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"PROCEDE POUR LA PRODUCTION D'UN FERTILISANT ET PRODUITS
EN RESULTANT.
L'invention est relative à un procédé pour la production dtun fertilisant contenant les éléments les plus essentiels (de préférence au nombre de cinq) nécessaires à la croissance des plantes, ce fertilisant étant dtune concen- tration telle que le/frais de manutention et de transport sont réduits au minimum. On a connaissance qu'il existe sur, le marché un certain nombre de fertilisants concentrés, mais ils différent tous du présent fertilisant en ce sens que 1 t élément important:le calcium, en a été complètement éli- miné.
La valeur des sels de calcium pour la nutrition des plantés est-bien connue, et la valeur desfertilisants sous
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ce rapport n'a été que récemment soulignée à nouveau par les chercheurs compétents.) La présence de calcium dans un ferti- lisant est donc de première importance, et l'analyse chimique des résidus de la combustion des plantes les plus importantes montre invariablement un pourcentage élevé en calcium, la tendance actuelle à éliminer le calcium des fertilisants s'écarte donc trop radicalement de principes bien établis, et, en outre,cette élimination n'est pas du tout économique, car elle ne peut être réalisée que par un procédé assez coû- teux.
Toutefois, dans le présent procédé, la concentration des éléments essentiels est effectuée sans sacrifier cet élé- ment important, le calcium étant retenu sous la forme de phos- phate bicalcique. :Le phosphate bicalcique est un composé neu- tre non hygroscopique renfermant environ 42 pour cent de P2O5 utilisable, tandis que le phosphate acide du commerce ne ren- ferme pas plus de 16% de P2O5 utilisable, et, en outre, il est hygroscopiuqe et fortement acide.
:L'invention a également pour but la transformation économique du chlorure de potassium en sulfate de potassium, qui est un constituant très désirable que renferme le présent fertilisant, car il contient, au lieu du radical toxique du chlore, du soufre, élément précieux qui est de première im- portance dans la composition de nombreuses protéines.
Afin que l'invention puisse être facilement compri- se et qu'on puisse la différencier des procédés déjà exis- tante, le présent procédé va être décrit en termes tels qu'il puisse être réalisé par toute personne compétente dans l'in- dustrie des engrais chimiques. Dans la mise en oeuvre du présent procédé, on décompose' par voie électrolytique, une solution contenant six molécules de chlorure de potassium, libérant ainsi six molécules de chlore à l'anode et six mo- lécules d'hydrogène à la cathode, avec formation simultanée de six molécules d'hydroxyde de potassium à la cathode.
Les
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gaz, chlore et hydrogène, sont recueillis séparément, L'hy- drogène étant de grande pureté, est immédiatement utilisa- ble pour la production synthétique de l'ammoniaque, procédé qui ne fait pas partie de la. présente invention, Toutefois les six molécules de chlore peuvent étre utilisées dans la . présent procédât et on les fait passer dans de l'eau dans la- quelle trois molécules d'anhydride sulfureux sont simultané- ment introduites, de sorte qu'on obtient trois molécules, ,.
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d'acide sulfurique et six molécules d'acide chlorhydricltiej,,- suivant l'équation! ¯.¯¯1' C1 3 sot, K. 0 n ROI + It 80 50 X01 dSO.. ... ,- ' ..
¯ µ On laisse maintenant agir cette solution de 6Bd et 3 BTSO sur deux molécules de phosphate tr ica.o 3,Qu ce F qui a pour résultat la décomposition de ce minéral, suivant l'équation: ¯¯¯¯¯, ,
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2 fP20$ + 3 R2$04 + 6 E0l * 3 CaS04 + 3 0%0 + 4 -0.y' ' , Il est- entendu que le phosphate trioalaique purlt0..'1 n'existe pas dans la nature en quantités suffisantes pour.. être utilisé înclustriellement, et qu'en oonséqgena-e on doit. totlt 3eompte clam a pratique des impuretés se trouvant ' ',/ , dans le phosphate'de roche naturel, 7'éduation ci-dessus''...' pour la solution de phosphate de calcium dans un mélange.
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d'acide sulfurique et d'acide ahlorhydriclue doit .donc être modifiée pour le phosphate de roche naturel* en vue d'obte- nir l'effet désiré, mais ceci ne change en aucune façon le principe de l'invention.
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le sulfate de calcium insolubles daxg 1'(quqBin qui précède, est maintenant séparé par filtration. et lavéà l'eau. Il est ensuite placé dans un récipient-appropria ou
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autoclave' ou il est de préférence soumis à l'aatifl*de,1µ chaleur et de la pression;
on ajoute alors la solution oonte- nant les six molécules d'hydroxyde de potassium, et on fait passer de l'anhydride carbonique dans la solution, Du ¯'". carbonate de potassium peut être utilisé à la place de
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l'hydroxyde de potassium, mais, toutefois, ce dernier est préféré du fait qu'il est obtenu, par voie électrolytique, dans le présent procédé, Dans ces conditions, le sulfate de calcium précipité sera transformé en carbonate de calcium insoluble, et l'hydroxyde de potassium en sulfate de potas- sium, suivant l'équation suivante:
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3 GaSQ + 6 KOH + 3 0.02 :a 3 aaco3 + 3 12SO4 + 3 20.
Le carbonate de calcium insoluble, produit suivant cette dernière équation, est séparé par filtration et la solution de sulfate de potassium est concentrée pour être soumise à un autre traitement, comme expliqué ci-dessous.
A la liqueur mère de laquelle le sulfate de cal- cium a été retirée et contenant maintenant trois molécules de chlorure de calcium et quatre molécules d'acide phospho- rique, on ajoute maintenant les trois molécules de carbonate de calcium, produites à l'aide du sulfate de calcium, comme expliqué ci-dessus, et représentées dans la dernière équa- tion qui précède avec une molécule supplémentaire d'hydroxyde de calcium, ce qui donne lieu à la formation de quatre molé- eu.les de phosphate bicalcique insoluble, comme montré par
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l'équationt 3QaCl.+4'PO+3GaCÔ ICaOH 440+5$ot3G0+3aC3..
Le phosphate bioalcique insoluble, produit suivant cette dernière équation, est mainteBantaéparé par filtration et, par lavage à l'eau toute liqueur mère adhérente de chlo- rure de calcium se trouve forcément éliminée. Le phosphate bicalcique ainsi obtenu, forme, lorsqu'il est séché, une poudre légère très fine.
Pour améliorer son caractère phy- sique et produire le présent fertilisant, on ajoute de préfé-
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rence le phosphate bicalcique encore humide à la solution concentrée de sulfate de potassium, précédemment mentionnée, et tout en agitant constamment, on fait passer un courant d'air chaud à travers et au-dessus du.mélange jusqu'à ce que
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la consistance convenable (consistance analogue à celle d'une crame épaisse) soit atteinte. la mélange est alors projeté sous forme de pluie par une multitude de tuyères, dans une chambre oÙ un.courant d'air chaud enlève les dernières tra- ces d'humidité De cette manière, on obtient un produit gra- nulaire, consistant en des grains amorphes de phosphate bi- calcique maintenus assemblés par dea cristaux de sulfate de potassium: les propartions de sulfate de potassium et de phosphate bicalcique peuvent, naturellement, être modifiées dans de certaines limites, et on ne se limite pas aux pro- portions suivant lesquelles ces composés sont obtenus dans le . procédé tel que décrit ici,
Le mélange résultant de phosphate bicalcique et.:
de sulfate de potassium sous forme de grains, contient quatre dea cinq élémenta importants essentiels à la croissance nor- male des plantés, savoir: le calcium, le phosphore, le po- tassium et le soufre, et en combinaisons telles qu'ils peu-- vent être facilement utilisés pour être assimilés par les.. plantes. Même le cinquième élément, l'azote$ peut être intro' duit dans ie présent fertilisant, en utilisant l'hydrogène, libéré pendant l'électrolyse du chlorure de potassium, pour la production d'ammoniaque synthétique par n'importe lequel des procédés modernes bien connus.
Comme l'hydrogène néces- saire dans ce but doit être de la plus grande pureté. pour éviter de détériorer le catalyseur, l'hydrogène libéré à la- cathode pendant l'électrolyse est éminemment propre à la synthèae da l'ammoniaque. Bi utilisant dans ce but l'hy- drogène obtenu par voie éleotrolytique, il est préférable que la moitié,de l'ammoniaque ainsi formée soit transformée par. oxydation en acide nitrique, qui est alors combiné avec le reste de l'ammoniaque pour former du nitrate d'ammoniaque. qui est le composé azoté le plus efficace connu. pouvant être assimilé par les plantes
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"PROCESS FOR THE PRODUCTION OF A FERTILIZER AND PRODUCTS
AS A RESULT.
The invention relates to a process for the production of a fertilizer containing the most essential elements (preferably five in number) necessary for the growth of plants, this fertilizer being of a concentration such as the handling and handling costs. transport are kept to a minimum. It is known that there are a number of concentrated fertilizers on the market, but they all differ from the present fertilizer in that one important element, calcium, has been completely eliminated.
The value of calcium salts for plant nutrition is well known, and the value of fertilizers under
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This relation has only recently been re-emphasized by competent researchers.) The presence of calcium in a fertilizer is therefore of prime importance, and chemical analysis of the residues from the combustion of the most important plants invariably shows a high percentage of calcium, the current tendency to remove calcium from fertilizers therefore deviates too radically from well-established principles, and, moreover, this removal is not at all economical, since it can only be achieved by a process quite expensive.
However, in the present process, the concentration of the essential elements is carried out without sacrificing this important element, the calcium being retained in the form of dicalcium phosphate. : Dicalcium phosphate is a neutral, non-hygroscopic compound containing about 42 percent of usable P2O5, while commercial acid phosphate contains no more than 16% of usable P2O5, and in addition, it is hygroscopic and strongly acidic.
The object of the invention is also the economical conversion of potassium chloride into potassium sulphate, which is a very desirable constituent contained in the present fertilizer, since it contains, instead of the toxic radical of chlorine, sulfur, a precious element which is of primary importance in the composition of many proteins.
In order that the invention may be easily understood and distinguished from already existing processes, the present process will be described in terms such that it may be carried out by any person skilled in the industry. chemical fertilizers. In carrying out the present process, a solution containing six molecules of potassium chloride is decomposed electrolytically, thus releasing six molecules of chlorine at the anode and six molecules of hydrogen at the cathode, with formation. simultaneous six molecules of potassium hydroxide at the cathode.
The
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gas, chlorine and hydrogen are collected separately. The hydrogen being of high purity is immediately usable for the synthetic production of ammonia, a process which is not part of the. present invention, however the six molecules of chlorine can be used in the. present and are passed through water into which three molecules of sulfur dioxide are simultaneously introduced, so that three molecules are obtained,,.
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sulfuric acid and six molecules of hydrochloric acid, - according to the equation! ¯.¯¯1 'C1 3 sot, K. 0 n ROI + It 80 50 X01 dSO .. ..., -' ..
¯ µ We now leave this solution of 6Bd and 3 BTSO to act on two molecules of phosphate tr ica.o 3, Qu this F which results in the decomposition of this mineral, according to the equation: ¯¯¯¯¯,,
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2 fP20 $ + 3 R2 $ 04 + 6 E0l * 3 CaS04 + 3 0% 0 + 4 -0.y '', It is understood that purlt0 .. '1 trioalaic phosphate does not exist in nature in sufficient quantities to .. be used industrially, and that in oonséqgena-e one must. totlt 3eompte clam a practice of impurities found '', /, in the phosphate 'of natural rock, 7' eduation above '' ... 'for the solution of calcium phosphate in a mixture.
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sulfuric acid and hydrochloric acid must therefore be modified for natural rock phosphate * in order to obtain the desired effect, but this in no way changes the principle of the invention.
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the insoluble calcium sulfate daxg 1 '(quqBin above, is now filtered off. and washed with water. It is then placed in a suitable container or
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autoclave 'where it is preferably subjected to the aatifl * of, 1µ heat and pressure;
the solution containing the six molecules of potassium hydroxide is then added, and carbon dioxide is passed through the solution. Potassium carbonate can be used instead of
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potassium hydroxide, but, however, the latter is preferred because it is obtained electrolytically in the present process. Under these conditions, the precipitated calcium sulfate will be converted into insoluble calcium carbonate, and the 'potassium hydroxide to potassium sulphate, according to the following equation:
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3 GaSQ + 6 KOH + 3 0.02: a 3 aaco3 + 3 12SO4 + 3 20.
Insoluble calcium carbonate, produced according to this latter equation, is filtered off and the potassium sulfate solution is concentrated for further treatment, as explained below.
To the mother liquor from which calcium sulphate has been removed and now containing three molecules of calcium chloride and four molecules of phosphoric acid, we now add the three molecules of calcium carbonate, produced by calcium sulphate, as explained above, and represented in the last equation above with one additional molecule of calcium hydroxide, which gives rise to the formation of four molecules of insoluble dicalcium phosphate, as shown by
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the equation 3QaCl. + 4'PO + 3GaCÔ ICaOH 440 + $ 5 ot3G0 + 3aC3 ..
The insoluble bioalkaline phosphate, produced according to this latter equation, is now separated by filtration and, by washing with water, any adherent mother liquor of calcium chloride is necessarily removed. The dicalcium phosphate thus obtained forms, when dried, a very fine light powder.
To improve its physical character and produce the present fertilizer, it is preferred to add
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The still moist dicalcium phosphate is removed from the previously mentioned concentrated potassium sulphate solution and with constant stirring a stream of hot air is passed through and over the mixture until
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the correct consistency (consistency similar to that of a thick crame) is reached. the mixture is then projected in the form of rain by a multitude of nozzles, in a chamber where a current of hot air removes the last traces of humidity. In this way, a granular product is obtained, consisting of amorphous grains of dicalcium phosphate held together by crystals of potassium sulphate: the proportions of potassium sulphate and dicalcium phosphate may, of course, be modified within certain limits, and one is not limited to the proportions according to which these compounds are obtained in the. process as described here,
The resulting mixture of dicalcium phosphate and:
of potassium sulphate in the form of grains, contains four of the five important elements essential for the normal growth of the plants, namely: calcium, phosphorus, potassium and sulfur, and in such combinations that they can- - can be easily used to be assimilated by .. plants. Even the fifth element, nitrogen, can be introduced into the present fertilizer, using the hydrogen, released during the electrolysis of potassium chloride, for the production of synthetic ammonia by any of the modern methods. well known.
As the hydrogen required for this purpose must be of the highest purity. to avoid damaging the catalyst, the hydrogen liberated at the cathode during electrolysis is eminently suitable for the synthesis of ammonia. Bi using for this purpose the hydrogen obtained by the electrolytic route, it is preferable that half of the ammonia thus formed is transformed by. oxidation to nitric acid, which is then combined with the rest of the ammonia to form ammonia nitrate. which is the most effective nitrogen compound known. can be assimilated by plants