<B>Procédé de préparation d'un engrais granulé au</B> phosphonitrate, <B>et installation</B> <B>pour la mise en</B> aeuvre <B>de ce procédé.</B> On sait que divers procédés de fabrica tion des engrais reposent sur la décomposi tion de matières phosphatées par l'acide ni trique, seul ou associé à d'autres acides.
La présente invention, due à la collabora tion de M. Antime Constant, vise à. l'obten tion, à l'aide de réactions de ce genre, d'un engrais granulé au phosphate monocalcique et au nitrate de chaux, désigné ci-après phosphonitrate.
Le procédé de préparation selon l'inven tion d'un engrais granulé au phosphonitrate, par attaques de matières phosphatées, est ca ractérisé en ce qu'on attaque, dans une pre mière phase, une partie des matières phospha- tées par un agent.
acide constitué au moins partiellement d'acide nitrique, en quantité telle que l'on obtienne un mélange fluide riche en acide phosphorique, l'attaque étant effec tuée au sein d'une masse importante consti tuée par des produits provenant d'une réac tion identique antérieure, en ce qu'on attaque, dans une deuxième phase, le reste des ma tières phosphatées par le mélange fluide ob tenu dans la première phase, et en ce qu'on provoque la solidification brusque de la masse résultant de cette dernière attaque, alors qu'elle se trouve encore à l'état. fluide, et avant qu'elle n'atteigne la consistance d'un mastic et sa granulation.
Les matières phosphatées susceptibles d'être traitées par le procédé selon l'invention peuvent être, entre autres, les phosphates na turels, généralement carbonatés, ou bien les phosphates calcinés, lavés ou traités par flot tation, le phosphate dicalcique ou encore les scories de déphosphoration.
L'agent. acide servant à réaliser la pre mière phase du procédé peut être constitué soit- uniquement d'acide nitrique, introduit directement sous forme d'acide ou formé au sein de la masse même par introduction dans celle-ci d'un mélange d'oxydes d'azote et d'oxygène, soit par un mélange d'acide nitri que et d'acide sulfurique ou d'acide phospho rique, par exemple.
Le mélange fluide obtenu dans la première phase comprend principalement, si l'attaque est faite uniquement à l'acide nitrique, de l'acide phosphorique libre et du nitrate de chaux en partie dissous et en partie en sus pension et, en outre, de l'eau et, éventuelle ment, la gangue du phosphate en suspension et, si l'attaque est faite par de l'acide sulfu rique associé à l'acide nitrique, du sulfate de chaux, partie dissous, partie en suspension. Ce mélange sera généralement désigné ci-après sous le nom de mélange fluide d'acide phos phorique et de nitrate de chaux.
Un mode particulier de réalisation de la première phase consiste à soumettre les ma- tières phosphatées successivement à l'attaque de l'acide phosphorique et de l'acide nitrique, en introduisant les matières phosphatées dans une masse importante du même mélange fluide, produit suivant la même réaction, au sein duquel elles rencontrent l'acide phospho rique présent dans ce mélange, puis en ajou tant l'acide nitrique dans ladite masse.
La mise en ceuvre du procédé pourra, être la suivante, selon qu'on travaille en discon tinu ou en continu.
En marche discontinue, les matières phos phatées et l'acide nitrique peuvent être intro duits en deux temps successifs dans le mélange fluide d'acide phosphorique et de nitrate de chaux résultant d'une opération antérieure.
En marche continue, les matières phospha tées et l'acide nitrique peuvent être introduits en deux points distincts de la masse du mé lange fluide en roulement dans un appareil muni d'un dispositif d'évacuation continue.
Dans les deux cas, la réaction, tout en pouvant être effectuée dans un appareil uni que, se trouve dissociée en deux étapes: l'atta que des matières phosphatées par l'acide phos phorique, donnant principalement du phos phate monocalcique, et l'attaque de ce phos phate monocalcique par l'acide nitrique, libé rant à la fois, d'une part, l'acide phospho rique primitivement contenu dans les matières phosphatées introduites et, d'autre part, l'acide phosphorique qui a servi à les atta quer dans la première phase.
On a reconnu que, dans ces conditions, et moyennant une agitation et unie action de réfri gération faciles à réaliser, il est possible, d'une part, même en -utilisant un acide nitrique à forte concentration, de maintenir dans tous les points de la masse en réaction une tempéra ture assez basse pour éviter pratiquement toute perte d'azote sous forme de vapeurs ni treuses et nitriques, ainsi que le dégagement de composés fluorés corrosifs, nuisibles à l'ap pareillage et que, d'autre part, on obtient, bien que la réaction soit accomplie en deux phases, un rendement, par unité de volume d'appa reillage, qui est. supérieur à celui des pro cédés antérieurs.
De plus, grâce à cette attaque en deux temps, la décarbonatisation des matières phos phatées se trouve réalisée, en majeure partie, antérieurement à l'intervention de l'acide ni trique, ce qui évite les pertes de vapeurs azo tées qui pourraient être provoquées par -Lin entraînement mécanique de celles-ci sous l'effet d'un dégagement tumultueux de gaz carbonique.
Dans ces conditions, en opérant dans une cuve à double paroi réfrigérée par circula tion d'eau et munie d'un dispositif d'agita tion, on peut maintenir sans difficulté la tem pérature au-dessous de 35 C, le rapport de la masse du mélange fluide au sein duquel on opère, pour les fabrications les plus courantes en continu, à la masse des matières neuves amenées à réagir par heure, pouvant être com pris entre 1 et 4.
L'acide nitrique employé peut être très concentré (plus de 905'o), et les pertes en va peurs azotées restent cependant négligeables, même dans ce cas. L'utilisation d'un tel acide permet d'obtenir économiquement -un engrais à faible teneur en eau, se comportant parti- eulièrement bien à l'humidité.
L'acide nitrique peut être associé avanta geusement, comme on l'a dit, avec de l'acide sulfurique. Grâce à la présence de celui-ci, il ,y a formation d'une certaine quantité de sulfate de chaux qui, lorsque l'on utilisera le mélange fluide pour la fabrication d'engrais granulé, assurera par enrobage une meilleure tenue des granules à l'humidité.
Suivant. un mode d'exécution recomman dable, on peut faire agir d'abord l'acide sul furique sur une partie du phosphate brut, de façon à former un superphosphate normal ou incomplètement solubilisé, mais dans lequel, de toute façon, la plus grande partie de l'acide carbonique a été éliminée; ce super phosphate est introduit dans la cuve en rem placement du phosphate naturel, ou simul tanément avec lui.
Dans un tel mode d'exécution, la matière phosphatée mise en ceuvre présente, du fait qu'elle a subi l'attaque préalable de l'acide sulfurique, l'avantage non seulement d'être en majeure partie débarrassée d'acide carbonique et de composés fluorés, mais encore de donner lieu à suie réaction dont le caractère exother mique est fortement atténué.
Les concentrations des acides sulfurique et nitrique à employer peuvent. être interdé pendantes, si l'on cherche, pour des raison de bonne tenue à l'humidité, à ce que l'engrais fini contienne, par exemple, moins de 4 inolé- etiles d'eau par molécule (le nitrate de chaux.
Si donc on fait usage, pour cette arttaque, d'un acide nitrique de concentration moyenne, on préparera le superphosphate avec un acide sulfurique plus concentré que dans la tech nique courante des superphosphates. Mais si l'on emploie un acide nitrique concentré, on aura alois la possibilité d'utiliser le super phosphate de fabrication courante.
On peut, comme on l'a vu, introduire dans la masse, pour réaliser l'attaque par l'acide nitrique, un mélange d'oxygène, ou d'air, et d'oxydes d'azote, provenant, par exemple, de ]'oxydation de l'azote à l'arc électrique, ou de l'oxydation catalytique de l'ammoniaque.
Alors (lue les tentatives d'utilisation di recte de tels mélanges gazeux se sont heurtées ,jusqu'à ce jour à des difficultés provenant de ce que leur absorption est, trop lente et néces site l'emploi de liqueurs diluées, on a constaté que ces inconvénients sont pratiquement évi tés quand on fait absorber le mélange gazeux par la masse fluide en roulement du procédé continu défini ci-dessus,
au moment où cette niasse contient du phosphate à l'état mono- calcique. L'absorption s'effectue avec une grande facilité en raison de la masse impor tante du mélange fluide mise en contact avec les gaz et du fait que le phosphate monoeal- eique réagit immédiatement avec l'acide nitri que naissant formé aux dépens des oxydes d'azote et se renouvelle au fur et à mesure de sa transformation en acide phosphorique, grâce à la circulation continue de la masse fluide.
].'invention permet donc d'économiser les Frais (le Fabrication et de concentration de l'acide nitrique.
Le inéliin t;e fluide d'acide phosphorique et de nitrate de chaux préparé au cours d'une première phase est ensuite traité au cours d'une deuxième phase en vue de la fabrica tion d'un en4rais granulé à base de phosphate monoealeique et (le nitrate de chaux.
Il est. connu de traiter les matières phos phatées et, en particulier, les phosphates bruts, par un mélange fluide d'acide phospho rique et de nitrate de chaux, en vue de pré parer du phosphonitrate.
Le produit ainsi obtenu se présente sous la forme d'un mastic très- collant difficile à manipuler, et l'on est obligé de lui faire subir un traitement énergique et prolongé pour lui donner la forme granuleuse.
On a observé qu'il existe une période de temps relativement brève, de l'ordre de quel ques minutes, pendant laquelle les réactions d'attaque sont déjà pratiquement accomplies, alors que la masse se présente encore à l'état fluide, sans avoir atteint la consistance d'un mastic.
Dans le procédé selon l'invention, on pro voque la solidification brusque de la masse résultant de l'attaque des matières phospha tées par le mélange fluide d'acide phospho rique et de nitrate de chaux alors qu'elle se trouve encore à l'état fluide, avant qu'elle atteigne la consistance d'un mastic et sa gra nulation.
Dans le cas oû cette solidification est ob tenue par réfrigération, par exemple par éta lement en couche mince sur une surface re froidie, le passage à l'état granuleux s'obtient en soumettant le produit ainsi solidifié à, une action mécanique de division.
Dans le cas où cette solidification est ob tenue par agitation et ensemencement avec (les produits déjà fabriqués, on constate que le passage à. l'état granuleux résulte de l'opé ration de solidification elle-même.
.]près -i-anulation, le produit peut être éventuellement. soumis à un mûrissement en silo.
De toute kwon, grâce au procédé selon l'invention, la granulation peut être obtenue rapidement an moyen d'appareils simples et consomme peu de force motrice, Il y a intérêt à allonger autant que pos sible le temps pendant lequel lamasse reste fluide, afin d'assurer un contact efficace entre l'acide phosphorique libre et les matières phos phatées avant la solidification. On a constaté à cet égard qu'on peut allonger ce temps en laissant subsister à l'état libre une partie de l'acide nitrique utilisé pour former le mé lange d'acide phosphorique et de nitrate de chaux.
Le mélange fluide d'acide phosphorique et de nitrate de chaux préparé comme indiqué ci-dessus se prête particulièrement bien à la réalisation du procédé en continu. En effet, grâce à la basse température à laquelle ce mé lange est obtenu, il peut être utilisé de suite pour l'attaque des matières phosphatées. A cet égard, on peut favoriser l'obtention d'une tem pérature suffisamment basse du mélange d'acide phosphorique et de nitrate de chaux par un retour au sein dudit mélange, pendant son élaboration, de déchets de produit fini et notamment de fines provenant du calibrage; ces déchets agissent, non seulement en tant que masse froide, mais encore en tant que cristaux dont la mise en solution absorbe des calories.
Le procédé selon l'invention s'applique également à la fabrication d'engrais phis com plexes, les éléments complémentaires pouvant être introduits dans le circuit des matières en cours de traitement, en des points qui varient suivant la nature de ces éléments. C'est ainsi qu'on peut ajouter du sulfate de potassium; cet élément sera introduit en même temps que les matières phosphatées soumises à l'attaque du mélange d'acide phosphorique et de nitrate de chaux. S'il s'agit de sulfate d'ammoniaque, son introduction pourra se faire à l'entrée du granulateur.
L'invention comprend également une ins tallation pour la mise en oeuvre du procédé envisagé, caractérisée en ce qu'elle comprend une première cuve divisée en deux comparti ments reliés par leurs extrémités et pourvue de moyens de réfrigération et d'agitation, et de dispositifs aptes à provoquer et entretenir une circulation continue de la masse en réac- tion d'un compartiment à l'autre, ainsi que d'un déversoir de hauteur réglable, une se conde cuve communiquant par une de ses extrémités avec la première, et munie de dis positifs aptes à malaxer et à faire progresser la masse en réaction dans la direction de l'autre extrémité, laquelle est munie à sa par tie inférieure d'un orifice de sortie,
un appa reil granulateur constitué par une enceinte dans laquelle tourne en sens contraire deux arbres portant des palettes inclinées aptes à faire progresser la masse en réaction vers une extrémité de l'appareil, lequel est muni d'un orifice de sortie, et un élévateur dont la par tie inférieure est reliée à l'orifice de sortie du granulateur et la partie supérieure commu nique avec un crible comportant plusieurs ori fices de sortie, l'un d'eux communiquant par une tuyauterie avec la première cuve.
Le dessin annexé représente, à titre d'exem ple, une forme d'exécution de l'installation conforme à l'invention et des dispositifs appartenant à des installations utilisables pour l'exécution du présent procédé mais non conformes à l'invention.
Les fig. 1 et 2 sont des vues schématiques de l'installation, respectivement en élévation et en plan.
La fig. 3 est unie coupe verticale suivant If-L de la fig. 2.
La fig. 4 est une vue phis détaillée en plan, de la cuve où s'effectue la préparation du mélange fluide d'acide phosphorique et de nitrate de chaux.
La fig. 5 est une coupe verticale suivant 1Z-N de la fig. 4.
La fig. 6 est une coupe verticale, suivant P-Q de la fig. 4.
La fig. 7 est -une vue schématique, en plan, des cuves d'attaque dans le cas où l'installa tion comporte un absorbeur d'oxydes d'azote.
La fig. 8 est une vue schématique d'une partie d'une installation non conforme à l'in vention.
La fig. 9 montre, en plan, une première variante du dispositif représenté sur la fig. 7. La fig. 10 est une coupe verticale par la ligne A-B de la fig. 9, La fig. 11 montre, en plan, une seconde variante du dispositif représenté sur la fig. 7.
La fig. 12 est une coupe de l'appareil d'absorption représenté sur la fig. 11.
La fig. 13 est une coupe schématique d'un appareil granulateur appartenant à une ins tallation non conforme à l'invention.
La cuve 1, où s'effectue l'attaque initiale des matières phosphatées, est une cuve en acier résistant aux acides et elle possède une double paroi réfrigérante (fig. 4, 5 et 6). Elle est divisée en deux compartiments la et lb, par une cloison médiane 2, également à double paroi réfrigérante. Cette cloison n'occupe pas toute la longueur de la cuve, mais laisse, en l'une de ses extrémités, un espace libre 3, sur toute la hauteur de la cuve, pour le passage de la masse en réaction d'un compartiment à l'autre.
A l'extrémité opposée, la cloison 2 porte, au voisinage du fond de la cuve, une ouverture 4, à travers laquelle la masse fluide est aspirée d'un compartiment dans l'autre, au moyen d'un exhausteur @5 qui, dans le cas re présenté, est une hélice aspirante, entourée d'une enveloppe 6. La masse en réaction cir cule donc continuellement dans la cuve, comme l'indiquent les flèches, et l'existence de couches stagnantes est évitée grâce au mouve ment ascendant qu'impose à la masse le sys tème constitué par l'ouverture 4-, l'exhausteur 5 et l'enveloppe 6.
Des ouvertures réglables 7, pratiquées à la partie inférieure de cette enveloppe 6, permet tent (le faire rentrer à volonté une partie plus ou moins importante de la masse du compar timent lb dans le circuit de l'exhausteur, ce qui diminue d'autant, la circulation du com partiment 1a au compartiment lb et permet, par conséquent, de fixer la vitesse de circu lation à la valeur désirée, généralement une rotation complète en 20 à 30 minutes.
Des agitateurs 8, à pales inclinées, imbri quées les unes dans les autres, entièrement. immergées, et dont les axes tournent dans le même sens, brassent énergiquement la masse pour accélérer les réactions et faciliter l'élimi nation des bulles de gaz carbonique. Le mou vement de cette masse au contact des parois de 1a cuve contribue à son refroidissement efficace.
Les matières phosphatées, ainsi que les fines provenant du criblage, sont versées en 9, à l'extrémité du compartiment la. L'acide nitrique est introduit plus loin, en aval, dans le sens du mouvement de la masse, au moyen d'une rampe 10a, alimentée par une conduite 1.0 et comportant plusieurs orifices 10b, régla bles à volonté, et débouchant au-dessous de la surface du liquide. Dans le choix du ou des orifices à mettre en service, on tiendra compte de la nécessité de maintenir la masse dans l'état de fluidité nécessaire à la circulation, étant, entendu que l'acide doit être introduit. en un point d'autant plus voisin du point d'introduction 9, des matières phosphatées, que la masse a plus tendance à s'empâter.
Un déversoir 11 règle la hauteur du ni veau du liquide dans la cuve 1. Celle-ci est surmontée d'un dôme 12, destiné à recueillir les gaz et les vapeurs dégagés.
Le mélange fluide d'acide phosphorique et de nitrate de chaux s'écoule par gravité, par le déversoir réglable 11, de la cuve 1, dans une seconde cuve 13, en acier résistant. aux acides, dans laquelle on effectue l'attaque des matières phosphatées, en vue de l'obtention du phosphonitrate.
La cuve 13 comporte (fig. 1, 2 et 3) un fond semi-cylindrique 14 et un dôme étanche 15, à travers lequel on verse, par un orifice 17, la matière phosphatée à attaquer, et éven tuellement, une certaine quantité de produit fini. La matière est brassée par les palettes inclinées 16, qui la font, en même temps, pro gresser vers le granulateur 18, dans lequel. elle tombe directement.
Le granulateur 18, en acier ordinaire, comprend (fig. 1 et 3), une enveloppe 7.9, constituée par deux fractions de cylindre, dans laquelle tournent en sens inverses deux arbres 20-20, munis de palettes inclinées 21., qui brassent la matière et la, font progresser vers l'orifice de sortie 22. Le brassage est suf fisamment énergique pour émietter et gra nuler la matière dès le début de sa progres sion dans le granulateur et pour projeter les grains en tous sens, ce qui favorise le refroi dissement. Celui-ci pourra encore être accen tué par une circulation d'air froid établie dans l'appareil.
Pour éviter la corrosion du granulateur par la matière encore acide provenant de la cuve 13, on introduit au commencement du granulateur le produit fini destiné à l'ense mencement, tandis que la matière neuve pro venant de la cuve 13 ne tombe dans le gra- nulateur que plus loin dans le sens de la pro gression de la masse, en raison de la disposi tion relative de la cuve 13 et du granula- teur 18.
Le granulateur est surmonté d'un dôme étanche 24, au travers duquel sont introduits, par la goulotte 23, le produit fini destiné à l'ensemencement et, éventuellement, tune faible fraction de phosphate brut très finement pul vérisé de façon à constituer un brouillard qui enrobe les granules et neutralise les vapeurs acides dégagées.
Par l'orifice de sortie 22, le produit gra- utilé est envoyé dans le silo de mûrissement 25, pour y poursuivre ses cristallisations et acquérir une dureté suffisante. La durée de mûrissement nécessaire varie avec les matières premières employées. Elle est généralement comprise entre une et six heures. Le produit prélevé au bas du silo est envoyé par l'éléva teur 26 au crible 27. Les fines et les gros sont renvoyés à la fabrication dans les différents appareils (cuves, granulateur), tandis que l'engrais calibré est livré à la consommation.
Chacun des appareils décrits est réuni de façon étanche aux appareils voisins, de telle façon que l'ensemble constitue une enceinte continue, dans laquelle on envoie un courant d'air sec, de préférence refroidi, ce qui favo rise l'abaissement de la température de la ma tière, notamment dans le granulateur. En même temps, cette disposition assure l'assai nissement de l'atelier à l'égard du dégagement de gaz carbonique et de vapeurs azotées, d'ail leurs peu abondantes, résultant de la fabrica tion.
Après avoir traversé une colonne dessé- chante 28, garnie d'acide sulfurique, l'air monte par la gaine étanche de l'élévateur 26 au crible 27, parcourt tout l'appareillage dans le même sens que la matière et revient à la colonne 28. Un ventilateur 29, placé dans le circuit, assure la circulation. Une cheminée 30, reliée aux conduits d'entrée et de sortie de la colonne 28, évacue, par le jeu des re gistres 31 et 32, tout ou partie de l'air chargé de gaz carbonique.
Dans le cas où l'installation est prévue pour l'emploi, au lieu d'acide nitrique, d'un mélange d'oxygène, ou d'air, et d'oxydes d'azote, provenant, par exemple, de l'oxyda tion catalytique de l'ammoniac, l'absorption de ce mélange gazeux par le mélange fluide de la cuve 1 est réalisé dans un absorbeur 33 relié à l'extrémité de la cuve 1 opposée au dé versoir par deux conduits 34 et 35 (fig. 7).
La masse fluide circule de manière con tinue, sous l'action d'un moyen de propulsion (non représenté), de la cuve 1 à l'absorbeur 33. Le conduit 34 aboutissant au comparti ment la de la cuve 1, lequel compartiment, dans ce cas, ne communique pas en cette extrémité avec le compartiment 1b, amène à l'absorbeur la masse fluide chargée de phos phate monocalcique. Le conduit 35 aboutissant att compartiment lb de la cuve restitue à celle-ci la masse fluide après transformation du phosphate monocalcique en acide phospho rique.
Suivant qu'on utilise un mélange gazeux sous pression ou non, l'absorbeur 33 peut être un des appareils suivants 1 Soit un tube en (J, dans lequel la masse fluide descend par l'une des branches et re monte par l'autre (fig. 9 et 10). Le mélange gazeux est admis dans la tubulure inférieure qui relie ces deux branches et il pénètre dans la branche ascendante munie de plateaux per forés en chicanes ou autres dispositifs aptes à améliorer le contact entre les gaz et la masse fluide.
2 Soit une enveloppe cylindrique, fixe ou tournante, dans laquelle tourne un cylindre concentrique, muni de surfaces hélicofdales et de pales répartissant et agitant la masse, la forçant à ruisseler sur la surface intérieure du grand cylindre et la surface extérieure du petit cylindre, de façon à multiplier les con tacts entre les gaz et la niasse fluide (fig. <B>Il</B> et 12).
Le procédé de l'invention peut être réalisé comme indiqué dans les exemples suivants, lesquels se réfèrent aux diverses figures chi dessin annelé.
Exemple <I>1:</I> L'installation représentée siir la fi-. 1 com prend une cuve 1 de 6 m\1 de capacité, une cuve 13 de 1,20 m de diamètre et de 2 m de long, un granulateur 18 de 2,65 m de large et 4 ni de long.
Un tel appareillage est capable de fabri quer par heure 7 tonnes de phosphonitrate, dans les conditions suivantes: On introduit dans la cuve 1, d'une façon continue, par heure, 1582 kg d'acide nitrique à<B>80%,</B> 3360 kg de superphosphate standard, 700 kg de phosphate du Maroc broyé (passant à raison de 90 % à travers un tamis de 900 mailles au cm').
Le superphosphate standard utilisé est. un superphosphate à solubilisation complète do sant 18% de P;O, soluble pour<B>18,7%</B> de P_0, total. Il s'obtient par attaque sulfurique du phosphate du Maroc à<B>33%</B> de P,O,.,, dans les proportions suivantes 243 kg d'acide sulfurique à 68/19,1 de con centration pour 272 kg de phosphate du ?Maroc.
La cuve 1 contient en permanence envi ron 9600 kg de matière; par circulation d'eau dans l'enveloppe extérieure de la cuve 1, la température est maintenue à 35 C.
La matière s'écoule continuellement par le déversoir 11, dans la<I>cuve</I> 1.3, dans laquelle on introduit également par heure 1470 kg du phosphate du Maroc broyé.
De la cuve 13, la matière tombe dans le granulateur 18 dans lequel on introduit en outre, par heure, 10 500 kg de produit fini.
11 sort, (lu granulateur, 17 500 kg de phos- phonitrate granulé, dont la température est de 28 à 30 et dont. le dosage est le suivant P_0; total 18,4%, P,O; soluble 16%, Azote nitrique 4 %. Ce produit est. soumis au mûrissage dans le silo 25. Lorsqu'il a durci et pris la tempéra ture ambiante, il est envoyé au crible 27 d'où l'on retire, d'une part, L'engrais calibré aux dimensions commerciales et, d'autre part., les fines et les gros. 10 500 kg par heure du pro duit fini (constitué par les fines et les gros) sont renvoyés au granulateur 18, tandis que 7000 kg de produit commercial. sont envoyés au stock.
Ce phosphonitrate mûrissant assez lente ment, le silo 2:5 représenté sur la. fig. 1 de vrait avoir des dimensions exagérées dans une fabrication importante. On peut le supprimer et se contenter d'un mûrissage du produit à l'air libre. Une autre variante consiste à rem placer le silo 25 par une auge, inclinée de pré férence, et munie d'une vis transporteuse telle que celle qui est schématisée sur la fig. 8. Dans cet appareil, la matière sortant, du gra- nulateur est constamment agitée et poussée vers le crible qui, dans ce cas, est installé au sol.
Le produit fini destiné à la fabrication est alors remonté au-dessus de la cuve 1 par un élévateur, tandis que le reste, calibré aux dimensions commerciales est envoyé au stock de l'usine. L'auge du transporteur peut être avantageusement refroidie par une circulation d'eau. On peut également hâter le refroidisse ment du produit par une circulation d'air froid à l'intérieur de l'auge du transporteur.
Une autre variante consiste à remplacer la colonne desséchante 28 représentée sur la fig. 1, par une machine frigorifique non re présentée produisant de l'air froid, que l'on fait circuler dans tout l'appareillage.
<I>Exemple 11:</I> Au lieu d'utiliser un superphosphate stan dard à. solubilisation complète, comme dans l'exemple 1, il est avantageux dans certains cas d'utiliser un superphosphate à solubilisa- tion incomplète. Par exemple, en utilisant pour la fabrication du superphosphate les proportions suivantes: 243 kg d'acide sulfu rique à 68% de concentration, pour 372 kg de phosphate du Maroc, on obtient un super phosphate à solubilisation incomplète dosant 2\2,8 % de P=0, total, mais 14,8% seulement de PZOS soluble.
4060 kg par heure de ce superphosphate incomplètement solubilisé peuvent être intro- s duits dans la cuve 1 en remplacement du mé lange de phosphate brut et de superphosphate standard indiqué dans l'exemple I. Dans ces conditions, on obtient une production iden tique à celle de l'exemple I. <I>Exemple III:</I> Qu'il s'agisse chi superphosphate à solubi- lisation complète ou incomplète, le super phosphate peut être fabriqué dans la cuve 1.
elle-même, par introduction dans cette cuve d'une quantité appropriée d'acide sulfurique et de phosphate brut, en même temps que l'acide nitrique nécessaire à la formation du phosphonitrate. On mettra par exemple en oeuvre dans la cuve 1, par heure: 2604 kg de phosphate brut, 1701 kg d'acide sulfurique à 68<B>70,</B> 1582 kg d'acide nitrique à 80 %.
Le reste de la fabrication se fera comme il est dit dans l'exemple I.
Pour obtenir un engrais fini ayant la même teneur en eau, en utilisant de l'acide nitrique à 64,5 %, il faudrait utiliser un acide sulfurique plus concentré. On mettrait par exemple en #uvre dans la cuve l: 2604 kg de phosphate brut, 1484 kg d'acide sulfurique à 78 %, 1736 kg d'acide nitrique à 64,5 50r.
Exemple <I>IV:</I> Pour obtenir un engrais plus riche en azote nitrique que le phosphonitrate obtenu suivant les exemples I à III, on attaque le phosphate brut par l'acide nitrique seul, sans intervention d'acide sulfurique ou de super phosphate.
L'appareil est le même que dans l'exem ple I. Dans la cuve 1, on introduit par heure: 962 kg de phosphate du Maroc à 33 % de P@O; finement broyé, 1540 kg d'acide nitrique à 80 %.
La température est maintenue aux envi rons de 35 C, comme dans l'exemple I. La matière s'écoule continuellement dans la clive 13 dans laquelle on introduit, par heure, 1050 kg de phosphate du Maroc à<B>32%</B> de P20, broyé comme ci-dessus. La matière sor tant de la cuve 13 est granulée par ensemen cement avec du produit fini, dans le granu- lateur 18, comme il est dit dans l'exemple I.
On obtient une production de 3,5 tonnes par heure de phôsphonitrate dosant: P.0, total 19 %, P.O, soluble dans l'eau et le ci trate 15,2 7o, azote nitrique 7,6 % .
<I>Exemple V:</I> Cet exemple se rapporte à la fabrication d'un engrais composé par addition de sels contenant de la potasse et de l'ammoniaque, au phosphonitrate en cours de fabrication, suivant l'exemple I.
On prépare un mélange de nitrate d'am moniaque et de sulfate de potasse, dans les proportions indiquées par la réaction ci-des sous: 2N03NH4 + SO.,K,=2NOK+SO,(NH,)= Il se produit spontanément la réaction de double décomposition. Dans les climats très secs, cette réaction est facilitée par addition de 1 à 3 % d'eau au mélange des sels. La réaction de double décomposition dure deux à. trois jours.
Le mélange de nitrate de potasse et de sulfate d'ammoniaque résultant de la double décomposition est introduit à raison de 3920 kg par heure, dans la cuve 13, au cours de la fabrication du phosphonitrate décrite dans l'exemple I.
Après granulation, on obtient un engrais composé dosant: P.O. soluble dans l'eau et le citrate<B>10%,</B> K.,O <B>10%,</B> azote nitrique <B>5,6%,</B> azote ammoniacal<B>3%.</B>
Si on le désire, on peut réaliser l'égalité des titres en azote ammoniacal et nitrique. TE suffit pour cela d'introduire dans la cuve 13,, en même temps que le mélange dont il est question ci-dessus, une quantité supplé mentaire de sulfate d'ammoniaque ou encore du phosphate d'ammoniaque. Exemple <I>VI:</I> Cet exemple décrit la fabrication d'un.
engrais composé par addition de nouveau:: éléments fertilisants au phosphonitrate en cours de fabrication, suivant l'exemple IV: On prépare un mélange contenant en poids: 12,570 de sulfate de potasse à 50 % de K20 et<B>87,5%</B> de mélange provenant de la double décomposition dont. il est question à l'exemple V.
Le mélange ainsi obtenu est introduit à raison de 2240 kg par heure, dans la cuve 13, au cours de la fabrication du phosphonitrate décrite dans l'exemple IV. On introduit en même temps dans la cuve 13, 700 kg par heure de phosphate d'ammoniaque dosant 20 d'azote et<B>50%</B> de P20, soluble.
On obtient par heure 6440 kg d'un engrais composé do sant: P20. total 15,7%, P20,, soluble dans l'eau et le citrate 13,5%, azote nitrique 6,6 %, azote ammoniacal 4,7%, K;0 10,8%. <I>Exemple VII:</I> Dans toutes les fabrications qui viennent d'être décrites, l'agent acide peut être cons titué en tout ou en partie par un mélange d'oxygène ou d'air et d'oxydes d'azote. L'ap pareil d'absorption de ces gaz est schématisé sur la fig. 7 par le rectangle 33. Pratique ment, cet appareil d'absorption pourra être conçu de nombreuses façons, mais il y aura intérêt à choisir un appareil dans lequel le liquide venant de la cuve 1 offrira aux gaz la plus grande surface possible d'échange.
On peut par exemple utiliser: 1 L'appareil représenté schématiquement aux fig. 9 et 10.
La matière provenant de la cuve 1 descend dans la branche 34 du tube en [J. A la partie inférieure de cette branche, elle rencontre les oxydes d'azote qui sont introduits par le con duit 36. La matière remonte ensuite par la branche verticale 35 du tube en [J qui est munie d'une série de plateaux perforés. A la partie supérieure de la branche 35, les gaz résiduels sont entraînés par le conduit 37, tandis que la matière retourne à la cuve 1. Les gaz évacués peuvent être recyclés sils n'ont pas été complètement épuisés par un seul passage dans l'appareil. 2 L'appareil représenté schématiquement aux fig. 11 et 12.
L'appareil d'absorption comprend deux cylindres concentriques horizontaux d'axe X- X'. Le cylindre extérieur 38 est fixe. Le cylindre intérieur 39 peut tourner autour de son axe. Il porte une saillie hélicoïdale 41 et sa surface est garnie d'un certain nombre de petits godets 42.
Les oxydes d'azote sont introduits dans le cylindre 38 par le conduit 43. Le mélange fluide provenant de la cuve 1 est introduit dans le cylindre 38 par le conduit 34. Le débit du mélange fluide introduit est réglé de façon telle que le niveau dudit mélange dans le cylindre 38 se maintienne légèrement au-dessous de l'axe du cylindre.
Sous l'effet d'une rotation lente du cylin dre 39, les godets 42 recueillent et déversent tour à tour le mélange fluide contenu dans le cylindre 38, de sorte que la matière fluide ruisselle constamment sur les parois du cylin dre 39, offrant ainsi une grande surface de contact aux gaz qui circulent entre les deux cylindres. D'autre part, la saillie hélicoïdale 41 qui contribue au brassage du mélange fluide a également pour effet de faire pro gresser peu à peu ce mélange jusqu'à l'autre extrémité du cylindre 38 d'où ce mélange est finalement évacué par le conduit 35, pour retourner à la cuve 1. Les gaz non absorbés sont évacués par le conduit 44. Ils peuvent être recyclés s'ils n'ont pas été complètement épuisés par un seul passage dans l'appareil.
Dans tous les cas, avant de soumettre les gaz à l'absorption, il est avantageux de les refroidir à basse température (0 ou moins). Dans ces conditions, le NO_ se transforme en N20, qui est beaucoup plus réactif que le NOz. On accélère ainsi l'attaque et on aug mente le rendement de l'opération. Exemple <I>VIII:</I> Cet exemple décrit le mode de granulation qui consiste à soumettre la masse fluide pro venant de la cuve 13 à un brusque refroidis sement. L'appareil est schématisé sur la fig. 13.
La cuve 13 est munie d'un déversoir très large par lequel la matière s'écoulant en nappe mince tombe sur un cylindre d'axe horizontal tournant à faible vitesse. A l'inté rieur de ce cylindre circule une saiunure re froidie à -15 ou -20 C. La matière se soli difie au contact du cylindre refroidi et s'en roule sur ce dernier sous forme d'in film con tinu. La matière, après avoir parcouru un peu moins d'in tour, est détachée du cylindre au moyen de couteaux 47 et tombe sur -Lin tapis roulant qui l'entraîne vers le stock de l'usine.
La largeur du déversoir est sensiblement égale à la longueur du cylindre. La longueur du cylindre, son diamètre et sa vitesse de rotation sont calculés suivant la production désirée, la nature de l'engrais fabriqué et l'intensité du refroidissement.
Par exemple, pour une production horaire de 3,5 tonnes de phosphonitrate dont la fabri cation est décrite dans l'exemple IV, la lar geur du déversoir est de 2 m; le cylindre a 2,10 in de long et 2 m de diamètre; il fait un tour en 25 secondes; l'épaisseur de la nappe de phosphonitrate tombant sur le cylindre est de 2 mm; la solidification com plète du phosphonitrate dure 15 à 20 secondes selon que l'acide nitrique utilisé pour sa fa brication est à 80 ou<I>72</I> ro de concentration.