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SOCIETE ANONYME DES MANUFACTURES DES GLACES'ET PRODUITS CHIMIQUES
DE SAINT-GOBAIN,CHAUNY et CIREY PERFECTIONNEMENT DANS LA FABRICATION DES ENGRAIS COMPLEXES GRANULES
1 L'invention est relative à la fabrication des engrais contenant plu- sieurs éléments fertilisants, tels que N,P2O5,K2O, et elle se rapporte au procédé connu,selon lequel un tel engrais est obtenu à 1.'état granu- lé en ajoutant une liqueur chaude de nitrate d'ammoniaque à un mélange, dit"de "base",oomposé de matières fertilisantes diverses.
La Demanderesse a constaté que,dans le cas où ce mélange de base contient du phosphate monocalcique - lequel,d'une manière générale,a été préalablement obtenu par l'attaque d'un phosphate tricalcique par un acide,- l'opération de granulation était difficile à réaliser d'une façon correcte et régulière.
La présente invention permet d'éviter cet inconvénient.Elle consis- te à neutraliser,par l'addition de divers corps appropriés,l'acidité du mélange de base considéré,auquel est ajoutée la liqueur chaude de nitrate d'ammoniaque.
Lorsque le mélange de base est ainsi neutralisé, notamment préalable-ment à la granulation,celle-ci s'opère avec facilité,tout en s accommo- dant de la méthode mécanique habituelle en usage avec le nitrate d'am- moniaque et consistant à maintenir la matière en mouvement pendant son refroidissement.
On peut expliquer le rôle favorable de la neutralisation dans la granulation en remarquant que la neutralisant a pour effet, d'une part, de provoquer la cristallisation des sels calciques hydratés,- ce qui diminue l'importaboe de la phase liquide de l'engrais à. base de phos- phate monocalcique,- et,d'autre part,de s'opposer à l'hydrolyse du phoe- phate monocalcique, hydrolyse qui, ainsi qu'on le sait,s'accentue avec la température et tendrait donc à devenir sensible en présence de la liqu- eur chaude de nitrate d'ammoniaque.La masse neutralisée se présente ainsi à la granulation avecune phase liquide réduite au minimum,ce qui est de nature à favoriser l'enrobage des grains par la solution cristal]! sante.
D'autre part,dans les techniques antérieures,l'acidité de l'engrais phosphaté a tendance à décomposer les nitrates,et, le cas échéant,les chlorures se @ trouvant dans le mélange, et, de ce fait, à libérer des gaz nitreux et de l'acide chlorhydrique.Cette action dissociante est particulièrement vive aucours de l'imprégnation pae la liqueur chaude de nitrate d'ammoniaque et pendnt le séjour dans le four à granuler car les réactions nuisibles,rappelées,ci-dessus, se trouvent grandement favorisées étant donné qu'il ne s'agit pas d'un simple mélange de soli- des,mais d'un véritable complexe homogène,et que,par ailleurs,la tempé- rature agit aussi pour favoriser de telles réactions.
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Grâce à la neutralisation,qui s'oppose à cette action dissociante de l'acidité de l'engrais,les pertes en éléments fertilisants sont éf- ficacement empêchées,ce qui constitue encore un avantage de la présen- te invention.
La neutralisation peut être obtenue en utilisant soit une base oom- me,par exemple, la chaux ou l'ammoniaque,soit un sel à réaction basique, comme le carbonate de chaux ou un mélange de phosphate et de carbonate de chaux,soit encore d'autres corps à réactions basiques.C'est ainsi @ qu'il peut être intéressant d'utiliser, comme élément neutralisant, des scories de déphosphoration qui ont l'avantage d'augmenter encore le titre en p205. on donne ci-après, pour ces différents cas,des modes opératoires -procurant de bons résultats.
Dans le cas'où l'on utilise pour cette neutralisation, une base for- te, telle que la chaux,la réaction de neutralisation est pratiquement immédiate. par ailleurs,si l'on fait usage d'une base forte qui ne soit pas l'ammoniaque,il faut tenir compte que cette base peut provoquer une décomposition du nitrate d'ammoniaque.pour éviter cette décomposition, il convient,d'une part,de n'ajouter le nitrate d'ammoniaque que lors- que la neutralisation est achevés,d'autre.part,d'éviter d'introduire un excès de la base,ce qui implique,par conséquent,un dosage préalable de l'acidité du mélange pour déterminer la quantité de base qui est exactement nécessaire.
On peut régler la neutralisation d'une manière plus commode en utili- sant une base faible ou un sel à réaction basique,ceux-ci ne réagissant pas,sinon faiblement,sur le nitrate d'ammoniaque.si l'on opère à froid, la neutralisation effective est alors obtenue seulement après plusieurs semaines ou plusieurs mois.
Mais la Demanderesse à établi,selon une autre caractéristique de l'invention,que,dans ce cas,l'on pouvait accélé rer considérablement la vitesse de cette neutralisation en élevant la température du mélange après introduction de l'élément neutralisant.Le chauffage peut se faire à différentes températures: pratiquement une température de l'ordre de 5000.est suffisante,mais la neutralisation est d'autant plus rapide que la température'est plus élevée; il peut être avantageux d'opérer aux environs de 100 0. D'une manière générale, le traitement peut se faire dans un séchoir tournant qui a l'avantage de parfaire l'homogénéité du mélange pendant qu'on produit le chauffa- ge désiré.
En principe,la neutralisation des acides du mélange devra être fai- te,dans le dernier cas,comme dans celui d'une base forte,avant l'addi- tion du nitrate d'ammoniaque,Toutefois dans le cas où,pour fabriquer l'engrais,on utilise,sous forme de liqueur,une proportion de nitrate d'ammoniaque égale au moins à 25% des éléments de base,il n'est pas nécessaire que la neutralisation soit achevée au moment où on verse le nitrate.il suffit que l'élément neutralisant se trouve incorporé dans le mélange juste avant l'introduction du nitrate d'ammoniaque; la forte proportion de liquide versé produit alors une répartition intime du neutralisant et la réaction de neutralisation s'opère d'une manière suffisamment rapide pour que le nitrate d'ammoniaque n'ait pas le temps d'être décomposé.
L'application de l'invention conduit à l'obtention d'un produit dont la composition correspond théoriquement aux quantités d'éléments intro- duits dans le mélange,puisque, au cours de la fabrication,aucune réac- tion secondaire ne vient occasionner des pertes de l'un quelconque de ces éléments.
La Demanderesse a, en outre, constaté que l'on pouvait mettre en oeu- vre l'invention en'utilisant des liqueurs de nitrate d'ammoniaque ayant une concentration relativement peu élevée,de l'ordre de 80 à 85%.En effet,la neutralisation,qui a pour résultat de diminuer la phase liqui- de,permet d'utiliser des nitrates dilués.
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Exemple 1.- on mélange 25 Kgs de chloranede potassium et 67 Kgs d'un engrais phosphaté obtenu par l'attaque d'un phosphate tricalci- que par l'acide sulfurique,cette attaque étant poussée seulement jus- qu'à la solubilisation de 50% de lucide phosphorique. A ce mélange de base,en vue de la neutralisation,on ajoute 8 Kgs de calcaire,pujs on passe l'ensemble dans un tube tournant chauffé à environ 100 C. pen- dant 10 minutes.on ajoute ensuite 25 Kgs de nitrate d'ammoniaque,soue forme de solution concentrée à 82% de nitrate d'ammoniaque,la tempéra- ture de cette solution étant d'environ 80 C. et cette addition étant faite dans un malaxeur.
Le produit est ensuite séché au séchoir tour- nant. on obtient,sans perte d'azote ni de chlore et sans rétrogradation sensible de l'acide @ phosphorique, un engrais parfaitement granulé contenant 10 unités d'azote,10 de p'05 et 10 de K2O, chauqe uni- té représentant le même poids.
Exemple 1 .-Or'part d'un mélange de 65 Kgs de superphosphate à 10% de P2O5, soluble dans le citrate d ammoniaque,et de 25 Kgs de chlorure de potassium. A ce mélange on ajoube 4 Kgs de calcaire et 4 Kgs de phosphate du Maroc et on stocke l'ensemble juqqu'à neutralisation des acidités avant d'y ajouter du nitrate d'ammoniaque. Après l'addition de liqueur de nitrate d'ammoniaque concentrée à 85% environ,on malaxe et on sèche comme dans l'exemple 1. on obtient dans d'aussi bonnes conditions un granulé contenant 8 unités d'azote,9 de P2O et 9 de K20.
La Demanderesse n'ignore pas que l'on a déjà fabriqué des engrais par mélange de nitrate d'ammoniaque et de phosphate monocalcique dont l'acidité a été préalablement neutralisée,mais dans cette fabrication le nitrate d'ammoniaque était introduit à l'état solide et l'engrais obtenu ne se présentait pas sous forme granulée.
REVENDICATIONS
EMI3.1
1.- Dans les procédés pour la fabrication d'engrais complexes à l' état granulé,selon lesquels la granulation est obtenue par addition d'une liqueur chaude de nitrate d'ammoniaque à un mélange de base com- posé de matières fertilisantes diverses,parmi lesquelles du phosphate tq monocalcique,provemant par exemple de l'attaque d un phosphate brut par un acide,- le perfectionnement consistant en ce que,pour obtenir facilement une granulation correste et régulière du produit final,on neutralise l'acidité du mélange de base par l'addition de corps appro priés.
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SOCIETE ANONYME DES MANUFACTURES DES GLACES'ET CHEMIQUES
DE SAINT-GOBAIN, CHAUNY and CIREY IMPROVEMENT IN THE MANUFACTURING OF PELLET COMPLEX FERTILIZERS
1 The invention relates to the manufacture of fertilizers containing several nutrient elements, such as N, P2O5, K2O, and it relates to the known process, according to which such a fertilizer is obtained in a granulated state by adding a hot ammonia nitrate liquor to a so-called "base" mixture composed of various fertilizing materials.
The Applicant has observed that, in the case where this base mixture contains monocalcium phosphate - which, in general, has been obtained beforehand by attacking a tricalcium phosphate with an acid, - the granulation operation was difficult to achieve in a correct and regular way.
The present invention avoids this drawback. It consists in neutralizing, by the addition of various suitable substances, the acidity of the base mixture under consideration, to which the hot ammonium nitrate liquor is added.
When the base mixture is thus neutralized, in particular prior to granulation, this takes place with ease, while adapting to the usual mechanical method in use with ammonia nitrate and consisting in keep the material in motion while it cools.
We can explain the favorable role of neutralization in granulation by noting that the neutralizer has the effect, on the one hand, of causing the crystallization of hydrated calcium salts, - which reduces the importance of the liquid phase of the fertilizer. at. base of monocalcium phosphate, - and, on the other hand, to oppose the hydrolysis of monocalcium phoe- phate, hydrolysis which, as we know, increases with temperature and therefore tends to become sensitive in the presence of the hot liquor of ammonium nitrate. The neutralized mass thus presents itself on granulation with a liquid phase reduced to a minimum, which is likely to favor the coating of the grains by the crystal solution]! health.
On the other hand, in the prior art, the acidity of the phosphate fertilizer tends to decompose the nitrates, and, where appropriate, the chlorides found in the mixture, and, therefore, to release gases. nitrous and hydrochloric acid.This dissociating action is particularly strong during the impregnation with the hot liquor of ammonia nitrate and during the stay in the pelletizing oven because the harmful reactions, mentioned above, are found greatly favored since it is not a simple mixture of solids, but a true homogeneous complex, and, moreover, temperature also acts to promote such reactions.
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Thanks to the neutralization, which opposes this dissociating action of the acidity of the fertilizer, the losses of fertilizing elements are effectively prevented, which constitutes a further advantage of the present invention.
Neutralization can be obtained by using either a base such as, for example, lime or ammonia, or a salt with a basic reaction, such as carbonate of lime or a mixture of phosphate and carbonate of lime, or else d 'other bodies with basic reactions. It is thus that it may be advantageous to use, as neutralizing element, dephosphorization slags which have the advantage of further increasing the p205 titre. for these different cases, procedures are given below which produce good results.
If a strong base such as lime is used for this neutralization, the neutralization reaction is practically immediate. moreover, if a strong base which is not ammonia is used, it must be taken into account that this base can cause decomposition of ammonia nitrate. to avoid this decomposition, it is advisable to on the one hand, to add the ammonium nitrate only when the neutralization is complete, on the other hand, to avoid introducing an excess of the base, which consequently implies a prior dosage of the acidity of the mixture to determine exactly how much base is needed.
The neutralization can be controlled in a more convenient manner by using a weak base or a basic reacting salt, these not reacting, if not weakly, with the ammonium nitrate. effective neutralization is then obtained only after several weeks or several months.
But the Applicant has established, according to another characteristic of the invention, that, in this case, the speed of this neutralization could be considerably accelerated by raising the temperature of the mixture after introduction of the neutralizing element. be carried out at different temperatures: practically a temperature of the order of 5000. is sufficient, but the neutralization is all the more rapid the higher the temperature; it may be advantageous to operate around 100 0. In general, the treatment can be carried out in a rotary dryer which has the advantage of perfecting the homogeneity of the mixture while the desired heating is produced. .
In principle, the neutralization of the acids of the mixture will have to be done, in the latter case, as in that of a strong base, before the addition of ammonium nitrate, However in the case where, to manufacture the Fertilizer, a proportion of ammonia nitrate equal to at least 25% of the basic elements is used in the form of a liquor, it is not necessary that the neutralization be completed when the nitrate is poured in. that the neutralizing element is incorporated into the mixture just before the introduction of ammonia nitrate; the high proportion of liquid poured then produces an intimate distribution of the neutralizer and the neutralization reaction takes place in a sufficiently rapid manner so that the ammonium nitrate does not have time to be decomposed.
The application of the invention leads to the production of a product whose composition corresponds theoretically to the quantities of elements introduced into the mixture, since, during manufacture, no side reaction causes adverse effects. losses of any of these.
The Applicant has, moreover, observed that the invention could be carried out by using ammonium nitrate liquors having a relatively low concentration, of the order of 80 to 85%. , neutralization, which results in reducing the liquid phase, allows the use of dilute nitrates.
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Example 1 - 25 kg of potassium chlorane and 67 kg of a phosphate fertilizer obtained by attacking a tricalcium phosphate by sulfuric acid are mixed, this attack being carried out only until the solubilization of 50% phosphoric lucid. To this base mixture, with a view to neutralization, 8 kg of limestone are added, then the whole is passed through a rotating tube heated to about 100 ° C. for 10 minutes. 25 kg of nitrate are then added. ammonia, in the form of an 82% concentrated solution of ammonia nitrate, the temperature of this solution being about 80 ° C. and this addition being made in a kneader.
The product is then dried in a rotary dryer. without loss of nitrogen or chlorine and without appreciable retrogradation of phosphoric acid, a perfectly granulated fertilizer is obtained containing 10 units of nitrogen, 10 of p'05 and 10 of K2O, each unit representing the same weight.
Example 1.-Or'part of a mixture of 65 kg of superphosphate with 10% P2O5, soluble in ammonia citrate, and 25 kg of potassium chloride. To this mixture are added 4 kg of limestone and 4 kg of Moroccan phosphate and the whole is stored until neutralization of the acidities before adding ammonia nitrate. After the addition of ammonia nitrate liquor concentrated to approximately 85%, the mixture is kneaded and dried as in Example 1. A granule is obtained under equally good conditions containing 8 units of nitrogen, 9 of P2O and 9 of K20.
The Applicant is aware that fertilizers have already been manufactured by mixing ammonium nitrate and monocalcium phosphate, the acidity of which has been neutralized beforehand, but in this manufacture the ammonium nitrate was introduced in the state solid and the resulting fertilizer was not in granular form.
CLAIMS
EMI3.1
1.- In processes for the manufacture of complex fertilizers in the granulated state, according to which the granulation is obtained by adding a hot ammonia nitrate liquor to a base mixture composed of various fertilizing materials, among which monocalcium tq phosphate, resulting for example from the attack of a crude phosphate by an acid, - the improvement consisting in that, to easily obtain a correct and regular granulation of the final product, the acidity of the mixture of base by adding the appropriate bodies.