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PROCEDE POUR LA PREPARATION DE SUPERPHOSPHATES MONOCALCIQUES ET/OU DICALCIQUES ET/OU AMMONIQUES ET/OU POTASSIQUES. AINSI QUE D'ENGRAIS COMPOSES.
La présente invention est relative à un procédé pour la pré- paration de superphosphates simples ou concentrés. Elle concerne également la préparation d'engrais composés binaires ou ternaires au départ de phos- phate minéral moulu, contenant, en proportion substantielle, du phosphate tricalcique.
Il est connu, diaprés le brevet principal, de préparer des superphosphates et des engrais binaires ou ternaires par attaque d'un phos- phate minéral moulu à l'aide d'au moins un acide minéral d'attaque, en pré- sence d'un alcali par exemple.
On connaît, par ailleurs, des procédés de fabrication d'engrais phosphatés, dans lesquels on attaque un phosphate brut par un acide minéral, tel que l'acide sulfurique, et on neutralise l'excès d'acide par une base, telle que l'ammoniaque. Dans ces derniers procédés, on opère en deux stades ou davantage.
La demanderesse ''8. trouvé à présent que l'on peut obtenir des superphosphates simples et concentrés ainsi que des engrais binaires ou ter- naires en un seul stade opératoire, sans.apport de chaleur au mélange réac- tionnel et en un temps beaucoup plus court que celui requis dans les procé- dés connus.
Suivant l'invention, l'attaque par au moins un acide minéral d'un phosphate minéral moulu, s'opère en présence d'au moins un composé ca- pable de réagir exothermiquement avec une fraction de l'acide d'attaque et on utilise les calories produites par la réaction exothermique entre l'aci- de minéral et le composé précité, pour faciliter et accélérer l'attaque du phosphate minéral par le restant de l'acide minéral d'attaque.
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Le mélange des matières premières, à savoir le phosphate mi- néral et le ou les acides d'attaque et le ou les composés précités, s'opère pendant un temps très bref dans un appareil approprié, en amenant simulta- nément les produits en question dans une zone de mélange où s'amorcent si- multanément les réactions envisagées, notamment la réaction exothermique entre le ou les composés précités et une fraction d'acide. Ce mélange in- stantané entrera dans la suite dans une zone de réaction où s'achèvent les réactions, notamment l'attaque du phosphate minéral moulu, cette dernière réaction d'attaque étant facilitée et hâtée par la chaleur développée par la première réaction.
Le mélange du ou des acides d'attaque et du ou des composés précités peut être effectué préalablement dans une première zone de mélange pour être ensuite introduit dans une seconde zone de mélange avec le phos- phate minéral moulu, la déperdition de la chaleur dégagée dans les zones de mélange étant évitée et les calories étant introduites favorablement dans la zone de réaction.
Pour assurer une récupération aussi parfaite que possible des calories produites par les réactions exothermiques susmentionnées, le mélan- ge des réactifs et l'attaque se font dans une zone se trouvant à l'abri de l'air de manière à éviter l'effet de refroidissement pouvant être produit par l'air passant dans les dites zones.
Par ailleurs, pour éviter la déperdition des calories, on ca- lorifuge avantageusement les zones de mélange et de réaction.
Comme composé capable de réagir exothermiquement avec une frac- tion de l'acide d'attaque, on fait avantageusement usage d'un ou plusieurs des composés suivants :alcalis - sels alcalins - ammoniaque - sels ammoni- ques - magnésie - sels magnésiens.
Si on utilise par exemple, comme matière première du phospha- te minéral moulu, de l'acide sulfurique et si on ajoute comme "composé" de la potasse caustique, la préparation de superphosphate monocalcique simple s'opère en amenant simultanément ces trois produits dans une zone de mélan- ge où ils sont mélangés quasi instantanément.
Dans cette zone, la potasse caustique réagit avec une partie de l'acide d'attaque et ce selon le schéma de réaction : K2O.H2O + 2(SO3H2O) # 2SO3.K2OH2O + H2O + x calories
Les calories produites par cette réaction exothermique, au sein de la masse réactionnelle, servent à amener celle-ci à une température propre à amorcer immédiatement et à accélérer la réaction entre le phosphate minéral et le restant de l'acide sulfurique d'attaque selon le schéma de réaction suivant :
EMI2.1
Pzo5.3Ca0 + 2 S03.KO.HZO + S03HZ PoeGao.2HZ0 + S03 Kz0 + 2(50 3 GaO) + y calories
La demanderesse a' constaté qu'en opérant le mélange des pro- duits pendant peu de temps, par exemple une fraction de seconde dans la zone de mélange, on obtient, à la sortie de la zone de réaction, un produit, qui ne nécessite plus, comme dans les procédés connus, un mûrissage en vue de permettre l'achèvement des réactions. Par ailleurs, ce produit présente l'avantage appréciable d'être sec et parfaitement granulable, par simple désagrégation et calibrage.
Lorsqu'on désire préparer, par le procédé suivant l'inven- tion, un engrais phosphaté binaire ou ternaire, il convient d'amener dans la zone de mélange, un ou des composés capables de réagir exothermiquement avec une fraction du ou des acides d'attaque et de donner lieu, par cette réaction, à la formation d'un ou plusieurs sels fertilisants, toùt en main-
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tenant la chaleur dégagée au profil de la zone de réaction.
Ainsi, pour obtenir un engrais phosphaté binaire, par exemple ammoniacal, en un seul stade opératoire, on met en présence et on mélange du phosphate minéral moulu, de l'acide sulfurique d'attaque et de l'ammonia- que en quantité substantielle.
Dans ce cas, les deux réactions suivantes se déroulent quasi instantanément : la première notamment dans la zone de mélange la seconde notamment dans la zone de réaction :
EMI3.1
2 SO3CaO + y calories
On obtient ainsi un engrais binaire contenant du phosphate monocalcique et du sulfate ammonique, le sulfate de calcium constituant une charge.
Enfin, si l'on désire préparer en un seul stade par le procé- dé suivant invention, un engrais ternaire on fait par exemple, réagir si- multanément, par mélange intime et quasi instantané, du phosphate minéral moulu, de 1 acide sulfurique, de l'ammoniaque et de la potasse caustique : dans ce cas, les trois réactions suivantes s'opèrent simultanément :
EMI3.2
4 CaSO4 + (NH4)2SO4 + K2SO4
Les calories produites dans la zone de mélange par les réac- tions exothermiques (1) et (2). sont utilisées pour amorcer et accélérer la réaction (3) dans la zone de réaction ; produit ainsi un engrais ternai- re, contenant du phosphate monocalcique, du sulfate ammonique et du sulfate potassique qui constituent trois sels fertilisants.
Le procédé suivant l'invention offre, vis-à-vis des procédés connus, notamment les avantages suivants :
1/ Etant donné que le procédé suivant l'invention permet de récupérer les calories produites par une des réactions en vue d'amorcer et d'accélérer l'autre réaction, c'est-à-dire l'attaque du phosphate minéral moulu, on peut faire usage d'acides d'attaque moins concentrés que dans les procédés connus. Ainsi dans le procédé de fabrication de phosphate bicalci- que et nitrate de chaux par attaque de phosphate minéral au moyen d'acide nitrique, on doit se préoccuper d'employer l'acide d'attaque en concentra- tion exactement déterminée,tandis qu'on peut, dans le procédé suivant l'in- vention, faire usage d'un acide minéral sans avoir à vérifier ou à ajuster la concentration de cet acide.
2/ La préparation de superphosphates simples ou concentrés et d'engrais binaires ou ternaires s'opère dans le procédé suivant l'inven- tion, en un seulstade, alors que dans les procédés connus,plusieurs pha- ses opératoires sont nécessaires pour obtenir de tels produits.
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3/ Dans le procédé suivant l'invention, on obtient des pro- duits spongieux, secs et granulables, par désagrégation et calibrage qui, contrairement aux produits obtenus par les procédés connus, ne doivent pas subir de mûrissage prolongée - -
4/ Dans le procédé suivant l'invention, on obtient un engrais à assimilation rapide et totale, sa structure granulaire empêchant le lessi- vage trop rapide par les pluies.
Il est évident que l'invention n'est pas exclusivement limi- tée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et que diverses modifications peuvent être apportées à certains éléments intervenant dans leur réalisation, à condition que ces modifications ne soient pas en contradiction avec l'ob- jet des revendications suivantes.
Entre autres, le procédé permet d'ajouter lors de l'opération telle que développée un ou des sels fertilisants quel- conques, ne réagissant pas exothermiquement avec le ou les acides ; dela sorte on retrouve dans le mélange intime et quasi instantané le fertilisant uni à l'engrais de base dans le composé ou le complexe dont la formule est recherchée :par exemple, dans la fabrication de l'engrais ternaire décri- te ci-dessus, considérant les conditions économiques, on peut remplacer la potasse caustique par du chlorure de potasse; l'agent calorifique est con- stitué dans ce cas par l'ammoniaque.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de préparation de superphosphates par attaque d'un phosphate minéral moulu à l'aide d'au moins un acide minéral, caractérisé en ce qu'on mélange le phosphate minéral moulu, pendant quelques secondes avec le ou les acides d'attaque, en présence d'au moins un composé, capable de réagir exothermiquement avec une fraction du ou des acide(s) d'attaque et qu'on utilise les calories formées par la réaction exothermique entre acide (s) et composé (s) pourfaciliter et accélérer l'attaque du phosphate minéral par le restant du ou des acides d'attaque.
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PROCESS FOR THE PREPARATION OF MONOCALIC AND / OR DICALCIAL AND / OR AMMONIC AND / OR POTASIC SUPERPHOSPHATES. AS WELL AS COMPOUND FERTILIZERS.
The present invention relates to a process for the preparation of simple or concentrated superphosphates. It also relates to the preparation of binary or ternary compound fertilizers starting from ground mineral phosphate, containing, in substantial proportion, tricalcium phosphate.
It is known from the main patent to prepare superphosphates and binary or ternary fertilizers by attacking a ground mineral phosphate with the aid of at least one inorganic attacking acid, in the presence of. an alkali for example.
Also known are methods of manufacturing phosphate fertilizers, in which a crude phosphate is attacked with a mineral acid, such as sulfuric acid, and the excess acid is neutralized with a base, such as 'ammonia. In these latter processes, one operates in two or more stages.
The plaintiff '' 8. have now found that simple and concentrated superphosphates as well as binary or terrestrial fertilizers can be obtained in a single process step, without adding heat to the reaction mixture and in a much shorter time than required in the reaction mixture. known processes.
According to the invention, the attack by at least one mineral acid of a ground mineral phosphate takes place in the presence of at least one compound capable of reacting exothermically with a fraction of the attack acid and uses the calories produced by the exothermic reaction between the mineral acid and the aforementioned compound, to facilitate and accelerate the attack of the mineral phosphate by the remainder of the mineral attack acid.
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The mixing of the raw materials, namely the mineral phosphate and the attacking acid (s) and the aforementioned compound (s), takes place for a very short time in a suitable apparatus, simultaneously bringing the products in question. in a mixing zone where the reactions envisaged are initiated simultaneously, in particular the exothermic reaction between the aforementioned compound (s) and an acid fraction. This instantaneous mixture will subsequently enter a reaction zone where the reactions are completed, in particular the attack of the ground mineral phosphate, this last attack reaction being facilitated and hastened by the heat developed by the first reaction.
The mixing of the attacking acid (s) and of the aforementioned compound (s) can be carried out beforehand in a first mixing zone in order to then be introduced into a second mixing zone with the ground mineral phosphate, the loss of the heat given off in the mixing zones being avoided and the calories being favorably introduced into the reaction zone.
To ensure as perfect as possible recovery of the calories produced by the aforementioned exothermic reactions, the reactants are mixed and attacked in an area which is sheltered from air so as to avoid the effect of cooling which can be produced by the air passing through said zones.
Furthermore, in order to avoid the loss of calories, the mixing and reaction zones are advantageously calorified.
As the compound capable of reacting exothermically with a moiety of the attack acid, one or more of the following compounds are advantageously used: alkalis - alkali salts - ammonia - ammonium salts - magnesia - magnesian salts.
If, for example, ground mineral phosphate, sulfuric acid is used as the raw material and if caustic potash is added as a "compound", the preparation of simple monocalcium superphosphate takes place by simultaneously bringing these three products into a mixing zone where they are mixed almost instantly.
In this zone, the caustic potash reacts with part of the attack acid according to the reaction scheme: K2O.H2O + 2 (SO3H2O) # 2SO3.K2OH2O + H2O + x calories
The calories produced by this exothermic reaction, within the reaction mass, are used to bring it to a temperature suitable for starting immediately and to accelerate the reaction between the mineral phosphate and the remainder of the sulfuric acid attack according to the following reaction scheme:
EMI2.1
Pzo5.3Ca0 + 2 S03.KO.HZO + S03HZ PoeGao.2HZ0 + S03 Kz0 + 2 (50 3 GaO) + y calories
The Applicant has' observed that by mixing the products for a short period of time, for example a fraction of a second in the mixing zone, a product is obtained at the outlet of the reaction zone which does not require more, as in the known processes, a ripening in order to allow the completion of the reactions. Furthermore, this product has the appreciable advantage of being dry and perfectly granular, by simple disintegration and sizing.
When it is desired to prepare, by the process according to the invention, a binary or ternary phosphate fertilizer, it is appropriate to bring into the mixing zone one or more compounds capable of reacting exothermically with a fraction of the acid or acids of attack and give rise, by this reaction, to the formation of one or more fertilizing salts, all in hand-
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holding the heat released to the profile of the reaction zone.
Thus, in order to obtain a binary phosphate fertilizer, for example ammoniacal fertilizer, in a single operating stage, ground mineral phosphate, etching sulfuric acid and ammonia are brought together and mixed in a substantial quantity.
In this case, the following two reactions take place almost instantaneously: the first in particular in the mixing zone the second in particular in the reaction zone:
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2 SO3CaO + y calories
A binary fertilizer is thus obtained containing monocalcium phosphate and ammonium sulfate, the calcium sulfate constituting a filler.
Finally, if it is desired to prepare in a single stage by the process according to the invention, a ternary fertilizer is, for example, reacted simultaneously, by intimate and almost instantaneous mixing, of ground mineral phosphate, of 1 sulfuric acid, ammonia and caustic potash: in this case, the following three reactions take place simultaneously:
EMI3.2
4 CaSO4 + (NH4) 2SO4 + K2SO4
The calories produced in the mixing zone by the exothermic reactions (1) and (2). are used to initiate and accelerate reaction (3) in the reaction zone; thus produces a ternary fertilizer, containing monocalcium phosphate, ammonium sulphate and potassium sulphate which constitute three fertilizing salts.
The process according to the invention offers, with respect to known processes, in particular the following advantages:
1 / Given that the process according to the invention makes it possible to recover the calories produced by one of the reactions in order to initiate and accelerate the other reaction, that is to say the attack of the ground mineral phosphate, less concentrated attack acids can be used than in the known processes. Thus, in the process of manufacturing dicalcium phosphate and lime nitrate by attacking mineral phosphate by means of nitric acid, care must be taken to use the attack acid in precisely determined concentration, while in the process according to the invention, it is possible to use a mineral acid without having to check or adjust the concentration of this acid.
2 / The preparation of simple or concentrated superphosphates and binary or ternary fertilizers takes place in the process according to the invention, in a single stage, whereas in the known processes, several operating stages are necessary to obtain such products.
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3 / In the process according to the invention, spongy, dry and granulable products are obtained by disintegration and sizing which, unlike the products obtained by the known processes, must not undergo prolonged ripening - -
4 / In the process according to the invention, a fertilizer with rapid and total assimilation is obtained, its granular structure preventing too rapid washing by rains.
It is obvious that the invention is not exclusively limited to the embodiments described above and that various modifications can be made to certain elements involved in their realization, provided that these modifications are not in contradiction with the principle. The subject of the following claims.
Among other things, the process makes it possible to add during the operation as developed one or more fertilizing salts of any kind, which do not react exothermically with the acid or acids; in this way we find in the intimate and almost instantaneous mixture the fertilizer combined with the base fertilizer in the compound or the complex whose formula is sought: for example, in the manufacture of the ternary fertilizer described above, considering the economic conditions, caustic potash can be replaced by chloride of potash; the calorific in this case is constituted by ammonia.
CLAIMS.
1. Process for the preparation of superphosphates by attacking a ground mineral phosphate using at least one mineral acid, characterized in that the ground mineral phosphate is mixed for a few seconds with the attacking acid (s) , in the presence of at least one compound, capable of reacting exothermically with a fraction of the attacking acid (s) and that the calories formed by the exothermic reaction between the acid (s) and compound (s) are used to facilitate and accelerating the attack of the mineral phosphate by the remainder of the attacking acid (s).