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" Procédé de fabrication, de nitrate de potasse et d'antres @ substances fertilisantes "
La présente invention porte sur un procédé de fabrication simultanée de nitrate de potasse, d'un entrais azoté potassi- que exempt de sodium et constitué essentiellement par du chlo- rare d'ammoniam accompagné de nitrate de potasse, et enfin, suivant le cas, de phosphate double de sodium et d'ammoniam ou de nitrate de soude . Dans ce procédé on part d'une substan- ce constituée en majeure nartie par da chlorare de potassium et pour le rpstant, principalement par un sel double de sodium Il est donc. en particulier applicable au sel pauvre da commer- ce à 70-80% de KC1 renfermant également da chlorure de sodium.
On décrira ci-dessous comment le procède peut être mis en ceu- vre quand on part de KC1 pauvre .
Mes eaux-mères qui proviennent d'un cycle d'opérations antérieures et qui, ainsi qa'on le velra plas loin, contiennent principalement da chlorure d'ammoniam, sont additionnées d'eaa et de chlorure de potassium pauvre; on chauffe poar assarer la dissolution du sel et on traite la solution par de l'acide ni-
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trique à une température supérieure à la température ambiante, mais suffisamment basse pour éviter toute perte d'azote par destruction d'acide nitrique, à raison d'une molécule d'acide par atome de potassium da sel ajouté; on laisse ensuite la li- quear se refroidir jusqu'à la température ordinaire.
Il se pro- duit une abondants cristallisation du nitrate de potasse, et on sépare ainsi la majeure partie de la potasseda minéral d'origine à l'état de nitrate de potasse par; les cristaux de nitrate de potasse sont essorés et lavés, de façon à. déplacer l'eau-mère qui les imprègne.
Les eaax-mères acides de la séparation du nitrate de po- tasse sont satarées jusqutà neutralisation complète par de l'ammoniac, pris sous forme de gaz ou de dissolution; la li- quear s'échauffe; sur la fin de la saturation on prend soin de limiter cet échauffement, de façon à ne pas dépasser 50 à 60 et éviterdes pertesd'ammoniac. lorsque la neutralisation est terminée, on concentre la liqueur de façon telle, et la refroidit une température telle, qu'il cristallise un engrais nitré-ammoniacal potassique constitué principalement par un mélange de sel ammoniac et de nitrate de potasse et snsible- ment exempt de sodium.
A cet engrais peut d'ailleurs se trou- vermélangée une petite quantité d'autres sels pr.ovenant des impuretés du ehlorure de potassium de départ autres que le chlorure de sodium. On essore l'engrais mixte Pour le débarras- ser de l'eau-mère qui l'imprègne, et on le lave légèrement à l'eau.
L'eau-mère provenant de la séparstion de l'engrais mix- te contient la totalité du chlorure de sodium contenu dans le chlorure de potassium pauvre de départ, On additionne cette eau-mère d'ane solution d'acide phosphorigue ou de phosphate monoammoniqae, à raison d'ane molécule d'acide phosphorique pour une molécule de chlorure de sodium dissous ; puis on sature la solati.on par/de l'ammoniaque en ayant soin, ici encore, de ne pas dépasser une température d'environ 50 en fin de trai-
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tement.
On est prévena qa'on a atteint le degré de saturation
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voulu lorsque la solution est pratiqu8LEnt nentee au tournesol, lù.n refroidissant alors, ou simplement en laissant se re- froi.dir, la liqueur jusqu'à la température ambiante, on sépa- re la presque totalité du sodium sous forme de sel de phospho- re cristallis é. On essore et on lave à l'eau le sel de phos- phore recueilli, et on réunit le liquide d'essorage aux eaux-mères de la séparation. La ligueur ainsi constituée est reprise en cycle ainsi qu'il est dit plus haut.
Au lieu de réutiliser cette liqueur dès le début d'un nouveau cycle d'opérations pour y dissoudre le chlorure de dé-
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part, on peut 6F-alem,,nt 1 Ta jouter s8alement aux eaumè;rES de la séparation du nitrate d, pctasse. "ettc addition reut être effectuée en une ou plasieurs fois; avant ou pendant la conc;en- tration de la solution renfermant l'en;,,rais azoté potassique.
Si le mélange salin de départ contient pea de sels de
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sodium, on peut également ne pas ef'fec;tuer la précipitation de sel de phosphore à chaque cycle d'o-,o6ratio-,s, mais S6 aleLJent par exemple à un cycle d'opé2ctions sur deux ou trois. La quantité de sel de phosphore obtenue dans une opération de pré- cipitation est alors double ou triple de celle qa'on. obtien- drait dans'une opération de précipitation si l'on effectaait la précipitation de sel de phosphore à, chaque cycle d'opérations,
On voit que par le procédé en cycle qui vient d'être dé- crit, on obtient da nitrate de rotasse pas, un engrais nitré
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amril1Jniacal potass jqae exempt de SOdiur.l9 et du sel de phospho- re, en partant de chlorure de potassium pauvre, d'acide nitri-
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que, d'arlunoniaque, et d'acide phosphcriqae.
Ce dernier peut être à son tour traité par le procédé en cycle décrit dans la demande de brevet ailemnd n V.25.699 (Série 8/24): en procédant de la sorte, on obtient d'une part,
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du nitrate de soude, et d'autre part da phosphate mcnoamraoni- que qu'on peut réutiliser pour, la précipitation du sel de phosphore , de sorte Il:J6 le procéd ne néce ssite plas la ccn- <e ian wa !v 6 .T
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sommation d'acide phosphorique et de phosphate d'ammoniaque.
L'ensemble du procédé ainsi réalisé permet alors d'obte- nir comme produits finals, du nitrate de potasse pratiquement par , an engrais mixte constitué par un mélange de chlorure d'ammonium et de nitrate de potasse, et de nitrate de soude pratiquement par; le sel de phosphore engendré au cours du procédé ne joue plus dans ce cas qu'un rôle intermédiaire.
On trouvera ci-dessous un exemple d'exécution du procé- dé.
PREMIERE PHASE: Dans une cave constituée par une substance inat- taquable aux acides et munie de dispositifs appropriés pour le chauffage à la vapeur, l'arrivée d'eau, le brassage à l'air comprimé etc., on introduit 925 litres d'eaux-mères provenant d'un cycle d'opérations antérieures , 208 kilos de chlorure de potass-ium à 49% K2O et 225 litres d'eau; on chauffe le tout vers 45 , et lorsque le sel est peu près complètement dis- sous, on fait couler en agitant 260 litres d'acide nitrique à 36 B, puis on fait passer la liqueur acide dans un bac en bois àt on laisse refroidir jusqu'à 150.
Des cristaux de nitrate de potasse se séparent, qu'on esso re , lave et sèche et on obtient ainsii 135 Kgs de nitrate de potasse à 99; de pureté, et 1.425 litres d'eaux-mères aci- des. On fait passer ces eaux-mères dans des cuves en bois ma- nies d'agitateurs et de serpentins de refroidissement en métal spécial inattaquable aux acides. On les sature alo rs par de l'ammoniaque jusqu'à @ neutralité, à la phtale ine de phénol , ce qui exige l'emploi d'environ 38 kgs d'ammoniaque, fendant cette saturation la liqueur tend à s'échauffer, mais par un réglage convenable de l'arrivée de l'ammoniaque, et éventuel- lement une circalation d'eau dans les serpentinsder efroidis- sement, on évite de dépasser une température de 35-40 .
La liqueur neutre est envoyée dans des bacs d'évaporation en tôle, avec; chauffage au gaz, pour y être concentrée. Lorsque la concentration est suffisante, ce qui a lieu quand on a éva-
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pore 350 à 400 litres d'eaa, on envoie le liquide dàns des bacs de cristallisation munis d'un dispositif permettant le refroidissement da liqaide à 5 ; un sel mixte se sépare alors, qu'on essore et qu'on lave légèrement et l'on obtient ainis 240kgs d'un engrais nitré ammoniacal potassique titrant à sec :
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<tb> N <SEP> nitrique <SEP> 5 <SEP> %
<tb>
<tb>
<tb> N <SEP> ammoniacal <SEP> ................. <SEP> 16.6%
<tb>
<tb>
<tb> K <SEP> 20........................... <SEP> 16.9%
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Les eaux-mères de la séparation de cet engrais nitré-ammo- niaual potassique, soit environ 900 litres, sont addition- nées de 83 kgs de phosphate monoammonique obte nu comme il est dit plus loin, et de 60 litres d'eau; on sature ensaite par environ 12 kgs d'ammoniaque, quantité nécessaire pour arriver à la neutralité a. la phtaleine de phénol, et on laisse re±roi- dir à 15 . On obtient ains i , d'une part, 148 kgs.de phospha- te ammoniaca sodique, et d'autre part, 925 litres d'eaux-mères qui sont reprises en cycle pour être traitées à nouveau de la façon qui vient d'être décrite.
DEUXIEME PHASE. A 160 litres d'eaux-mères nitrique:., provenant de la séparation da nitrate de soude dont il sera question plus loin, on ajoute les 148 kgs de sel de phosphore fabriqués dans la première phase ci-dessus du procédé. On chauffe légèrement poar assurer la dissolution totale du sel et on laisse ensuite la solution refroidir à la température ambiante, c'est-à-dire en pratique vers 15 ; on obtient ainsi un dépôt de 83 kgs de phosphate @ monoammonigue , qu'on lave soigneasement pour dé- placer l'eau-mère qui l'imprègne, et utilise, ainsi qu'il est dit plas haut, dans la première phase du procédé pour fabriquer une nouvelle quantité de sel de phosphore.
Les eaux-mères de la séparation du phosphate monoammoni- que , soit environ 210 litres, sont concentrées dans une grancb marmite en fonte munie d'un dispositif de brassage da liquide et chaaffée aa gaz à feu na. Quand on a évapore environ 85
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litres d'eau., quantité équivalente à celle introduite dans le cycle sous forme d'eau de cristallisation du sel de phosphore et d'eau d'hydratation de l'acide nitrique, on laisse refroi- dir les eaux-mères ainsi concentrées, et on leur ajoute 85 kgs dtauide nitrique à 36 B.
Par refroidissement de la liqueur, on sépare 80 kgs de nitrate de soude et les eaux-mères ,soit
160 litres, sont reprises en cycle pour recommencer sar elles la succession des deux opérations qui vient d'être décrites sous la titre Il deuxième phase ", '
Les proportions indiquées dans l'exemple ci-dessus ne sont pas absolues et peuvent varier dans de larges limites,sui- vant la richesse du 'chlorure employé, la concentration de l'a- cide nitrique, etc..
En particulier, on peut dans la première phase faire cristalliser le nitrate de potasse au sein de so- lution un peu plus étendues que celles dans l'exemple ci-des- sus on séparera alors des quantités plus faibles de nitrate de potasse par, mais on enrichira par contre en azote nitrique et en potasse l'engrais azoté potassique mixte, REVENDICATIONS.
1 . Procédé de fabrication successive de nitrate de po- tasse, d'un engrais azoté alcalin et de sel de phosphore, carac- térisé par ceci, qu'on dissout dans l'eau an mélange salin contenant à la fois du chlorure de potassium et an sel solo.- ble de sodium, par exemple du chlorure de potassium pauvre,que l'on traite par de l'acide nitrique, à une température sapérieu- re à la température ambiante, mais suffisamment basse pour évi- ter ane perte notable d'azote;
la solution ainsi constituée, qu'on la refroidit ou la laisse se refroidir à une tempéra- tare telle qu'il ne se sépare que du nitrate de potasse sen- siblement par, qu'on neutralise les eaux-mères acides par l'ammoniaque, qu'on les amène à la concentration voulue pour faire cristallisec an mélange de nitrate de potasse et de chlorure d'ammoniam, sensiblement exempt de sodium, qu'on traite les eaux-mères de la séparation de cet engrais par
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l'acide phospheriqae et l JS1;m:oniaCo.e, pris l'état libre ou co1=ibiné, raison d'une mchéc, zle d'acide Pl:cs Pl:
OL ica8 et de de ux mol ée aies d'ammoniaque par atome de sodium, contenu dans le mélange salin de départ, qu'on sépare, éVC?1to.ellemh1t à l'aide d 1 u n refroidissement, le sel de "0hhslhocf formé et du'on récltUÍse en cycle les eaux-mères subsistantes pour disscadce le mélange salin.
2 . l:odifiv"tjoJ1 du procède suivant 1 , c,8L'<l.-térisée par ceci, que les esu;:-nlie provenant da la séparation du sel de phosphore sont ajoutées en aie O:J plusjeu-s fois et en tout ou partie, aux eDl1¯-rnères d'anc oréL'8tion ulté;1. ai,e provenant de la séparation du nitrate de -notasse, iysnt ou 1'E' ndant la s'oncentration de ces eaux-mères.
3. Modification du vroc,éci# suivit 1 , caractérisé par ,¯'8(.;i, qae dans le cas ov- le mêlante salin a3 départ est pauvre enpels de sodium, on ntei'i::4tuc pas la rrédrit..tio.L1 du sel de phosphore ? chaque cycle dfo-r-ér3t20,1S, w-lÍs reprend au con- traire une ou plusieurs fois QiL'el.-ter.1'.1t en cyulG les eau:;- mères de la séparation de l'engrais Mixte entre deux ?réuipi-
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tations successives de sel de phosphore.
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f1 , Mode d'exécution du procf.dé suivant 1 µ SE, consis- tant à tniter par l'acjde nitrique, saivant le procédé de la demande de brevet (S/24J le sel de phosphore o1te11l1 de tnaniè- 1:'1" obtenir d'un: part àa nitrate de 3o:.:tdG,et d'autre part du phosphate 11J..01108..LCJ1i(jue, <)0.'0:1 céutili69 en cycle fermé comme soarce d'sLidc' yho.,7hei;i t clf9w!.JcnjgC;D.G PO(1L' l'exé- cntion du procédé saivant 1 et 2 .