BE704913A - - Google Patents

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BE704913A
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    • C01B25/405Polyphosphates of ammonium

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Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



    Procède de traitement de l'acide phosphorique. appareil pour Inexécution du procédé et produits obtenue.   



     La   présente invention se rapporte à un procédé do produc- tion d'une solution de phosphate d'ammonium convenant comme engrais,, à une forme granulaire de phosphate d'ammonium qui en est faite, à un appareil dans lequel le procédé peut être exécutée   et   à la stabilisation des acides phosphoriques liquides. 



   Les solutions d'acide orthophosphorique de voie humide tendent à laisser précipiter des quantités considérables de 

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 solides durs dans les récipients dans lesquels elles sont conser-   vées.   de même que dans l'appareil   utilisa   pour les produire, L'éli- 
 EMI2.1 
 mination de ces dépôts des récipients l'expéc,ton, ccruxae les vagona- citernes, est onéreuse et entraîne une perte de phosphore utile dans le précipité qui est rejeté. Il ne s'est pas révélé possible d'éliminer ces précipités de manière satisfaisante des solutions 
 EMI2.2 
 par des procédés comme la filtration et la centrifusation. 



  L'invention a pour but de résoudre cette difficulté par un procédé de production d'une solution diacide phosphorique ammcniè 
 EMI2.3 
 stable ou..$tab11:1sé" c'e±lt-à-dire dent la tendance au dépôt des impuretés est inhibeenon par l'élimination <!3S substances précipitent mais par le maintien forcé de celles-ci en suspension pour une durée   indéfinie-   
 EMI2.4 
 1 invention a également pour objet un acide phosphorique de voie humide non ammonié contenant un précipité peu consistant et 
 EMI2.5 
 facile à Dans le procédé de 1#ïnvontîone on fait r6ag4p.* de l'acide directement avec de l'ammo- nlac sens concentration de l'r jusqu)à une valour plus levé*, a,.

   D<àJBphaf  d"{<sjt.o.f. "enu par le procédé da loin- vunt1an comprerd une frt!on 'lev44 des ions phosphate sous une forme ass1 J .''t.e p<1' ,:8 plantes dans l'eau ou soluble dans le ct-.,. 



  Ds ,.<Jic ?,irma c6  à±,ixatiun préférée de l'invention, 
 EMI2.6 
 f > 1.= i,;w,pn:;,àçua liquide est soumis iaédiatement à -at n4veau tr&i39nt.,tais qu,:Ll est encore chaude en vue de toriaa"%,Îon d'un engrais de phosphate daamoniua. granulé solide contenant de prèfèrence un pourcentage élevé de phosphate sous forme de pnlyphosphate et un pourcentage extrêmement élevé de phosphate sous   una     forme   soluble dans le citrate ou l'eau. 



   Le procédé de   l'invention   pour la préparation de la 

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 solution de   phosphate   d'ammonium dans laquelle le dépôt des   impu-   retés est empêché consiste à chauffer une solution   aqueuse   d'acide phosphorique de voie humide à une température inférieure à celle à laquelle elle bout sous la pression régnante et à ajouter,de l'ammoniac à la solution chauffé,de préférence en quantité propre à créer une teneur totale en azote de 1 à 6% en poids,sous une pression excédant suffisamment celle de l'atmosphère pour empêcher l'ébullition de la   solution..et   à relâcher soudainement la pression régnant sur la solution pour provoquer   l'évaporation   instantanée et,

   par -conséquente la concentration et le refroidissement rapide de la solution. 



   On obtient ainsi un acide phosphorique de voie humide dont sensiblement aucune des impuretés initialement présentes n'a été éliminée et qui contient 1 à 6 et de préférence 2 à 4% en poids d'azote sous forme d'ammoniac, qui a un pH inférieur à 1, qui est fluide et mobile, et qui est stable du fait qu'il se dépose moins de 1% de solides en deux mois à des températures de   -15   à 80 C. 



   Dan.s une forme de réalisation préférée en particulier de l'invention, la'¯,solution   ammoniée   obtenue après évaporation de l'eau est   soumise   à un malaxage mécanique en vue de son refroidissement plus poussé pour la formation d'un phosphate d'ammonium granulaire. 



   On obtient ainsi un phosphate d'ammonium granulaire solide contenant, sur base pondérale, au moins 3% au total de Fe, Al, Ca et F, 6 à   17%   d'azote, 50 à 65% de phosphore,en P2O5, le P2O5 consistant pour 5 à. 65% en polyhosphates, et étant soluble à raison d'environ 99% dans le citrate et de plus de 90% dans l'eau. 



   On appareil pour la production de la solution d 'acide '      phosphorique   ammonié   peut comprendre un dispositif pour le 

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 préchauffage de l'acide phosphorique, un dispositif pour l'admis- sion de 1''ammoniac sous pression dans la solution chauffée, ainsi   qu'un   récipient dans lequel la solution est admise et dans lequel la pression régnant sur la solution est relâchée soudainement pour provoquer l'évaporation instantanée et le refroidissement. 



   Pour la production de phosphate d'ammonium granulaire, l'appareil comprend également un dispositif permettant de malaxer la solution mécaniquement, par exemple une cuve munie de mélan- geurs ou un malaxeur. 



   Dans une forme de réalisation préférée,   l'acide   est stabilisé par un traitement qui réduit en ions ferreux les ions ferriques, qui sont des impuretés. Ce traitement est exécuté de préférence au moyen de fer comme réducteur. 



   Aux fins de l'invention, toutes les teneurs en phosphore sont exprimées en P2O5, Par ailleurs, les parties et pourcentages sont donnés en poids, sauf indication contraire. 



   La forme de réalisation préférée de l'invention est la suivante. On chauffe à une température d'environ 93 à   177 C,   un acide phosphorique de voie humide, par exemple ayant une concen- tration en P205 d'environ 52 à   54%   et une teneur en eau de plus de 12%. Il est préférable de porter la température initiale à une valeur de   110   à 177 C et d'habitude aussi proche que possible -de la limite supérieure, Pour le travail sous une pression supé-. rieure à celle de l'atmosphère, il est souvent préférable de préchauffer l'acide à 205 C et d'amener la température vers   315 C   sous l'effet de la chaleur de réaction. On introduit de l'ammoniac en phase vapeur dans le même sens dans le courant d'acide phosphorique préchauffé.

   On mélange   l'ammoniac  etl'acide phosphorique dans un rapport pondéral   N:P205   de 1 à 6:35 à 65, et de préférence de 2 à   4:51   à 57 pour obtenir une solution de 

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 phosphate d'ammonium stabilisée liquide, ou bien de 6 à 15:50 à 65 et de préférence de 10 à   15:

  56   à 65 pour former un produit      granulaire, Lorsque l'ammoniac entre en contact avec l'acide phos- phorique, il se produit une réaction exothermique qui porte la température du mélange au-delà de son point d'ébullition normal (par exemple   171 C   pour 3% N - 54% P2O5 au niveau de la mer), et de préférence jusqu'à 204   288 C   et plus avantageusement jusqu'à   232     288 C.   Il est préférable de provoquer la réaction sous une pression de   0,07 à     4,2     kg/cm2   et de préférence de 0,7 à 2,8 kg/cm2 au manomètre.

   On améliore l'efficacité en exécutant   l'ammoniation   sous une pression hydrostatique qui assure une réaction relativement complète de   1-*acide-phosphorique   avec l'ammoniac en peu de temps pour la formation d'un phosphate d'ammonium sensible- ment stable. 



   Immédiatement après la fin de l'ammoniation, on relâche la pression et la phase gazeuse s'échappe rapidement de la phase liquide, ce qui entraîne un refroidissement rapide du mélange de réaction chaud qui se déshydrate ou se concentre. La déshydrata- tion peut se traduire par une diminution de température d'envi- ron 55 C jusqu'à une température d'environ   149   à 232 C en quelques secondes, une fraction des molécules de phosphate d'ammonium étant ainsi déshydratée. Le mélange de réaction se   solidifie   à environ   177 (;,de   sorte qu'il faut prendre des précautions,surtout lorsqu'on désire former un produit granulaire,pour que la déshydratation n'abaisse pas la température au-dessous d'environ 177 C avant que le mélange de réaction ait été amené en substance à sa forme physique finale.

   On empêche d'habitude une solidification préma- turée en s'arrangeant pour que la température du mélange de réac- tion admis dans la chambre de déshydratation excède 232 C d'une valeur suffisante pour que la température ne tombe pas au-dessous 

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 de 177 C après le refroidissement de 55 C que provoque la déshy-   dratation..En   général, la perte d'ammoniac au cours de la déshy- dratation du mélange de réaction est inférieure à 5% La majeure partie des composés passant en phase vapeur au cours de la      déshydratation est constituée par de la vapeur d'eau. L'ammoniac et le phosphate restent de façon prépondérante dans la phase liquide fondue.. 



   Lorsqu'on désire obtenir un produit liquide, on transfère l'acide refroidi dans des récipients d'expédition ou de stockage ou bien on   l'amené   à d'autres traitements.      



   Lorsqu'on désire obtenir un phosphate d'ammonium granulé, on malaxe la masse liquide provenant de la déshydratation de manière à diviser la matière en particules tandis qu'on la travaille pour former le produit granulaire. Il est préférable d'in- corporer la masse fondue par malaxage à une masse de fines   recyclées;   deux à trois fois plus importante que la masse fondue, sur      base pondérale. Les fines recyclées constituent non seulement des germes sur lesquels l'acide phosphorique ou le phosphate d'ammonium fondu peuvent s'étendre,mais refroidissent également de manière rapide la masse fondue à mesure qu'elle est   pulvéri-'   sée sur les   fines,en   raison de l'égalisation de température entre      les fines et la masse fondue.      



   La température des granules peut être amenée au-dessous .      de 177 C en une temps bref et généralement inférieur à 5 minu- ; tes après l'ammoniation pour la formation d'un produit qui contient un maximum de phosphate soluble dans le citrate.Plus avantageusement la température est amenée au-dessous de 177 C dans   les 5   minutes après l'ammoniation et au-dessous de 121 C dans les 3 minutes après   l'ammoniation.   



   Il est évidemment possible de laisser se solidifier la 

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 masse en fusion dans la chambre de détente, puis de concasser le produit solide pour obtenir,un produit granulaire, 
Les acides phosphoriques de voie humide de qualité mal- chande d'une teneur en P2O5 de 52 à 54% et l'ammoniac anhydre ont été utilisés pour l'exécution du procédé de l'invention,mais il est évident qu'on peut utiliser des acides phosphoriques et des ammoniacs d'autres concentrations. 



   Le procédé de l'invention permet d'obtenir un nouveau phosphate d'ammonium solide. Ce produit s'est révélé sensiblement stable et non hygroscopique lorsqu'il est à l'état granulaire. 



  Les granules sont très solubles et faciles à disperser dans   l'eau,   La réaction de l'ammoniac avec l'acide phosphorique est   sensible-   ment complète. On ne constate aucune décomposition des phosphates d'ammonium. 



   Le procédé s'est révélé particulièrement intéressant pour la fabrication de phosphates d'ammonium à partir d'acide phosphorique de voie humide, parce que l'orthophosphate de l'acide de voie humide de qualité marchande (acide à   52-5À%   de P2O5) peut être converti directement en polyphosphates d'ammonium à raison de 5 à 65% de l'ensemble des phosphates du produit fini , sans qu'une concentration intermédiaire de l'acide phosphorique soit nécessaire pour la formation préalable   d'un   "superacide".L'avantage important du procédé est qu'il permet d'obtanir,à partir d'un acide phosphorique impur:

  un produit dont le phosphate se dissout   jusqu'à,   raison de 99% dans le citrate et de plus de   90%   dans l'eau, Il est particulièrement important pour   l'industrie   des engrais que les phosphates se trouvent sous une forme soluble dans le   citrate,parce   que les phosphates insolubles dans le citrate ne sont pas considérés comme assimilables par les plantes et sont donc en général comptés pour une valeur nulle lors de   l'analyse   

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 d'un engrais. Les phosphates solubles dans   l'eau   sont de manière générale considérés comme solubles dans le citrate et   assimilable*   par les plantes. 



   Les phosphates d'ammonium solides qu'on peut obtenir ont une teneur pondérale en Fe, Al, Ca et F de plus de 3,% et souvent d'environ   6%, en   azote d'environ 6 à 17% et en phosphore d'environ      50 à 65%, en P2O5, le P2O5 se trouvant pour environ 35 à 65% sous .forme de polyphosphate, pour environ   99%   sous forme soluble dans le citrate et pour 90% sous forme soluble dans l'eau. Le produit      comprend dans certains cas de l'azote à raison de 10 à 15% et du P2O5 à raison de   56 à   65%, le P2O5 se trouvant pour   45   à 55% sous forme de polyphosphate, pour 99,06 à   99,72%   sous forme solu- ble dans le citrate et pour 91,2 à 91,6% sous forme soluble dans l'eau. 



   Dans les exemples 1 à 3, la fabrication d'un produit liquide est exécutée   à   une température ambiante de 15 à 27 C. 



  Il est évident que la température dans certaines usines pourrait être inférieure à 0 C. En fait, la température pourrait être suffi- samment basse pour nécessiter un chauffage de l'acide phosphorique brut le maintenant à l'état fluide et mobile, mais, le procédé pourrait alors encore être exécuté avec avantage. Naturellement, si 14 température ambiante est très basse, les dispositifs de chauffage et de refroi-   dissement   de l'installation doivent être modifiés pour conduire aux   mémes   intervalles de température et il en est de même si l'ins- tallation   fonctionne à   une température ambiante très élevée.

   De manière analogue, des modifications doivent être apportées si l'installation est utilisée à une altitude élevée   ou.le   point d'ébullition de l'acide phosphorique de voie humide est plus bas.. Dans ce dernier cas, les températures de service admissi- bles sont plus basses. 

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   Une variante possible du procédé consiste à utiliser une chambre de détente sous vide ou de déshydratation. Parfois, il peut être avantageux de travailler à des températures plus basses et de déshydrater la solution traitée en l'évaporant rapidement par un abaissement du point d'ébullition sous l'effet d'une pres- sion inférieure à celle de l'atmosphère.

   La température de l'acide phosphorique peut être maintenue alors pendant l'amoniation au- dessous de la température d'ébullition de l'acide sous la pression ordinaire. on peut recourir également à l'évaporation par détente pour améliorer l'efficacité de l'évaporation de l'eau et   du*'   refroidissement dans un procédé   où   la température de l'acide' phos- phorique est portée sous pression à une valeur supérieure au point d'ébullition normal comme déjà indiqué. 



   Le procédé de l'invention peut être appliqué de manière   à   donner un acide phosphorique ayant, au terme de la déshydratation, une concentration en P2O5 plus élevée que celle de l'acide non traité de départ.Ainsi,dans certains cas,on chauffe un acide phoshporique à 0% de N et   52,5%   de P2O5 jusqu'à environ 149 C, puis on l'ammonie   jusque   un peu au-delà de 3,7% d'azote au moyen d'ammoniac anhydre. On entretient une pression suffisante sur la solution pendant l'ammoniation pour empêcher l'ébullition. On pulvérise alors l'acide phosphorique dans une chambre de déshydratation où il se déshydrate pour donner une solution à 3,7% d'azote et   56,%   de P2O5.   Il .en   résulte donc un accroissement de la concentration en P2O5 de 4% environ. 



   L'invention est illustrée'davantage avec référence aux dessins annexés, dans lesquels: 
Fig. 1 et lA doivent être vues côte à côte comme un seul dessin appelé ci-après simplement "Fig.1" et représentent schéma- tiquement un appareil pour la production d'acide orthophosphorique ammonié stabilisé,à partir duquel on produit de préférence du 

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 phosphate d'ammonium granulaire   solide;   
Fig. 2 représente schématiquement un autre appareil pour la production d'acide orthophosphorique   stabilisé   liquide; 
La figure 2,qui est plus simple,sera décrite en premier lieu. 



   Comme le montre la Fig. 2, l'appareil 109 comprend un circuit 110 dans lequel l'acide peut passer de manière continue, une section d'admission 111, une section de propulsion 112, une section de préchauffage 113, une section d'ammoniation 114, une section à pression hydraulique 115, une section de   déshydratation   116, une section de refroidissement 117, une section d'extraction 118 et un récipient 119. L'acide brut est conservé dans un réser- ; voir   120,d'où   il pénètre par   gravité,en   franchissant la valve 121, dans la section d'admission 111 qui alimente la pompe 122 laquelle alimente la section de propulsion 112.

   La pompe 122 envoie l'acide par la conduite 123 dans l'échangeur de chaleur 124, puis dans le tuyau 125, l'appareil de chauffage 126 et la conduite 127 qui se   termine   par   1,'ajutage   de pulvérisation 128. L'échangeur de chaleur 124 et l'appareil de chauffage   126   constituent   ensemble   la section de préchauffage   113   de l'appareil. L'appareil de   chaut- !        fage est muni d'une conduite d'admission de vapeur 129, la vapeur pouvant provenir d'une Source appropriée quelconque. Cet appareil comprend également une conduite de sortie 130 pour la vapeur refroidie ou condensée.

   Toutefois, l'appareil de chauffage à la vapeur d'eau peut être remplacé par un autre appareil de   chaut-   fage, par exemple à   résistances   électriques. 



   L'ajutage d'admission de l'ammoniac 131 débouche dans le courant d'acide phosphorique au coude 132. Cet ajutage introduit l'ammoniac dans l'acide à l'endroit où la turbulence est la plus élevée dans le coude, ce qui assure un bon mélange 

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 de l'ammoniac avec l'acide. L'ajutage à ammoniac est   raccord   à une conduite d'admission d'ammoniac 133.qui fait communique le coude 132 avec l'appareil de vaporisation d'ammoniac   134.   d'ammo- niac anhydre liquide est introduit par sa propre   pension   le vapeur dans la conduite 135 qui alimente la réserve 136 le l'appa- reil de vaporisation. 



   L'ajutage de pulvérisation 128 est monté dan une cham- bre de déshydratation 137 au sommet d'une tour 138 et fulvérise l'acide phosphorique ammonié dans l' espace libre ver la cuvettecollectrice 139. La chambre de déshydratatior 137 comporte à sa partie supérieure un orifice 140 permettant à la   'apeur   d'eau dégagée au cours de la détente de s'échapper. La conduite 141 qui com- munique avec la sortie de la cuvette collectrice 139 auène la solution d'acide ammonié concentrée de la cuvette à l'échangeur de chaleur   124.   Cette alimentation est assurée par gravité. Le tuyau 142 amène la solution d'acide   ammonié     concencrée   de l'échan- geur de chaleur au réfrigérant 143.

   L'échangeur de chaleur 124 et le réfrigérant   143   constituent ensemble la section de refroidisse- ment 117 de l'appareil 109. Le réfrigérant 143 comprend une admis- sion 144 pour de l'eau froide provenant d'une source appropriée quelconque, par exemple un puits (non représenté). L'autre extré- mité du réfrigérant comprend une sortie 145 pour   l'eau   qui peut être rejetée ou bien refroidie et remise en circulation. 



   La conduite   146   amène l'acide refroidi du réfrigérant   143   au réservoir collecteur 147. La conduite 148,,qui comporte une valve régulatrice 149,amène l'acide refroidi directement dans un récipient 119,qui est un wagon-citerne isolé 150. On peut évidem- ment utiliser aussi un   wagon-.citerne   non isolé et la sortie 151 de l'appareil peut aussi déboucher dans un réservoir ou directement dans un autre système permettant de nouveaux traitements de 

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 l'acide,   L'appareil     109   peut ètre modifié par l'incorporation   d'une   chambre de déshydratation 137 en acier doux dont le métal a pour effet d'amener le fer de l'état ferrique à l'état ferreux. 



   En particulier, on a obtenu de bons résultats en utilisant un appareil du type ci-dessus comprenant les pièces décrites ci-après, qui      peuvent évidemment être remplacées par des pièces équivalentes. 



  On   a '   utilisé du tuyauxde   "Teflon"   et des conduites garnies de "Teflon"; un échangeur de chaleur, un appareil de chauffage et un réfrigérant fait de "Carbate; "une chambre de déshydratation en      acier inoxydable n  316; une pompe d'une capacité de 114 litres par minute; un appareil de vaporisation d'ammoniac à échangeur de chaleur alimenté en vapeur   d'eau,   et un réservoir d'alimentation d'ammoniac de forme sphérique. Les divers réservoirs sont faits' d'acier doux et sont doublés de caoutchouc. Le wagon-citerne isolé est doublé de poly(chlorure de vinyle). On a utilisé aussi un wagon-citerne non isolé doublé de caoutchouc. La section à      pression hydrostatique 115 de la conduite 127 s'élève à 9,76 mètres      au-dessus du coude 132.

   D'autres éléments qui se sont révélés utiles sont une chambre de déshydratation en acier doux, un réser- ;      voir doublé d'acier inoxydable permettant la pesée de l'acide phosphorique brut, une pompe à débit variable, des cylindres permettant la pesée de l'ammoniac, un rotamètre à ammoniac, un ajutage propre à donner aux vapeurs d'ammoniac des vitesses soni- ques, un ajutage à acide phosphorique, une section d'ammoniation de 12,66 mètres en acier inoxydable n  316 type   40   de 38 mm, un ajutage de   152,4   mm x 12,7 mm dans la chambre de déshydratation et un tube en acier de 38 mm pour la sortie de la chambre de déshydratation. 



   Si on le désire,on peut admettre dans la chambre d'éva- 

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 poration ou directement dans le malaxeur du òr qui est un oligo- élément dont Inutilité est connue en agriculture ou d'autres oligo- éléments qu'on se propose de mélanger au   produit.Lorsqu'on   le   désire    on peut ajouter d'autres constituants à ceux qui sont introduits      dans le malaxeur, par exemple du chlorure de potassium pour obtenir un   engris   complet, c'est-à-dire un engrais contenant de l'azote, du phosphore et du potassium. 



   Comme le montre la Fig. 1 (qui comprend les Fig. 1 et lA), l'appareil 10 comprend, à titre principal, un circuit pour la circulation continue de l'acide 11 constitué par une section de préparation de l'acide 12, une section de préparation de l'ammoniac 13, une section de réaction 14, une section de déshy- dratation 15 et une section de granulation 16. Un certain nombre d'accessoires sont associés au circuit 11,   notamment   un broyeur 17 pour la fraction refusée au crible, un collecteur de poussières22 et un laveur 23. 



   La section de préparation de l'acide phosphorique 12 du      circuit 11 comprend une section d'admission de l'acide phosphori- que   24,   une section de propulsion 25, une section régulatrice du débit d'admission de l'acide,phosphorique 26 et une section de préchauffage 27. La section de préparation de l'ammoniac 13 du circuit 11 comprend une section d'admission de l'ammoniac 30, une section de mesure   31,   une section de vaporisation 32 et une section régulatrice de l'admission d'ammoniac 33. La section de réaction   14   comprend une section   d'ammoniation     34   et une section hydraulique 35. La section de déshydratation 15 comprend une sec- tion d'élimination de l'eau 36 et une section collectrice 37.

   La section de granulation comprend une section de formation des gra- nules 38, une section de criblage ou calibrage   40.,   une section de refroidissement 41 et une section de recyclage   42,   

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L'acide phosphorique est   conserva   dans le réservoir   48     d'où.   il pénètre par   gravite, en   franchissant la valve   49,dans   la section d'admission   24   qui débouche dans la pompe 50 qui alimente la section de propulsion 25.

   La pompe 50 propulse l'acide dans la conduite 51,   l'appareil   d'enregistrement et de régulation du débit 52, l'appareil de chauffage de l'acide 53, l'enregistreur   ,   de la température 54 et le coude 55 de la section d'ammoniation   34.   



   Un ajutage d'admission d'ammoniac 56,analogue à l'aju- tage 131 de la Fig. 2,pénètre dans le courant d'acide phosphori- que dans le coude 55 et est raccordé   à   une conduite d'admission d'ammoniac 57 qui s'étend à l'extérieur du'coude 55 et communique ' avec un appareil d'enregistrement et de régulation du débit 58,un enregistreur de la température 59,un régulateur de pression   60,un   appareil de vaporisation de l'ammoniac 61 et un débitmètre à ammo- niac 62. De l'ammoniac anhydre liquide est chassé par sa ten- sion de vapeur du réservoir d'alimentation 63 par la conduite d'alimentation   64   dans la section d'admission   30   du débit-   ,   mètre 62.

   On régulateur de rapport 78 commande le régulateur de débit d'acide phosphorique 52 et le régulateur de débit d'am-   moniae   58. i      
La conduite 65 s'étend du coude 55 à   l'ajutage   66 dans la chambre de déshydratation 67 (qui correspond à la chambre 137      ,de la Fig. 2). La chambre de déshydratation permet   la   détente, l'évaporation et la déshydratation moléculaire, de même que   la sépara*   tion des phases gazeuse et   liquide,cet   ensemble d'opérations étant ap- pelé de manière générale "déshydratation" aux fins de   l'invention.la   chambre de déshydratation 67 est montée au sommet d'une tour 68. 



   L'ajutage 66 pulvérise   l'acide   phosphorique ammonié dans l'espace libre de la chambre de déshydratation en direction de la cuvette collectrice 69. La chambre de déshydratation 67   comprend à   sa 

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 partie supérieure un orifice de sortie 70,sous le sommet 71,par   où   t'échappe l'eau à l'état de vapeur. Cet orifice maintient égale- ment la chambre de déshydratation en substance sous la   pression...   atmosphérique. La conduite 72 communique avec l'orifice de sor- tie 73 de la cuvette collectrice 69 et amène   l'acide     ammonié   et déshydraté de la cuvette à un enregistreur delatempérature 74 puis à une valve 75.

   L'acide phosphorique ammonié se trouve à l'état fondu au-dessus d'environ 177 C lorsque   l'amoniation   a apporté envi- ron 6% en poids d'azote. 



   Tandis que l'acide fondu est introduit dans le malaxeur 
76 par la conduite 72, un élévateur à godets 77 introduit simultané- ment dans ce malaxeur un certain volume de granules tins   recyclés.   Le volume des fines recyclées est sensiblement supérieur au volume de la masse fondue introduite dans le malaxeur. Celui-ci est capable de malaxer intimement les fines et la masse fondue en égalisant leur température et de travailler la masse en la maintenant sensiblement à l'état granulaire. Ce malaxeur déverse son produit sur une courroie de transport 80 qui permet la pesée et donc la vérification du débit à cet endroit. De la courroie de transport 80, le produit est amené au transporteur 81 qui le fait s'élever vers un certain nombre de tamis 82 en vue du cri-      blage en fines, produit et refus.

   Des produits refusés sont ren- voyés à un broyeur 83 où ils sont   concassés,puis   amenés au trans- porteur 79   où   ils se couinent avec les fines qui arrivent   direc-   tement dans ce transporteur à partir des tamis. Le transporteur 84 alimente l'élévateur à godets 77 qui introduit les fines dans le malaxeur comme courant de recyclage. En l'absence   d'une   quan- tité suffisante de fines et de produit refusé, on peut   également   amener une fraction du produit fini au transporteur   79   en vue du recyclage. 

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   Le reste du produit descend par   gravité à   travers le tamis convenable dans une trémie tampon   84,puis   passe de la trémie tampon par un distributeur vibrant 85 dans un réfrigérant à mouve- ment de baratte 86 qui agite les granules dans l'air pour qu'ils se refroidissent en substance jusque la température ambiante. 



  Au sortir de cet appareil, les granules sont amenés à une cour- roie de transport 87 qui permet la pesée et donc l'appréciation de la production avant l'emmagasinage. De la courroie transpor- teuse 87, les granules de produit sont amenés par un élé- vateur à godets 88 à un magasin 89. La chambre de déshy- dratation, le malaxeur et le mécanisme de refroidissement, de même que les accessoires qui les réunissent,constituent un dispo- sitif de refroidissement.      



   On trouvera ci-après une série de pièces que l'appareil de la Fig. 1 peut comprendre lorsque la chose est désirable, 
Il est parfois désirable d'incorporer un système col- lecteur de poussières 22 et un système laveur ou de récupération      d'ammoniac 23 dans l'appareil 10. L'appareil que représente la      Fig. 1 comprend ces systèmes auxiliaires. Le système collecteur de poussières à cyclone 22 comprend un collecteur de poussières à cyclone 90 communiquant par une conduite 91 avec le réfrigé- rant 86. Les poussières et fines qui sédimentent dans le sépara- teur à cyclone sont recyclées à la courroie de transport   79.   



   Le laveur 23 comprend une tour 92 communiquant avec la chambre de déshydratation 67 par le conduit 93,avec le malaxeur 76 par le conduit 94 et avec le système collecteur de . poussières à cyclone 22 par le conduit 95. Lorsque le laveur est utilisé conjointement avec la chambre de déshydratation 67, la communication entre cette chambre et l'atmosphère est habi- tuellement éliminée par suppression de l'orifice 70 et la vapeur 

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 est éliminée par des ventilateurs 96 qui extraient l'air du laveur et l'envoient à une cheminée (non représentée).

   Le laveur utilisé éventuellement peut être raccordé   uniquement 1   la chambre do déshydratation 67,mais il est préférable qu'il soit raccordé aussi   . au   malaxeur   76   et au séparateur à cyclone 90 en raison des petites quantités d'ammoniac qui s'y dégagent. Lorsqu'un laveur est utilisé, il peut être alimenté en eau de lavage qui des- cend dans une tour où le gaz s'y   élevé,   de la manière   habituelle*   
Toutefois, dans une forme de réalisation préférée du laveur, une petite fraction de l'acide phosphorique de la con- duite 51 est dérivée par la conduite   97   jusqu'au sommet de la tour de lavage 92.

   L'acide phosphorique admis au sommet de la tour de lavage est pulvérisé en un volume suffisant pour   éliminer   en substance complètement l'ammoniac des gaz qui s'élèvent dans la tour. L'acide phosphorique est plus efficace que l'eau parce . qu'il absorbe l'ammoniac non seulement par dissolution mais également par réaction. Le poids de l'ammoniac absorbé est telle- ment petit que le pourcentage de l'ammoniac ajouté à l'acide phosphorique qui passe par l'appareil de chauffage de l'acide 53 est relativement sans importance et est d'habitude inférieur à 
0,5%. Lorsque de l'acide phosphorique est admis dans le laveur, il est évidemment trop onéreux de le rejeter comme on pourrait le faire pour l'eau. Par conséquent, cet acide phosphorique est renvoyé à un volume plus grand d'aoide phosphorique passant par la conduite 51.

   La conduite 98 amène l'acide phosphorique.du fond de la tour de lavage 92 à la conduite 51,en amont de l'appa- reil de chauffage de   l'acide   53. 



   Suivant une variante, l'appareil 10 peut être réalisé de façon que la masse liquide descendant   de   la chambre de   déshy-   dratation   67   soit amenée directement dans des fùts ou autres 

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 récipients sans passer par la section de granulation 16, La con- duite 99 que représente la Fig. 1 permet cette variante. La valve 75 doit alors être de nature à permettre   la dérivation   du courant ou   d'une   fraction du courant de produit dans la conduite   99'   
Suivant une autre variante, l'appareil de   la   Fig. 1 peut être conçu de manière qu'un réducteur,comme de la limaille de fer, puisse être introduit directement et disperse dans l'acide phos- phorique.

   Cette variante est représentée schématiquement à la Fig. 1 par une trémie 103 et par des conduits d'admission 104 et   105   munis de régulateurs 106 et 107,respectivement* Les con- duits d'admission   104   et 105 permettent   d'introduire   un réducteur ' dans l'acide phosphorique brut dans la chambre de déshydratation 67 ou dans le réservoir 48,respectivement. Ce réducteur est intro- duit d'habitude dans l'appareil 10 en un seul point, de préférence dans la chambre de déshydratation. 



   L'appareil que représente la Fig.1 peut être modifié aussi en vue de la production d'acide phosphorique ammonié liquide par le procédé de l'invention. Pour obtenir un tel produit, on réduit le rapport d'ammoniation au point que la teneur en azote du produit final n'excède pas environ 6%. L'utilisation d'un acide phosphorique moins concentré et ayant une teneur en eau plus élevée que l'acide de qualité marchande permet d'élever le rapport d'ammoniation sans empêcher la formation d'un produit liquide. 



   Comme le montre également la Fig. 1, la conduite de souti- rage 100 pour le produit liquide communique avec la conduite 73 au-dessous de l'orifice de sortie 72. La valve 101 commande le courant de la conduite 73 vers la conduite 100. La conduite   100   débouche dans    un   réservoir, ou dans un autre accessoire de ce genre (non représenté). Une conduite d'admission d'acide 

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 supplémentaire 102 partant de la conduite 51 en aval de la pompe 50 permet d'admettre de l'acide brut dans la conduite 100 lorsqu'il est désirable de diluer   le. produit   ou d'ajuster le rapport   phosphore! azote. Lorsque   les variantes sont ainsi réalisées,l'appa- reil 10 permet la production de phosphates d'ammonium tant   liquides   que solides. 



   Dans une forme de réalisation très intéressante de l'in- vention,suivant laquelle on produit de   l'acide   phosphorique liquide qui ne forme pas de précipité, l'acide   est à   la fois ammonié et traité en vue de la réduction du fer.   L'ammoniac   et le fer dont la valence a été réduite ont un effet synergique. 



   Le procédé peut être exécuté comme décrit ci-dessus à propos de l'ammoniation de l'acide phosphorique de voie humide, à la différence qu'une quantité efficace d'un réducteur est introduite dans la chambre de déshydratation. Des essais ont permis d'établir qu'une quantité convenable de réducteur est prélevée aux dépens de la paroi intérieure d'un appareil en acier doux d'une capacité   de 3020   litres lorsque le volume de production est environ celui indiqué dans l'exemple 1.

   Si la quantité de matière   introduite   dans la chambre de déshydratation est tellement importante que l'acier doux de la paroi ne suffit pas pour la réduction de la valence du fer dans l'acide phosphorique de façon efficace, on peut disposer des tôles d'acier doux dans la chambre pour   augmen-   ter la surface   spécifique.   



   Lorsque l'acide phosphorique est ammonié et traité au - moyen d'un réducteur de la façon indiquée,, on obtient un acide phosphorique de voie humide liquide qui ne forme pas de   préci-   pité supérieur à 2% (la valeur observée en pratique étant infé-   rieure à     1%)en   poids à des températures de -18 à 80 C au cours de durées de 2 mois, bien que les impuretés existant dans l'acide 

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 de voie humide initia subsistent. La quantité de Fe, Al, Ca et F peut représenter plus de   3%   et souvent plus de   6%   du produit. La      petite quantité de précipité qui se forme parfois est peu consis- tante et se   redisperse   facilement par agitation.

   Une fraction des impuretés supérieure à 90% de celles-ci reste en solution et sensiblement toutes les autres impuretés restent indéfiniment en suspension. Le pH de l'acide phosphorique est inférieur à 1 et ne semble excéder 1 à aucun moment des opérations. La visco- sité du produit est telle qu'il reste fluide et mobile. L'acide phosphorique de voie humide liquide obtenu suivant l'invention , dont la teneur en azote est d'environ 2 à 4% en poids et dont une fraction importante du fer initialement   ferrique,sinon   la to- talité de celui-ci,est amenée à l'état ferreux présente toutes ces propriétés. On acide phosphorique de voie humide obtenu sui- vant l'invention et ayant une teneur en azote de 1 à 6% en poids et dont une quantité efficace du fer a été amenée à l'état fer- reux présente en général les propriétés ci-dessus. 



   Lorsque la teneur en azote de l'acide phosphorique liquide faisant l'objet de l'invention est d'environ 3% en poids, ces propriétés atteignent de manière générale leur niveau le plus favorable. A mesure que la teneur en azote diminue au- dessous de 3% en poids, la quantité de précipité augmente. Lors- que la teneur en azote s'élève au-delà d'environ   3%   en poids, la viscosité du produit augmente. La teneur en plus favorable en azote s'échelonne d'environ 2,9 à 3,7% en poids. Aux concentra- tions plus élevées en azote, la viscosité augmente assez rapide- ment à mesure que la concentration,en azote s'élève.

   On est porté à croire que les propriétés de l'acide phosphorique li- quide seraient encore bonnes mêmes si 75% des impuretés étaient dissoutes et si le pH atteignait 2.   L'acide'phosphorique   

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 liquide contenant de l'azote obtenu par la procédé de l'invention comprend 0,5 à 8% en poids   d'ions   NE 4+ et 35 à 65% en poids de P2O5,tandis que sensiblement tout le fer se trouve à   l'état   ferreux. 



   La teneur totale en phosphate et le pourcentage de   l'ensemble   du phosphate se trouvant à l'état de polyphosphates sont déterminés suivant la technique analytique précisée dans official Methods of Analysis de l'Association of Official 
Agricultural Chemists   (AOAC)   U.S.A. 10ème édition 1965, procédé 
2028. 



   Au terme de ce procédé, le précipité   d'orthophosphate ,   obtenu après addition d'une solution acidifiée de molybdate, est recueilli par filtration et lavé à l'eau froide. Le filtre et le précipité sont réintroduits dans le ballon et le précipité est dissous dans un petit excès d'un alcali de titre connu.. (par exemple KOH). La quantité d'alcali nécessaire est notée. La solution est additionnée de quelques gouttes (environ 3) de phénolphtaléine, puis titrée au moyen d'un acide de titre connu (par exemple HNO3) jusqu'au point final. Le volume diacide consommé est noté. 



   La teneur en orthophosphate, exprimée en pour-cent, est alors donnée par le calcul suivant   soit:   A= volume de base de titre connu 
B = normalité de la base de titre connu 
C = volume de l'acide de titre connu 
D = normalité de l'acide de   titre   connu 
8 = poids de la fraction de   l'échantillon   que contient l'aliquote [(AxB) - (CxD)] x 0,0030865 x 100 = % ortho P2O5 

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Au cas où un échantillon de 1 g est prélevé et traité comme décrit   ci-dessus   pour donner une aliquote de 25   m(sur   250 ml),la normalité de la base de titre.

   connu étant de   0,3240   et la   norma-   lité de l'acide de titre connu étant de 0,1260, le calcul est le suivant aile volume de base est de 35,00 ml et le volume diacide de 4,00 ml [(35,00x0,3240) - (4,0x0,1260)] x 0,0030865 x 100=33,% ortho P2O5 
La teneur totale en P2O5 est déterminée suivant le pro- cédé 2026 du Methods of Analysis AOAC précité. 



   La teneur en P2O5 non à l'état d'orthophosphate est donnée en pour-cent de l'ensemble de   l'échantillon.   Si la teneur totale en P2O5 de l'échantillon est de 60% et si la teneur en 
P2O5 n'existant pas sous forme d'orthophosphate est de 35% comme indiqué, la teneur en P2O5n'exisant pas à   l'état   d'orthophosphate est de 27% de l'échantillon (60 moins 33 = 27). Par conséquent, la quantité de P2O5 existant sens forme de polyphosphate, c'est- à-dire non sous forme d'orthophosphate est de 27/60 x 100 soit 
45%. 



   La teneur en phosphate insoluble dans le citrate est déterminée suivant la technique analytique décrite dans le 
Methods of Analysis   procédé   2032 et la teneur en phosphate assimilable suivant le procédé 2035. 



   L'invention est   illustrée   par les exemples suivants. 



    EXEMPLE 1.-    
On prépare dans   l'appareil.que   représente la Fig. 2 un acide phosphorique   liquide   à 3% d'azote et 54% de P2O5. On introduit un acide phosphorique de voie humide de qualité mar-   chande   à 54% de P2O5 dans le réservoir 120   d'ou   l'acide s'écoule 

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 par gravité,en franchissant la valve 121,pour pénétrer dans la section d'admission   112   et la pompe   122   qui envoie l'acide dans le circuit 110 à raison d'environ 104,4   kg   par minute jusqu'à l'ajutage de   pulvérisation   128.

   L'acide phosphorique pénètre dans l'échangeur de chaleur   124   en substance à la température ambiante, c'est-à-dire à une température de 15 à 27 C et est chauffé à   104-121 C   dans le préchauffeur. 



   L'acide phosphorique partiellement préchauffé   pasue   alors par le tuyau 125 dans l'appareil de chauffage 126 où il est amené en contact thermique avec de la vapeur d'eau et à une température d'environ   104   à 121 C. De l'appareil de chaut- fage, la solution préchauffée pénètre dans la section d'admis- sion de l'ammoniac 114 où de l'ammoniac gazeux anhydre à 82% est injecté par l'ajutage 131 à raison d'environ 3,81 kg par minute dans l'acide préchauffé. L'ammonisation porte la température de la solution acide jusqu!$ 171-182 C, c'est-à- dire au-delà du point d'ébullition sous la pression   atmosphéri-   que. La pression hydrostatique   entretenue   par la section 115 est de 2,1 à   4,2   kg par cm2. 



   La solution d'acide phosohorique   ammonié   est chassée vers le haut dans la section 115 et redescend jusqu'à l'ajutage de pulvérisation 128   où   elle est pulvérisée dans l'espace libre en direction de la cuvette collectrice 139. Lorsque la solution traverse la phase gazeuse, elle se déshydrate en abandonnant de l'eau et se concentre ainsi de l'état ammoniacal dilué en un acide à 3% d'azote et   54%   de P2O5. L'acide entre également en contact avec les parois en acier doux de la chambre de déshy- dratation et subit l'effet de ces parois pendant son passage dans la chambre. La déshydratation s'accompagne d'une chute de la température d'environ   560C.   Ce phénomène est un facteur 

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      important pour le refroidissement de l'acide.

   La température de l'acide ammonié à l'entrée dans la conduite   141   est de 107 à 116 C. La vapeur d'eau dégagée au cours de la déshydratation   s'échappe   de la chambre de déshydratation par l'orifice   140.   



   De la cuvette collectrice 139, la solution descend par la conduite   141   dans l'échangeur de chaleur 124 où. elle abandonne sa chaleur à la solution d'acide à 0% d'azote et 54% de P2O5 et se refroidit ainsi à   82-93 C.   



   La solution d'acide à   3%   d'azote et 54% de P2O5 passe de l'échangeur de chaleur par le tuyau   42   au réfrigérant 53 où elle est mise en contact thermique avec de l'eau de   refroi-   dissement.L'eau de refroidissement a une température d'environ 13 à 26 C à son admission dans le réfrigérant qu'elle quitte à une température d'environ   49   à 66 C. La solution d'acide à 3% d'azote et   54%   de P2O5 quitte le réfrigérant à une température d'environ 66 à 74 C. 



   L'acide passe du réfrigérant dans la conduite 46 qui l'introduit dans le réservoir collecteur 147. De ce réservoir   collecteur,   l'acide à 3% d'azote et 54% de P2O5 passe par   la conduit   te   148   et la valve   149   jusqu'à la sortie 51 de l'appareil pour pénétrer dans le wagon-citerne isolé   50. Au   moment où   l'acide   pénètre dans le wagon-citerne isolé, il se trouve à une tempé- rature de 66 à 74 C et est sensiblement exempt de polyphos- phates. Le wagon-citerne est alors fermé et convoyé sur une distance d'environ 1600 kilomètres. Entre le moment du charge- ment et le moment du déchargement, il s'écoule environ 4. semai- nes,au cours desquelles le contenu de la citerne se refroidit lentement jusqu'à environ 27 C.

   Aucun précipité n'est percep- tible dans la citerne au moment du déchargement. 



   Comme en 1-la déjà indiqué, l'acide traité par le pro- 

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 cédé ci-dessus est   extrêmement   stable lorsqu'il n'est pas expédié   chaudmais   on est porté à croire que   le   transport de l'acide chaud est très intéressant et réduit  *davantage   la formation du préci pité.Le wagon-citerne isolé peut entraver davantage la formation du précipité en empêchant de rapides fluctuations de température et en maintenant la solution longtemps chaude. On charge égale- ment un wagon-citerne non isolé au moyen de la même solution acide traitée. La distance parcourue et le temps detransport sent sensiblement les mêmes. Le précipité est alors inférieur à 0,1% soit environ   454   kg sur un total de   494   tonnes. 



   Le pH de la solution acide reste   inférieur   à   1,   à savoir d'environ 0,05 à 0,5. Le produit est très fluide et mobile à environ 21 C. La teneur en phosphate insoluble dans le citrate du produit traité est d'environ 0,04% en poids. 



    EXEMPLE 2.-    
On recourt à l'appareil et au procédé de l'exemple 1, mais en chauffant de l'acide phosphorique non traité à 0% d'azote et 52,5% de P2O5 à environ 150-170 C avant l'ammoniation et en ajoutant l'ammoniac à raison d'environ 6 kg/par minute. Le produit est fluide à environ 21 C et titre 3,7% d'azote et   56,3%   de P2O5. Ainsi, la concentration en P2O5 de l'acide traité est supérieure d'environ 4% à la concentration initiale de l'acide non traité. Le produit reste sensiblement exempt de précipité pendant 8 semaines. 



  EXEMPLE   3 . -   
On recourt à l'appareil et au procédé de l'exemple 1, mais en utilisant une chambre de déshydratation en acier   inoxy-   dable n  316 au lieu   d'une   chambre de déshydratation en acier doux, l'acide phosphorique ne subissant donc pas l'effet du traitement par le fer. L'acide phosphorique non traité a une 

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 EMI26.1 
 teneur en azote de 0% et en Pz05 de ",3% et est chauffé à environ 150-17000 avant l'ammon1at1on, l'ammoniac étant admit à ranz son d'environ 6 kg par minute.

   Le produit obtenu est r7.uide environ 21 C et titre 3#3% d'azote et $4,5% de P2059 La concen- tration en P2O6 de l'acide traité est donc supérieure d'environ 2,2% à la concentration en P2O5 de l'acide non traite. 
 EMI26.2 
 iKilo1P}:.E 4.- 
Au moyen de l'appareil que représente la   Fige   1, on prépare un phosphate d'ammonium solide contenant 12% d'azote et 58% de P2O5. On introduit de l'acide phosphorique de voie humide 
 EMI26.3 
 de qualité marchande à $4% de P20S dans là réservoir tir8 d'où l'acide s'écoule par   gravité.en   franchissant la valve 49,dans la section d'admission 24 alimentant la pompe 50. La pompe 50 propulse la solution d'acide phosphorique dans le circuit à rai- son d'environ   11,4   kg par minute jusqu'à l'ajutage de pulvérisa- tion 66.

   La solution d'acide phosphorique pénètre dans l'appareil de chauffage de l'acide 53 en substance à la température ambiante 
 EMI26.4 
 c'est-à-dire à 21-38 C et y est chauffée à 110-13soc. L'acide phosphorique préchauffé pénètre dans la section c1'awaoniation 34 de l'appareil où l'ajutage a ammoniac 56 introduit de l'ammoniac anhydre gazeux à raison d'environ 1,60 kg par minute dans l'acide 
 EMI26.5 
 phosphorique préchauffé. L'ammoniation porte la température de l'acide à environ 232-28800. La pression hydrostatique entre- tenue par la section 15 est d'environ 2,1 à   4,2   kg par cm2 au manomètre. 



   La solution d'acide phosphorique ammonié est chassée vers le haut dans la section 65 et redescend à l'ajutage de pulvérisation 66   où   elle est pulvérisée dans   l'air   en direction de la cuvette collectrice 69. La solution se déshydrate dans   l'air.   La déshydratation s'accompagne d'une chute de tempéra- 

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 ture d'environ 56 C. La vapeur d'eau provenant de la déshydrata- tion s'échappe de la chambre par l'orifice   70.   Le procédé est donc de manière générale analogue à celui des exemples 1 à 3. 



   De la cuvette collectrice 69, la solution s'écoule à l'état de masse fondue par la conduite 72 dans le malaxeur 76. 



   Tandis que la masse fondue pénètre par la conduite 72 dans le malaxeur, des fines de produit se trouvant en substance) à la température ambiante sont admises également dans le   mala- '   xeur par le transporteur à godets 77 dont le débit est deux à trois fois supérieur, sur base pondérale, à celui de la masse fondue. Le malaxeur est un malaxeur de type classique   à   double arbre. Les palettes mélangent, battent et   travaillent   les fines et la masse fondue ensemble tandis que ce mélange progresse de l'admission vers la sortie du malaxeur. Le temps de séjour moyen dans le malaxeur est d'environ 1 minute.

   Au sortir du malaxeur, le produit en granules durs se trouve à une température sensible- ment inférieure à   120 C.   La durée moyenne nécessaire pour le passage du début de la section d'ammoniation 34 jusqu'à la sor- tie du malaxeur est inférieure à environ 5 minutes. 



   . 



   Le produit quitte le malaxeur 76 et est repris par la courroie de transport 80 qui permet la pesée et est amené par celle-ci à l'élévatour à godets 81 et au   tamis   vibrants 82 où le produit est calibré en fines, produit et refus. Les fines sont recyclées au malaxeur par l'élévateur à   godets77.Le   produit trop grossier est normalement introduit dans un broyeur qui le concasse et le recycle avec les fines. 



   Les granules calibrés passent des tamis 82 dans la trémie tampon 84 qui débouche dans   l'appareil   vibrant 85   alimen-   tant le réfrigérant rotatif 86. Ce réfrigérant rotatif 86   refroi-   dit les granules jusqu'à environ 60-71 C et dépose les granules 

 <Desc/Clms Page number 28> 

 refroidis sur la courroie de transport et de pesée 87. La cour- roie 87 amène les granules à l'élévateur à godets 88 qui les introduit dans un   magasin   89. 



   Le produit titre 10,4 à 12,3% d'azote et   57,4 à     58,9%   de P2O5. Le phosphate se trouve pour 12,0 à   30,5$   sous forme de polyphosphates et est soluble à raison de 99,96 à   99,72%   dans le citrate et de 91,2 à   91,6   dans l'eau. Le produit n'est pas hygroscopique au cours d'une durée de 8 semaines. 



    EXEMPLE 5.-    
On recourt à l'appareil et au procédé de l'exemple   4,   mais en recueillant la masse fondue par la conduite 99 sans passer par l'appareil de granulation. Le produit a la même composition que celui de l'exemple 1 et est une substance dure et ) soluble dans l'eau. Ce produit n'est pas hygroscopique au 'cours d'une durée de 8 semaines. 



  Suivant un autre aspect de l'invention, on inhibe la tendance de l'acide phosphorique de voie humide   à   former des précipités durs en amenant de l'état ferrique à   l'état   ferreux le fer que contient l'acide mais sans aumônier celui-ci. On peut obtenir ce résultat en conservant l'acide   phosporique   de voie humide liquide dans un récipient,de préférence sous agita-   tion,et   en y ajoutant un réducteur en une quantité efficace. 



    . Le   mélange d'acide phosphorique de voie humide et de réducteur est de préférence agité de manière continue jusqu'à ce qu'une   f raction   utile du fer ait été réduite de l'état ferrique à l'état ferreux. On réducteur convenable est le fer élémentaire' présenté en limaille, mais d'autres réducteurs, comme le sulfate d'hydrazine, sont également efficaces. De manière générale, on a établi que 1 partie de fer élémentaire suffit pour corriger la valence dans la mesure voulue de 2 parties de fer ferrique. 

 <Desc/Clms Page number 29> 

 



   Cet aspect de l'invention est illustre par l'exemple 6   .Ci-après.   



   EXEMPLE 6. - 
On inhibe la tendance de l'acide phosphorique de voie humide à former un précipité dur de la manière suivante : on introduit 200 g d'acide phosphorique à 54% de P2O5(et   contenant     1,36%   de Fe2O3) dans un verre cylindrique de 250 ml. On chauffe l'acide à 60 C en l'agitant au moyen d'un barreau magnétique. 



   On ajoute à l'acide 1,270 g de limaille de fer de qualité indus- trielle et on poursuit l'agitation pendant environ 
1 heure jusqu'à dissolution de tout le fer métallique. 



   On soumet un témoin d'acide phosphorique à 54% de 
P2O5 au même traitement,mais sans addition de fer. 



   On transfère alors l'échantillon d'acide phosphorique traité et le témoin dans des flacons en polystyrène de 32 mm x 
102 mm et on les conserve ainsi à la température ambiante. Apres un mois, le témoin contient,en une couche de 1 mm, des solides sédimentés qui sont durs et difficiles à disperser. L'acide      phosphorique traité   contient,,   ¯en une épaisseur de 3 mm,   ,;   des solides sédimentés qui sont peu consistants et faciles à dis-   perser.   



   On répète l'opération ci-dessus, mais en remplaçant   @la   limaille de fer par le .sulfate d'hydrazine. On   obtient   ainsi des résultats analogues.

Claims (1)

  1. R E S U M E.
    L'invention concerne: A. Un procède de préparation d'une solution diacide phosphorique ammonié stabilisé, c'est-à-dire dont la tendance au dépôt d'impuretés est inhibée, ainsi qu'un procédé de préparation de phosphate d'ammonium granulaire à partir de cet acide.
    Ces procédés peuvent présenter,en outre,une ou plusieurs des particularités suivantes; 1. on chauffe une solution aqueuse d'acide ortho-phosphori- 'de voie humide à une température inférieure à la température d'ébul- lition sous la pression régnante, on introduit de l'ammoniac dans la solution chauffée sous une pression suffisamment supérieure de celle de l'atmosphère pour empêcher l'ébullition de la solution et on relâche soudainement la pression sur la solution pour provo- quer l'évaporation instantanée et la concentration .ainsi qu'un re- froidissement rapide de la solution;
    2. on préchauffe la solution d'acide phosphorique à une température de 93 à 205 C et on maintient la pression pendant l'ammoniation de 0,07 à 4,2 kg/cm2 au manomètre; 3. on relâche la pression sur la solution ammoniée en pulvérisant la solution dans un récipient collecteur sous une pression sensiblement atmosphérique;
    4' on relâche la pression sur la solution ammoniée en pulvérisant la solution dans une chambre dans laquelle on entre- tient une pression inférieure à celle de l'atmosphère, la tempé rature atteinte pendant l'ammoniation étant supérieure au point d'ébullition de la solution sous cette pression inférieure à. celle de l'atmosphère; 5 - on soumet la solution obtenue après évaporation de l'eau à un refroidissement partiel par échange de chaleur'. :.. <Desc/Clms Page number 31> avec la solution admisse façon que cette dernière soit préchauf- fée; 6. on refroidit la solution ammoniée jusqu'à 66-75 C par échange de chaleur, après quoi on la refroidit davantage unique- ment avec lenteur jusqu'à la température-ambiante;
    7. on refroidit la solution davantage dans un récipient isolé; 8 - la quantité d'eau extraite de la solution est telle que la concentration de l'acide phosphorique dans la solution est plus élevée qu'avant l'addition de l'ammoniac; 9. l'ammoniac est introduit dans la solution d'acide phos- phorique qui s'écoule tandis que celle-ci est en mouvement turbu- lent en conséquence d'une modification imposée de la direction d'écoulement; 10, on ammonie la solution jusqu'à une teneur totale en azo- te de 2 à 4% en poids; 11.. on ammonie la solution jusqu'à une teneur en azote de 1 à 6% et de préférence de 2,9 à 3,7% en poids;
    12. on mélange l'ammoniac et l'acide phosphorique dans un rapport pondéral N:P2O5 de 1 à 6:35 à 65 et de préférence de 2 à 4151 à 57 pour obtenir une solution d'acide phosphorique ammonié; liquide; 13. on ammonie la solution au moyen d'ammoniac anhydre; 14. on poursuit la déshydratation du mélange de réaction pour abaisser la teneur en eau libre à une valeur nulle et conver- tir un nombre sensible de molécules de phosphate d'ammonium en molécules de polyphosphate d'ammonium; 15. après évaporation de l'eau, on poursuit le traitement d'une masse fondue de la solution d'acide phosphorique ammonié en la malaxant de manière à la refroidir davantage pour former un <Desc/Clms Page number 32> phosphate d'ammonium granulaire;
    16. on exécute la granulation en malaxant la solution d'aci- de phosphorique ammonié; dans une certaine quantité de granules de produit recyclé en système continu; 17. on crible le produit granulaire et on reccle les fine* à la granulation; 18. on abaisse la température des granules obtenus à par- tir de la solution au-dessous de 177 C en moins de 10 minutes,et de préférence en moins de 5 minutes après le début de la réaction de l'ammoniac sur l'acide phosphorique; 19. on abaisse la température des granules au-dessous de 121 C en 3 minutes après le début de cette réaction;
    20. on malaxe la masse fondue dans le malaxeur pendant environ 1 minute avec de préférence 2 à 3 fois son propre poids de granules recyclés; 21. on exécute le refroidissement et la déshydratation du mélange de réaction en pulvérisant la solution ammoniée dans un récipient clos sous une pression sensiblement atmosphérique -et on soutire les vapeurs formées dans ce¯récipient pour les in- troduire dans un laveur,où on élimine les vapeurs d'ammoniac par un lavage au moyen d'un liquide; 22. le liquide pour le lavage est de l'acide phosphorique qui est ensuite recyclé,de même que l'ammoniac qu'il contient, à un stade antérieur à l'ammoniation;
    23 - l'ammoniac et l'acide phosphorique sont mélangés dans un rapport pondéral N:P2O5 de 6 à 15:50 à 65 et de préférence de 10 à 15t56 à 65 pour la production d'un phosphate d'ammonium gra- nulaire; 24- on traite le phosphate d'ammonium par du fer de manière à réduire la majeure partie des ions ferriques présents, <Desc/Clms Page number 33> qui sont des impuretés,en ions ferreux; 25. on exécute le traitement par le fer en disposant de l'a- ciel' doux dans le récipient où la solution ammoniée est déshydra- tée et refroidie;
    26. pour inhiber la tendance de l'acide phosphorique de voie humide à former un précipité dur, on traite cet acide au moyen d'un réducteur, par exemple le fer élémentaire ou le sulfate d'hydrazine ; B. A titre de produits industriels nouveaux! 1. un acide phosphorique de voie humide dont sensiblement aucune des impuretés initialement en présence n'a été éliminée et qui contientlà 6%,et de préférence 2 à 4% en poids d'azote sous forme d'ammoniac,qui a un pH inférieur à 1 qui est fluide et mobile et qui est stabilisé au point de déposer moins de 1% de solides en deux mois à une température de -15 à 80 C;
    2. un phosphate d'ammonium solide convenant comme engrais qui contient,sur base pondérale,au moins 3% au total de Fe, Al, Ca et F, 6 à 17% d'azote et 50 à 65% de P2O5, le P205 étant présent pour 5 à 65% sous forme de polyphosphates et étant soluble dans le citrate à raison d'environ 99% et dans l'eau à raison de plus de 90%: 3. un phosphate d'ammonium solide convenant comme,engrais tel que spécifié sous B.2 @ qui contient 10 à 15% d'azote et 56'à 65% de P2O5, le P2O5 étant présent pour 45 à 55% sous forme de polyphosphates et étant soluble dans le citrate à raison de 99,06 à 99,72% et dans l'eau à raison de 91,2 à 91,6%; 4. un phosphate d'ammonium granulaire convenant comme engrais tel que spécifié sous B.2 ou B.3, dont la majeure partie <Desc/Clms Page number 34> du fer est à l'état ferreux, C.
    Un appareil pour la préparation d'acide phosphorique ammonié par un procédé tel que spécifié sous A qui comprend un dispositif pour le préchauffage de l'acide phosphorique, un dispositif pour introduire de l'ammoniac sous pression dans la solution chauffée et un récipient dans lequel la solution est introduite et où la pression régnant sur la solution est soudainement relâchée pour provoquer l'évaporation instantanée et le refroidissement .
    Cet appareil peut comprendre en outres- 1. un dispositif pour malaxer la solution résultante, par exemple un malaxeur à cuve.
    2. un dispositif pour cribler les granules formés dans le malaxeur et un dispositif pour renvoyer les fines au malaxeur
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