Procédé de fabrication d'engrais phosphaté et installation pour la anise en #uvre de ce procédé. La présente invention - due à la colla boration de M. Antime Constant - concerne un procédé de fabrication d'engrais phosphaté par traitement d'au moins un phosphate avec un liquide renfermant de l'acide nitrique ou un mélange de cet acide avec d'autres acides, et, en particulier, avec de l'acide sulfurique, et une installation pour la mise en #uvre de ce procédé.
Il est déjà connu de solubiliser des phos phates par l'acide nitrique utilisé seul ou en mélange, mais cette opération, si elle est réa lisée dans les conditions habituelles de la f a- brication du superphosphate, et sans précau tions spéciales, se heurte à de sérieuses diffi cultés.
En effet, alors que les températures de <B>100</B> à 110 C, couramment atteintes au cours du malaxage des phosphates en présence d'acide, ne présentent pas d'inconvénient lors d'une attaque exclusivement sulfurique, il n'en est pas de même quand cette attaque est effectuée par des mélanges d'acide sulfurique et d'acide nitrique ou par de l'acide nitrique seul. Il se produit alors des dégagements abondants de produits azotés volatils, en raison de la forte tension de vapeurs de l'acide nitrique au-dessus de 50 C, de sa dé composition à partir de 85 C environ, ainsi que de l'action réductrice de certains consti tuants secondaires des phosphates. Ces déga gements rendent non seulement difficile la conduite matérielle de la. réaction, mais en core, et surtout, ils correspondent à des pertes importantes d'azote.
La présente invention permet d'éviter les inconvénients indiqués plus haut et de réali ser industriellement l'attaque du phosphate par l'acide nitrique seul ou en mélange avec d'autres acides.
Le procédé, objet de l'invention, est carac térisé en ce que l'on fait cheminer le liquide acide d'un bout à l'autre d'un malaxeur allongé sensiblement horizontal et en ce que l'on ajoute progressivement le phosphate au dit liquide, 'L'adjonction du phosphate étant relativement faible dans la zone d'entrée du liquide dans le malaxeur, alors qu'elle est plus forte dans une zone subséquente.
Selon une forme d'exécution préférée de ce procédé, on peut faire tomber le phosphate en nappe, d'une assez grande hauteur, sur une partie au moins de la longueur du malaxeur, de telle façon que le phosphate constitue, d'une part, à la surface de la masse en réaction, une croûte continue protectrice et absorbante, et, d'autre part, au-dessus de la masse, un brouillard qui absorbe les gaz traversant la pellicule.
L'installation pour la mise en ceuvre du procédé de l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte un malaxeur allongé, sensi blement horizontal, constitué par une vis sans fin mobile à l'intérieur d'une auge de grande longueur qui reçoit, à une extrémité, le liquide acide, et fournit-à l'autre extrémité le produit clé la réaction, un appareil distri buteur établi de façon que le phosphate en tombe d'une hauteur relativement élevée dans le malaxeur, sous forme d'une nappe de faible densité au-dessus de la zone d'entrée de celui-ci et de densité plus forte après cette zone.
Pour tenir compte de la nature du phos phate traité, la première zone pourra être prolongée lorsque le minerai phosphaté se montrera difficilement attaquable. On peut tenir compte également du pourcentage de solubilisation recherché en arrêtant plus tôt la distribution de -phosphate lorsqu'on désire que celui-ci soit plus complètement solubilisé.
Pratiquement, l'apport du phosphate à l'acide peut, par exemple, être réalisé de façon uniforme sur une certaine longueur à partir de l'entrée du malaxeur, puis s'élever à une valeur maximum, et conserver, ou non, cette valeur maximum jusqu'à la fin de la distribution.
Voici, par exemple, comment le procédé de l'invention peut être réalisé: On règle l'alimentation du malaxeur en liquide acide et en phosphate pour que dans un premier tronçon en tête du malaxeur, le liquide acide, par exemple sulfonitrique, aussi froid que possible, reçoive une fraction seulement de la quantité de phosphate nécessaire à sa neu tralisation, cette fraction n'étant pas; de pré férence, supérieure à<B>50%.</B> A l'entrée d'un second tronçon du malaxeur, le produit liquide issu du premier tronçon reçoit alors un apport de phosphate suffisamment massif pour que la masse se prenne très rapidement, le reste du phosphate pouvant être ensuite distribué sur une plus ou moins grande longueur.
Dans le premier tronçon du malaxeur, le phosphate introduit, se trouvant en présence d'un excès d'acide, est attaqué rapidement sans que la température s'élève dangereuse ment; dans le second tronçon, le phosphate étant distribué en forte quantité et se trou vant en présence d'un acide affaibli, les risques d'élévation de température continuent à être minimes. Dans ces conditions, les déga gements gazeux de produits azotés volatils se trouvent sensiblement réduits.
Par ailleurs, l'opération conduite sous la protection d'un brouillard de phosphate, for mant écran (entre la masse en réaction et l'atmosphère .extérieure), procure d'impor tants avantages D'une part, l'assainissement complet de l'atmosphère de travail est réalisé.
D'autre part, la suppression du dégage ment de vapeurs azotées est liée au processus chimique de l'opération. En effet, l'écran de phosphate ainsi formé réagit avec les vapeurs azotées, de telle sorte que celles-ci se combi nent avec le phosphate et retombent avec lui dans le milieu en réaction. Ces vapeurs con courent, ainsi, à solubiliser une partie du P20, du phosphate.
L'action absorbante du brouillard de phos phate, compris entre le distributeur et la sur face libre de la masse en réaction, se trouve favorisée par l'humidité présente dans l'en ceinte de réaction et dont le taux peut, le cas échéant, être augmenté par addition de va peur d'eau saturée ou par pulvérisation d'eau. Dans son ensemble, le procédé de l'inven tion sera avantageusement exécuté d'une façon lente. L'installation qui en permet l'exécution est particulièrement simple et fa cilement réalisable.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de cette installation La fig. 1 est une vue schématique, en élé vation, avec parties en coupe.
La fig. 2 est une vue en coupe transver sale, selon la ligne Z-Z de la fig. 1.
La fig. 3 est une vue en plan de l'organe assurant la distribution du phosphate dans les conditions susindiquées.
La fig. 4 est une vue partielle de l'appa reil distributeur de phosphate, en coupe trans versale, correspondant à la partie supérieure de la fig. 2, mais à plus grande échelle.
L'installation représentée comprend un appareil malaxeur, formé d'une auge de grande longueur et de grande surface, 1, dans laquelle est montée une vis sans fin 2, pro pulsant la masse en réaction de l'extrémité d'entrée 3 à celle de sortie 4.
L'acide provenant d'un réservoir 5 et tra versant un bac à niveau constant, 6, est in troduit en 7, de façon continue, à l'entrée du malaxeur. Celui-ci est, de préférence, di visé par une cloison 8, en deux tronçons ou compartiments 9, et 10, pour que la masse qui se forme dans la première phase de l'opé ration reste à l'état liquide. Des orifices 11, permettant à la masse en réaction d'entrer, sous un débit approprié, dans le tronçon 10 où se réalise la deuxième phase.
L'alimentation en phosphate est opérée . au-dessus du malaxeur, sur toute ou sur la plus grande partie de la longueur de cet appareil.
Cette alimentation est assurée par un dis tributeur à raclettes, constitué par un caisson 12, contenant une chaîne ou courroie 13" mu nie de traverses, telles que cornières ou fers plats 14, formant raclettes, qui entraînent le phosphate depuis son entrée en 15, dans le caisson, jusqu'à l'extrémité opposée 16. Le fond 17 du caisson est constitué par une plaque distributrice.
Cette plaque est découpée suivant une, ligne<I>a, b, d, c,</I> de manière à découvrir au fond du distributeur une ouverture 18 s'élar gissant progressivement dans le sens de dé placement des raclettes; plus cette ouverture s'élargit vite, plus la distribution de phos phate est importante: on voit donc qu'en cha que point, le débit est proportionnel à l'angle que fait en ce point la ligne<I>a, b, d,</I> c avec l'axe longitudinal du distributeur.
La quantité dé phosphate déversée à tra vers l'ouverture 18 sur le premier tronçon 9, du malaxeur, est d'abord pratiquement mi nime et régulière entre les aplombs de a et de b, puis elle atteint, après le point b, approxi mativement à l'aplomb de l'entrée de la masse en réaction dans le deuxième tronçon 10, du malaxeur, une valeur maximum. Au delà du point c, il ne tombe plus de phosphate, mais le dégagement brusque de poussières qui s'est produit jusque là est suffisant pour que le brouillard règne dans tout l'espace situé à l'aval.
Ce point c pourrait d'ailleurs se trou ver plus proche de l'extrémité de sortie du malaxeur, car la fin de l'introduction du phosphate peut être fixée à une distance plus ou moins éloignée de cette extrémité,.princi- palement selon que l'on désire fabriquer des produits ayant une solubilisation aussi poussée que celle des superphosphates ou, au contraire, des produits peu solubilisés. C'est.
ainsi que le profil de chute pourra varier, par exemple, selon<I>d</I> c' ou<I>d</I> c2, si l'on veut obtenir, dans la deuxième phase de l'opéra tion, une chute moins massive de phosphate sur la masse réactionnelle. Une hauteur de chute de 1,50 m environ, entre le fond du distributeur et le dessus de l'appareil malaxeur, est convenable à l'appli cation du procédé.
Le brouillard formé en 19 par la chute massive du phosphate en poudre, absorbe et ramène à la masse en réaction les bulles gazeuses qui s'élèvent, selon les flèches f' et <B><I>f</I></B>, des tronçons 9 et 10. Les vapeurs qui auraient pu franchir ce brouillard soût évacuées, par un conduit 20, vers une cheminée 21, sur le parcours de la quelle une chambre de dépôt 22 est interca lée. Cette chambre, de large section, est des tinée à recueillir les poussières de phosphate les plus fines, qui auraient pu être entraînées. Un registre 23 permet de régler la dépression qui règne dans l'espace clos entre le distribu teur et le malaxeur et qui doit être faible.
Cette dépression peut être produite soit par tirage naturel, soit par un ventilateur.
La construction de l'installation peut, bien entendu, varier dans ses détails, sans sortir du cadre de l'invention.
En particulier, des glissières 24 assure ront utilement le cheminement correct des raclettes 14 à l'entrée du caisson 12.
Des panneaux 25 qui sont, de préférence, amovibles en totalité ou en partie, assurent la clôture de l'espace de chute du phosphate.
Des rampes 26 de vapeur d'eau saturée ou d'eau sous pression, permettent, le cas échéant, d'humidifier l'atmosphère de l'espace clos.
La vis sans fin 2 et le distributeur 13-14 sont mûs mécaniquement par tous moyens appropriés.
On peut, par application du procédé de l'invention, obtenir un produit présentant l'avantage de pouvoir être manipulé et livré beaucoup plus rapidement qu'un super phosphate, de fabrication rapide, -et de durée de mûrissement beaucoup plus réduite que dans le cas des superphosphates.
Le procédé selon l'invention présente le gros avantage de permettre, avec des pertes d'azote minimes, la fabrication industrielle d'engrais phosphatés nitriques ayant un degré de solubilisation variable, en partant aussi bien d'acide nitrique que de mélanges sulfonitriques de composition variable.
Bien entendu, le produit obtenu peut être avantageusement associé à d'autres fertili sants, principalement azotés et potassiques, pour former des engrais composés ou com plexes. Ces fertilisants sont ajoutés soit à l'extrémité du malaxeur, soit après sa sortie, ou encore, selon leur nature, ils sont mélan gés en. tout ou en partie au phosphate ou bien ils sont dissous dans le mélange sulfoni- trique lui-même. L'apport de certains ferti lisants additionnels au cours de la fabrica tion elle-même présente l'avantage d'atténuer la vivacité des réactions et de diminuer les dégagements de vapeurs azotées qui ten draient encore à se produire.
Process for the manufacture of phosphate fertilizer and installation for the anise using this process. The present invention - due to the collaboration of M. Antime Constant - relates to a process for manufacturing phosphate fertilizer by treating at least one phosphate with a liquid containing nitric acid or a mixture of this acid with nitric acid. other acids, and, in particular, with sulfuric acid, and an installation for carrying out this process.
It is already known to solubilize phos phates by nitric acid used alone or as a mixture, but this operation, if it is carried out under the usual conditions for the manufacture of superphosphate, and without special precautions, comes up against to serious difficulties.
Indeed, while the temperatures of <B> 100 </B> to 110 C, commonly reached during mixing of phosphates in the presence of acid, do not present any disadvantage during an exclusively sulfuric attack, it does not It is not the same when this attack is effected by mixtures of sulfuric acid and nitric acid or by nitric acid alone. There then occurs abundant releases of volatile nitrogenous products, due to the high vapor pressure of nitric acid above 50 C, its decomposition from about 85 C, as well as the reducing action of certain secondary constituents of phosphates. These clearances not only make the material conduct of the company difficult. reaction, but in addition, and above all, they correspond to significant losses of nitrogen.
The present invention makes it possible to avoid the drawbacks indicated above and to industrially carry out the attack on the phosphate by nitric acid alone or as a mixture with other acids.
The process, which is the subject of the invention, is characterized in that the acidic liquid is passed from one end to the other of a substantially horizontal elongated mixer and in that the phosphate is gradually added to the mixture. said liquid, 'The addition of the phosphate being relatively weak in the zone of entry of the liquid into the mixer, while it is stronger in a subsequent zone.
According to a preferred embodiment of this process, the phosphate can be made to fall in a sheet, from a relatively large height, over at least part of the length of the mixer, so that the phosphate constitutes, on the one hand , on the surface of the reacting mass, a continuous protective and absorbent crust, and, on the other hand, above the mass, a mist which absorbs the gases passing through the film.
The installation for carrying out the process of the invention is characterized in that it comprises an elongated mixer, substantially horizontal, consisting of a worm screw movable inside a very long trough which receives , at one end, the acidic liquid, and at the other end the key product of the reaction, a distribution apparatus set up so that the phosphate falls from a relatively high height into the mixer in the form of a sheet of low density above the entry zone thereof and of higher density after this zone.
To take into account the nature of the phos phate treated, the first zone can be extended when the phosphate ore proves difficult to attack. The desired solubilization percentage can also be taken into account by stopping the distribution of -phosphate earlier when it is desired that the latter be more completely solubilized.
In practice, the addition of phosphate to the acid can, for example, be carried out uniformly over a certain length from the inlet of the mixer, then rise to a maximum value, and retain, or not, this maximum value until the end of the distribution.
Here is, for example, how the process of the invention can be carried out: The supply of the mixer with acid liquid and phosphate is adjusted so that in a first section at the head of the mixer, the acid liquid, for example sulphonitric, as cold that possible, receives only a fraction of the quantity of phosphate necessary for its neutralization, this fraction not being; preferably greater than <B> 50%. </B> At the inlet of a second section of the mixer, the liquid product from the first section then receives a sufficiently massive phosphate supply for the mass to take very quickly, the rest of the phosphate can then be distributed over a greater or lesser length.
In the first section of the mixer, the phosphate introduced, being in the presence of an excess of acid, is attacked rapidly without the temperature rising dangerously; in the second section, the phosphate being distributed in large quantities and being found in the presence of a weakened acid, the risks of temperature rise continue to be minimal. Under these conditions, the gaseous emissions of volatile nitrogenous products are significantly reduced.
Furthermore, the operation carried out under the protection of a phosphate mist, forming a screen (between the reacting mass and the external atmosphere), provides important advantages. On the one hand, the complete purification of the the working atmosphere is achieved.
On the other hand, the suppression of the release of nitrogenous vapors is linked to the chemical process of the operation. In fact, the phosphate screen thus formed reacts with the nitrogenous vapors, so that the latter combine with the phosphate and fall back with it into the reaction medium. These vapors con run, thus, to dissolve part of the P20, the phosphate.
The absorbent action of the phos phate fog, between the distributor and the free surface of the mass in reaction, is favored by the humidity present in the reaction chamber and the rate of which may, if appropriate, be increased by addition of va afraid of saturated water or by spraying water. As a whole, the process of the invention will advantageously be carried out in a slow fashion. The installation which enables it to be carried out is particularly simple and easily achievable.
The appended drawing represents, by way of example, an embodiment of this installation. FIG. 1 is a schematic view, in elevation, with parts in section.
Fig. 2 is a cross-sectional view, taken along the line Z-Z of FIG. 1.
Fig. 3 is a plan view of the organ ensuring the distribution of the phosphate under the above-mentioned conditions.
Fig. 4 is a partial view of the phosphate dispensing apparatus, in cross section, corresponding to the upper part of FIG. 2, but on a larger scale.
The installation shown comprises a mixing apparatus, formed of a trough of great length and large surface, 1, in which is mounted an endless screw 2, pro pulsating the mass in reaction from the inlet end 3 to that output 4.
The acid coming from a tank 5 and passing through a constant-level tank, 6, is introduced in 7, continuously, at the inlet of the mixer. The latter is preferably targeted by a partition 8, in two sections or compartments 9, and 10, so that the mass which forms in the first phase of the operation remains in the liquid state. Openings 11, allowing the mass in reaction to enter, at an appropriate flow rate, in the section 10 where the second phase is carried out.
The phosphate supply is operated. above the mixer, over all or most of the length of this appliance.
This feed is provided by a scraper distributor, consisting of a box 12, containing a chain or belt 13 "supplied with crossbars, such as angles or flat bars 14, forming scrapers, which entrain the phosphate from its entry at 15, in the box, up to the opposite end 16. The bottom 17 of the box is formed by a distributor plate.
This plate is cut along a line <I> a, b, d, c, </I> so as to discover at the bottom of the dispenser an opening 18 gradually widening in the direction of movement of the squeegees; the faster this opening widens, the greater the distribution of phos phate: we can therefore see that at each point, the flow rate is proportional to the angle made at this point by the line <I> a, b, d , </I> c with the longitudinal axis of the distributor.
The quantity of phosphate spilled through the opening 18 on the first section 9 of the mixer is first practically minimal and regular between the plumbs of a and b, then it reaches, after point b, approximately plumb with the inlet of the reaction mass in the second section 10 of the mixer, a maximum value. Beyond point c, no more phosphate falls, but the sudden release of dust which has occurred up to that point is sufficient for the fog to reign throughout the space located downstream.
This point c could also be found closer to the outlet end of the mixer, because the end of the introduction of the phosphate can be fixed at a distance more or less distant from this end, mainly depending on whether it is desired to manufacture products having a solubilization as extensive as that of superphosphates or, on the contrary, poorly solubilized products. It is.
as well as the fall profile may vary, for example, according to <I> d </I> c 'or <I> d </I> c2, if it is desired to obtain, in the second phase of the operation , a less massive drop in phosphate on the reaction mass. A drop height of approximately 1.50 m, between the bottom of the distributor and the top of the mixing apparatus, is suitable for the application of the process.
The mist formed in 19 by the massive fall of the powdered phosphate, absorbs and brings back to the mass in reaction the gas bubbles which rise, according to the arrows f 'and <B> <I> f </I> </ B >, sections 9 and 10. The vapors which could have crossed this fog were evacuated, by a duct 20, towards a chimney 21, on the path of which a deposition chamber 22 is interposed. This large section chamber is designed to collect the finest phosphate dust, which could have been entrained. A register 23 makes it possible to adjust the vacuum which prevails in the enclosed space between the distributor and the mixer and which must be low.
This depression can be produced either by natural draft or by a fan.
The construction of the installation can, of course, vary in its details, without departing from the scope of the invention.
In particular, slides 24 will usefully ensure the correct routing of the scrapers 14 at the entrance of the box 12.
Panels 25 which are preferably removable in whole or in part provide the enclosure of the phosphate drop space.
Ramps 26 of saturated water vapor or pressurized water make it possible, where appropriate, to humidify the atmosphere of the enclosed space.
The worm 2 and the distributor 13-14 are driven mechanically by any suitable means.
It is possible, by application of the process of the invention, to obtain a product having the advantage of being able to be handled and delivered much more quickly than a super phosphate, of rapid manufacture, and of much shorter maturing time than in the case of superphosphates.
The process according to the invention has the great advantage of allowing, with minimal losses of nitrogen, the industrial manufacture of nitric phosphate fertilizers having a variable degree of solubilization, starting both from nitric acid and from sulfonitric mixtures of composition. variable.
Of course, the product obtained can be advantageously combined with other fertilizers, mainly nitrogenous and potassium-containing, to form compound or complex fertilizers. These fertilizers are added either at the end of the mixer, or after its exit, or else, depending on their nature, they are mixed in. all or part of the phosphate or they are dissolved in the sulphonitric mixture itself. The contribution of certain additional fertilizers during the manufacture itself has the advantage of attenuating the liveliness of the reactions and of reducing the release of nitrogenous vapors which would still tend to occur.