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Publication number: BE375011A
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  Méthode de traitement des solutions obtenues dans la lixiviation du phosphate brut par de l'acide nitrique et du sulfate d'ammo- niun,      
Il est connu de lixivier du phosphate brut par de l'acide nitrique en présence de sulfate d'ammonium, par exemple suivant la réaction suivante: 
Ca3   #PO4#2   + 6 HNO3 + 3 Am2SO4 = 3 CaSO4 + 6 AmNO3 + 2 H3PO4. 



   La solution obtenue dans le procédé de lixiviation est sé- parée du précipité de sulfate de calcium et autres résidus inso- lubles et puis neutralisée par de l'ammoniaque. En évaporant la solution neutre on obtient un fertilisant mélangéconsistant en nitrate d'ammonium et en phosphate mono ou   diammonium   ou un mélange des dits phosphates, qui dépend de la quantité   d'ammo-   niaque ajoutée er neutralisant la solution.

   Le rapport entre   1'acide   phosphorique et l'azote dans le produit obtenu est ap-   proximativement   constant puisqu'en neutralisant l'acide phos- phorique en phosphate monoammonium seulement il est obtenu un 

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 produit 2 Am H2PO4, 6 Am NO3   c'ontenant   20% de P2O5 et 27,7% de N2 tandis   qu' en   neutralisant en phosphate   diammonium   exclusive- ment on obtient un produit 2 Am2HPO4, 6 AmNO3 contenant 19,2% de P2O5 et 30,2% de N2,   Dans     l'exécution   technique du procédé le rapport entre   l'acide   phosphorique et   l' a.zote   sera même tant soit peu moindre que celui indiqué par les chiffres mentionnés ci-dessus,

   du fait que le phosphate brut contient toujours des impuretés telles que du carbonate de calcium et du fluorure de calcium, qui augmentent la   consommation   d'acide nitrique et de sulfate   d'ammonium   au delà de la quantité nécessaire pour dis- soudre le phosphate tricalcique. Outre le rapport défavorable entre l'acide phosphorique et l'azote dans les produits qui sont obtenus suivant la méthode employée jusqu'à présent la dite méthode présente aussi le désavantage qu'elle ne peut être em- ployée pour la fabrication de produits ayant un rapport entre l'acide phosphorique et l'azote variable entre de larges limites. 



   L'invention se rapporte à une méthode pour traiter la so-   lution   obtenue en lixiviant du phosphate brut comme décrit ci- dessus de façon telle que l'on obtienne du nitrate d'ammonium pur qui a une grande valeur commerciale et du phosphate mono ou diammonium pur ou une mixture de chacun de tels phosphates et de nitrate   d'ammonium   ayant un rapport entre l'acide phosphorique et l'azote que l'on peut faire varier entre de larges limites. 



   L'invention consiste principalement en ce que la solution obtenue par la lixiviation est d'abord neutralisée par de l'am- moniaque et puis concentrée par évaporation et que la solution concentrée est alors séparée par refroidissement   dans   une li- queur mère consistant essentiellement en   solution   de nitrate d'ammonium et un sel cristallisé contenant de l'acide phosphori- que et de l'azote, ce dernier étant sépare et la liqueur mère étant purifiée du phosphate   d'ammonium   restant par l'acide   piios-   phorique précipité comme   un-phosphate insoluble,

     et   finalement   évaporée 
Quand la solution est neutralisée par de l'ammoniaque les 

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   impuretés   qui y sont contenues telles que des composés de cal- cium, aluminium, fer, etc.. sent précipitées comme citrates- phosphates solubles qui sont séparés de la solution par filtrage. 



  Il est cependant , essentiel pour la marche pratique de   l'inven-   tion que l'ajoute   d'ammoniaque   ne soit pas faite en considération des dites réactions de précipitation mais on observera que l'a- cide phosphorique est neutralisée pour former un seul phosphate 
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 d'ammonium c-a-da ou du phosphate monoalU.lüorli1.l.Ill ou du phosphate àiaiww;;

  1L=-a car la possibilité de récupérer du nitrate à' r<a.oriit=1a pur de la solution sans de grandes pertes de phosphates solubles dépend essentiellement de la découverte que le phosphate mono- ammonium pur ainsi que le phosphate   diammonium   pur quoique faci- 
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 lement solubles dans i' ea.-1 à la température du milieu ne sont que légèrement solubles dans une solution concentrée de nitrate   d'ammonium   à la même température.

     D'un   autre côté un mélange de 
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 phosphate mono et diammonium est essentiellement plus soluble dans une solution froide de nitrate   d'ammonium   de sorte qu'il sera nécessaire de précipiter un pourcentage plutôt élevé   d'a-   cide phosphorique par des moyens chimiques si l'acide phospho- rique a été neutralisée de façon qu'un mélange de phosphate 
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 moncammonium et de phosphate diaimaoniuzJ ait été formé dans la soliit-1-onb Quand du phosphate monoammonium solide doit être formé par cristallisation dans la solution, la dernière est neutrali- sée juste au point où se forme du phosphate mono8rillllonium après quoi la solution séparée du précipité est concentrée par évapo- ration.

   Suivant les circonstances l'évaporation peut être pous- 
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 sée seulement jusqu'à un point tel que du phosphate mon 0 armnà.niulil pur cristallise par refroidissement de la solution ou à un point tel qu'en refroidissant un mélange de phosphate monoammonium et de nitrate d'ammonium cristallise pendant que la liqueur mère restante dans chaque cas consiste en une solution saturée con- 
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 tenant essentiellement du nitrate d'ammonium 0-â-d.environ 61 à 
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 62o de ArnNO et environ 1x 5 à 20o de AnI2P04 seulement.

   

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 Si d'un autre côté le phosphate diasMcnlum est à séparer de la solution, cette dernière est d'abord neutralisée à tel 
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 point que le phosphate monoammonium ou un mélange de phosphate monoammonium et de phosphate diamionlum soit forme puis le pré- cipité est séparé et la solution est concentrée par évaporation, de l'ammoniaque étant alors ajoutée à la,

   solution chaude en quan- 
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 tité telle que le phosphate monoammonium sc'it converti en phos- phate   diammonium.   La solution concentrée est alors refroidie avec l'effet que le phosphate diammonium se cristallise presque complètement ou seul ou en mélange avec une plus grande ou plus petite   quantité   de nitrate   d'ammonium   suivant le degré d'évapo- ration   atteint.   La solution restante renferme également dans 
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 ce cas 61 à 62$o AmN 3 et environ 1.5 â 2)1 de U2HP04 seulement. 



  La liqueur mère séparée du sel cristallisé est traitée par 
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 une siibstarce, de préférence un composé de calcium, capable de précipiter l'acide phosphorique ou le phosphate   d'ammonium   en- . core présent dans la liqueur mère. De   préférence   le nitrate de 
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 ca,lcil! est employé dans ce but ainsi l'acide phosphorique est précipité comme phosphate de calcium insoluble.

   Quand la solu- tion contient du phosphate nonoa=.ùomo>1uul une petite quantité d'am-   monia,que   est également ajoutée de préférence pour faciliter la précipitation La solution qui après la   précipitation de   l'aci- de phosphorique ne contient que du nitrate   d'ammonium   est   sépa-   rée du précipité par filtrage et pais évaporée pour dégager le 
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 nitrate ci) aldIlOniUlJl à l'état solide. Le précipité séparé -peut ê- tre retourné au. procédé de lixiviation ou être vendu   comme   tel. 



  Dans le premier cas il n'est pas nécessaire de le séparer de la solution adhérente de nitrate   d'ammonium   tandis que dans le dernier cas ce dernier stade est effectué de   préférence.   
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  La précipitation mentiont-iée ci-dessus est faite à une tem- pérature d'au   moins   80 C afin d'obtenir le phosphate précipité en   une   forme essentiellement granulée qui peut être séparée ai-   sément   de la solution par filtrage. 

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   Le sulfate d'ammonium employé dans l'opération de lixivia- tion est, de préférence produit de la mantère bien connue du sulfate de calcium obtenu dans le procédé en le traitant par de l'ammoniaque et du sous oxyde de carbone ou du carbonate d'am- monium. Le carbonate de calcium formé dans la dite réaction peut être employé comme une addition au nitrate d'ammonium pro- duit si ce dernier doit être employé comme un fertilisant azotes De cela une petite partie peut être dissoute dans de   1 acide   ni- trique pour produire le nitrate de calcium nécessaire pour pré- cipiter le phosphate dais la liqueur mère ainsi qu'il est dé- crit ci-dessus  
Exemple 1,

   - 1214 kgs = 1000 litres dune solution conte- nant 155 kgs de AmH2PO4 et 345 kgs de AmNO3 ont été évaporés à la pression atmosphérique jusqu'à ce qu'un point d'ébullition de 119 à 120 C ait été atteint Dans ce procédé 515 kgs d'eau ont été évaporés. La solution restante de 699 kgs a été re- froidie   à   la température du milieu cristallisant ainsi 144 kgs de phosphate mono-ammonium pur dans la solution. La liqueur mè- re restante de 555 kgs contenait   345   kgs ou 62% de AmNO3 et 11 kg ou 2% AmH2PO4.

   De cette liqueur mère   1  acide   phosphorique a été précipité par du nitrate de calcium en quantité équivalente au phosphate d'ammonium en même temps qu'une petite quantité d'ammoniaque ensuite le précipité a été enlevé par filtrage et la solution restante de nitrate d'ammonium pur a été évaporée. 



   Exemple II. - 1214 kgs = 1000 litres   d'une   solution conte- nant 155 kgs de AmH2PO4 et 345 kgs de AmNO3 ont été évaporés à la pression atmosphérique jusque ce qu'un point d'ébullition de 125 C ait été atteint et 564 kgs   d'eau   ont été évaporés. La solution a été refroidie alors   à   20 C provoquant ainsi la cris- tallisation dans la solution de 147   kgs   de phosphate monoammium et 85 kgs de nitrate   d'ammonium..   Les sels cristallisés formant ensemble 232 kgs d'un fertilisant mélangé contenant 39% de P205 et   20,5o   de N2 ont été séparés de la solution.

   La liqueur mère restante de 418 kgs contenant 260   kgs   de AmNO3 et 8 kgs de phos- 

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 phate mono ammonium a été traitée de la même manière que dans l'exemple précédent pour le recouvrement de nitrate d'ammonium pur à l'état   solide.   



   En variant le degré d'évaporation la quantité de nitrate d'ammonium cristallisant en même temps que le phosphate d'ammo- nium peut être variée   à   volonté dans de larges limites. Une li- mite pour une telle quantité est donnée évidemment par l'exemple décrit ci-dessus dans lequel du phosphate mono ammonium pur est   amené à   cristalliser dans la solution le rapport P2O5 : N2 étant dans un tel cas environ 5 :   1 ;   l'autre limite est le cas où la solution après la neutralisation de l'acide phosphorique au phosphate diammonium est évaporée entièrement, un produit ayant pour rapport P2O5 : N = 0,63 : 1 étant obtenu dans ce cas. 



   Résumé 
En résumé l'invention concerne: 
1. Une méthode de traitement des solutions obtenues dans la lixiviation de phosphate brut par de l'acide nitrique et la précipitation du résidu dissous par le moyen de sulfate d'arnmo- nium, caractérisée en ce que la solution après sa neutralisation par de l'ammoniaque est divisée par évaporation et refroidisse- ment subséquent en une liqueur mère consistant essentiellement en une solution de nitrate d'ammonium'et un sel solide contenant de l'acide phosphorique et de l'azote ce dernier étant séparé de la liqueur mère, cette dernière étant alors purifiée du phospha- te d'ammonium restant par la prépipitation de l'acide phosphori- que   comme   phosphate insoluble et puis évaporée. 

**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.

Claims

2. Une méthode suivant 1 caractérisée en ce que la neutra- lisation par de l'ammoniaque est accomplie de façon à former du phosphate monoammonium seulement* 3. Une méthode suivant 1, caractérisée en ce que la premiè- re évaporation n'est continuée que jusqu'au, point où essentiel- lement du phosphate d'ammonium pur se cristallise en refroidis- sant la solution, tandis que la solution restante est saturée par <Desc/Clms Page number 7> du nitrate d'ammonium.

4. Une métnode suivant 1, caractérisée en ce que l'acide phosphorique dans la solution est neutralisée d'abord pour for- mer du phosphate monoammcnium ou un mélange de phosphate mono et diammonium, que la solution est alors concentrée par évapora- tion et que de l'ammoniaque est alors ajoutée dans la solution chaude concentrée en quantité telle que le phosphate monoammo- nium est converti en phosphate diammonium, la solution étant alors partagée par refroidissement en une liqueur mère consistant essentiellement en une solution de nitrate d'ammonium et un sel cristallisé en du phosphate diammonium avec ou sans un mélange de nitrate d'ammonium.

5. Une méthode suivant 1, caractérisée en ce que la purifi- cation de la liqueur mère du phosphate d'ammonium est effectuée par l'addition d'un composé de calcium avec ou sans ajoute d'am- moniaque.

6. Une méthode suivant 1 et 5, caractérisée en ce que la purification de la liqueur mère du phosphate d'ammonium est effectuée par une addition de nitrate de calcium avec ou sans ajoute d'ammoniaque.

7. Une méthode suivant 1 et 6, caractérisée en ce que le nitrate de calcium requis pour la purification ett produit du carbonate de calcium obtenu par la réaction sur du sulfate de calcium d'ammoniaque et de sous oxyde de carbone ou de car- bonate d'ammonium.

8. Une méthode suivant 1, caractérisée en ce que le nitrate d'ammonium pur obtenu est mélangé avec du carbonate de calcium produit du sulfate de calcium obtenu dans le procédé de lixivia- tion..

9. Une méthode suivant 1, caractérisée en ce que la purifi- cation de la liqueur mère du phosphate se fait à une température d'au moins 80 C. <Desc/Clms Page number 8>

10. Méthode suivant 1, caractérisée en ce que le précipité obtenu dans la purification de la liqueur mère est retourné au procédé de lixiviation.