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" PROCEDE DE FABRICATION D'ENGRAIS MIXTES "
Depuis quelque temps les engrais dits engrais mixtes et engrais complets qui contiennent à la fois de l'azote, de l'acide phosphorique et de la potasse, sont de plus en plus en faveur. L'avantage de l'utilisation de ces engrais mixtes est basé sur la possibilité de fournir au sol, par un seul épandage, les substances nutritives dont les plantes ont principalement besoin, le rapport entre les différents éléments de substances nutritives pouvant être adapté à volonté aux conditions du sol envi- sagé. Il en résulte la nécessité de fabriquer de façon
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aussi simple que possible ces engrais mixtes et ces engrais complets,qu'il faut fabriquer et conserver sur une grande échelle.
Jusqu'ici il a été généralement nécessaire de faire séparément les trois éléments, puis de les mélanger entre eux dans le rapport voulu pour l'application envisagée.
Comme on a généralement besoin de sels secs pour un mélange intime, la préparation séparée des éléments utilisés exige un certain nombre de mesures qui renchérissent beaucoup ces produits et s'opposent par conséquent au développement de leurs applications. Depuis quelque temps l'élément phosphore est introduit principalement sous forme de phosphates d'am- monium, 'qui ont l'avantage de contenir de l'azote aussi bien que de l'acide phosphorique. Pour obtenir les phosphates d'ammonium on attaque des phosphates bruts au moyen d'acides dont les sels de calcium sont solubles, en utilisant une quantité d'acide telle que l'acide phosphorique soit simula tanément amené à la forme soluble.
Au cours du traitement de ces solutions par du sulfate d'ammonium on sépare ensuite sous forme de sulfate le calcium qui est entré en solution.
A partir de la solution séparée on peut ensuite obtenir le phosphate d'ammonium par évaporation, en commun avec le sel d'ammonium de l'acide utilisé pour la réduction.
Les produits ainsi obtenus ont le grand inconvé- nient que le rapport entre l'azote et l'acide phosphorique est Fixé par la quantité d'acide phosphorique introduite dans l'opération.C'est pour cette raison que les phosphates bruts de qualité particulièrement médiocre et pour lesquels il faut éliminer une très Grande teneur en calcium de la solution d'attaque ne peuvent pas être utilisés pour la pré- paration. Si l'attaque a lieu par exemple au moyen d'acide nitrique, le produit final est un mélange de nitrate d'am- monium et de phosphates d'ammonium, mélange contenant un
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du très grand excès d'azote par rapport à l'acide phosphori- que.
C'est pourquoi dans l'industrie, il s'agit de faire, par'les moyens les plus simples, des engrais mixtes et des engrais complets dans lesquels on peut faire varier à volonté les proportions relatives des trois éléments les plus impor- tants; la potasse, l'azote et l'acide phosphorique. Il est nécessaire avant tout d'avoir une proportion d'acide phos- phorique aussi grande que l'on veut dans les engrais mixtes et les engrais complets.
On a trouvé que des phosphates bruts de composition quelconque et en particulier aussi des phosphates bruts de qualité médiocre peuvent être traités en vue d'obtenir des engrais mixtes azotés et phosphorés de composition quelcon- que. A cet effet on attaque les phosphates bruts avec la quantité caloulée d'acide nitrique jusqu' à ce que l'acide d phosphorique soit rendu soluble. Le calcium est précipité dans la solution d'attaque au moyen de sels d'ammonium provenant d'acides formant des sels insolubles avec le cal- cium, par exemple par une addition de sulfate d'ammonium.
La solution d'attaque ainsi obtenue contient le phosphate et le nitrate d'ammonium dans la proportion déterminée par la teneur du phosphate brut en acide phosphorique et en cal- cium, ce rapport ne variant pas pratiquement lorsqu'on évapore la solution jusqu'à siccité. En traitant le produit de l'attaque, après évaporation jusqu'à siccité, on peut établir toutefois directement tout rapport désiré entre les deux éléments, l'azote et l'acide phosphorique, en traitant par de l'ammoniaque gazeuse ou liquide, jusqu'à solution du nitrate, ou bien toute la quantité de sels précipités et com- posés de nitrate et de phosphates d'ammonium, ou bien une partie quelconque de ces sels. De cette façon le nitrate d'ammonium se dissout sans que le phosphate entre en solu- tion.
Le phosphate d'ammonium solide qui s'est précipité
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peut ensuite être ajouté, de préférence après élimination de l'ammoniaque en excès, à une partie des sels d'ammonium, celle qui n'a pas été lessivée par l'ammoniaque. On peut toutefois ajouter aussi, à la partie non lessivée des sels, de préférence après avoir chassé l'ammoniaque en excès, le nitrate d'ammonium séparé du mélange de sels.
Une autre possibilité de fabriquer des engrais mixtes en utilisant le procédé dont il s'agit consiste à neutraliser la totalité ou une partie quelconque de la so- lution ammoniacale du nitrate d'ammonium au moyen d'acides, d'anhydrides d'acides ou de sels acides. La saturation de la solution ammoniacale du nitrate d'ammonium peut avoir lieu en présence de substances solides et l'on peut utiliser des matières inertes, des mélanges de matières inertes et de sels constituant des engrais, ou ces derniers sels ou leurs mélanges. Tous les éléments du produit finàl peuvent être mélangés en commun ou encore séparément.
Le procédé en question a donc l'avantage de la préparation en commun du nitrate et du phosphate d'ammonium, en particulier à partir de phosphates bruts de qualité médiocre, et il permet d'obtenir directement, à partir des mélanges d'attaque donnés par l'évaporation, des engrais mixtes contenant des proportions quelconques d'azote et d'a- cide phosphorique. La préparation séparée de ces deux élé- ments, le nitrate et le phosphate d'ammonium, qu'il faut envisager principalement pour la fabrication d'engrais mixtes et d'engrais complets, est donc inutile. En outre, ce procé- dé permet d'utiliser industriellement sur une très grande échelle des phosphates bruts qu'on ne pouvait songer à uti- liser jusqu'ici dans l'industrie des engrais.
On peut encore perfectionner le.mode de fabrication qui vient d'être décrit, en réglant la teneur en acides des
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.engrais ainsi obtenus de façon que le phosphate d'ammonium soit en présence, en pratique, entièrement sous forme de phosphate d'ammonium monobasique. Le résidu de la solution donnée par l'attaque de l'acide phosphorique contient toujours, en plus de quantités variables de nitrate et de phosphate d'ammonium , suivant la nature des sels d'ammonium utilisés, des quantités variables d'un sel de calcium, de sulfate de calcium par exemple lorsqu'on utilise du sulfate d'ammonium. Lorsque le résidu sec est lessivé au moyen d'ammoniaque, les sels de chaux entrent en réaction avec les phosphates d'ammonium en formant des phosphates de calcium insolubles.
Une partie de l'acide phosphorique soluble dans l'eau est ainsi transformée en acide insoluble dans l'eau.
On évite ce risque de diminution de la quantité d'acide phosphorique soluble dans l'eau en transformant le phosphate d'ammonium, par une addition d'acide, en phosphate monobasi- que. Cette transformation peut être provoquée aussi par une addition d'autres sels, pour lesquels on utilise principale- ment des sels de potasse seuls ou mélangés entre eux ou avec d'autres sels. L'excès d'acide est tel qu'il suffise pour transformer le phosphate d'ammonium en phosphate monobasique.
On empêche ainsi la formation d'acide phosphorique insoluble dans l'eau, pendant la conservation ou l'utilisation des engrais. Ce perfectionnement permet d'obtenir des engrais mixtes dont tous les éléments sont solubles dans l'eau.
Dans l'application de la deuxième partie du pro- oédé on peut partir par exemple de mélanges de nitrate et de phosphate d'ammonium et les réunir dans un agitateur avec des'mélanges de nitrate de potassium et d'acide nitrique.
On peut réunir les mêmes solutions avec un mélange de nitra-. te de potassium et d'acide sulfurique. On peut aussi séparer complètement le mélange de nitrate et de phosphate d'ammonium,
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puis mélanger le phosphate d'ammonium pratiquement exempt de nitrate d'ammonium avec le sel de potasse et l'adide correspondant et réunir en un seul sel une partie quelconque du nitrate d'ammonium préalablement séparé sous forme de solution de Divers avec le mélange de phosphate d'ammonium, de potasse et d'acide.
Au lieu de nitrate de potassium on peut utiliser aussi, pour la fabrication d'engrais potassiques mixtes ou complets, d'autres sels quelconques tels que le chlorure de potassium , le sulfate de potassium, eto. On peut aussi ajouter les sels de potassium en mélange avec d'autres sels que l'on veut introduire dans les engrais complets. Au lieu de sels de potasse on peut naturellement utiliser aussi d'autres sels.
Exemple de réalisation.
Prendre 1000 kg de phosphate brut contenant en chiffres ronds 66 % de phosphate tricalcique et 20 % de carbonate de chaux et les attaquer par 1576 kg d'acide ni- trique à 50 % et 1107 kg de sulfate d'ammonium en solution saturée. Reprendre le mélange de phosphate monocalcique et de nitrate de calcium obtenu par l'attaque au moyen d'acide nitrique et le transformer, par une addition de sulfate d'ammonium, en un mélange de 490 kg de phosphate d'ammonium monobasique et de 1001 kg de nitrate d'ammonium.
Faire évaporer le mélange jusqu'à siccité, ajouter 322 kg d'ammoniaque liquide pour faire dissoudre 966 kg de nitrate d'ammonium et neutraliser par 844 kg d'acide nitrique à 50 % auquel on a ajouté 648 kg de chlorure de potassium à 96 %.
On obtient ainsi 1831 kg d'un mélange salin contenant les substances nutritives dans les proportions suivantes lors- qu'il est sec:
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16,5% de N
16,5% de P2O5
21,5% de K2O, Les éléments du nitrate d'ammonium qui ont été extraits par solution du mélange primitif de nitrate d'ammonium et de phosphate d'ammonium monobasique et qui sont constitués par une solution de 966 kg de nitrate d'ammonium dans 322 kg d'ammoniaque liquide peuvent aussi être utilisés de toute autre f açon.
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"MIXED FERTILIZER MANUFACTURING PROCESS"
For some time now, so-called mixed fertilizers and complete fertilizers which contain both nitrogen, phosphoric acid and potash, have been increasingly in favor. The advantage of using these mixed fertilizers is based on the possibility of supplying the soil, by a single application, with the nutrients which the plants mainly need, the ratio between the different nutrient elements being able to be adapted at will. under the conditions of the soil envisaged. This results in the need to manufacture in a
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as simple as possible these mixed fertilizers and these complete fertilizers, which must be manufactured and preserved on a large scale.
Hitherto it has generally been necessary to make the three elements separately, then to mix them together in the desired ratio for the envisaged application.
As dry salts are generally needed for thorough mixing, the separate preparation of the elements used requires a number of measures which greatly increase the cost of these products and therefore hinder the development of their applications. For some time the element phosphorus has been introduced mainly in the form of ammonium phosphates, which have the advantage of containing nitrogen as well as phosphoric acid. In order to obtain the ammonium phosphates, crude phosphates are attacked by means of acids whose calcium salts are soluble, using an amount of acid such that the phosphoric acid is simultaneously brought to the soluble form.
During the treatment of these solutions with ammonium sulphate, the calcium which has entered into solution is then separated in the form of sulphate.
From the separated solution one can then obtain the ammonium phosphate by evaporation, together with the ammonium salt of the acid used for the reduction.
The products thus obtained have the great drawback that the ratio between nitrogen and phosphoric acid is fixed by the quantity of phosphoric acid introduced into the operation. It is for this reason that crude phosphates of particularly high quality mediocre and for which a very high calcium content has to be removed from the etchant cannot be used for the preparation. If the attack takes place, for example by means of nitric acid, the final product is a mixture of ammonium nitrate and ammonium phosphates, a mixture containing a
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of the very great excess of nitrogen relative to phosphoric acid.
This is why in industry it is a question of making, by the simplest means, mixed fertilizers and complete fertilizers in which the relative proportions of the three most important elements can be varied at will. ; potash, nitrogen and phosphoric acid. Above all, it is necessary to have as high a proportion of phosphoric acid as desired in mixed fertilizers and complete fertilizers.
It has been found that crude phosphates of any composition and in particular also crude phosphates of poor quality can be processed to obtain mixed nitrogen and phosphorus fertilizers of any composition. For this purpose the crude phosphates are attacked with the calculated amount of nitric acid until the phosphoric acid is made soluble. Calcium is precipitated from the etching solution by means of ammonium salts from acids forming insoluble salts with calcium, for example by addition of ammonium sulfate.
The attack solution thus obtained contains the phosphate and ammonium nitrate in the proportion determined by the content of the crude phosphate in phosphoric acid and in calcium, this ratio not varying practically when the solution is evaporated to. dryness. By treating the product of the attack, after evaporation to dryness, however, any desired ratio can be directly established between the two elements, nitrogen and phosphoric acid, by treating with gaseous or liquid ammonia, up to in solution of the nitrate, or the whole quantity of salts precipitated and composed of nitrate and ammonium phosphates, or else any part of these salts. In this way the ammonium nitrate dissolves without the phosphate entering into solution.
The solid ammonium phosphate which precipitated
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can then be added, preferably after removal of the excess ammonia, to a part of the ammonium salts, that which has not been leached by ammonia. However, it is also possible to add to the non-leached part of the salts, preferably after removing the excess ammonia, the ammonium nitrate separated from the mixture of salts.
Another possibility of making mixed fertilizers using the process in question is to neutralize all or any part of the ammoniacal solution of ammonium nitrate by means of acids, acid anhydrides or of acid salts. The saturation of the ammoniacal solution of ammonium nitrate can take place in the presence of solid substances and it is possible to use inert materials, mixtures of inert materials and salts constituting fertilizers, or the latter salts or mixtures thereof. All the elements of the final product can be mixed together or separately.
The process in question therefore has the advantage of the joint preparation of ammonium nitrate and phosphate, in particular from crude phosphates of poor quality, and it makes it possible to obtain directly, from the given attack mixtures by evaporation, mixed fertilizers containing any proportions of nitrogen and phosphoric acid. The separate preparation of these two elements, ammonium nitrate and phosphate, which must be considered mainly for the manufacture of mixed and complete fertilizers, is therefore unnecessary. In addition, this process allows the industrial use on a very large scale of crude phosphates which could not be expected to be used hitherto in the fertilizer industry.
The manufacturing method which has just been described can be further improved by adjusting the acid content of the
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. fertilizer thus obtained so that the ammonium phosphate is present, in practice, entirely in the form of monobasic ammonium phosphate. The residue of the solution given by the attack of phosphoric acid always contains, in addition to variable amounts of ammonium nitrate and phosphate, depending on the nature of the ammonium salts used, variable amounts of a salt of calcium, calcium sulfate for example when using ammonium sulfate. When the dry residue is leached with ammonia, the lime salts react with the ammonium phosphates to form insoluble calcium phosphates.
Part of the water-soluble phosphoric acid is thus converted into water-insoluble acid.
This risk of reducing the amount of water-soluble phosphoric acid is avoided by converting the ammonium phosphate, by adding acid, into monobasic phosphate. This transformation can also be brought about by the addition of other salts, for which mainly potassium salts are used alone or mixed together or with other salts. The excess of acid is such that it is sufficient to convert the ammonium phosphate into monobasic phosphate.
This prevents the formation of water-insoluble phosphoric acid during storage or use of fertilizers. This improvement makes it possible to obtain mixed fertilizers, all of the elements of which are soluble in water.
In the application of the second part of the process, it is possible, for example, to start from mixtures of nitrate and ammonium phosphate and combine them in a stirrer with mixtures of potassium nitrate and nitric acid.
The same solutions can be combined with a mixture of nitra-. te of potassium and sulfuric acid. The mixture of ammonium nitrate and phosphate can also be completely separated,
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then mix the ammonium phosphate practically free of ammonium nitrate with the potassium salt and the corresponding adid and combine in a single salt any part of the ammonium nitrate previously separated in the form of a solution of Divers with the mixture of ammonium phosphate, potash and acid.
Instead of potassium nitrate, it is also possible to use, for the manufacture of mixed or complete potassium fertilizers, any other salts such as potassium chloride, potassium sulphate, eto. You can also add potassium salts mixed with other salts that you want to introduce into complete fertilizers. Instead of potassium salts it is of course also possible to use other salts.
Example of realization.
Take 1000 kg of crude phosphate containing in round figures 66% tricalcium phosphate and 20% lime carbonate and attack them with 1576 kg of 50% nitric acid and 1107 kg of ammonium sulphate in saturated solution. Take up the mixture of monocalcium phosphate and calcium nitrate obtained by attack with nitric acid and transform it, by adding ammonium sulphate, into a mixture of 490 kg of monobasic ammonium phosphate and 1001 kg of ammonium nitrate.
Evaporate the mixture to dryness, add 322 kg of liquid ammonia to dissolve 966 kg of ammonium nitrate and neutralize with 844 kg of 50% nitric acid to which 648 kg of 96% potassium chloride has been added %.
This gives 1831 kg of a salt mixture containing nutrients in the following proportions when dry:
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16.5% of N
16.5% P2O5
21.5% K2O, The elements of ammonium nitrate which were extracted by solution of the original mixture of ammonium nitrate and monobasic ammonium phosphate and which consist of a solution of 966 kg of ammonium nitrate in 322 kg of liquid ammonia can also be used in any other way.