"Procédé pour la transformation de phosphoplâtre" La présente invention concerne un procédé ayant pour but de transformer, sous une couche bouillonnante, du phosphoplâtre en oxide de calcium et en gaz sulfureux.
En transformant l'apatite et le phosphorite à l'aide de l'acide sulfurique, on obtient d'une part de l'acide phosphorique, qui est le produit fondamental pour la fabrication d'engrais concentrés et compliqués et d'autre part du phosphoplâtre comme rebut, en quantité de 1,3 à 1,6 tonnes pour chaque tonr.� d'apatite ou de phosphorite traitée.
On connaît différentes méthodes de traitement du phosphoplàtre pour obtenir divers produits techniques comme l'acide sulfurique et l'oxide de calcium, l'acide sulfurique et le ciment, le plâtre de construction, les matériaux de construction et de remplissage, etc.
Pour obtenir le gas sulfureux et l'oxide de calcium
à partir du phosphoplâtre, on se sert de la dissociation thermique, exécutée en utilisant des réducteurs et en employant des fours tournants. Les défauts essentiels de cette méthode sont la longue durée du processus (2 à 4 heures), la basse productivité, les frais très élevés de l'exploitation, la nécessité d'investissements considérables et, enfin, la concentration très basse du gas sulfureux / 5 - 7% / et la mauvaise qualité de l'oxide de calcium, due au contact continu à hautes températures entre les oxides de calcium et celui de silicium, ce qui produit une réaction chimique (réciproque) entre eux.
Une intensification de ce processus peut être obtenue si l'on travaille sous une couche bouillonnante, ce qui permet d'augmenter plusieurs fois la vitesse de la dissociation thermique.
Le phosphoplâtre pulvérisé ne peut être traité sous une couche bouillonnante à cause de sa polydispersion et de son humidité, ce qui nous impose de le sécher préalablement et de le granuler par après. Une condition indispensable
pour le phosphoplâtre est aussi de ne pas s'agglomérer à une température de 1200 à 1220[deg.]C, qui est la température optimale pour sa décomposition. Une diminution insignifiante de la température sous 1200"C baisse brusquement le degré et la vitesse de dissociation et rend le processus pratiquement impossible. L'élévation de la température augmente le degré de dissociation, mais augmente en même temps l'agglomération des particules, par suite du brûlement de la couche.
Le but de la présente invention est de créer une méthode pour la transformation du phosphoplâtre en oxide de calcium et en gaz sulfureux, caractérisée en ce qu'on ajoute séparément comme compléments de l'urée, de la cellulose car- boxyméthylique, du nitrate d'ammonium, du nitrate de calcium, de l'oxide de polyéthylène, du distilat de la production de
<EMI ID=1.1>
préalablement séché à une température de 90 à 150[deg.]C pendant
<EMI ID=2.1>
des matières premières contenant du charbon, comme le coke, l'antracite, les charbons de terre, des cribles de coke en quantités de 1 à 15% par rapport au phosphoplâtre, ou bien à des mélanges des matières premières qui renferment du soufre en forme de soufre élémentaire, comme la pyrite de 2 à 25% au phosphoplâtre.
Ainsi préparée, la masse d'une humidité de 15 à 30% doit être granulée avec un granulateur des types tambour, disque, Bloungé, après quoi les granules obtenus doivent être soumis à une température de 100 - 700[deg.]C pendant 10 à
90 minutes, suivi d'un tamisage. La fraction de 1 à 4 mm est utilisable pour réaliser le processus sous couche bouillonnante.
L'addition préalable de matières premières contenant du charbon et du soufre au phosphoplâtre et leur granulation commune favorisent le processus de transformation du phosphoplâtre par dissociation thermique qui conduit à l'obtention du gaz sulfureux et de l'oxyde de calcium.
La présence d'un réducteur dur, contenant du charbon, augmente la vitesse et le degré de dissociation thermique du phosphoplâtre en déplaçant la réaction vers la droite, ce qui est le résultat de la liaison de l'oxygène dégagé, avec le carbone, formant le monoxyde de carbone :
<EMI ID=3.1>
La présence d'un réducteur dur, contenant du charbon, dans les granules favorise l'obtention de l'atmosphère nécessairement peu réductrice dans le volume de réaction, par son action réciproque avec le gaz carbonique, se dégageant au moment de la réaction de Boudoir, qui est pratiquement tout à fait déplacée vers la droite à cause de la température appliquée pendant le procédé.
L'addition d'un réducteur dur, contenant du charbon, nous donne la possibilité d'utiliser la chaleur totale du combustible par brûlage complet, sans oublier que la présence des parties intégrantes du réducteur dans la phase gaseuse
est assurée au compte du réducteur dur contenant du charbon, dans les limites de la réaction mentionnée ci-dessus.
Pour un processus endothermique, comme c'est le cas dans la dissociation thermique du phosphoplâtre, il est favorable d'introduire du soufre, parce qu'on utilise la chaleur dégagée par la combustion du soufre pour couvrir la dépense
<EMI ID=4.1>
mené à l'obtention du gaz de four d'une haute concentration en gaz sulfureux, fait bien favorable, pour son traitement en
<EMI ID=5.1> exemples suivants :
Exemple 1.
1 kg de phosphoplâtre, séché pendant 3 heures à
105[deg.]C, est versé dans un granulateur à tambour, qu'on fait tourner sans arrêt à une vitesse de 41 tours/min., on ajoute alors par pulvérisation une solution de 40g d'urée dans 240g d'eau. La granulation continue pendant 8 minutes, après quoi les granules obtenus doivent être traités à la température de 120[deg.]C pendant 65 minutes; après le criblage, on utilise la fraction de 1 à 3 mm. Le rendement de la fraction utile est de 85,9%, la résistance statique est de 3,0 kg/cm et l'usure est de 62,85%.
Ainsi préparés, les granules doivent être soumiss
à une dissociation thermique à 1250[deg.]C dans une installation pylône sous une couche bouillonnante, le réacteur ayant les 'dimensions suivantes : diamètre 60 mm et hauteur 1000 mm.
La vitesse du courant gazeux est de 0,32 m/sec. et celle de l'alimentation des granules est de 750 g/h. On emploie comme réducteur le gaz propane-butane. Le degré �e
<EMI ID=6.1>
d'oxyde de calcium est de 98,7%. Le processus s'achève en quelques minutes.
Exemple 2.
<EMI ID=7.1>
105[deg.]C, est versé dans un granulateur à tambour, qu'on fait tourner sans arrêt à une vitesse de 38 tours/min., on ajoute alors par pulvérisation 240 g d'eau et 10 g de cellulose carboxyméthylique. La granulation continue pendant 4 minutes, après quoi les granules qu'on a obtenus doivent être traités
<EMI ID=8.1>
<EMI ID=9.1>
<EMI ID=10.1> 1
15 kg/cm , la résistance dynamique est de 81% et l'usure est de 99,7%.
Ainsi préparés, les granules doivent être soumis
<EMI ID=11.1>
pylône sous une couche bouillonnante. La vitesse du courant gazeux est de 0,36 m/sec. et celle de l'alimentation des granules est de 600 g/h. On emploie comme réducteur le gaz propane-butane. Le degré de décomposition du sulfure de calcium est de 96,8%. Le processus s'achève en quelques minutes.
Exemple 3.
1 kg de phosphoplâtre, séché pendant 3 heures à
<EMI ID=12.1>
tourner sans arrêt à une vitesse de 40 tours/min., on ajoute
<EMI ID=13.1>
nium. La granulation continue pendant 7 minutes, lorsque les granules produits doivent être traités thermiquement
à une température de 120[deg.]C pendant 65 minutes, après le cri-
<EMI ID=14.1>
<EMI ID=15.1>
<EMI ID=16.1>
rés, les granules doivent être soumis à la dissociation thermique sous une couche bouillonnante à une température de
1200 à 1500[deg.]C.
Exemple 4.
1 kg de phosphoplâtre, séché pendant 2 1/2 heures à
110'C, est mis dans un granulateur à tambour qu'on fait tourner sans arrêt à une vitesse de 45 tours/min., âpres quoi on
<EMI ID=17.1> de 75%, la résistance statique est de 19,5 kg/cm , l'usure des granules est de 84%.
Ainsi préparés, les granules doivent être soumis
à la dissociation thermique sous une couche bouillonnante à
<EMI ID=18.1>
Exemple 5.
1 kg de phosphoplâtre, séché pendant 2 heures à une température de 110[deg.]C est versé dans un grand granulateur à tambour, on ajoute alors 1,5g d'oxyde de polyéthylène d'une fraction d'une grandeur inférieure à 0,1 mm, on homogénéise le mélange, après quoi, sans faire arrêter le tambour du granulateur, qui tourne avec une vitesse de 48 tours/min., on ajoute par pulvérisation 225g d'eau. La granulation continue pendant 11 minutes, on traite alors les granules thermiquement à une température de 650[deg.]C pendant 15 minutes, après le criblage on utilise la fraction de 1 à 3 mm. La hausse de la température du traitement mène à l'augmentation de la résistance des granules.
Ainsi préparés, les granules doivent être thermiquement décomposés sous une couche bouillonnante à une tempéra-
<EMI ID=19.1>
Exemple 6.
0,5 kg de phosphoplâtre, séché pendant 3 heures à unetempérature de 105[deg.]C, est mélangé avec 40 g de cribles de coke, la masse obtenue est mise dans un granulateur à tambour qu'on fait tourner sans arrêt à une vitesse de 40 tours/min., on ajoute alors par pulvérisation 120 g d'eau et 15 g d'urée.
La granulation continue pendant 9 minutes, après quoi on traite les granules produits thermiquement à une température de
120[deg.]C pendant 60 minutes, après le criblage on utilise la frac-
<EMI ID=20.1>
<EMI ID=21.1> est de 62,7%.
Ainsi préparés, les granules doivent être thermiquement décomposés sous une couche bouillonnante à une tempéra-
<EMI ID=22.1>
Exemple 7.
<EMI ID=23.1>
<EMI ID=24.1>
qu'on fait tourner sans arrêt à une vitesse de 40 tours/min.,
<EMI ID=25.1>
tillat de la production de carbonate de soude. La granulation continue pendant 8 minutes, après quoi les granules produits thermiquement à une température de 120[deg.]C pendant 50 minutes; après le criblage on utilise la fraction de 1 à 3 mm. Le rendement de la fraction utile est de 88 %, la résistance statique est de 4 kg/cm , l'usure est de 87%.
Ainsi préparées, les granules doivent être thermiquement décomposés sous une couche bouillonnante à une tempéra-
<EMI ID=26.1>
Exemple 8.
<EMI ID=27.1>
<EMI ID=28.1>
mis dans un granulateur à tambour qu'on fait tourner sans arrêt à une vitesse de 45 tours par min.; on ajoute alors par pulvérisation 120 g d'eau et 20 g d'urée. La granulation continue pendant 8 minutes, après quoi on traite les granules thermiquement produits à une température de 120[deg.]C pendant 65 minutes; après le criblage on utilise la fraction de 1 à 3 mm pour la décomposition thermique sous une couche bouillonnante à une
<EMI ID=29.1>
La stabilisation thermique du phosphoplâtre granulé et ses mélanges, d'après les exemples, est reflétée par le tableau annexé.
Les avantages du procédé consistent en ce qu'on obtient des granules, répondant aux exigences pour le traitement du phosphoplâtre et ses mélanges de matières premières contenant du charbon et du soufre et leur décomposition sous une couche bouillonnante.
Le procédé nous donne la possibilité de transformer le phosphoplâtre en oxyde de calcium et le gaz sulfurique sans provoquer la combustion de la masse à une température élevée jusqu'à 1300[deg.]C. La possibilité de travailler à des températures supérieures à 1200[deg.]C nous permet en plus d'intensifier le processus (contre durée de décomposition) et de produire des phospho-chaux avec des meilleurs indices qualitatifs et un gaz de four d'une plus grande concentration en gaz sulfureux.
REVENDICATIONS.
1.- Procédé pour le traitement du phosphoplâtre sous une couche bouillonnante en gaz sulfurique et en oxyde de calcium, caractérisé par le sèchement du phosphoplâtre humide,
la granulation à l'aide des compléments liants en présence de matières premières contenant du charbon et du soufre, les granules obtenus étant soumis à un traitement thermique.
"Process for the transformation of phosphoplaster" The present invention relates to a process for the purpose of transforming, under a bubbling layer, phosphoplaster into calcium oxide and sulphurous gas.
By transforming apatite and phosphorite using sulfuric acid, one obtains on the one hand phosphoric acid, which is the fundamental product for the manufacture of concentrated and complicated fertilizers and on the other hand, phosphoplaster as scrap, in quantities of 1.3 to 1.6 tons for each ton. � treated apatite or phosphorite.
Different methods of processing phosphoplast are known to obtain various technical products such as sulfuric acid and calcium oxide, sulfuric acid and cement, building plaster, building and filling materials, etc.
To obtain sulphurous gas and calcium oxide
from phosphoplaster, thermal dissociation is used, carried out using reducing agents and using rotary kilns. The main drawbacks of this method are the long duration of the process (2 to 4 hours), the low productivity, the very high operating costs, the need for considerable investments and, finally, the very low concentration of sulfur dioxide / 5 - 7% / and the poor quality of the calcium oxide, due to the continuous contact at high temperatures between the calcium oxides and that of silicon, which produces a chemical reaction (reciprocal) between them.
An intensification of this process can be obtained if one works under a bubbling layer, which makes it possible to increase several times the speed of thermal dissociation.
The pulverized phosphoplaster cannot be treated under a bubbling layer because of its polydispersion and its humidity, which requires us to dry it beforehand and to granulate it afterwards. An indispensable condition
for phosphoplaster is also not to agglomerate at a temperature of 1200 to 1220 [deg.] C, which is the optimum temperature for its decomposition. An insignificant decrease in temperature below 1200 "C sharply lowers the degree and rate of dissociation and makes the process practically impossible. Raising the temperature increases the degree of dissociation, but at the same time increases the agglomeration of particles, for example. as a result of diaper burning.
The object of the present invention is to create a method for the transformation of phosphoplaster into calcium oxide and sulphurous gas, characterized in that urea, carboxymethyl cellulose and nitrate are added separately as complements. 'ammonium, calcium nitrate, polyethylene oxide, distil from the production of
<EMI ID = 1.1>
previously dried at a temperature of 90 to 150 [deg.] C for
<EMI ID = 2.1>
raw materials containing carbon, such as coke, anthracite, earth coals, coke screens in quantities of 1 to 15% with respect to the phosphoplaster, or mixtures of the raw materials which contain sulfur in the form elemental sulfur, such as pyrite from 2 to 25% to phosphoplaster.
Thus prepared, the mass with a humidity of 15-30% should be granulated with a granulator of the drum, disk, Bloungé types, after which the resulting granules should be subjected to a temperature of 100 - 700 [deg.] C for 10 at
90 minutes, followed by sieving. The fraction of 1 to 4 mm can be used to carry out the process under bubbling layer.
The prior addition of raw materials containing carbon and sulfur to the phosphoplaster and their common granulation promote the process of transformation of the phosphoplaster by thermal dissociation which leads to the production of sulfurous gas and calcium oxide.
The presence of a hard reducing agent, containing carbon, increases the rate and degree of thermal dissociation of phosphoplaster by shifting the reaction to the right, which is the result of the binding of the released oxygen, with the carbon, forming carbon monoxide:
<EMI ID = 3.1>
The presence of a hard reducing agent, containing carbon, in the granules favors obtaining an atmosphere which is necessarily not very reducing in the reaction volume, by its reciprocal action with carbon dioxide, being released during the Boudoir reaction. , which is practically quite shifted to the right because of the temperature applied during the process.
The addition of a hard reducing agent, containing carbon, gives us the possibility of using the total heat of the fuel by complete burning, without forgetting that the presence of the integral parts of the reducing agent in the gas phase
is ensured on account of the hard reducing agent containing carbon, within the limits of the reaction mentioned above.
For an endothermic process, as is the case in the thermal dissociation of phosphoplaster, it is favorable to introduce sulfur, because the heat released by the combustion of sulfur is used to cover the expense.
<EMI ID = 4.1>
led to obtaining furnace gas with a high concentration of sulphurous gas, a very favorable fact, for its treatment in
<EMI ID = 5.1> following examples:
Example 1.
1 kg of phosphoplaster, dried for 3 hours at
105 [deg.] C is poured into a drum granulator, which is rotated continuously at a speed of 41 revolutions / min., A solution of 40 g of urea in 240 g of water is then added by spraying. Granulation continues for 8 minutes, after which the obtained granules should be treated at the temperature of 120 [deg.] C for 65 minutes; after screening, the 1 to 3 mm fraction is used. The yield of the useful fraction is 85.9%, the static strength is 3.0 kg / cm3 and the wear is 62.85%.
Thus prepared, the granules must be submitted
at a thermal dissociation at 1250 [deg.] C in a pylon installation under a bubbling layer, the reactor having the following dimensions: diameter 60 mm and height 1000 mm.
The speed of the gas stream is 0.32 m / sec. and that of the feed of the granules is 750 g / h. Propane-butane gas is used as reducing agent. The degree � e
<EMI ID = 6.1>
of calcium oxide is 98.7%. The process is completed in a few minutes.
Example 2.
<EMI ID = 7.1>
105 [deg.] C is poured into a drum granulator, which is rotated continuously at a speed of 38 revolutions / min., 240 g of water and 10 g of carboxymethyl cellulose are then added by spraying. Granulation continues for 4 minutes, after which the obtained granules should be processed.
<EMI ID = 8.1>
<EMI ID = 9.1>
<EMI ID = 10.1> 1
15 kg / cm, the dynamic resistance is 81%, and the wear is 99.7%.
Thus prepared, the granules must be subjected
<EMI ID = 11.1>
pylon under a bubbling layer. The speed of the gas stream is 0.36 m / sec. and that of the feed of the granules is 600 g / h. Propane-butane gas is used as reducing agent. The degree of decomposition of calcium sulphide is 96.8%. The process is completed in a few minutes.
Example 3.
1 kg of phosphoplaster, dried for 3 hours at
<EMI ID = 12.1>
rotate continuously at a speed of 40 revolutions / min., we add
<EMI ID = 13.1>
nium. Granulation continues for 7 minutes, when the produced granules need to be heat treated
at a temperature of 120 [deg.] C for 65 minutes, after the screening
<EMI ID = 14.1>
<EMI ID = 15.1>
<EMI ID = 16.1>
res, the granules should be subjected to thermal dissociation under a bubbling layer at a temperature of
1200 to 1500 [deg.] C.
Example 4.
1 kg of phosphoplaster, dried for 2 1/2 hours at
110 ° C, is placed in a drum granulator which is rotated continuously at a speed of 45 rpm., After which
<EMI ID = 17.1> by 75%, the static strength is 19.5 kg / cm, the wear of the granules is 84%.
Thus prepared, the granules must be subjected
thermal dissociation under a bubbling layer at
<EMI ID = 18.1>
Example 5.
1 kg of phosphoplaster, dried for 2 hours at a temperature of 110 [deg.] C is poured into a large drum granulator, 1.5 g of polyethylene oxide are then added with a fraction of a size less than 0 , 1 mm, the mixture is homogenized, after which, without stopping the drum of the granulator, which rotates at a speed of 48 revolutions / min., 225 g of water are added by spraying. The granulation continues for 11 minutes, the granules are then heat treated at a temperature of 650 [deg.] C for 15 minutes, after the screening the fraction of 1 to 3 mm is used. The increase in processing temperature leads to the increase in resistance of the granules.
Thus prepared, the granules must be thermally decomposed under a bubbling layer at a temperature.
<EMI ID = 19.1>
Example 6.
0.5 kg of phosphoplaster, dried for 3 hours at a temperature of 105 [deg.] C, is mixed with 40 g of coke screens, the mass obtained is placed in a drum granulator which is rotated continuously at a speed of 40 revolutions / min., 120 g of water and 15 g of urea are then added by spraying.
Granulation continues for 9 minutes, after which the thermally produced granules are treated at a temperature of
120 [deg.] C for 60 minutes, after the screening the fraction is used.
<EMI ID = 20.1>
<EMI ID = 21.1> is 62.7%.
Thus prepared, the granules must be thermally decomposed under a bubbling layer at a temperature.
<EMI ID = 22.1>
Example 7.
<EMI ID = 23.1>
<EMI ID = 24.1>
which is rotated continuously at a speed of 40 revolutions / min.,
<EMI ID = 25.1>
tillat of the production of soda ash. Granulation continues for 8 minutes, after which the thermally produced granules at a temperature of 120 [deg.] C for 50 minutes; after screening the 1 to 3 mm fraction is used. The yield of the useful fraction is 88%, the static resistance is 4 kg / cm, the wear is 87%.
Thus prepared, the granules must be thermally decomposed under a bubbling layer at a temperature.
<EMI ID = 26.1>
Example 8.
<EMI ID = 27.1>
<EMI ID = 28.1>
put in a drum granulator which is rotated continuously at a speed of 45 revolutions per min .; 120 g of water and 20 g of urea are then added by spraying. Granulation continues for 8 minutes, after which the produced granules are heat treated at a temperature of 120 [deg.] C for 65 minutes; after screening, the 1 to 3 mm fraction is used for thermal decomposition under a bubbling layer at a
<EMI ID = 29.1>
The thermal stabilization of granulated phosphoplaster and its mixtures, from the examples, is reflected in the accompanying table.
The advantages of the process are that granules are obtained, meeting the requirements for the processing of phosphoplaster and its mixtures of raw materials containing carbon and sulfur and their decomposition under a bubbling layer.
The process gives us the possibility of transforming phosphoplaster into calcium oxide and sulfuric gas without causing combustion of the mass at a high temperature up to 1300 [deg.] C. The possibility of working at temperatures above 1200 [deg.] C allows us in addition to intensify the process (against decomposition time) and to produce phospho-lime with better qualitative indices and a furnace gas of a greater concentration of sulphurous gas.
CLAIMS.
1.- Process for the treatment of phosphoplaster under a bubbling layer of sulfuric gas and calcium oxide, characterized by the drying of wet phosphoplaster,
granulation using binder supplements in the presence of raw materials containing carbon and sulfur, the granules obtained being subjected to heat treatment.