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" Procédé de fabrication d'engrais à base de nitrate d'ammonium, granulés, exempts de poussières et stables à l'air "
Le nitrate d'ammonium ne peut être employé comme engrais à l'état pur à cause de son explosibilité et de son hydgoscopicité Pour parer à ces in- convénients, on lui ajoute soit une matière inerte telle que l'argile ou le laitier de hauts-fourneaux, soit une matière renfermant des éléments biotro- phes, telle que, par exemple, le calcaire ou la craie phosphatée, soit enfin d'autres engrais tels que le sulfate d'ammonium ou le chlorure de potassium.
La présente invention, pouvant être appliquée à la fabrication des en- grais de toutes les catégories susmentionnées, vise par excellence la fabri- cation des engrais produits à partir de nitrate d'ammonium et de matières contenant du carbonate de chaux et connues sous les noms de nitrammo, nitro- chalk et nitrokalk, étant donné que dans ce cas les effets de l'invention sont particulièrement heureux.
La présente invention est basée sur l'étude de deux phénomènes inter- venant dans la fabrication d'engrais à base de nitrate d'ammonium: agglomé- ration des matières d'addition par le nitrate d'ammonium et réaction qui se produit entre le NH4NO3 et le CaCO3
L'expérience a démontré que l'agglomération est favorisée soit par la température élevée de la fusion de nitrate d'ammonium, soit par la propor-
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tion d'eau dans la fusion, ce qui peut s'expliquer de la manière suivante :
L'agglomération est due à la cristallisation de nitrate d'ammonium.
Afin de bien utiliser le pouvoir agglomérant du nitrate, il faut que le mé- lange (la pâte) soit aussi homogène que possible. L'homogénéité du mélange est favorisée par la fluidité de la pâte, donc par la fluidité de la fusion de nitrate d'ammonium, qui de son côté dépend de la température et de la pro- portion d'eau dans la fusion.
Quant à la réaction entre NH4NO3 et CaCO3, il a été trouvé qu'elle est favorisée dans une mesure extrêmement forte par la température, alors qu'elle - n'est pas influencée d'une manière évidente par la présence d'eau dans cer- taines limites (selon les essais effectués, elle est même contrariée par l'ad- dition de certaines quantités d'eau), ce qui est surprenant, mais ce qui peut s'expliquer de la manière suivante :
La quantité d'eau dans la pâte est si faible et la solubilité du CaCO3 est si insignifiante que l'ionisation du CaCO3 et pratiquement nulle. La réaction de double échange ne peut donc avoir lieu.
Le départ de 1'NH3 et du CO2 est plutôt dû à la dissociation du NH4NO3 qui, en provoquant un dé- gagement du NH3 met en liberté le HNO3: ce dernier, de son côté, en atta- quant le CaCO3 provoque un dégagement de CO2 La dissociation du NH4NO3 est'peu influencée par l'eau présente en quantités faibles dans la pâte, mais par contre, elle est favorisée dans une mesure extrêmement forte par la température.
Selon les procédés connus on emploie des fusions de nitrate d'ammonium aussi concentrées que possible (contenant tout au plus % d'eau) et:, par con- séquent, très chaudes (IIO-II5 C) Il a été cependant trouvé possible et avantageux d'assurer une bonne agglomération des matières d'addition par des fusions de nitrate moins concentrées (de préférence de 12 à 15% d'eau) et avantageux à ce que la température de ces fusions n'excède pas 100 et se trouve de préférence entre les limites de 80 à 90 C, de façon à réduire au minimum les pertes en ammoniaque.
En opérant dans ces conditions, il se produit non seulement moins de poussières, mais encore il est devenu possible de les réincorporer aux ma- tières d'addition, de façon à obtenir un produit marchand entièrement granulé.
Au lieu de réduire la concentration de la fusion de nitrate d'ammonium,
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on peut humecter les matières d'addition ou/et les poussières à repasser, ou enfin employer des matières d'addition humides, en augmentant, de cette ma- nière, la teneur de la pâte en eau, ce qui revient au même. Conformément à la quantité d'eau froide introduite de cette façon dans le système, on devra évidemment augmenter la température de la fusion de nitrate d'ammonium.
Selon les procédés existants, la solidification du produit est réalisée, soit sur des tambours réfrigérants, soit par pulvérisation dans une atmosphè- re réfrigérante. Afin d'éviter l'emploi d'appareils de dimensions trop consi- dérables dans ces deux cas, il faut forcément faire usage de fusions de nitra- te d'ammonium très concentrées et donc réchauffées à des températures très élevées.
Selon la présente invention, la solidification de la pâte est réalisée par malaxage réfrigérant, ce qui rend la fabrication d'engrais à base de ni- trate d'ammonium possible et avantageuse, même à partir de fusions moins con- centrées, sans que les dimensions des appareils deviennent trop grandes.
Au point de vue pertes en ammoniaque, la solidification du produit par malaxage réfrigérant comparée à celle par pulvérisation, présente encore l'avantage suivant :
Afin de pouvoir réaliser la pulvérisation, il faut que la température de la pâte atteigne le point de début de solidification de la fusion du ni- trate d'ammonium. Or, dans le cas de malaxage réfrigérant, il suffit de por- ter à cette température seulement la fusion du nitrate, tandis que les ma- tières d'addition et les poussières qu'on leur incorpore, venant se mélanger avec la fusion, peuvent se trouver à la température de l'ambiance. Dans ce cas, la température de la pâte peut donc être sensiblement inférieure à celle qui est nécessaire dans le cas de pulvérisation.
En tenant compte de l'importance extrêmement grande du facteur tempéra- ture dans la réaction entre NH4NO3 et CaCO3 provoquant des pertes en ammonia- que, il a été trouvé avantageux de réaliser le séchage à des températures de i l'ordre de 60 à 80
Dans la pratique, il peut se présenter des cas, dans lesquels on vou- drait augmenter la production, sans augmenter les dimensions des appareils.
Il suffirait alors, afin de favoriser l'évaporation de l'eau au cours du ma- laxage, d'employer des fusions de nitrate d'ammonium plus chaudes qu'il n'a
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été recommandé ci-dessus, sans toutefois augmenter la concentration de ces fusions, ou de faire usage d'eau chaude lors de l'humectation des matières d'addition ou/et des poussières à repasser, ou enfin d'employer les matiè- res d'addition ou/et les poussières chaudes. Egalement on pourrait réaliser le séchage à des températures supérieures aux températures préconisées ci- dessus.
L'élévation des températures de régime aurait pour effet des pertes en ammoniaque plus fortes, ce qui n'empêcherait tout de même pas de jouir des avantages qu'offre l'emploi de fusions relativement peu concentrées et en premier lieu de la possibilité d'obtenir un produit marchand entièrement granulé.
Selon les procédés connus, les matières d'addition sont introduites dans la fusion de nitrate d'arsnonium. Selon la présente invention, il a été trouvé avantageux de déverser la fusion sur la matière d'addition. En effet, dans les procédés employés jusqu'à présent, les particules des matières d'addition sont enrobées de nitrate d'ammonium hygroscopique et soluble; ce dernier est exposé à l'action de l'atmosphère ce qui provoque l'adhérence des particules, donc le durcissement du produit. Dans le cas du déversement de la fusion sur la matière d'addition selon la présente invention, les gouttelettes de nitra- te d'ammcinium s'enrobent de particules de matières d'addition non hygroscopi- ques et non solubles. De ce chef, la prise en masse est contrariée et le pro- duit se montre pratiquement stable à l'air.
REVENDICATIONS.
I. - Procédé de fabrication d'engrais à base de nitrate d'ammonium, gra- nulés, exempts de poussières et stables à l'air, caractérisé en ce que la fu- sion initiale de nitrate d'ammonium comprend plus de 8% et de préférence de 12 à 15% d'eau.
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"Manufacturing process of ammonium nitrate-based fertilizers, granules, free of dust and stable in air"
Ammonium nitrate cannot be used as a fertilizer in the pure state because of its explosiveness and its hydgoscopicity To avoid these drawbacks, either an inert material such as clay or high slag is added to it. -stoves, either a material containing biotrophic elements, such as, for example, limestone or phosphate chalk, or finally other fertilizers such as ammonium sulphate or potassium chloride.
The present invention, which can be applied to the manufacture of fertilizers of all the above-mentioned categories, is aimed par excellence at the manufacture of fertilizers produced from ammonium nitrate and materials containing carbonate of lime and known under the names of nitrammo, nitro-chalk and nitrokalk, since in this case the effects of the invention are particularly successful.
The present invention is based on the study of two phenomena involved in the manufacture of fertilizers based on ammonium nitrate: agglomeration of the additives by ammonium nitrate and the reaction which takes place between the ammonium nitrate. NH4NO3 and CaCO3
Experience has shown that agglomeration is favored either by the high temperature of melting ammonium nitrate, or by the propor-
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tion of water in the fusion, which can be explained as follows:
Agglomeration is due to the crystallization of ammonium nitrate.
In order to use the agglomerating power of nitrate properly, the mixture (the paste) must be as homogeneous as possible. The homogeneity of the mixture is favored by the fluidity of the paste, therefore by the fluidity of the melting of ammonium nitrate, which in turn depends on the temperature and the proportion of water in the melting.
As for the reaction between NH4NO3 and CaCO3, it has been found that it is favored to an extremely strong extent by temperature, while it - is not obviously influenced by the presence of water in some. - some limits (according to the tests carried out, it is even upset by the addition of certain quantities of water), which is surprising, but which can be explained as follows:
The amount of water in the dough is so small and the solubility of CaCO3 is so insignificant that the ionization of CaCO3 is practically zero. The double exchange reaction therefore cannot take place.
The departure of NH3 and CO2 is rather due to the dissociation of NH4NO3 which, by causing a release of NH3, releases the HNO3: the latter, for its part, by attacking the CaCO3 causes a release of CO2 The dissociation of NH4NO3 is little influenced by the water present in small quantities in the dough, but on the other hand, it is favored to an extremely strong extent by the temperature.
According to the known processes, ammonium nitrate melts are used which are as concentrated as possible (containing at most% water) and :, therefore very hot (IIO-II5 C) It has however been found possible and advantageous to ensure good agglomeration of the adducts by less concentrated nitrate melts (preferably 12 to 15% water) and advantageous that the temperature of these melts does not exceed 100 and is at preferably between the limits of 80 to 90 C, so as to minimize losses of ammonia.
By operating under these conditions, not only less dust is produced, but also it has become possible to reincorporate them into the additive materials, so as to obtain a fully granulated market product.
Instead of reducing the concentration of melting ammonium nitrate,
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it is possible to moisten the additives or / and the dust to be ironed, or finally to use wet additives, thereby increasing the water content of the paste, which amounts to the same thing. In accordance with the quantity of cold water introduced in this way into the system, the temperature of the melting of ammonium nitrate will obviously have to be increased.
According to existing methods, the solidification of the product is carried out, either on cooling drums or by spraying in a cooling atmosphere. In order to avoid the use of devices of excessively large dimensions in these two cases, it is necessary to use very concentrated ammonium nitrate melts and therefore heated to very high temperatures.
According to the present invention, the solidification of the paste is carried out by refrigerant mixing, which makes the manufacture of fertilizers based on ammonium nitrate possible and advantageous, even from less concentrated melts, without the device dimensions become too large.
From the point of view of ammonia losses, the solidification of the product by refrigerant mixing compared to that by spraying, still has the following advantage:
In order to be able to spray, the temperature of the paste must reach the point of onset of solidification of the ammonium nitrate melt. However, in the case of refrigerant mixing, it suffices to bring to this temperature only the melting of the nitrate, while the additives and the dust that is incorporated in them, coming to mix with the melting, can be at room temperature. In this case, the temperature of the paste can therefore be appreciably lower than that which is necessary in the case of spraying.
Taking into account the extremely great importance of the temperature factor in the reaction between NH4NO3 and CaCO3 causing losses of ammonia, it has been found advantageous to carry out the drying at temperatures of the order of 60 to 80.
In practice, there may be cases in which it is desirable to increase production without increasing the dimensions of the apparatus.
It would then be sufficient, in order to promote the evaporation of the water during mixing, to employ ammonium nitrate fusions hotter than it has been.
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recommended above, without however increasing the concentration of these fusions, or to use hot water when wetting the additive materials or / and the dust to be ironed, or finally to use the materials addition or / and hot dust. Also the drying could be carried out at temperatures above the temperatures recommended above.
The rise in steady-state temperatures would result in higher ammonia losses, which would still not prevent enjoying the advantages offered by the use of relatively low concentration fusions and in the first place the possibility of obtain a fully granulated market product.
According to known methods, the addition materials are introduced into the smelting of arnonium nitrate. According to the present invention, it has been found advantageous to discharge the melt onto the additive material. In fact, in the processes employed heretofore, the particles of the additive materials are coated with hygroscopic and soluble ammonium nitrate; the latter is exposed to the action of the atmosphere which causes the adhesion of the particles, therefore the hardening of the product. In the case of pouring the melt onto the adduct according to the present invention, the droplets of ammonium nitrate become coated with particles of non-hygroscopic and insoluble additive material. As a result, caking is thwarted and the product is practically stable in air.
CLAIMS.
I. - Process for manufacturing fertilizers based on ammonium nitrate, granulated, free of dust and stable in air, characterized in that the initial melting of ammonium nitrate comprises more than 8% and preferably 12 to 15% water.