BE856467A - Procede pour la transformation de phosphoplatre - Google Patents

Description

  "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 &#65533;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.

Claims (1)

1. 2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que comme complément on emploie une solution d'urée dans de l'eau.

   3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que comme complément on emploie une solution, de cellulose carboxyméthylique dans de l'eau.

   4.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on emploie comme complément une solution de nitrate d'ammonium dans de l'eau.

   5.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on emploie comme complément une solution de nitrate de <EMI ID=30.1> calcium dans de l'eau.

   6.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on emploie comme complément une solution d'oxyde polyéthylénique dans de l'eau.

   7.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la granulation s'accomplit avec le distillat de la production du carbonate de soude.

   8.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité des matières premières servant comme complé- <EMI ID=31.1>

   9.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la quantité des matières premières contenant du charbon comme le coke, les cribles de coke, l'anthracite et le charbon de terre est de 1 à 15% par rapport au phosphoplâtre.

   <EMI ID=32.1>

   ce que la quantité des matières premières contenant du soufre comme soufre élémentaire, pyrite est de 2 à 25% par rapport au phosphoplâtre.

   11.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les compléments de liaison s'emploient séparément avec le phosphoplâtre ou bien avec des mélanges de phosphoplâtre avec des matières premières contenant du charbon et du soufre.

   12.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on soumet les granules à un traitement thermique à une

   <EMI ID=33.1>

   13.- Procédé pour la transformation de phosphoplâtre, substantiellement tel que décrit précédemment.