WO2004002888A2 - Procede de production d’acide phosphorique et/ou d’un sel de celui-ci et produits ainsi obtenus - Google Patents

Procede de production d’acide phosphorique et/ou d’un sel de celui-ci et produits ainsi obtenus Download PDF

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    • C05B11/12—Fertilisers produced by wet-treating or leaching raw materials either with acids in such amounts and concentrations as to yield solutions followed by neutralisation, or with alkaline lyes using mineral acid using aqueous hydrochloric acid

Definitions

  • the present invention relates to a process for the production of phosphoric acid, in particular pure phosphoric acid, comprising - at least one attack of phosphate ore with a first aqueous solution of hydrochloric acid, with the formation of a liquor d 'attack,
  • an extraction of an aqueous solution containing phosphate ions, chloride ions and calcium ions with an organic extraction agent to form an aqueous extraction phase comprising chlorine ions and calcium ions and an organic phase of extraction containing phosphoric acid
  • the object of the present invention is to develop an improved process for the production of phosphoric acid and / or a salt thereof, by the wet process, by attack using hydrochloric acid.
  • This process must make it possible to avoid the abovementioned drawbacks, and in particular fine grinding or calcination of the ore extracted, without having any particular requirement on the quality of the ore, and it must propose an efficient liquid-liquid extraction giving rise to a solution. concentrated pure phosphoric acid, without harming the environment.
  • This process has the advantage of providing an attack on an ore which can be moderately concentrated in P 2 O 5 by a first fraction of hydrochloric acid which can be diluted, a separation of a solid phase enriched in P 2 O 5 and freed of unattacked and insoluble matter in water and solubilization of this solid phase enriched in P 2 O 5 with a second fraction of more concentrated hydrochloric acid.
  • a first fraction of hydrochloric acid which can be diluted
  • a separation of a solid phase enriched in P 2 O 5 and freed of unattacked and insoluble matter in water solubilization of this solid phase enriched in P 2 O 5 with a second fraction of more concentrated hydrochloric acid.
  • the liquid-liquid extraction is carried out in a solubilized liquid phase rich in P 2 O 5 and its yield can therefore be greatly increased.
  • the number of extraction stages for example can be significantly reduced and the possible final concentration requires less energy consumption, compared with the prior art cited.
  • the quality of the ore has little importance. Its P 2 O 5 content can be, for example, from 15 to 38% by weight, without problem, and minerals of favorable cost can therefore be used.
  • the ore should not be finely ground and may have a grain size in the range of 150-500 ⁇ m.
  • the hydrochloric acid used in the attack is preferably in a diluted state. It advantageously has a maximum concentration in water equal to 10% by weight, advantageously from 3 to 6%, preferably less than or equal to 5%.
  • This attack not very aggressive, in a non-viscous medium, is therefore very selective, that is to say that it preferentially and completely solubilizes P 2 O 5 and few impurities.
  • the separation of the insoluble and the attacked is carried out in a simple and complete manner, which therefore makes it possible to then obtain an insoluble phosphate salt "enriched in P2O5" and deeply free of impurities.
  • the molar ratio between HCl and Ca is preferably between 0.6 and 1.3, advantageously between 0.7 and 1.2.
  • the process according to the invention therefore allows the use of ore poor in P 2 O 5 , for example loaded with Fe and Mg, and it provides the operator with great flexibility in choosing the ore on the market. It allows the use of dilute hydrochloric acid, which is also cost-effective and avoids the problems of thermal shock and viscosity at the time of attack.
  • the separation of the attack liquor can be carried out by any suitable means, for example by filtration, decantation or the like.
  • the aqueous solution thus obtained contains in solution calcium chloride CaCl 2 , phosphoric acid and water-soluble calcium dihydrogen phosphate (MCP), and it is brought to neutralization.
  • a calcium compound for example calcium hydroxide, calcium oxide, or a water-soluble calcium salt, such as calcium carbonate, is introduced into this aqueous solution.
  • a calcium compound for example calcium hydroxide, calcium oxide, or a water-soluble calcium salt, such as calcium carbonate.
  • DCP calcium insoluble monohydrogen phosphate
  • This precipitate can be separated for example by filtration.
  • the filter cake can for example contain 40 to 50% P 2 O 5 , 25 to 28% Ca and possibly small traces of impurities.
  • hydrochloric acid is again used, but in a higher concentration, for example from 15 to 20% by weight.
  • a clear solution is then obtained, since the insoluble materials have already been eliminated and the extraction coefficient will be able to be favorable since the P 2 O 5 concentration is already relatively high, of the order of 8 to 15% by weight.
  • P 2 O preferably from 10 to 13%, in the solubilized solution.
  • any suitable organic extraction agent can be used, for example those recommended in patents US-A-3304157, GB-1051521, GB-1142719, FR-1427531 and FR-1396077, in particular n-butanol.
  • the method further comprises, after said extraction, washing the organic phase extracted with a fraction of the aqueous re-extraction phase, in order to remove an acid charge from the organic phase extracted hydrochloric acid and calcium chloride entrained by it and any impurities still present.
  • an aqueous solution having a P 2 Os concentration of 15 to 25% by weight, which is an excellent yield.
  • the residual HCI content may possibly be from 1 to 5% by weight, which makes it possible to reduce recycling of HCI and the corrosion problems which are the consequence thereof.
  • the method further comprises a vapor entrainment of traces of organic extractant from the aqueous extraction phase containing chloride ions and calcium ions. It is known to recover traces of organic extraction agent in the aqueous phase resulting from a liquid-liquid extraction.
  • part of the CaCl 2 to be removed as a by-product has already been isolated during the separation which takes place after precipitation of the DCP. There it could be eliminated, as it is, without any particular purification step.
  • the aqueous solution of CaCl 2 from the extraction of the liquid phase enriched in P 2 O 5 according to the invention is therefore of a significantly reduced volume compared to the prior art and the quantities of vapor necessary to entrain the agent organic extraction are significantly lower.
  • the method further comprises a treatment of said aqueous phase resulting from the second separation and containing in solution calcium ions and chloride ions, with an aqueous solution of sulfuric acid with formation of insoluble calcium sulphate, which precipitates from an aqueous phase based on hydrochloric acid, isolation of the calcium sulphate precipitate and at least partial recycling of the aqueous phase based on hydrochloric acid to form said first and / or second aqueous hydrochloric acid solution.
  • the recycled hydrochloric acid is very pure and therefore does not require frequent renewal.
  • the process according to the invention can be implemented in two successive modules, a first intended for the preparation of a solid phase based on DCP and a second intended for the production of phosphoric acid at the start of this solid phase based on DCP. Since there is no material flow connecting the two modules, it is not absolutely necessary that the steps performed in the second module immediately follow those made in the first module. It is therefore conceivable, for example, to dry the solid phase based on DCP obtained after the precipitation and separation of the DCP, to store this dried solid phase and even to transport it to a site different from that where it is carried out. the steps of the first module.
  • the present invention can therefore cover a process in which at least a part of the DCP obtained by precipitation is used for purposes other than that of serving as base material in the second module.
  • the present invention covers the steps provided in each of the modules separately. Therefore, the present invention also relates to a process for preparing the phosphoric acid salt.
  • the attack on the phosphate ore comprises a dissolution of the phosphate in the ore, the attack liquor containing this phosphate in the form of phosphate ions, and in that the solid phase separated from the attack liquor contains impurities and the aqueous phase separated from the attack liquor contains said phosphate ions thereof, chloride ions and calcium ions, this aqueous phase being subjected to said neutralization and second separation steps.
  • the invention also relates to a process for producing phosphoric acid, comprising - a solubilization of a solid phase based on a calcium phosphate insoluble in water in an aqueous solution of hydrochloric acid, with formation of '' a solubilized aqueous solution containing phosphate ions, chloride ions and calcium ions,
  • an extraction of the aqueous solution dissolved by an organic extraction agent to form an aqueous extraction phase comprising chloride ions and calcium ions and an organic extraction phase containing phosphoric acid, and
  • a re-extraction of the organic extraction phase with an aqueous re-extraction agent to isolate an aqueous re-extraction phase containing phosphate ions, as well as, optionally, - A concentration of the aqueous re-extraction phase to form an aqueous solution of pure phosphoric acid.
  • the invention therefore also covers a production of phosphoric acid from solid DCP placed on the market, and optionally manufactured by any process.
  • FIG. 1 represents, in the form of a flow diagram, a module for purifying and enriching the ore usable in an embodiment of the method according to the invention.
  • FIG. 2 represents, in the form of a flow diagram, a phosphoric acid production module usable in an embodiment of the method according to the invention.
  • the extracted phosphate ore is fed at 1 into a digestion tank 2 where it is subjected to the attack of a hydrochloric acid solution of the order of 5% in weight, brought into this tank by a conduit 3.
  • phosphate ore as extracted it is meant that it is neither subjected to calcination, nor to fine grinding, in particular in mines where the extracted ore is present in powder form.
  • a simple crushing can be provided for a grain size of the order of 150 to 500 ⁇ m.
  • the dissolution of calcium phosphate is rapid and intense, in the form of H 3 PO and soluble MCP.
  • the cloudy liquid obtained is sent via line 4 to a separation device 5, for example a filter press where the solids do not dissolved are separated into 6, after advantageous addition of a suitable filter aid, known per se, and eliminated.
  • the liquid phase resulting from the separation contains in dissolved form phosphoric acid, monocalcium phosphate MCP, calcium chloride and some residual impurities.
  • the attack yield is greater than 80%, preferably 90% and very advantageously 95% by weight, expressed as P 2 O 5 , and the temperature is room temperature.
  • the liquid phase separated from the attack liquor is then transferred via line 7 into a neutralization tank 8, where the DCP dicalcium phosphate is precipitated by introduction into the liquid phase, at 9, of calcium derivatives which increase pH, such as calcium carbonate or milk of lime.
  • the neutralized liquid phase can for example be removed at 10 and passed through a band filter 11 where the solid material is separated, that is to say a wet cake of DCP 12, containing approximately 40-50% by weight of P 2 O 5 , analyzed on dry product, 25-28% of Ca and possible traces of impurities.
  • the filtrate is discharged at 13. It consists of an aqueous solution of CaC, easily removable, since it is not very polluting, and even easily revalorizable.
  • Calcium chloride can be used, for example, as an antifreeze product on roads.
  • the DCP salt for example obtained in the form of the filter cake at 12 at the level of the band filter 11, is brought at 14 into a solubilization tank 15 where it is solubilized by a new attack at hydrochloric acid introduced in 16.
  • this step is carried out this time with a more concentrated solution of HCl, for example from 15 to 20% by weight.
  • This solubilization makes it possible to obtain an aqueous solution containing phosphoric acid mixed with CaC, a soluble salt of calcium chloride.
  • This solution is concentrated in P 2 O 5 , of the order of 10 to 12% by weight, which will make it possible to positively improve the transfers at the level of the subsequent liquid-liquid extraction operations and will give rise to solutions. concentrated in phosphoric acid during re-extraction.
  • the solubilized aqueous phase is then sent via line 38 to an extraction column 17, into which is fed in countercurrent, via line 18, an organic solvent, for example n- butanol, as an extractant.
  • the organic solvent selectively extracts P 2 O 5 from the aqueous phase and carries it through line 39 to a washing column 19, then through line 20, in a re-extraction column 21.
  • the organic phase is brought into contact with water supplied in counter-current via conduit 22.
  • the water extracts P 2 0 5 from the organic phase.
  • the aqueous phase obtained leaves the column 21 via the line 23 and is distributed partly to a concentrating device 24, via the line 25, and partly to the washing column 19, via the line 26.
  • the aqueous phase containing P 2 O 5 is used for backwashing the organic phase, for the elimination of the chloride load and of the last impurities, not removed in the module illustrated in FIG. 1, then it is transferred again into the solubilization tank 15, via the conduit 27.
  • the organic phase originating from the re-extraction is recycled via line 28 to the extraction column 17.
  • the concentration device 24 can be a current triple-effect evaporation installation, which successively vaporizes the traces of solvent, which are recycled to the extraction column 17 through the conduit 29, the HCI still contained in solution, which is recycled to the supply line 16 of the solubilization of the DCP via the line 30, and a large part of the water, at 31.
  • Phosphoric acid is collected in the form of a purified, concentrated solution, via the line 33.
  • the aqueous phase from the extraction column 17 is then transferred via line 34 to a steam drive column 35. Water vapor is introduced at 36 into this column and it causes the load of organic solvent present in the aqueous phase.
  • the organic solvent entrained in steam is recycled to the extraction column 17 through line 37.
  • the aqueous CaC solution which can possibly still be treated to remove some heavy metal impurities, can in turn be removed at 40.
  • Phosphate ore ofixie origin is fed at a rate of 15 kg / h in a stirred reactor, to be attacked there by a hydrochloric acid solution at 5% by weight.
  • the residence time in the attack reactor is 30 minutes.
  • the non-viscous attack liquor is then transferred to a filter press after intermediate passage through a buffer tank (residence time in the latter about 1 h).
  • the temperature remains ambient. Insoluble matter is separated in the filter press.
  • the solution leaving the filter press is conveyed at a rate of
  • a small amount of lime milk is added to the pulp at the second neutralization reactor to exhaust the phosphate load.
  • concentration of milk of lime is 245 g of Ca (OH) 2 / kg and the feed rate in the second reactor is 3 l / h.
  • the neutralized pulp is then directed to a belt filter.
  • the cake obtained mainly consists of DCP.
  • the pH in the filtered mother liquors is around 5 and the quantity of residual phosphate therein is less than 1 g / kg.
  • Example 1 The table below illustrates the composition of the various products obtained during a process as applied in Example 1.
  • a CaCl 2 solution containing 15% CaCl 2 is continuously mixed, as obtained as filtered mother liquors at the end of Example 1, at a flow rate of 4 kg / h with concentrated 96% sulfuric acid.
  • the sulfuric acid feed rate is 0.54 kg / h.
  • the residence time in the reactor is 30 min.
  • the pulp formed after the appearance of gypsum crystals is then transferred to a Buchner filter.
  • the reaction temperature is 40 ° C.
  • the solution leaves the filter at a flow rate of 3.36 kg / h and mainly contains hydrochloric acid (10% HCl). It is recycled to the ore attack reactor for a new cycle.
  • the gypsum cake (flow rate of 1.18 kg / h at 30% humidity) is washed and then removed. The washing water is recycled with the filtrate.
  • the cake obtained is mainly calcium sulfate dihydrate.
  • Example 3b In a 2 I stirred reactor, a CaCl 2 solution containing 15% CaCl 2 is mixed continuously at a flow rate of 4 kg / h with 96% concentrated sulfuric acid.
  • the sulfuric acid feed rate is 0.48 kg / h.
  • the residence time in the reactor is 30 min.
  • the pulp formed after the appearance of gypsum crystals is then transferred to a Buchner filter.
  • the reaction temperature is 40 ° C.
  • the solution leaving the filter at a flow rate of 3.41 kg / h and containing mainly hydrochloric acid (10% HCI) is recycled to the ore attack reactor for a new cycle.
  • the gypsum cake (flow rate of 1.062 kg / h at 30% humidity) is washed and then removed. The washing water is recycled with the filtrate.
  • the cake obtained is mainly calcium sulfate dihydrate.
  • DCP obtained by the method of Example 1 is allowed to digest with a 20% hydrochloric acid solution.
  • the dissolution liquor has the following analysis: 20% H 3 PO 4 , 10% HCI, 10% CaCI 2 .
  • the organic solution is washed against the current with water in a column with several plates. Water extracts phosphoric acid and hydrochloric acid from the organic phase. The organic solvent, freed from acids, can be recycled at the extraction stage. On the other hand, the phosphoric acid solution goes to a concentration step.
  • the diluted phosphoric acid solution, recovered, is treated by evaporation to concentrate the solution and to remove the traces still present of HCl and of solvent, by distillation.

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Abstract

Procédé de production d’acide phosphorique comprenant une attaque de minerai de phosphate par une première solution aqueuse d’acide chlorhydrique, une séparation, dans la liqueur d’attaque, entre une phase solide insoluble contenant des impuretés et une phase aqueuse séparée comportant en solution des ions phosphate, des ions chlorure et des ions calcium, une neutralisation de ladite phase aqueuse séparée de la liqueur par addition d’un composé de calcium pour former avec lesdits ions phosphate un phosphate de calcium insoluble, qui précipite, une séparation, dans ladite phase aqueuse neutralisée, entre une phase aqueuse comportant en solution des ions calcium et des ions chlorure et une phase solide précipitée à base dudit phosphate de calcium insoluble dans l’eau, et une solubilisation d’au moins une partie de ladite phase solide précipitée, séparée, Dans une deuxième solution aqueuse d’acide chlorhydrique, avec formation d’une solution aqueuse contenant des ions phosphate, des ions chlorure et des ions calcium à extraire par un agent d’extraction organique dans une extraction de type liquide-liquide.

Description

PROCEDE DE PRODUCTION D'ACIDE PHOSPHORIQUE ET/OU D'UN SEL DE CELUI-CI ET PRODUITS AINSI OBTENUS
La présente invention est relative à un procédé de production d'acide phosphorique, en particulier d'acide phosphorique pur, comprenant - au moins une attaque de minerai de phosphate par une première solution aqueuse d'acide chlorhydrique, avec formation d'une liqueur d'attaque,
- une première séparation, dans la liqueur d'attaque, entre une phase solide insoluble contenant des impuretés et une phase aqueuse séparée comportant en solution des ions phosphate, des ions chlorure et des ions calcium,
- une extraction d'une solution aqueuse contenant des ions phosphate, des ions chlorure et des ions calcium par un agent d'extraction organique, pour former une phase aqueuse d'extraction comportant des ions chlore et des ions calcium et une phase organique d'extraction contenant de l'acide phosphorique, et
- une réextraction de la phase organique d'extraction par un agent de réextraction aqueux, pour isoler une phase aqueuse de réextraction contenant des ions phosphate, ainsi que, éventuellement, - une concentration de la phase aqueuse de réextraction pour former une solution aqueuse d'acide phosphorique pur.
On connaît depuis longtemps des procédés de ce genre faisant intervenir une attaque chlorhydrique du minerai et une extraction liquide- liquide de la phase liquide résultant d'une séparation, à partir de la liqueur d'attaque, des matières insolubles (voir par exemple les brevets US-3304157, GB-1051521 et ES-2013211 , ainsi que l'article I.M.I. Staff Report, Development and implementation of solvent extraction processes in the chemical process industries, in Proc. Int. Solv. Extr. Conférence, ISEC71, The Haghe, Avril 19-23, 1971, Paper n° 94). Ces procédés présentent l'inconvénient de faire généralement usage, pour l'attaque, d'une solution concentrée d'HCI, pouvant atteindre 20 % et même 30 % en poids. Le minerai à utiliser doit être de bonne qualité, c'est-à-dire à teneur en P2O5 élevée, et un broyage fin du minerai est généralement requis, ce qui augmente les coûts. On obtient au cours de l'attaque un choc thermique, dû non seulement à l'exothermie de la réaction, mais aussi à l'énergie de dissolution dégagée, et les matières insolubles sont donc difficiles à séparer, car la liqueur obtenue est visqueuse et chargée de matières organiques originaires du minerai. Etant donné la haute température et la concentration de la solution d'HCI, des problèmes de corrosion importants surgissent.
Un autre inconvénient majeur de ces procédés se situe dans l'extraction par un solvant organique d'une phase aqueuse qui est relativement pauvre en P2Os. Elle en contient au maximum 5 à 6 % en poids. L'extraction est donc difficile et d'un rendement peu avantageux, et l'étape de concentration de la solution aqueuse d'acide phosphorique obtenue après réextraction consomme beaucoup d'énergie.
Enfin, dans la phase aqueuse issue de l'extraction et contenant en solution du CaCI2 et de l'acide chlorhydrique, il faut récupérer les traces de solvant organique entraîné. Or, cette phase aqueuse est très volumineuse et cette étape consomme elle aussi beaucoup d'énergie, en particulier si l'on applique pour ce faire un entraînement à la vapeur.
On connaît aussi un procédé d'attaque chlorhydrique dans lequel le minerai est soumis à une première attaque limitée par de l'acide chlorhydrique dilué. La fraction solide, ainsi enrichie en P2O5, est alors soumise à une seconde attaque avec de l'acide chlorhydrique plus concentré, puis à une extraction liquide-liquide pour produire de l'acide phosphorique (v. US-A-3.988.420).
On connaît bien sûr d'autres procédés de production d'acide phosphorique, par exemple le procédé par voie thermique basé sur la combustion du phosphore, ou des procédés par voie humide basé eux aussi sur une attaque des minerais de phosphate par un acide, généralement par de l'acide sulfurique, ce dernier procédé donnant lieu à une production importante de gypse, comme sous-produit.
La présente invention a pour but de mettre au point un procédé perfectionné de production d'acide phosphorique et/ou d'un sel de celui- ci, par voie humide, par attaque à l'aide d'acide chlorhydrique. Ce procédé doit permettre d'éviter les inconvénients précités, et notamment un broyage fin ou une calcination du minerai extrait, sans avoir d'exigence particulière sur la qualité du minerai, et il doit proposer une extraction liquide-liquide performante donnant lieu à une solution d'acide phosphorique pur concentrée, sans nuire à l'environnement.
On résout ces problèmes suivant l'invention par un procédé tel que décrit au début, qui comprend en outre
- une neutralisation de ladite phase aqueuse séparée de la liqueur d'attaque par addition d'un composé de calcium pour former avec lesdits ions phosphate un phosphate de calcium insoluble dans l'eau, qui précipite,
- une deuxième séparation, dans ladite phase aqueuse neutralisée, entre une phase aqueuse comportant en solution des ions calcium et des ions chlorure et une phase solide précipitée à base dudit phosphate de calcium insoluble dans l'eau, et
- une solubilisation d'au moins une partie de ladite phase solide précipitée, séparée, dans une deuxième solution aqueuse d'acide chlorhydrique, avec formation de ladite solution aqueuse contenant des ions phosphate, des ions chlorure et des ions calcium à extraire par un agent d'extraction organique.
Ce procédé présente l'avantage de prévoir une attaque d'un minerai qui peut être modérément concentré en P2O5 par une première fraction d'acide chlorhydrique qui peut être diluée, une séparation d'une phase solide enrichie en P2O5 et débarrassée des matières inattaquées et insolubles dans l'eau et une solubilisation de cette phase solide enrichie en P2O5 par une deuxième fraction d'acide chlorhydrique plus concentrée. Comme l'attaque chlorhydrique se passe dans un milieu dilué, et donc non visqueux, la séparation des matières insolubles est simple et rapide, il n'y a pas de dégagement de chaleur pendant l'attaque qui se passe avantageusement à la température ambiante, et les problèmes de corrosion par l'acide chlorhydrique sont largement évités.
Par ailleurs, l'extraction liquide-liquide est effectuée dans une phase liquide solubilisée riche en P2O5 et son rendement peut donc en être fortement augmenté. Le nombre d'étages d'extraction par exemple peut être notablement réduit et la concentration finale éventuelle demande une moindre consommation d'énergie, par rapport à l'état antérieur de la technique cité. Dans le procédé suivant l'invention, la qualité du minerai a peu d'importance. Sa teneur en P2O5 peut être par exemple de 15 à 38 % en poids, sans problème, et des minerais d'un coût favorable peuvent donc être mis en oeuvre. On peut par exemple envisager un minerai présentant en % en poids 20-38 % de P2O5, 34-40 % de Ca et 5 à 10 % d'impuretés, avec un rapport Ca/P de 1,5 à 2,4.
Par la neutralisation ultérieure, on produit un précipité que l'on peut appeler "enrichi" en P2O5 et épuré par rapport au minerai, puisque sa teneur en P2O5 peut être de 40 à 50 % en poids.
Le minerai ne doit pas être finement broyé et il peut présenter une taille de grains de l'ordre de 150-500 μm. L'acide chlorhydrique utilisé dans l'attaque est de préférence à l'état dilué. Il présente avantageusement une concentration maximale dans l'eau égale à 10 % en poids, avantageusement de 3 à 6 %, de préférence inférieure ou égale à 5 %. Cette attaque, peu agressive, en milieu non visqueux, est de ce fait très sélective, c'est-à-dire qu'elle solubilise préférentiellement et complètement le P2O5 et peu d'impuretés. La séparation des insolubles et des inattaqués s'effectue de manière simple et complète ce qui permet donc d'obtenir ensuite un sel de phosphate insoluble "enrichi en P2O5" et profondément dépourvu d'impuretés. Dans la liqueur d'attaque, le rapport molaire entre HCI et Ca est de préférence compris entre 0,6 et 1 ,3, avantageusement entre 0,7 et 1 ,2.
Le procédé suivant l'invention permet donc l'utilisation de minerai pauvre en P2O5, par exemple chargé en Fe et Mg, et il procure à l'exploitant une grande flexibilité de choix du minerai sur le marché. Il lui permet l'usage d'acide chlorhydrique dilué, qui lui aussi est d'un coût favorable et permet d'éviter les problèmes de choc thermique et de viscosité au moment de l'attaque.
La séparation de la liqueur d'attaque peut s'effectuer par tout moyen approprié, par exemple par filtration, décantation ou processus analogue.
La solution aqueuse ainsi obtenue contient en solution du chlorure de calcium CaCI2, de l'acide phosphorique et du dihydrogénophosphate de calcium soluble dans l'eau (MCP), et elle est amenée à la neutralisation.
Dans l'étape de neutralisation, on introduit dans cette solution aqueuse un composé de calcium, par exemple de l'hydroxyde de calcium, de l'oxyde de calcium, ou un sel de calcium soluble dans l'eau, comme du carbonate de calcium. Par la montée du pH, il se forme du monohydrogénophosphate de calcium (DCP) insoluble dans l'eau, qui précipite.
On peut séparer ce précipité par exemple par filtration. Le gâteau de filtration peut par exemple contenir 40 à 50 % en P2O5, 25 à 28 % de Ca et éventuellement de faibles traces d'impuretés.
Pour la solubilisation du DCP, on utilise à nouveau de l'acide chlorhydrique, mais en concentration plus élevée, par exemple de 15 à 20 % en poids. On obtient alors une solution claire, puisque les matières insolubles ont déjà été éliminées et le coefficient d'extraction va pouvoir être favorable puisque la concentration en P2O5 est déjà relativement élevée, de l'ordre de 8 à 15 % en poids en P2O , de préférence de 10 à 13 %, dans la solution solubilisée.
Au cours de l'étape d'extraction on peut utiliser un agent d'extraction organique approprié quelconque, par exemple ceux recommandés dans les brevets US-A-3304157, GB-1051521 , GB- 1142719, FR-1427531 et FR-1396077, en particulier du n-butanol.
Suivant une forme de réalisation avantageuse de l'invention, le procédé comprend en outre, après ladite extraction, un lavage de la phase organique extraite par une fraction de la phase aqueuse de réextraction, pour éliminer de la phase organique extraite une charge d'acide chlorhydrique et de chlorure de calcium entraînée par elle et d'éventuelles impuretés encore présentes. On obtient ainsi, après réextraction, une solution aqueuse présentant une concentration en P2Os de 15 à 25 % en poids, ce qui est un excellent rendement. Par ailleurs, la teneur en HCI résiduelle peut éventuellement être de 1 à 5 % en poids, ce qui permet de réduire les recyclages de HCI et les problèmes de corrosion qui en sont la conséquence.
Suivant une forme perfectionnée de réalisation de l'invention, le procédé comprend en outre un entraînement à la vapeur de traces d'agent d'extraction organique à partir de la phase aqueuse d'extraction contenant des ions chlorure et des ions calcium. Il est connu de récupérer les traces d'agent d'extraction organique dans la phase aqueuse issue d'une extraction liquide-liquide. Toutefois, dans le procédé suivant l'invention, une partie du CaCI2 à évacuer comme sous- produit a déjà été isolée au cours de la séparation qui a lieu après précipitation du DCP. Là elle a pu être éliminée, telle quelle, sans étape particulière d'épuration. La solution aqueuse de CaCI2 provenant de l'extraction de la phase liquide enrichie en P2O5 suivant l'invention est donc d'un volume nettement réduit par rapport à la technique antérieure et les quantités de vapeur nécessaires pour entraîner l'agent d'extraction organique sont nettement plus faibles.
Suivant un mode perfectionné de réalisation de l'invention, le procédé comprend en outre un traitement de ladite phase aqueuse issue de la deuxième séparation et contenant en solution des ions calcium et des ions chlorure, par une solution aqueuse d'acide sulfurique avec formation de sulfate de calcium insoluble, qui précipite et d'une phase aqueuse à base d'acide chlorhydrique, un isolement du précipité de sulfate de calcium et un recyclage au moins partiel de la phase aqueuse à base d'acide chlorhydrique pour former ladite première et/ou deuxième solution aqueuse d'acide chlorhydrique. On peut ainsi envisager l'exploitation du procédé suivant l'invention sur des sites industriels qui ne disposent pas d'acide chlorhydrique. L'acide chlorhydrique recyclé est d'une grande pureté et il ne nécessite donc pas de renouvellement fréquent. Ainsi qu'on peut le constater, le procédé suivant l'invention peut être mis en oeuvre dans deux modules successifs, un premier destiné à la préparation d'une phase solide à base de DCP et un deuxième destiné à la production d'acide phosphorique au départ de cette phase solide à base de DCP. Puisqu'il n'y a pas de flux de matière reliant les deux modules, il n'est pas absolument nécessaire que les étapes effectuées dans le deuxième module suivent immédiatement celles réalisées dans le premier module. On peut donc concevoir par exemple un séchage de la phase solide à base de DCP obtenue après la précipitation et la séparation du DCP, un stockage de cette phase solide séchée et même un transport de celle-ci à un site différent de celui où sont effectuées les étapes du premier module.
La présente invention peut donc couvrir un procédé dans lequel au moins une partie du DCP obtenu par précipitation est utilisée à d'autres fins que celle de servir de matière de base dans le deuxième module. On peut par exemple envisager la mise en oeuvre de ce sel d'acide phosphorique dans le domaine des engrais ou de l'alimentation du bétail.
La présente invention couvre les étapes prévues dans chacun des modules séparément. Par conséquent, la présente invention concerne également un procédé de préparation de sel d'acide phosphorique.
On connaît déjà un procédé de préparation de DCP, comprenant
- au moins une attaque de minerai de phosphate par une solution aqueuse d'acide chlorhydrique, avec formation d'une liqueur d'attaque,
- une première séparation, dans la liqueur d'attaque, entre une phase solide insoluble et une phase aqueuse,
- une neutralisation de ladite phase aqueuse séparée par addition d'un composé de calcium pour former avec des ions phosphate contenus dans cette phase aqueuse un phosphate de calcium insoluble dans l'eau, qui précipite, et
- une deuxième séparation, dans ladite phase aqueuse neutralisée, entre une phase liquide et une phase solide précipitée à base dudit phosphate de calcium insoluble dans l'eau (v. US-A-3.988.420 déjà cité). Ce procédé est en fait un procédé où la phase aqueuse séparée de la liqueur d'attaque est la plus pauvre possible en ions phosphate, ceux-ci pouvant être, simultanément à la production d'acide phosphorique, récupérés sous la forme de DCP. On connaît également un procédé de préparation de DCP par une attaque du minerai à l'aide d'une solution concentrée d'acide chlorhydrique (35 %) avec tous les inconvénients déjà cités précédemment (v. SU-A-1470663).
Suivant l'invention, on prévoit, à la différence du procédé décrit ci- dessus à propos du US-A-3.988.420, que l'attaque du minerai de phosphate comprend une dissolution du phosphate du minerai, la liqueur d'attaque contenant ce phosphate sous forme d'ions phosphate, et en ce que la phase solide séparée de la liqueur d'attaque contient des impuretés et la phase aqueuse séparée de la liqueur d'attaque contient lesdits ions phosphate de celle-ci, des ions chlorure et des ions calcium, cette phase aqueuse étant soumise auxdites étapes de neutralisation et de deuxième séparation.
L'invention est également relative à un procédé de production d'acide phosphorique, comprenant - une solubilisation d'une phase solide à base d'un phosphate de calcium insoluble dans l'eau dans une solution aqueuse d'acide chlorhydrique, avec formation d'une solution aqueuse solubilisée contenant des ions phosphate, des ions chlorure et des ions calcium,
- une extraction de la solution aqueuse solubilisée par un agent d'extraction organique, pour former une phase aqueuse d'extraction comportant des ions chlorure et des ions calcium et une phase organique d'extraction contenant de l'acide phosphorique, et
- une réextraction de la phase organique d'extraction par un agent de réextraction aqueux, pour isoler une phase aqueuse de réextraction contenant des ions phosphate, ainsi que, éventuellement, - une concentration de la phase aqueuse de réextraction pour former une solution aqueuse d'acide phosphorique pur.
L'invention couvre donc également une production d'acide phosphorique à partir de DCP solide mis sur le marché, et éventuellement fabriqué par n'importe quel procédé.
D'autres modes de réalisation des procédés suivant l'invention sont indiqués dans les revendications données ci-après.
D'autres détails et particularités de l'invention ressortiront de la description donnée ci-après à titre non limitatif de modes de réalisation du procédé suivant l'invention, avec référence aux dessins annexés.
La figure 1 représente, sous la forme d'un schéma d'écoulement, un module d'épuration et d'enrichissement du minerai utilisable dans un mode de réalisation du procédé suivant l'invention.
La figure 2 représente, sous la forme d'un schéma d'écoulement, un module de production d'acide phosphorique utilisable dans un mode de réalisation du procédé suivant l'invention.
Ainsi qu'il est illustré sur la figure 1, le minerai de phosphate extrait est alimenté en 1 dans une cuve de digestion 2 où il est soumis à l'attaque d'une solution d'acide chlorhydrique de l'ordre de 5 % en poids, amenée dans cette cuve par un conduit 3. Par minerai de phosphate tel qu'extrait, on entend qu'il n'est soumis ni à une calcination, ni à un broyage fin, en particulier dans les mines où le minerai extrait se présente sous forme poudreuse. S'il s'agit de minerai d'origine volcanique, un simple concassage peut être prévu à une taille de grains de l'ordre de 150 à 500 μm.
Dans la cuve de digestion 2, la dissolution de phosphate de calcium est rapide et intense, sous la forme de H3PO et de MCP soluble. Le liquide trouble obtenu est envoyé par le conduit 4 à un dispositif de séparation 5, par exemple un filtre-presse où les solides non dissous sont séparés en 6, après addition avantageuse d'un adjuvant de filtration approprié, connu en soi, et éliminés.
La phase liquide issue de la séparation contient sous forme dissoute de l'acide phosphorique, du phosphate monocalcique MCP, du chlorure de calcium et quelques impuretés résiduelles. Le rendement de l'attaque est supérieur à 80 %, de préférence à 90 % et très avantageusement à 95 % en poids, exprimé en P2O5, et la température est la température ambiante.
La phase liquide séparée à partir de liqueur d'attaque est alors transférée par le conduit 7 dans une cuve de neutralisation 8, où l'on précipite le phosphate dicalcique DCP par introduction dans la phase liquide, en 9, de dérivés de calcium qui augmentent le pH, comme du carbonate de calcium ou du lait de chaux.
Pour séparer le précipité, on peut par exemple évacuer en 10 la phase liquide neutralisée et la faire passer sur un filtre à bande 11 où l'on sépare la matière solide, c'est-à-dire un gâteau humide de DCP 12, contenant approximativement 40-50 % en poids de P2O5, analysé sur produit sec, 25-28 % de Ca et d'éventuelles traces d'impuretés. Le filtrat est évacué en 13. Il consiste en une solution aqueuse de CaC , aisément éliminable, car peu polluante, et même facilement revalorisable. Le chlorure de calcium peut être utilisé par exemple comme produit antigel sur les chaussées.
On peut aussi prévoir de diriger, par un conduit 41 , cette solution aqueuse de CaCI2 très pure vers un réacteur 42 qui est alimenté par le conduit 43 en une solution aqueuse d'acide sulfurique. Dans ce réacteur, agité à une température d'environ 60°C, pendant une heure, il se forme du sulfate de calcium insoluble, qui précipite sous une forme très pure. Par le conduit 44, la liqueur résultant de l'attaque sulfurique est soumise à une étape de séparation, par exemple par filtration en 45. La phase solide formée du sulfate de calcium est évacuée en 46 et la phase liquide formée d'une solution aqueuse de HCI très pure est renvoyée, par le conduit 47, au conduit d'alimentation en acide chlorhydrique dilué 3.
Comme l'acide sulfurique est plus fréquent et plus disponible en grandes quantités que l'acide chlorhydrique, ce recyclage permet d'améliorer encore le rendement de l'attaque chlorhydrique et même de prévoir celle-ci en des endroits où le HCI est difficile à se procurer.
Dans le module illustré sur la figure 2, on va alors pouvoir produire de l'acide phosphorique pur par une extraction liquide-liquide. Dans ce but, le sel de DCP, par exemple obtenu sous la forme du gâteau de filtration en 12 au niveau du filtre à bande 11, est amené en 14 dans une cuve de solubilisation 15 où il est solubilisé par une nouvelle attaque à l'acide chlorhydrique introduit en 16. Cependant, cette étape est effectuée cette fois avec une solution plus concentrée d'HCI, par exemple de 15 à 20 % en poids. Cette solubilisation permet l'obtention d'une solution aqueuse contenant de l'acide phosphorique mélangé à CaC , un sel soluble de chlorure de calcium. Cette solution est concentrée en P2O5, de l'ordre de 10 à 12 % en poids, ce qui va permettre d'améliorer positivement les transferts au niveau des opérations d'extraction liquide-liquide ultérieures et va donner lieu à des solutions concentrées en acide phosphorique lors de la réextraction.
L'élimination des matières insolubles a eu lieu lors de l'attaque dans la cuve 2, ce qui permet d'éviter dans l'extraction liquide-liquide les problèmes de formation d'émulsions lors des traitements de la phase aqueuse par un solvant organique. L'utilisation de DCP épuré et enrichi en P2O5 pour la préparation de la phase aqueuse de départ de l'extraction permet ainsi plus de flexibilité dans le choix du minerai et diminue le nombre d'étages d'extraction à prévoir.
La phase aqueuse solubilisée est alors envoyée par le conduit 38 dans une colonne d'extraction 17, dans laquelle est alimenté en contre- courant, par le conduit 18, un solvant organique, par exemple du n- butanol, à titre d'agent d'extraction. Le solvant organique extrait sélectivement le P2O5 de la phase aqueuse et l'entraîne par le conduit 39 vers une colonne de lavage 19, puis par le conduit 20, dans une colonne de réextraction 21. Dans la colonne de réextraction 21, la phase organique est mise en contact avec de l'eau alimentée en contre-courant par l'intermédiaire du conduit 22. L'eau extrait le P205 de la phase organique. La phase aqueuse obtenue sort de la colonne 21 par le conduit 23 et est distribuée en partie vers un dispositif de concentration 24, par le conduit 25, et en partie vers la colonne de lavage 19, par le conduit 26. Là, la phase aqueuse contenant du P2O5 sert au lavage à contre-courant de la phase organique, pour l'élimination de la charge en chlorure et des dernières impuretés, non éliminées dans le module illustré sur la figure 1 , puis elle est transférée à nouveau dans la cuve de solubilisation 15, par l'intermédiaire du conduit 27.
La phase organique provenant de la réextraction est recyclée par le conduit 28 vers la colonne d'extraction 17.
Le dispositif de concentration 24 peut être une installation courante d'évaporation à triple effet, qui vaporise successivement les traces de solvant, qui sont recyclées à la colonne d'extraction 17 par le conduit 29, le HCI encore contenu en solution, qui est recyclé au conduit d'amenée 16 de la solubilisation du DCP par le conduit 30, et une grande partie d'eau, en 31. De l'acide phosphorique est récolté sous la forme d'une solution épurée, concentrée, par le conduit 33. La phase aqueuse issue de la colonne d'extraction 17 est alors transférée par le conduit 34 vers une colonne d'entraînement à la vapeur 35. De la vapeur d'eau est introduite en 36 dans cette colonne et elle entraîne la charge de solvant organique présente dans la phase aqueuse. Le solvant organique entraîné à la vapeur est recyclé dans la colonne d'extraction 17 par le conduit 37. La solution aqueuse de CaC , qui peut éventuellement encore être traitée pour en éliminer quelques impuretés en métaux lourds, peut à son tour être évacuée, en 40.
Comme on peut le constater, seule une partie du CaCI2 issu de l'introduction de HCI dans le déroulement du procédé doit être traitée par un entraînement à la vapeur, ce qui réduit fort le coût en énergie, par rapport aux procédés qui réalisent une extraction liquide-liquide directement sur la phase liquide séparée de la liqueur issue de l'attaque chlorhydrique.
L'invention va à présent être décrite de manière plus détaillée à l'aide d'exemples de réalisation, donnés à titre non limitatifs.
Exemple 1
Du minerai de phosphate d'origine marocaine est alimenté à un débit de 15 kg/h dans un réacteur agité, pour être attaqué là par une solution d'acide chlorhydrique à 5 % en poids. Le débit d'alimentation de la solution de HCI est de 141 l/h, ce qui donne un rapport HCI/Ca = 0,7.
Le temps de séjour dans le réacteur d'attaque est de 30 minutes. La liqueur d'attaque non visqueuse est alors transférée dans un filtre- presse après passage intermédiaire par un bac tampon (temps de séjour dans celui-ci d'environ 1 h). La température reste ambiante. Les matières insolubles sont séparées dans le filtre-presse.
La solution sortant du filtre-presse est acheminée à un débit de
188 l/h vers deux réacteurs de neutralisation disposés en série. Du carbonate de calcium est alimenté là à un débit de 5,8 kg/h, ce qui donne un rapport molaire de Ca/P=1. Le temps de séjour est 100 minutes sur l'ensemble des deux réacteurs.
Après réaction et formation de DCP, on ajoute à la pulpe au niveau du deuxième réacteur de neutralisation une petite quantité de lait de chaux pour épuiser la charge de phosphate. La concentration du lait de chaux est de 245 g de Ca(OH)2/kg et le débit d'alimentation dans le deuxième réacteur est de 3 l/h.
La pulpe neutralisée est alors dirigée vers un filtre à bande. Le gâteau obtenu est principalement constitué de DCP. L'addition de Ca(OH)2 est calculée pour obtenir dans la pulpe un rapport molaire Ca/P=0,2. Le pH dans les eaux mères filtrées se situe à environ 5 et la quantité de phosphate résiduelle y est inférieure à 1 g/kg.
Exemple 2 On reprend les conditions de l'Exemple 1 , mais dans les réacteurs de neutralisation, on ajoute uniquement du carbonate de calcium à un débit de 7,1 kg/h, ce qui donne un rapport molaire de Ca/P = 1 ,2
Le tableau ci-dessous illustre la composition des différents produits obtenus au cours d'un processus tel qu'appliqué dans l'exemple 1.
Tableau
Figure imgf000017_0001
Tableau (suite)
Figure imgf000017_0002
Exemple 3a
Dans un réacteur agité de 2 I on mélange d'une manière continue une solution de CaCI2 contenant 15 % de CaCI2, telle qu'obtenue comme eaux mères filtrées à la fin de l'exemple 1, à un débit de 4 kg/h avec de l'acide sulfurique concentré à 96 %. Le débit d'alimentation de l'acide sulfurique est de 0,54 kg/h.
Le temps de séjour dans le réacteur est de 30 min.
La pulpe formée après apparition des cristaux de gypse est alors transférée dans un filtre Buchner. La température de la réaction est de 40°C. La solution sort du filtre à un débit de 3,36 kg/h et contient principalement de l'acide chlorhydrique (10 % HCI). Elle est recyclée au niveau du réacteur d'attaque du minerai pour un nouveau cycle. Le gâteau de gypse (débit de 1 ,18 kg/h à 30 % d'humidité) est lavé, puis évacué. Les eaux de lavage sont recyclées avec le filtrat. Le gâteau obtenu est principalement du sulfate de calcium dihydraté.
L'addition de l'acide sulfurique est calculée pour obtenir dans la pulpe un rapport molaire de Ca/H2SO4 = 1.
Analyse de la solution d'acide chlorhydrique récupérée : SO4 = : 16544 ppm Ca++ : 3749 ppm
Cl" : 99507 ppm
Exemple 3b Dans un réacteur agité de 2 I, on mélange d'une manière continue une solution de CaCI2 contenant 15 % de CaCI2 à un débit de 4 kg/h avec de l'acide sulfurique concentré à 96 %. Le débit d'alimentation de l'acide sulfurique est de 0,48 kg/h.
Le temps de séjour dans le réacteur est de 30 min. La pulpe formée après apparition des cristaux de gypse est alors transférée dans un filtre Buchner. La température de la réaction est de 40°C. La solution sortant du filtre à un débit de 3,41 kg/h et contenant principalement de l'acide chlorhydrique (10 % HCI) est recyclée au niveau du réacteur d'attaque du minerai pour un nouveau cycle. Le gâteau de gypse (débit de 1 ,062 kg/h à 30 % d'humidité) est lavé, puis évacué. Les eaux de lavage sont recyclées avec le filtrat. Le gâteau obtenu est principalement du sulfate de calcium dihydraté.
L'addition de l'acide sulfurique est calculée pour obtenir dans la pulpe un rapport molaire de Ca/H2SO4 = 0,9.
Analyse de la solution d'acide chlorhydrique récupérée :
SO4 = 11045 ppm Ca i 6978 ppm cr 101846 ppm
Exemple 4
On laisse digérer du DCP obtenu par le procédé de l'exemple 1 par une solution d'acide chlorhydrique à 20 %. La liqueur de dissolution présente l'analyse suivante : 20 % H3PO4, 10 % HCI, 10 % CaCI2. Cette liqueur est mise en contact, à contre-courant, avec un solvant organique, du n-butanol, dans une colonne à un débit de 100 l/h de phase aqueuse et avec un rapport volumique 0/A (phase organique/phase aqueuse) = 2.
L'acide phosphorique et l'acide chlorhydrique passent dans le solvant tandis que la plus grande partie du chlorure de calcium et des impuretés restent dans la phase aqueuse (rendement d'extraction de P2Os de
80 %). Le solvant organique chargé de HCI et de H3PO4 (analyse : 10 %
H3PO4, 2,5 % HCI, 0,8 % CaCI2) est mis en contact dans un extracteur à trois étages avec une fraction de la solution aqueuse d'acide phosphorique obtenue au cours de la phase ci-après (analyse : 30 %
H3PO4) et ceci avec un rapport volumique 0/A = 6. Cette opération élimine de la solution organique le chlorure de calcium et les impuretés entraînées lors d'extraction liquide-liquide, ce qui permet d'atteindre de grandes puretés. La solution de lavage est alors recyclée en tête de l'extraction par solvant organique. Le rendement d'élimination du calcium à partir de la phase organique est très élevé : >99 %.
La solution organique est lavée à contre-courant par de l'eau dans une colonne à plusieurs plateaux. L'eau extrait l'acide phosphorique et l'acide chlorhydrique de la phase organique. Le solvant organique, débarrassé des acides, peut être recyclé au niveau de l'étape d'extraction. D'autre part, la solution d'acide phosphorique passe à une étape de concentration.
Rendement de l'opération : 80 % de ré-extraction de P2O5. Toutes ces opérations se déroulent à la température ambiante.
La solution d'acide phosphorique diluée, récupérée, est traitée par évaporation pour concentrer la solution et pour éliminer les traces encore présentes de HCI et de solvant, par distillation.
Il doit être entendu que la présente invention n'est en aucune façon limitée aux modes de réalisation décrits ci-dessus et que bien des modifications peuvent y être apportées sans sortir du cadre des revendications annexées.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé de production d'acide phosphorique comprenant
- au moins une attaque de minerai de phosphate par une première solution aqueuse d'acide chlorhydrique, avec formation d'une liqueur d'attaque,
- une première séparation, dans la liqueur d'attaque, entre une phase solide insoluble contenant des impuretés et une phase aqueuse séparée comportant en solution des ions phosphate, des ions chlorure et des ions calcium,
- une extraction d'une solution aqueuse contenant des ions phosphate, des ions chlorure et des ions calcium par un agent d'extraction organique, pour former une phase aqueuse d'extraction comportant des ions chlorure et des ions calcium et une phase organique d'extraction contenant de l'acide phosphorique, et
- une réextraction de la phase organique d'extraction par un agent de réextraction aqueux, pour isoler une phase aqueuse de réextraction contenant des ions phosphate, ainsi que, éventuellement,
- une concentration de la phase aqueuse de réextraction pour former une solution aqueuse d'acide phosphorique pur, caractérisé en ce qu'il comprend en outre
- une neutralisation de ladite phase aqueuse séparée de la liqueur d'attaque par addition d'un composé de calcium pour former avec lesdits ions phosphate un phosphate de calcium insoluble dans l'eau, qui précipite,
- une deuxième séparation, dans ladite phase aqueuse neutralisée, entre une phase aqueuse comportant en solution des ions calcium et des ions chlorure et une phase solide précipitée à base dudit phosphate de calcium insoluble dans l'eau, et - une solubilisation d'au moins une partie de ladite phase solide précipitée, séparée, dans une deuxième solution aqueuse d'acide chlorhydrique, avec formation de ladite solution aqueuse contenant des ions phosphate, des ions chlorure et des ions calcium à extraire par un agent d'extraction organique.
2. Procédé suivant la revendication 1 , caractérisé en ce que ladite première solution aqueuse d'acide chlorhydrique présente une concentration de HCI au maximum égale à 10 % en poids, avantageusement de 3 à 6 %, de préférence de 3 à 5 %. 3. Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, dans la liqueur d'attaque, le rapport molaire entre HCI et Ca est compris entre 0,6 et 1 ,
3.
4. Procédé suivant l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que l'étape d'attaque est effectuée à la température ambiante.
5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à
4, caractérisé en ce que le composé de calcium de l'étape de neutralisation est choisi parmi le groupe constitué de l'hydroxyde de calcium, de l'oxyde de calcium et des sels de calcium solubles dans l'eau, comme du carbonate de calcium, et en ce que le phosphate de calcium insoluble dans l'eau est du monohydrogénophosphate de calcium (DCP).
6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à
5, caractérisé en ce que ladite phase solide précipitée, séparée, à base dudit phosphate de calcium insoluble, présente une concentration de 40 à 50 % en poids de P2O5, et de 25 à 28 % de Ca.
7. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que ladite deuxième solution aqueuse d'acide chlorhydrique présente une concentration en HCI supérieure à celle de ladite première solution aqueuse d'acide chlorhydrique, de préférence de 15 à au maximum 20 % en poids.
8. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à
7, caractérisé en ce que ladite solution aqueuse solubilisée, à extraire, présente une concentration en P2O5 de 8 à 15 % en poids, de préférence de 10 à 13 %.
9. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à
8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, après ladite extraction, un lavage de la phase organique extraite par une fraction de la phase aqueuse de réextraction, pour éliminer de la phase organique extraite une charge d'acide chlorhydrique et de chlorure de calcium entraînée par elle et d'éventuelles impuretés encore présentes.
10. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un entraînement à la vapeur de traces d'agent d'extraction organique à partir de la phase aqueuse d'extraction contenant des ions chlore et des ions calcium.
11. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 9 et 10, caractérisé en ce que la phase aqueuse de réextraction contenant des ions phosphate présente une concentration en P2O5 de 15 à 25 % en poids.
12. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 11 , caractérisé en ce que le minerai de phosphate présente une taille de grains grossière, de préférence sensiblement comprise entre 150 et 500 μm, et une teneur en P2O5 de 15 % à 38 % en poids.
13. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un traitement de ladite phase aqueuse issue de la deuxième séparation, contenant en solution des ions calcium et des ions chlorure, par une solution aqueuse d'acide sulfurique avec formation de sulfate de calcium insoluble, qui précipite, et d'une phase aqueuse à base d'acide chlorhydrique, un isolement du précipité de sulfate de calcium et un recyclage au moins partiel de la phase aqueuse à base d'acide chlorhydrique pour former ladite première et/ou deuxième solution aqueuse d'acide chlorhydrique.
14. Procédé de préparation de sel d'acide phosphorique, comprenant
- au moins une attaque de minerai de phosphate par une solution aqueuse d'acide chlorhydrique, avec formation d'une liqueur d'attaque,
- une première séparation, dans la liqueur d'attaque, entre une phase solide insoluble et une phase aqueuse,
- une neutralisation de ladite phase aqueuse séparée par addition d'un composé de calcium pour former avec des ions phosphate contenus dans cette phase aqueuse un phosphate de calcium insoluble dans l'eau, qui précipite, et - une deuxième séparation, dans ladite phase aqueuse neutralisée, entre une phase liquide et une phase solide précipitée à base dudit phosphate de calcium insoluble dans l'eau, caractérisé en ce que l'attaque du minerai de phosphate comprend une dissolution du phosphate du minerai, la liqueur d'attaque contenant ce phosphate sous forme d'ions phosphate, et en ce que la phase solide séparée de la liqueur d'attaque contient des impuretés et la phase aqueuse séparée de la liqueur d'attaque contient lesdits ions phosphate de celle-ci, des ions chlorure et des ions calcium, cette phase aqueuse étant soumise auxdites étapes de neutralisation et de deuxième séparation.
15. Procédé suivant la revendication 14, caractérisé en ce que ladite solution aqueuse d'acide chlorhydrique présente une concentration en HCI au maximum égale à 10 % en poids, avantageusement de 3 à 6 %, de préférence de 3 à 5 %.
16. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 14 et 15, caractérisé en ce que, dans ladite liqueur d'attaque, le rapport molaire entre HCI et Ca est compris entre 0,6 et 0,13.
17. Procédé suivant l'une ou l'autre des revendications 14 à 16, caractérisé en ce que l'étape d'attaque est effectuée à la température ambiante.
18. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 14 à 17, caractérisé en ce que le composé de calcium de l'étape de neutralisation est choisi parmi le groupe constitué de l'hydroxyde de calcium, de l'oxyde de calcium et des sels de calcium solubles dans l'eau, comme du carbonate de calcium, et en ce que le phosphate de calcium insoluble dans l'eau est du monohydrogénophosphate de calcium (DCP).
19. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 14 à 18, caractérisé en ce que ladite phase solide précipitée, séparée, à base dudit phosphate de calcium insoluble dans l'eau présente une concentration de 40 à 50 % en poids de P2O5 et de 25 à 28 % de Ca.
20. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 14 à 19, caractérisé en ce qu'il comprend en outre un traitement de ladite phase liquide issue de la deuxième séparation et contenant en solution des ions calcium et des ions chlorure, par une solution aqueuse d'acide sulfurique avec formation de sulfate de calcium insoluble, qui précipite, et d'une phase aqueuse à base d'acide chlorhydrique, un isolement du précipité de sulfate de calcium et un recyclage au moins partiel de la phase aqueuse à base d'acide chlorhydrique pour former ladite solution aqueuse d'acide chlorhydrique.
21. Procédé de production d'acide phosphorique, comprenant
- une solubilisation d'une phase solide à base d'un phosphate de calcium insoluble dans l'eau dans une solution aqueuse d'acide chlorhydrique, avec formation d'une solution aqueuse solubilisée contenant des ions phosphate, des ions chlorure et des ions calcium,
- une extraction de la solution aqueuse solubilisée par un agent d'extraction organique, pour former une phase aqueuse d'extraction comportant des ions chlorure et des ions calcium et une phase organique d'extraction contenant de l'acide phosphorique, et
- une réextraction de la phase organique d'extraction par un agent de réextraction aqueux, pour isoler une phase aqueuse de réextraction contenant des ions phosphate, ainsi que, éventuellement, - une concentration de la phase aqueuse de réextraction pour former une solution aqueuse d'acide phosphorique pur.
22. Procédé suivant la revendication 21 , caractérisé en ce que la solution aqueuse d'acide chlorhydrique présente une concentration en HCI de 15 à au maximum 20 % en poids.
23. Procédé suivant l'une des revendications 21 et 22, caractérisé en ce que ladite solution aqueuse solubilisée, à extraire, présente une concentration en P2Os de 8 à 15 % en poids, de préférence de 10 à 13 %.
24. Procédé suivant l'une des revendications 21 à 23, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, après ladite extraction, un lavage de la phase organique d'extraction par une fraction de la phase aqueuse de réextraction, pour éliminer de la phase organique d'extraction une charge d'acide chlorhydrique et de chlorure de calcium entraînée par elle et d'éventuelles impuretés encore présentes.
25. Procédé suivant la revendication 24, caractérisé en ce que la phase aqueuse de réextraction présente une concentration en P2O5 de 15 à 25 % en poids.
26. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 21 à 25, caractérisé en ce que la phase solide à base de phosphate de calcium insoluble dans l'eau est obtenue par un procédé suivant l'une quelconque des revendications 14 à 20.
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