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PROCEDE POUR PRODUIRE DU SUPERPHOSPHATE ET L'ENRICHIR
EN MEME TEMPS- EN ACIDE PHOSPHORIQUE. on connaît les avantages que procure tant au fabricant qu'au consommateur la production d'un superphosphate à teneur en acide phosphorique aussi élevée que possible avec utilisation simultanée de phosphates bruts à teneur aussi faible que pos- sible, Mais en général., sous le rapport de la teneur du super- phosphate, on est limité par la teneur en acide phosphorique du phosphate brut mis en oeuvre, bien qu'on soit récemment parvenu, soit en desséchant le superphosphate final soit en employant lori de la décomposition des concentrations en acide sulfurique relativement fortes, à élever la teneur du superphosphate;
à laquelle on peut parvenir en employant un phosphate brut de cependant concentration déterminée, Même en ce cas il n'est/pas possible d'élever sensiblement la teneur du superphosphate.
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Un moyen, permettant l'emploi de concentrations d'acide sulfurique plus fortes que ce n'était auparavant le cas dans la préparation du superphosphate, a également été proposé, moyen qui consiste à mélanger avec l'acide sulfurique nécessaire pour la décomposition non pas immédiatement la totalité du phosphate brut, mais tout d'abord une partie seulement. Le mélange d'acide sulfurique, d'acide phosphorique et de sulfate de calcium est ensuite mélangé, sans élimination d"aucun de ses constituants, avec le restant du phosphate brut, si bien qu'on obtient comme produit final du superphosphate ordinaire.
Mais ce procédé ne permet d'élever que d'une façon limitée la concentration de l'acide sulfurique mis en oeuvre, et par conséquent du produit fabriqué, en partie du fait qu'en général et tout au moins dans le cas d'installations à chambres on ne peut pas obtenir d'acide sulfurique à concentration quelque peu élevée et en partie du fait que la décomposition s'effectue de plus en plus mal à mesure que la concentration de lucide sulfurique augmente.
Il n'est possible d'obtenir des augmentations appréciables de la teneur en acide phosphorique du superphosphate qu'à condition d'ajouter à l'acide sulfurique, utilisé pour la décomposition, de l'acide phosphorique avec ou sans solution aqueuse de phosphate monocaloique, produit qu'on obtient par des opérations spéciales, ou de n'effectuer la décomposition du phosphate brut qu'au moyen d'une solution d'acide phosphorique. Mais en ce cas le produit est non paa du superphosphate ordinaire mais du superphosphate dit double.
Cela dit, le procédé suivant la présente invention permet d'élever la teneur en acide phosphorique du superphosphate bien plus qu'il n'était possible jusqu'à ce jour sans qu'il oblige pour cela à préparer à part de l'acide phosphorique. Le présent procédé permet par exemple d'élever de 10 à 20 % la
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teneur en P 05 du superphosphate, si bien qu'à partir d'un
2 5 phosphate brut qui ne donnerait normalement qu'un produit à 15 ou 17 % de ?205 on peut en obtenir un qui en renferme 18 à 20 %
Le procéda' suivant la présente invention consiste à n'ajouter tout d'abord à l'acide sulfurique destiné à la décom- position qu'une partie de l'ensemble du phosphate brut, à la suite de quoi on élimine de la solution d'acide sulfurique et d'acide phosphorique formée, par décantation,
filtrage ou centri- fugeage, le sulfate de calcium également formé ainsi que les résidus insolubles du phosphate brut, on fait alors agir cette solution sur le restant du phnsphate brut, auquel cas il se for- me un superphosphate à plus forte teneur en acide phosphorique.
On peut effectuer cette. opération dans l'un quelconque des ap- pareils couramment utilisés pour la production du superphosphate.
Il s'est révélé avantageux de calculer la quantité du phosphate brut qu'on ajoute à l'acide sulfurique dans la premièm étape opératoire de manière qu'elle corresponde à peu près au double de l'augmentation de teneur en P205 qu'on désire obtenir dans le produit final. pour l'élimination du sulfate de calcium du mélange diacide phosphorique et d'acide sulfurique issu de la première étape du procédé. on aura. utilement recours à une opéra- tion de filtrage, pour laquelle on emploiera de façon particuliè- rement avantageuse un filtre à bande, consistant à faire passer sur une caisse aspirante ouverte à sa partie supérieure une ou .plusieurs bandes élastiques sans fin, par exemple de caoutchouc, formant elles-mêmes joint étanche.
on a trouvé d'autre part que, dans la première étape du procédé suivant la présente invention, on n'obtient un mélange se prêtant réellement bien au filtrage qu'à la condition d'abord de maintenir dans des limites bien déterminées le rapport entre l'acide sulfurique et le phosphate brut et ensuite de ne pas d.épàsser une concentration d'acide sulfurique déterminée. opérant de cette facon, la proportion pondérale entre ce dernier et le phosphate brut sera réglée entre 1,5 et 3 parties pour une, et l'on maintiendra au dessous
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de53 Bé. (67% d'H2SO40 la concentration en acide sulfurique.
A condition d'opérer suivant ces:: principes, on obtient le sulfate de calcium sous forme de cristaux volumineux agglomérés se prêtant remarquablement auiltrage et à l'épuisement.
En conséquence, suivant le procédé faisant l'objet de la présente invention, on opérera de la façon la plus avantageuse en s'abstenant de faire agir sur la portion du phosphate brut dont on désire élever la teneur en acide phosphorique au moyen d'acide sulfurique la quantité totale de cet acide nécessaire pour la production du superphosphate et en n'utilisant qu'une partie de cet acide sulfurique qui sera maintenu dans la proportion susindiquée relativement à la portion de phosphate brut, la concentration de l'acide devant alors être inférieure à 53 Bé.
Comme en général, dans la préparation du superphosphate, la concentration de l'acide sulfurique destiné à la décomposi- tion varie entre 53 et 56 Bé, il y a donc lieu d'en soutirer une partie à titre plus faible du réseau d'acide sulfurique et, la décomposition étant terminée et le cas échéant après élimination du sulfate de calcium, de porter par adjonction d'acide sulfurique plus fort au titre voulu pour la préparation du superphosphate l'acide sulfurique chargé d'acide phosphrique recueilli à la suite de l'action sur la portion de phosphate brut.
Il y a une différence extraordinaire quant aux vitesses de filtrage entre le présent procédé et le mode opératoire primitivement proposé. Si par exemple on ajoute à l'acide sul- furique de décomposition, dont le titre est par exemple de 54 Bé., 15 % de l'ensemble du phosphate brut, on obtient lorsque la réaction est terminée une vitesse de filtrage de 150 1/me et par heure pour une dépression de 600 mm. de mercure. Si au contraire et suivant le présent procédé on ajoute à la même quantité de phosphate par exemple le double de son poids d'un
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acide sulfurique titrant 50 Bé, on obtient après la décomposition une vitesse de filtrage de 2000 1/m2 et par heure sous le même degré: de vide.
Le procédé suivant la présente invention se prête à une mise en oeuvre très simple. Des récipients agitateurs doublés de plomb, qu'il n'est pas nécessaire de chauffer, suffisent pour la réaction, on a constaté qu*il est particulièrement avantageux de maintenir dans le cycle du, procédé une partie du mélange de décomposition provenant de l'opération précédente.
Exemple 1 : On mélange 150 kg, de phosphate brut renfermant environ 62 %'de Ca3P208 avec 1000 kg. d "acide sulfurique titrant 52 à 53 Bé Lotsqu'est terminée la réaction qui ne tarde pas à se produire, on sépare par décantation ou par filtrage de la partie liquide celle qui est solide (sulfate de calcium.et autres, constituants insolubles du phosphate brut), auquel cas on obtient environ 800 kg, de liquide, on ajoute à ce dernier le reste de phosphorite, soit environ 800 kg. et on traité ce mélange dans les installations couramment utilisées pour la production du superphosphate et par les moyens généralement disponibles à cet effet.
Lorsque la réaction de décomposition est terminée on obtient ainsi environ 1500 kg. de superphosphate renfermant au total environ 19% de P205 soluble pour ainsi dire complètement dans le citrate.
En opérant suivant la technique classique pour la production du superphosphate et en employant les mêmes matières premières on obtiendrait environ 1800 kg. de superphosphate ne renfermant au total que 15,94 de P205
Exemple 2 : On mélange par petites, quantités 200 kg. d'un acide sulfurique titrant 50 Bé (62,53 % d'H2SO4) et 100 kg.. de phosphate brut renfermant 30 % de P205 'et on poursuit lagitation jusqu'à ce que la réaction soit terminée.
Sur un filtre à bande, on filtre ensuite le mélange obtenu de sulfate
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de caloium et d'acide, le résidu étant épuisé, après séparation de la liqueur-mère, au moyen de 275 kg. d'acide sulfurique titrant 55 Bé. (70 % d'H2SO4) puis d'eau. On obtient comme filtrat 448 kg. d'un mélange d'acides renfermant 29 kg. de P205 et 236 kg. d'H2SO4 absolu. Au moyen de ce mélange on traite comme à l'ordinaire en vue d'obtenir du superphosphate 409 kg. de phosphate brut renfermant 30 % de P205 On obtient 800 kg. d'un superphosphate renfermant au total 19 % de,P205, dopt 18,2 % sous forme soluble dans l'eau.
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PROCESS FOR PRODUCING AND ENRICHING SUPERPHOSPHATE
AT THE SAME TIME - IN PHOSPHORIC ACID. The advantages to both the manufacturer and the consumer are known from the production of a superphosphate having as high a phosphoric acid content as possible with the simultaneous use of crude phosphates having as low a content as possible. But in general, under the ratio of the content of the superphosphate, one is limited by the phosphoric acid content of the crude phosphate used, although it has recently been achieved either by drying the final superphosphate or by using the decomposition of the acid concentrations. relatively strong sulfuric acid, to raise the content of superphosphate;
which can be achieved by employing a crude phosphate of however determined concentration. Even in this case it is / not possible to significantly increase the content of the superphosphate.
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A means, allowing the use of higher concentrations of sulfuric acid than was previously the case in the preparation of the superphosphate, has also been proposed, which consists in mixing with the sulfuric acid necessary for the decomposition not immediately all of the crude phosphate, but first of all only a part. The mixture of sulfuric acid, phosphoric acid and calcium sulphate is then mixed, without removing any of its components, with the remainder of the crude phosphate, so that ordinary superphosphate is obtained as the end product.
However, this process only makes it possible to increase the concentration of the sulfuric acid used, and consequently of the product produced, in a limited way, partly because in general and at least in the case of installations. In chambers, sulfuric acid cannot be obtained at somewhat high concentration and partly because the decomposition takes place more and more poorly as the concentration of sulfuric acid increases.
Appreciable increases in the phosphoric acid content of the superphosphate can only be obtained by adding to the sulfuric acid, used for the decomposition, phosphoric acid with or without aqueous solution of monocaloic phosphate. , a product obtained by special operations, or to effect the decomposition of the crude phosphate only by means of a solution of phosphoric acid. But in this case the product is not ordinary superphosphate but the so-called double superphosphate.
Having said that, the process according to the present invention makes it possible to raise the phosphoric acid content of the superphosphate much more than was possible until now without requiring for this to prepare separately phosphoric acid. . The present process makes it possible, for example, to increase the
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P 05 content of the superphosphate, so that from a
2 5 crude phosphate which would normally only give a 15 or 17% product of? 205 one can be obtained which contains 18 to 20%.
The process according to the present invention consists in first adding to the sulfuric acid intended for the decomposition only a part of the whole of the crude phosphate, following which the solution of the phosphate is removed. 'sulfuric acid and phosphoric acid formed, by decantation,
filtering or centrifuging, the calcium sulphate also formed as well as the insoluble residues of the crude phosphate, this solution is then made to act on the remainder of the crude phnsphate, in which case a superphosphate with a higher phosphoric acid content is formed .
One can perform this. operation in any of the apparatus commonly used for the production of superphosphate.
It has been found advantageous to calculate the amount of crude phosphate which is added to the sulfuric acid in the first operating step so that it corresponds approximately to twice the increase in P205 content which is desired. get into the final product. for the elimination of calcium sulphate from the mixture of phosphoric acid and sulfuric acid resulting from the first stage of the process. we will have. usefully recourse to a filtering operation, for which a band filter will be employed in a particularly advantageous manner, consisting in passing over a suction box open at its upper part one or more endless elastic bands, for example of endless elastic bands. rubber, forming themselves a watertight seal.
on the other hand it has been found that, in the first step of the process according to the present invention, a mixture is obtained which is really suitable for filtering only on the first condition of maintaining within well-defined limits the ratio between sulfuric acid and crude phosphate and then not to exceed a determined concentration of sulfuric acid. operating in this way, the proportion by weight between the latter and the crude phosphate will be regulated between 1.5 and 3 parts to one, and one will maintain below
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from53 Bé. (67% H2SO40 sulfuric acid concentration.
Provided that the operation is carried out according to these principles, the calcium sulphate is obtained in the form of large agglomerated crystals which lend themselves remarkably to filtration and exhaustion.
Consequently, according to the process which is the subject of the present invention, the most advantageous manner will be carried out by refraining from acting on the portion of the crude phosphate whose phosphoric acid content is desired to be increased by means of acid. sulfuric acid the total quantity of this acid necessary for the production of the superphosphate and by using only a part of this sulfuric acid which will be maintained in the above-mentioned proportion relative to the portion of crude phosphate, the concentration of the acid then having to be less than 53 Bé.
As in general, in the preparation of superphosphate, the concentration of the sulfuric acid intended for the decomposition varies between 53 and 56 Bé, it is therefore necessary to withdraw a part of it at a lower level from the acid network. sulfuric acid and, the decomposition being completed and if necessary after removal of the calcium sulphate, to add by addition of stronger sulfuric acid to the required level for the preparation of the superphosphate the sulfuric acid charged with phosphric acid collected following action on the crude phosphate portion.
There is an extraordinary difference in filtering speeds between the present method and the originally proposed procedure. If, for example, 15% of the total crude phosphate is added to the decomposing sulfuric acid, the titre of which is for example 54 Bé., When the reaction is complete a filtering speed of 150 l is obtained. / me and per hour for a depression of 600 mm. of mercury. If on the contrary and according to the present process is added to the same quantity of phosphate, for example double its weight of a
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sulfuric acid titrating 50 Bé, one obtains after the decomposition a filtering speed of 2000 1 / m2 and per hour under the same degree: vacuum.
The process according to the present invention lends itself to very simple implementation. Lead-lined stirring vessels, which need not be heated, are sufficient for the reaction, it has been found to be particularly advantageous to maintain in the process cycle part of the decomposition mixture from the process. previous operation.
Example 1: 150 kg of crude phosphate containing about 62% Ca3P208 are mixed with 1000 kg. of sulfuric acid titrating 52 to 53 Bé Lots which is completed the reaction which does not take long to occur, one separates by decantation or by filtering from the liquid part that which is solid (sulphate of calcium. and others, insoluble constituents of phosphate crude), in which case approximately 800 kg of liquid is obtained, the remainder of phosphorite, i.e. approximately 800 kg, is added to the latter and this mixture is treated in the installations currently used for the production of superphosphate and by the means generally available for this purpose.
When the decomposition reaction is complete, approximately 1500 kg is thus obtained. of superphosphate containing in total about 19% of P205 soluble so to speak completely in citrate.
By operating according to the conventional technique for the production of superphosphate and by using the same raw materials, approximately 1800 kg would be obtained. of superphosphate containing in total only 15.94 of P205
Example 2: Mixing in small amounts, 200 kg. of a sulfuric acid assaying 50 Bé (62.53% H2SO4) and 100 kg .. of crude phosphate containing 30% P205 'and stirring is continued until the reaction is complete.
The resulting sulfate mixture is then filtered through a belt filter
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of caloium and acid, the residue being exhausted, after separation from the mother liquor, by means of 275 kg. sulfuric acid titrating 55 Bé. (70% H2SO4) then water. 448 kg are obtained as filtrate. of a mixture of acids containing 29 kg. of P205 and 236 kg. of absolute H2SO4. By means of this mixture is treated as usual in order to obtain superphosphate 409 kg. of crude phosphate containing 30% of P205 800 kg are obtained. of a superphosphate containing a total of 19% of, P205, dopt 18.2% in water soluble form.