  Le liquide chaud obtenu est envoyé dans un  évaporateur sous vide réchauffé à la vapeur. Le  phosphate d'ammonium cristallise partiellement au  sein d'une solution concentrée de nitrate d'ammo  nium et on recueille un magma cristallin contenant       7'9/o    d'eau seulement.

      Finalement on mélange dans un malaxeur la pâte  à     301%,    d'eau obtenue par attaque du phosphate       naturel,        le        magma        cristallin    à 7     %        d'eau        précité,          238        kg        de        chlorure        de        potassium    à     60        %        de        K20     et 23 kg de charge.  



  On obtient     ainsi    une masse dont la teneur en       eau        est        inférieure    à     20'%,        qui        subit        les        opérations     de granulation et séchage, pour donner une tonne       d'engrais        titrant        14%        d'azote,        14'%        d'acide        phos-          phorique    et 14% de potasse.

Claims (1)

1. REVENDICATION Procédé de fabrication d'engrais complexes par attaque d'un phosphate naturel par de l'acide ni trique seul ou en mélange avec de l'acide sulfurique et/ou phosphorique, ammonisation du mélange réac tionnel et conversion totale du nitrate de calcium restant à l'aide d'ions sulfuriques et/ou phospho riques, procédé caractérisé en ce que l'on neutralise séparément à l'aide d'ammoniac, en l'absence de ce phosphate naturel, une quantité d'acide nitrique et/ou sulfurique et/ou phosphorique, supplémentaire par rapport à celle nécessaire pour une attaque com plète du phosphate et que l'on mélange, avant granu lation, le produit obtenu par cette neutralisation à la masse provenant du traitement du phosphate na turel.

   SOUS-REVENDICATIONS 1. Procédé selon la revendication selon lequel la solution provenant de la neutralisation des acides traités séparément est concentrée par évaporation avant d'être mélangée à la masse provenant du traitement du phosphate naturel. 2. Procédé de fabrication d'un engrais enrichi conforme à la revendication selon lequel on neutra lise à part les quantités d'acide sulfurique ou phos phorique en excès par rapport à celles correspondant à la conversion du nitrate de calcium.