<Desc/Clms Page number 1>
EMI1.1
"Perfectionnements apportés à la fabrication d'engrais phospho-axots".
<Desc/Clms Page number 2>
La présente invention se rapporte à la fabrication
EMI2.1
d'engrais phospho-aaot6a en partant de la décomposition d'une roche phosphatée par de l'acide nitrique.
On sait que lors de la décomposition d'une roche phosphatée par de l'acide nitrique, le calcium présent dans la roche peut être transformé soit complètement, soit en partie en nitrate de calcium selon la quantité d'acide nitrique utilisée.
Comme exemples de réactions on peut citer les suivantes :
EMI2.2
2(P20S' 3,5 S ûai + 14 HIO 'a ( i0 2+ 4H3POeH20 - (1) 2(P205' 3,5 CaO) + 10 HNO 3 - 5Ca(NOJ)2+ 2Ca(H2P04)2 + H20 - (2)
Dans la réaction (1) tout le P2O5 présent dans la roche phosphatée est transformé en acide orthophosphorique et dans la réaction (2) tout le P2O5 présent dans la roche phospha- tée est transformé en phosphate monocalcique qui reste en so- lution. Lorsque la quantité d'acide nitrique utilisée se situe entre la quantitéminimale requise pour la réaction (2) et la quantité maximale requise pour la réaction (1), une partie de
EMI2.3
P20 5présent dans la,roche phosphatée est transformée en phos- phate monocalcique et une autre partie en acide orthophospho- rique.
Lorsque la roche phosphatée est décomposée suivant la réaction (1) on sait que par addition de sulfate d'ammonium le calcium présent dans la solution est précipité comme sulfate de calcium, sous forme de gypse ou d'anhydrite selon l'intervalle de température et il se forme du nitrated'ammonium, Par neu- tralisation subséquente de la solution par de l'ammoniac l'acide
EMI2.4
phosphcrique est transformé en phosphate d'ammonium. A titre d'exemple, on peut citer les réactions suivantes :
<Desc/Clms Page number 3>
EMI3.1
7Ca(N03)2 + 4.H3P::1(4\S.:,. 14 NHI.N03 +',4H3Po/7oaS J,. -tH ,'14(NHI.)No3+ 4.H3P04 ..:t=: H3 ,JNH4N03 + ,4NH4H2Po4 ...
(4) 14<Nx,)N0 + JNHIi2P0 +P NH'' 14NH4NO) + t ( Nü 2H PO, - ( 5 ) Dans la,réaction (4) on ajoute suffisamment d'ammoniac
EMI3.2
pour transformer l'acide phosphorique en phosphate monoammonique.
Dans la réaction (5) on ajouteencore de l'ammoniac pour trans- former le phosphate monoammonique en phosphate diammonique.
Le sulfate de calcium précipité est éliminé de préférence par
EMI3.3
filtration après Za,réa.ctian (3) et le filtrat est ensuite addi- tionné d'ammoniac pour donner une solution de nitrate d'ammonium et de phosphate d'ammonium, laquelle solution est concentrée par évaporation et la solution concentrée chaude est dirigée vers une installation de granulation ou est mise en pastilles pour former un engrais phospho-azoté solide.
On a trouvé à présent que lorsque la roche phosphatée est décomposée suivant' la réaction (2) on peut précipiter le calcium présent dans la solution comme sulfate de calcium,, sous
EMI3.4
forme de gypse ou d'anhydrite selon la zone de'tenp4raturT,, par addition de sulfate d'ammonium et il se tonne du nitrate d'ammo-
EMI3.5
nium et du phosphate monoammonlque.
A titre ,l'exemple, on peut citer la réaction suivante J Ca(NOJ'2 + 2 Ca(H2P04)Z + ( NH; 33 7CaS04+10 RI450J + ..h3il'7 b) "c .f'H'1Iémertt un 4ap±"ct de la préamte invention, le procédé p r- ia t'abrication d'engraia pho-alOt4. comprend ies éti1- s 8uh ant.. 1 la décoapolitien de 1. roene phosphatée par de l'acide nitr1.- de aorte qu'en 1Ub%#Qce tout le P 0 présent dans la roche :)apM&!6< est tran.st#W an phosphate Mono &lcique avec ft>zuatîou de nitrate 4e ca1et.-, l'addition de sulfate d'ac&tI1On1¯.. \me 'iMDt1té pour précipiter tout le calcium en &G11:tt1on çôml% sulfate bzz ociata le at . a- ration du sulfate de =7a.uaa .a3, a,r de réac%ion et 's P . i.. .;¯..3ilL:,±>B.ù. . .
<Desc/Clms Page number 4>
On décompose, de préférence, une roche phosphatée broyée
EMI4.1
sv-ac de l'acide nitrique de préférence A une concentration de 40 à @ % dans un intervalle de température désiré, (la réaction est 'thermique) dans un récipient de réaction 1 agitation et on
EMI4.2
ajoute le sulfate d t ammonium lorsque la réaction de décomposition est pratiquement terminée.
Le sulfate de calcium est précipité sous forme de gypse ou d'anhydrite aelon l'intervalle de température, Le sulfate de calcium précipité est séparé du produit de réaction, de préférence par filtration. et le filtrat qui est le produit de réaction résiduele et comprenant essentiellement une solution chaude de nitrate d'ammonium et de phosphate de monoammonique est prélevé pour être traité en un engrais phospho-azoté.
Le sulfate de calcium précipité qui est séparé par fil- tration du produit de réaction contiendra une certaine quantité de nitrate d'ammonium et de phosphate d'ammonium et est lavé de pré- férence avec de l'eau pour séparer et récupérer ces sels solubles,, la liqueur de lavage étant ajoutée au filtrat initial et la solution mixte est prélevée pour être transformée en un engrais phospho-azoté.
L'ammoniac peut, si on le désire, être ajouté à la solu- tion de produit pour transformer la totalité ou une partie du phos- phate monammonique en phosphate diammonique selon la réaction :
EMI4.3
IH4H2PQ + RH3 - (NU4)2 H P04 ---.-.-.. ( 7 j
Pour obtenir un engrais NPK on peut ajouter un a el de , potassium à la solution de produit ou encore de l'hydroxyde de potassium pour transformer complètement ou en partie le phosphate monoammonique en phosphate diammonique et en phosphate acide de potassium suivant la réaction t
EMI4.4
2 NH,+H2PO,+ + 2FEOH (NH4)2 4 ' X2HP04 + 2Ht -----.
(a)
La solution de produit initiale ou modifiée peut être concentrée par évaporation et la solution concentrée chaude est dirigée vers une installation de granulation ou est mise en pas tillea pour donner un engrais phospho-azoté solide,
Dans le caa où le sulfate d'ammonium peut être obtenu
<Desc/Clms Page number 5>
aisément par exemple le sulfate d'ammonium obtenu comme sous- produit d'une usine de caprolactame, on peut considérer le sulfate de calcium précipité qui eat séparé du produit de réaction, comme un produit de déchet.
Dans le cas où l'ammoniac et l'anhydride carbonique peuvent être fournis aisément par exemple d'une usine de synthè- se d'ammoniac, on peut faire réagir le sulfate de calcium pré- cipité qui est séparé du produit de réaction, avec une solution aqueuse d'ammoniac carbonaté pour former du sulfate d'ammonium et du carbonate de calcium suivant la réaction :
EMI5.1
Le carbonate de calcium est précipité et la solution contient un peu de carbonate d'ammonium libre étant donné que la réaction est réversible. Le carbonate de calcium est séparé de la solution, de préférence par filtration, et la solution est concentrée par évaporation pour former une solution concentrée de sulfate d'ammonium sans perte substantielle d'ammoniac libre.
Cette solution concentrée de sulfate d'ammonium est alors utili- sée dans le procédé selon l'invention.
Ainsi, suivant un autre aspect de la présente inven- tion, le procédé pour la fabrication d'engrais phospho-azotés comprend les étapes suivantes : la décomposition d'une roche phosphatée par de l'acide nitrique de sorte qu'en substance tout le P2O5 présent dans la roche est transformé en phosphate mono- calcique avec formation de nitrate de calcium, l'addition d'une ' solution concentrée de sulfate d'ammonium en quantité suffisante pour précipiter tout le calcium en solution comme sulfate de calcium, la séparation du sulfate de calcium précipité du pro- duit de réaction, le prélèvement du produit de réaction résiduel la réaction dudit sulfate de calcium séparé avec une solution aqueuse d'ammoniac carbonatée pour former du carbonate de calcium précipité et du sulfate d'ammonium en solution,
la séparation du
<Desc/Clms Page number 6>
carbonate de calcium précipité de la solution de sulfate d'aman nium et la concentration de cette solution pour former ladite solution concentrée de sulfate d'ammonium*
Les a vantages du procédé selon la présente invention par rapport au procédé connu dans lequel tout le calcium présent dans la roche phosphatée est transformé en nitrate de calcium sont les suivants : (1) on a besoin de moins d'acide nitrique,
Jusqu'. 30 %, en partant avec la même quantité de roche phos- phatée et (2) l'engrais peut avoir un rapport N: P2O5 plus faible (ceci est évident en comparant les équations (6) et (4).
Dans la forme de réalisation du procédé selon la pré- sente invention où le sulfate de calcium précipité est transfor- mé en carbonate de calcium précipité et ces deux produite étant considérée comme des produits de déchet exigeant un écoulement commercial approprié, il y a l'avantage supplémentaire que le carbonate de calcium est moins difficile A écouler que le sul- fate de calcium et aussi qu'en partant avec la même quantité de roche phosphatée le poids du carbonate de calcium obtenu est d'environ 58 % du poids du sulfate de calcium obtenu sous forme de gypse (CaSO4, 2H20) et d'environ 74 % du poids du sul- fate de calcium obtenu sous forme d'anhydrite (CaS04).
L'invention sera mieux comprise en se référant à l'exemple suivant.
EXEMPT.
On fait réagir 373,5 g de roche phosphatée Nauru
EMI6.1
broyée engro8\mOrCeaux de composition 38 % en poids de '20de go . 51*47 % de Ça, 2#53 z: de F, 2052 % de CO 20 0#94 % de Fe2,U3,1,'8Ô% 0,1$ % de Na20, 2,7su de H20 dans unnécipisnt de réaction avec 312 ml d'acide nitrique à 70 % poids/poids à une température de 60 C pendant 4 heures. La quantité d'acide nitrique utilisée
<Desc/Clms Page number 7>
est légèrement en excès de celle requise pour la réaction (2).
Lorsque la réaction de décomposition est achevée on mélange lentement 1,066 g d'une solution aqueuse de sulfate d'ammonium à 40 % poids/poids avec le contenu du récipient de réaction et le mélange obtenu est agité pendant 30 minutes.
Un précipité de sulfate de calcium est formé et est séparé par filtration, Ce précipité est 'lavé avec de l'eau et ensuite séché et analysé. Le précipité est identifié comme étant du gypse (CaSO4, 2H2O) contenant ce qui suit ! teneur en P2O5 du précipité séché et lavé - 0,4 % poids/poids teneur en azote du précipité séché et lavé - néant
De ce qui précède on peut déduire quela totalité de
NO3 et de NH3 est présente dans le filtrat et la liqueur de la- vage et 98,4 % en poids de la teneur en P2O5 5 de la roche phos- phatée sont présent-.
dans le filtrai ot la liqueur de lavage,
REVENDICATIONS.
1. Procédé pour la fabrication d'un engrais phospho- azoté comprenant les étapes suivantes? la décomposition d'une roche phosphatée par de l'acide nitrique de sorte qu'en substance tout le P2O5 présent dans la roche phosphatée est transférai en phosphate monocalcique avec formation de nitrate de calcium, l'addition de sulfate de calcium en quantité suffisante pour précipiter tout le calcium en solution comme sulfate de calcium, la séparation du sulfate de calcium précipité du produit de réac- tion et le prélèvement du produit de réaction résiduel.