<Desc/Clms Page number 1>
PRODUIT PHOSPHATE UTILISABLE COMME ENGRAIS OU COMME ALIMENT DU BETAIL ET SON
PROCEDE DE FABRICATION.
On fabrique et on utilise depuis de nombreuses années déjà, sous le nom de basi-phosphate, thermophosphate, Rhénania, etc..., des engrais phosphatés obtenus par calcination de phosphate naturel avec du carbonate de soude où du sulfate de soude additionnés éventuellement,d'une petite quan- tité de silice.
Ces engrais présentent un triple inconvénient :
1 ) leur teneur en acide phosphorique assimilable est générale- ment assez faible, de l'ordre de 24 à 28 % selon le phosphate naturel à par- tir duquel ils ont été obtenus;
2 ) leur fabrication exige l'emploi de produits sodiques sous une,forme relativement-noble et onéreuse telle que le carbonate et le sul- fate;
30) on ne sait les fabriquer qu'avec des produits sodiques; les engrais de type analogue, mais potassiques, ne peuvent pas être produits in- dustriellement malgré-leur intérêt évident pour l'agriculture.
La présente invention est relative à un nouvel engrais phosphaté obtenu également' par voie thermique, mais qui ne présente aucun'des inconvé- nients relatés ci-dessus :
1 ) sa teneur en acide phosphorique assimilable est très élevée; elle varie approximativement de 35 à 44% selon la matière première utilisée et selon-la méthode adoptée pour le dosage de l'acide phosphorique assimila- ble; @
20) Il peut être obtenu en utilisant comme apport alcalin des chlorures alcalins naturels; chlorure de sodium, chlorure de potassium, on mélange de ces chlorures, tels qu'on les rencontre dans les mines'de po- tasse ;
<Desc/Clms Page number 2>
3 ) comme indiqué ci-dessus, l'engrais peut être réalisé sous forme sodique, sous forme potassique, ou sous forme mixte.
En outre, sa teneur en fluor est seulement de 0,2 à 0,3 %.
Elle est donc aussi faible que celle des produits obtenus par les procédés de défluoration (par exemple par ceux qui consistent à calciner un mélange de phosphate naturel et de silice en présence de vapeur d'eau), produits qui sont peu solubles dans le cintrate d'ammoniaque alcalin.
Le procédé de fabrication consiste essentiellement dans la cal- cination., à une température comprise entre 1.000 et 1.200 et en présence d'une certaine quantité de vapeur d'eau, d'une pâte-assez sèche provenant de l'attaque par l'acide phosphorique d'un mélange dans les proportions con- venables de phosphate naturel et de chlorures alcalins (chlorure de sodium chlorure de potassium, ou mélange de ces deux chlorures), avec addition éventuelle de charbon en faible proportion.
Le dosage du mélange initial à calciner dépend dans une cer- taine mesure de la nature du phosphate naturel utilisé.
Dans le cas général, la limite supérieure des quantités de
P2O5 et d'alcali à ajouter à 100 de phosphate peut être définie comme suit : étant donné la teneur en P205 et en CaO de ce phosphate naturel, on ajoute à celui-ci les quantités d'acide phosphorique et de chlorures alcalins telles que le mélange final corresponde à la composition stoe- chiométrique P2O5 2 CaO, Na2O (ou K20) .
Dans la pratique, on peut obtenir une excellente assimilabili- té avec des quantités d'acide phosphorique et de chlorures alcalins très in- férieures aux quantités théoriques ci-dessus; on peut notamment employer des quantités d'acide phosphorique et de chlorures alcalins inférieures aux quantités théoriques dans une proportion atteignant 25 % pour le pre- mier et 35 % pour les seconds. Le mélange optimum ne peut être déterminé que par voie expérimentale en fonction de la qualité de la matière première et du critère adopté pour l'assimilabilité du produit final (méthode de mesure de la solubilité). Une certaine proportion de silice dans le mé- lange permet de diminuer sensiblement les proportions nécessaires d'acide phosphorique et de chlorures alcalins., surtout si cette silice est fine- ment divisée.
Le phosphate utilisé doit être préalablement broyé à une finesse modérée (passant à peu près au tamis 35 mesh de la série Tyler); il en est de même pour les chlorures alcalins (tamis 20 mesh environ). Le titre de l'acide phosphorique utilisé est à peu près indifférent; on a cependant avantage à opérer avec un acide à 40% de P205 environ.
Le mélange peut être effectué dans un malaxeur de l'un des types couramment utilisés dans l'industrie du superphosphate; il convient simplement d'observer que la prise du mélange est extrêmement rapide (une vingtaine de secondes) et que le malaxeur doit être étudié en conséquence.
Toutefois, l'emploi de l'acide phosphorique relativement dilué permet de ralentir la prise du mélange. L'opération peut être effectuée sur une bande. Par ailleurs il est intéressant de granuler la pâte
La calcination de la pâte relativement sèche obtenue dans les conditions ci-dessus peut être effectuée dans un four tournant de modèle' classique équipé d'un revêtement réfractaire approprié (briques à haute teneur en alumine ou briques chrome-magnésie) en observant toutefois que; - le produit doit séjourner pendant une durée suffisamment lon- gue (1 heure à 2 heures) à une température comprise entre 600 et 8000;
- pendant cette première partie de la calcination l'atmosphère du four doit être suffisamment humide (environ 100 gr de vapeur d'eau par mètre cuve de fumée), ce que l'on obtiendra par exemple en chauffant le four au mazout et en effectuant une injection de vapeur complémentaire; - la durée de la calcination finale (jusqu'à 1.000 à 1.200 ) peut être aussi réduite que l'on veut.
<Desc/Clms Page number 3>
D'une façon générale, il y a grand intérêt à assurer un bon contact entre le solide calciné et l'atmosphère du four. Dans le cas d'un four tournant, on peut.disposer à cet effet des briques releveuses. dans une partie convenablement choisie du four.
Ces considérations peuvent conduire à utiliser soit deux fours en série, soit un four tournant unique comportant un renflement important dans la zone de température où le produit doit être maintenu plus longtemps.
On améliore sensiblement la solubilité de l'engrais en le refroi- dissant brusquement à la sortie du four, par exemple en le recevant dans un violent courant d'air ou dans un brouillard d'eau finement pulvérisée, ou encore sur un tambour refroidi intérieurement de façon énergique.
Les fumées sortant du four contiennent une importante quaritité d'acide chlorhydrique et de fluor,partie sous forme d'acide fluorhydrique, partie sous forme d'acide hydro-fluosilicique selon la teneur en silice du phosphate utilisé.
Ces gaz peuvent être avantageusement récupérés en utilisant les techniques classiques à cet effet.
Le produit bien refroidi est obtenu sous forme pulvérulente et peut être utilisé tel quel,après un simple démottage s'il y a lieu. Il n'est aucunement hygroscopique.
Grâce à sa très faible teneur en fluor et à sa faible teneur en silice, le produit sodique finement pulvérisé peut être utilisé pour l'a- limentation du bétail.
EMI3.1
les,d'application - a) Solubilisation d'un phosphate marocain de la mine de Louis Gentil répondant à l'analyse suivante :
EMI3.2
P2o5 .............. 31 ,4
EMI3.3
<tb> CaO <SEP> .............. <SEP> 49,2
<tb>
EMI3.4
S03 ............. 1,la S1Q2.............. 3,la
Le mélange réactionnel est constitué par 100 k de phosphate broyé au tamis,35 mesh de la série Tyler, 37 k de chlorure de sodium indus- triel, 63 k d'acide phosphorique à 42 % de P2O5. Après malaxage, la pâte assez dure obtenue est soumise à un séchage naturel par simple épandage dans un local sec.
Elle est ensuite démottée de façon que les grains les plus gros ne dépassent pas quelques millimètres, puis calcinée en deux temps dans un ensemble de deux fours tournants en série; le premier four ayant 10 m de longueur et 1 m de diamètre intérieur, et le second four 10 m de longueur et 60 cm de diamètre intérieur.
Les brûleurs peuvent alors être réglés de façon à obtenir une température de 750-8000 à la sortie du premier four et de 1.1500 à la sortie du second four.
On injecte dans le premier four 3 k de vapeur pour 100 k de phosphate.
A la sortie du second four, le phosphate est reçu sur un tam- bour tournant refroidi par circulation d'eau.
EMI3.5
On obtient ainsi un engrais à 43% de P205 total et 1.2 de P205 soluble au citrate d'ammoniaque neutre. b) solubilisation d'un phosphate de Gafsa répondant à l'analyse suivante :
EMI3.6
25' P205 ........... 26,4 CaO "".."0'. j.0y..
Si02........... 8,15 F ........... 1,78
<Desc/Clms Page number 4>
Le mélange réactionnel est constitué par 100 k de phosphate broyé au tamis 35 mesh de la série Tyler, 46 k de chlorure de sodium indus- - triel, 71 k d'acide phosphorique à 42 % de P2O5.
Malaxage et calcination sont effectués comme dans l'exemple ci-dessus.
On obtient ainsi un engraisà 40% de P2O5 total, 39% de P2O5 soluble au citrate d'ammoniaque neutre, 36 % de P2O5 soluble au citrate d'ammonium alcalin. La teneur en fluor est inférieure à 0,5%.
REVENDICATIONS
1) Procédé de fabrication d'un engrais phosphaté défluoré, caractérisé en ce qu'on calcine une pâte assez sèche résultant de l'atta- que, par l'acide phosphorique,d'un mélange de phosphate naturel et de chlo- rures alcalins (chlorure de sodium, chlorure de potassium, ou mélange de ces chlorures); avec addition éventuelle de charbon'ou de silice, ou des deux.
<Desc / Clms Page number 1>
PHOSPHATE PRODUCT USABLE AS FERTILIZER OR AS FEED FOR LIVESTOCK AND ITS
MANUFACTURING PROCESS.
For many years now, under the name of basi-phosphate, thermophosphate, Rhénania, etc ..., phosphate fertilizers obtained by calcination of natural phosphate with sodium carbonate or sodium sulphate added optionally, have been manufactured and used, of a small amount of silica.
These fertilizers have a triple drawback:
1) their content of assimilable phosphoric acid is generally quite low, of the order of 24 to 28% depending on the rock phosphate from which they were obtained;
(2) their manufacture requires the use of sodium products in a relatively noble and expensive form such as carbonate and sulphate;
30) we only know how to make them with sodium products; fertilizers of a similar type, but with potassium, cannot be produced industrially despite their obvious interest in agriculture.
The present invention relates to a novel phosphate fertilizer which is also obtained thermally, but which does not exhibit any of the drawbacks mentioned above:
1) its content of assimilable phosphoric acid is very high; it varies approximately from 35 to 44% depending on the raw material used and depending on the method adopted for the determination of assimilable phosphoric acid; @
20) It can be obtained by using natural alkali chlorides as an alkaline supply; chloride of sodium, chloride of potassium, one mixes these chlorides, such as one meets them in the mines of pot;
<Desc / Clms Page number 2>
3) as indicated above, the fertilizer can be produced in sodium form, in potassium form, or in mixed form.
In addition, its fluorine content is only 0.2-0.3%.
It is therefore as low as that of the products obtained by the defluorination processes (for example by those which consist in calcining a mixture of natural phosphate and silica in the presence of water vapor), products which are poorly soluble in the bend. alkaline ammonia.
The manufacturing process consists essentially in the calcination, at a temperature between 1,000 and 1,200 and in the presence of a certain quantity of water vapor, of a rather dry paste resulting from the attack by the phosphoric acid of a mixture in the appropriate proportions of natural phosphate and alkali metal chlorides (sodium chloride potassium chloride, or mixture of these two chlorides), with the possible addition of charcoal in small proportion.
The dosage of the initial mixture to be calcined depends to a certain extent on the nature of the rock phosphate used.
In the general case, the upper limit of the quantities of
P2O5 and alkali to be added to 100 of phosphate can be defined as follows: given the content of P205 and CaO of this natural phosphate, the quantities of phosphoric acid and alkali chlorides such as final mixture corresponds to the stoichiometric composition P2O5 2 CaO, Na2O (or K20).
In practice, excellent assimilability can be obtained with amounts of phosphoric acid and alkali chlorides much lower than the theoretical amounts above; it is in particular possible to use quantities of phosphoric acid and of alkali metal chlorides which are less than the theoretical quantities in a proportion reaching 25% for the former and 35% for the latter. The optimum mixture can only be determined experimentally as a function of the quality of the raw material and of the criterion adopted for the assimilability of the final product (method of measuring the solubility). A certain proportion of silica in the mixture makes it possible to appreciably reduce the necessary proportions of phosphoric acid and of alkali chlorides, especially if this silica is finely divided.
The phosphate used must be pre-ground to a moderate fineness (passing roughly through a 35 mesh screen of the Tyler series); the same is true for alkaline chlorides (approximately 20 mesh sieve). The titer of the phosphoric acid used is practically indifferent; however, it is advantageous to operate with an acid containing approximately 40% P205.
The mixing can be carried out in a mixer of one of the types commonly used in the superphosphate industry; it is simply necessary to observe that the setting of the mixture is extremely fast (about twenty seconds) and that the mixer must be studied accordingly.
However, the use of relatively dilute phosphoric acid makes it possible to slow down the setting of the mixture. The operation can be performed on a tape. In addition, it is interesting to granulate the dough
The calcination of the relatively dry paste obtained under the above conditions can be carried out in a rotary kiln of conventional model equipped with a suitable refractory lining (bricks with a high alumina content or chromium-magnesia bricks) while observing however that; - the product must remain for a sufficiently long period (1 hour to 2 hours) at a temperature between 600 and 8000;
- during this first part of the calcination the atmosphere of the furnace must be sufficiently humid (approximately 100 g of water vapor per meter of smoke tank), which will be obtained for example by heating the furnace with oil and carrying out additional steam injection; - the duration of the final calcination (up to 1,000 to 1,200) can be as short as desired.
<Desc / Clms Page number 3>
In general, there is great interest in ensuring good contact between the calcined solid and the atmosphere of the furnace. In the case of a rotary kiln, lifting bricks can be placed for this purpose. in a suitably chosen part of the oven.
These considerations may lead to the use of either two ovens in series or a single rotary oven with a large bulge in the temperature zone where the product is to be held longer.
The solubility of the fertilizer is appreciably improved by suddenly cooling it on leaving the oven, for example by receiving it in a violent current of air or in a mist of finely sprayed water, or else on an internally cooled drum. energetically.
The fumes leaving the furnace contain a high quantity of hydrochloric acid and fluorine, part in the form of hydrofluoric acid, part in the form of hydro-fluosilicic acid depending on the silica content of the phosphate used.
These gases can advantageously be recovered using conventional techniques for this purpose.
The well-cooled product is obtained in powder form and can be used as it is, after a simple stripping if necessary. It is in no way hygroscopic.
Thanks to its very low fluorine content and low silica content, the finely pulverized sodium product can be used for animal feed.
EMI3.1
the, of application - a) Solubilization of a Moroccan phosphate from the Louis Gentil mine responding to the following analysis:
EMI3.2
P2o5 .............. 31, 4
EMI3.3
<tb> CaO <SEP> .............. <SEP> 49.2
<tb>
EMI3.4
S03 ............. 1, the S1Q2 .............. 3, the
The reaction mixture consists of 100k of sieve-ground phosphate, 35 mesh of the Tyler series, 37k of industrial sodium chloride, 63k of phosphoric acid at 42% P205. After mixing, the rather hard paste obtained is subjected to natural drying by simple spreading in a dry room.
It is then demotted so that the largest grains do not exceed a few millimeters, then calcined in two stages in a set of two rotary kilns in series; the first oven having 10 m in length and 1 m in internal diameter, and the second oven 10 m in length and 60 cm in internal diameter.
The burners can then be adjusted so as to obtain a temperature of 750-8000 at the exit of the first furnace and of 1.1500 at the exit of the second furnace.
3 k of steam per 100 k of phosphate are injected into the first oven.
On leaving the second furnace, the phosphate is received on a rotating drum cooled by circulating water.
EMI3.5
This gives a fertilizer with 43% total P205 and 1.2 P205 soluble in neutral ammonia citrate. b) solubilization of a Gafsa phosphate corresponding to the following analysis:
EMI3.6
25 'P205 ........... 26.4 CaO "" .. "0'. J.0y ..
Si02 ........... 8.15 F ........... 1.78
<Desc / Clms Page number 4>
The reaction mixture consists of 100k of phosphate ground through a 35 mesh Tyler sieve, 46k of industrial sodium chloride, 71k of phosphoric acid at 42% P2O5.
Mixing and calcination are carried out as in the example above.
This gives a fertilizer with 40% total P2O5, 39% P2O5 soluble in neutral ammonium citrate, 36% P2O5 soluble in alkaline ammonium citrate. The fluorine content is less than 0.5%.
CLAIMS
1) A method of manufacturing a defluorinated phosphate fertilizer, characterized in that a fairly dry paste resulting from the attack, by phosphoric acid, of a mixture of natural phosphate and alkali chlorides is calcined (sodium chloride, potassium chloride, or a mixture of these chlorides); with optional addition of charcoal or silica, or both.