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Procédé pour la fabrication de nitrate alcalin et d'engrais azotéso
La présente invention a pour objet la fabrication éco- nomique de nitrate alcalin au moyen de matières premières peu coûteuses et faciles à se procurer. Bien qu'on puisse obtenir par un procédé très facilement réalisable industriellement du nitrate alcalin par dissolution d'un hydrate alcalin ou d'un carbonate alcalin dans de l'acide nitriquel'exécution pratique du procédé est entravée par le prix élevé des matiè- res premières. On a déjà proposé de produire du nitrate al- calin au moyen de matières premières peu coûteuses.
Mais aucun de ces procédés n'a obtenu de succès en pratique, car ils ne permettaient pas d'obtenir du nitrate alcalin suffi-
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samment concentré ou suffisamment pur ou donnaient lieu à des frais trop élevés en raison du traitement par des solu- tions fortement acides et de la détérioration des appareils qui en était la conséquence. Ainsi, on a déjà proposé de transformer le sulfate de sodium par l'acide nitrique suivant la formule ci-après:
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On a utilisé cette réaction pour fabriquer de l'aci- de nitrique très concentré à l'aide du nitrate de sodium ain- si obtenu et du bisulfate de sodium précipité dans ces con- ditions.
Le traitement de la solution acide de bisulfate que nécessite ce procédé, donne naturellement lieu à des difficul- tés considérables, car par suite des propriétés très corro- sives de l'acide nitrique et du bisulfate, l'élimination de l'acide nitrique qui doit être effectuée à des températures élevées et l'évaporation de la solution de bisulfate de so- dium donnent lieu à une forte usure des appareils employés.
La présente invention a pour objet un procédé dans lequel le sulfate de sodium doit également être transformé par l'acide nitrique. Ce procédé évite les inconvénients qui viennent d'être mentionnés et, suivant la présente invention, le sulfate de sodium constitue non pas une matière première, mais uniquement une matière intermédiaire qui se transforme en circuit fermé et est reconstituée à la fin du circuit, de telle sorte que le sulfate de sodium n'est consommé pratique- ment qu'en faibles quantités au cours de l'opération.
Le procédé suivant la présente invention doit être exécuté de telle manière que le sulfate de sodium, qui est constamment récupéré au cours même de l'opération, soit trans- formé par l'acide nitrique suivant la formule déjà mention- @
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née ci-dessus. Le nitrate de sodium formé est alors séparé de la solution et on traite ensuite la. solution d'acide ni- trique et de bisulfate de sodium en neutralisant d'abord l'a- cide par l'addition d'ammoniaque.
Il se forme alors suivant la formule ci-dessous une solution d'un bisulfate de sodium et d'ammonium et de nitrate d'ammonium
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Cette solution peut alors être transformée par du chlorure de sodium et il se produit dans ces conditions la réaction suivante:
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Eventuellement toutefois, on peut avant l'addition du chlo- rure de sodium séparer le sulfate de sodium et d'ammonium du nitrate d'ammonium en concentrant la solution de préférence dans le vide. Par le refroidissement, le sulfate d'ammonium et de sodium se sépare. On traite la solution pour obtenir du nitrate d'ammonium à l'état solide, tandis que le sel séparé., après nouvelle dissolution, est décomposé par une quantité équivalente de chlorure de sodium. De cette manière on obtient une conversion en sulfate de sodium.
Ce dernier se sépare par évaporation de la solution sous l'action de la chaleur et la température est à cet effet poussée de préfé- rence à 100-110 . Après avoir été séparé de la solution, ce sel peut être ramené dans le cycle. La solution ne renferme alors, dans le cas de la séparation préalable du sulfate d'ammonium et de sodium, que du chlorured'ammonium, tandis qu'en traitant directement la lessive de nitrate d'ammonium. et de sulfate d'ammonium et de sodium on obtient un mélange de chlorure d'ammonium et de nitrate d'ammonium, et on a constaté alors le fait inattendu que ce sel mixte, qui se forme dans la
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solution, constitue contrairement à ce que l'expérience permettait de prévoir un engrais facile à épandre.
Il est de toute évidence que ceci doit être attribué au fait que ce sel mixte est obtenu de la solution.
Dans le cas où l'on obtient séparément le chlorure d'ammonium, on a trouvé avantageux d'utiliser ce sel pour la fabrication d'un engrais propre à l'usage en y mélangeant ou en y introduisant par agitation d'autres sels, notamment du carbonate de calcium..
La présente invention permet d'obtenir à l'aide de chlorure de sodium,d'acide nitrique et d'ammoniaque, le ni- trate alcalin précieux comme engrais, tandis que d'autre part le chlorure d'ammonium et le nitrate d'ammonium fort appréciés sont obtenus soit en mélange, soit séparément, le sulfate de sodium produit comme sel intermédiaire étant cons- tamment régénéré au cours du procédé et ne devant pas être remplacé. Au lieu de sel de sodium on peut naturellement employer aussi des sels de potassium appropriés.
Un exemple d'exécution donnant les quantités permet- tra de mieux comprendre l'invention. Toutefois il doit être bien entendu qu'il ne s'agit ici que d'un mode d'exécution donné uniquement comme exemple du procédé. La concentration de même que la température et les autres conditions mention- nées peuvent évidemment être modifiées d'une façon appropriée.
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On mélange 1000 gr d'un acide nitrique de densité 1,332 avec 588 gr. de NA2 SO4 et on agite pendant 1 heure.
Après décantation du Na NO3 celui-ci est transvasé et lavé de @
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préférence au moyen diacide ni brique de même concentration, puis séché, la faible quantité d'acide nitrique libre qui adhère encore étant alors neutralisée dans un courant ae gaz
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ammoniaque.. On obtient 403 gr. de Na N03 à I7,14j d'azote total dont 0,8% d'azote ammoniacal. Dans la solution restante de bisulfate de sodium et d'acide nitrique on introduit de l'ammoniaque jusqu'à saturation et on évapore la solution, on la refroidit et on la sépare du résidu. La solution qui contient plus que du nitrate d'ammonium est évaporée; on obtient 226 gro de NH N03 avec 33,1% de N. Le résidu est alors dissout et dans cette solution on introduit 300 gr de Na Cl.
On évapore alors à une température superieure à 80 , de pré- férence 100 à 1050,, et le sulfate de sodium se sépare et est ramené dans le cycle pour recommencer l'opération. On obtient 530 gr. de Na2 SO4 avec 1,62% d'azote total, une duantité d'azote qui ne se perd pas car le produit obtenu est de nou- veau utilisé. La solution restante est évaporée et donne nais- sance à du chlorure d'ammonium à un étal.; relativement, pur.
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Process for the manufacture of alkali nitrate and nitrogen fertilizers
The object of the present invention is the economical manufacture of alkali nitrate using inexpensive and readily available raw materials. Although alkali nitrate can be obtained by a very easily industrially feasible process by dissolving an alkali hydrate or an alkali carbonate in nitric acid, the practical execution of the process is hampered by the high cost of the materials. raw. It has already been proposed to produce alkaline nitrate using inexpensive raw materials.
But none of these processes has been successful in practice, because they did not allow sufficient alkali nitrate to be obtained.
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sufficiently concentrated or sufficiently pure or gave rise to excessively high costs due to the treatment with strongly acid solutions and the consequent deterioration of the apparatus. Thus, it has already been proposed to transform sodium sulphate with nitric acid according to the formula below:
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This reaction was used to make highly concentrated nitric acid using the sodium nitrate thus obtained and the sodium bisulfate precipitated under these conditions.
The treatment of the acid solution of bisulphate which this process requires naturally gives rise to considerable difficulties, since, owing to the very corrosive properties of nitric acid and of bisulphate, the elimination of nitric acid which must be carried out at high temperatures and the evaporation of the sodium bisulphate solution gives rise to heavy wear of the devices employed.
The present invention relates to a process in which sodium sulphate must also be converted with nitric acid. This process avoids the drawbacks which have just been mentioned and, according to the present invention, sodium sulphate is not a raw material, but only an intermediate material which is transformed into a closed circuit and is reconstituted at the end of the circuit, from so that sodium sulfate is consumed in practically only small amounts during the process.
The process according to the present invention must be carried out in such a way that the sodium sulphate, which is constantly recovered during the operation itself, is transformed by nitric acid according to the formula already mentioned- @
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born above. The sodium nitrate formed is then separated from the solution and then treated. solution of nitric acid and sodium bisulphate, first neutralizing the acid by the addition of ammonia.
A solution of sodium ammonium bisulphate and ammonium nitrate is then formed according to the formula below.
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This solution can then be transformed with sodium chloride and the following reaction takes place under these conditions:
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Optionally, however, before the addition of the sodium chloride it is possible to separate the sodium ammonium sulfate from the ammonium nitrate by concentrating the solution preferably in a vacuum. On cooling, the ammonium sodium sulfate separates. The solution is treated to obtain ammonium nitrate in the solid state, while the separated salt, after further dissolution, is decomposed with an equivalent amount of sodium chloride. In this way, a conversion to sodium sulphate is obtained.
The latter is separated by evaporation of the solution under the action of heat and the temperature is preferably raised to 100-110 for this purpose. After being separated from the solution, this salt can be brought back into the cycle. The solution then contains, in the case of the prior separation of ammonium and sodium sulfate, only ammonium chloride, while directly treating the ammonium nitrate lye. and ammonium and sodium sulphate, a mixture of ammonium chloride and ammonium nitrate is obtained, and it was then found the unexpected fact that this mixed salt, which is formed in the
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solution, contrary to what experience allowed to predict a fertilizer easy to spread.
Obviously, this must be attributed to the fact that this mixed salt is obtained from solution.
In the case where ammonium chloride is obtained separately, it has been found advantageous to use this salt for the manufacture of a suitable fertilizer for use by mixing therein or by introducing into it by stirring other salts, in particular calcium carbonate.
The present invention makes it possible to obtain, with the aid of sodium chloride, nitric acid and ammonia, the alkali nitrate which is valuable as a fertilizer, while on the other hand ammonium chloride and nitrate. The most preferred ammonium compounds are obtained either as a mixture or separately, the sodium sulfate produced as an intermediate salt being constantly regenerated during the process and not having to be replaced. Instead of the sodium salt, suitable potassium salts can of course also be used.
An example of execution giving the quantities will make it possible to better understand the invention. However, it must be understood that this is only an embodiment given solely as an example of the method. The concentration as well as the temperature and the other conditions mentioned can, of course, be modified in an appropriate manner.
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1000 g of a nitric acid of density 1.332 are mixed with 588 g. of NA2 SO4 and stirred for 1 hour.
After decantation of the Na NO3, it is transferred and washed with @
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preferably using diacid or brick of the same concentration, then dried, the small amount of free nitric acid which still adheres then being neutralized in a stream of gas
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ammonia .. 403 gr is obtained. of Na N03 to I7,14j of total nitrogen including 0.8% ammoniacal nitrogen. In the remaining solution of sodium bisulfate and nitric acid ammonia is introduced until saturation and the solution is evaporated, cooled and separated from the residue. The solution which contains more than ammonium nitrate is evaporated; 226 g of NH N0 3 are obtained with 33.1% of N. The residue is then dissolved and 300 g of Na Cl are introduced into this solution.
It is then evaporated at a temperature above 80, preferably 100 to 1050, and the sodium sulphate separates and is returned to the cycle to start the operation again. We obtain 530 gr. of Na2 SO4 with 1.62% total nitrogen, an amount of nitrogen which is not lost because the product obtained is used again. The remaining solution is evaporated to give rise to ammonium chloride on a cal. relatively, pure.
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