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Procédé perfectionné pour la lixiviation de phosphate brut. il est connu'de produire des phosphates alcalins ou des en- grais mixtes exempts de chaux et contenant de l'azote, de l'acide phosphorique et éventuellement de la potasse, en lixiviant du phos- phate brut au moyen d'un acide approprié et en séparant la chaux du phosphate brut à l'état de sulfate de calcium. A cet effet, on utilise soit de l'acide sulfurique avec ou sans coopération de sulfate alcalin, soit un autre acide dont le sel de calcium est soluble, avec la coopération de sulfate alcalin, comme précipitant pour la chaux. Le sulfate alcalin, de préférence du sulfate d'am- monium, du sulfate de potassium ou du bisulfate de potassium, peut alors être employé lors de la lixiviation même ou bien être ajouté à la solution obtenue par lixiviation au moyen d'un acide seulement.
Il est connu également de produire des engrais mixtes conte- nant des phosphates solubles, en lixiviant du phosphate brut au moyen d'acide sulfurique et en neutralisant au moyen d'ammoniaque @
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la solution d'acide phosphorique séparée du sulfate de calcium précipité, et d'ajouter du chlorure de potassium ou du nitrate d'ammonium, ou ces deux sels à la solution de phosphate d'ammonium obtenue, après quoi la solution est évaporée.
Il a en outre été proposé d'utiliser le sulfate de calcium précipité dans l'opération pour produire du sulfate d'ammonium par sa transformation au moyen d'ammoniaque et d'acide carbonique, après quoi la solution de sulfate d'ammonium ainsi obtenue est in- troduite dans le procédé comme liquide de lavage pour laver le sul- fate de calcium précipité du phosphate brut, et ensuite le liquide de lavage est employé comme précipitant pendant ou après la lixi- viation de nouvelles quantités de phosphate brut.
un inconvénient de ce procédé consiste en ce que le sulfate de calcium est généralement précipité dans un état difficile à séparer de la solution si la solution n'est pas très fortement diluée, par le fait que le sulfate de calcium précipité et la so- lution forment ensemble une masse luide relativement épaisse qui, même après repos pendant une longue période, n'a pas de tendance appréciable à se séparer en une couche de liquide exempte de ma- tière solide et en un sédiment contenant les matières solides.
Il est par conséquent pratiquement impossible d'extraire par lavage la solution formée par la lixiviation, par exemple dans une instal- lation dite de Dorr, et en conséquence l'utilisation pratique de ce procédé a été limitée au traitement de matières brutes spéciales qui donnent un sulfate de calcium plus facile à séparer, ou bien on a dû effectuer l'opération avec des solutions fortement diluées qui nécessitent un travail d'évaporation subséquent coûteux pour la récupération des sels contenus dans la solution à l'état solide.
Le même inconvénient se retrouve également lors de la produc- tion d'acide phosphorique par lixiviation de phosphate brut au moyen d'acide sulfurique, et dans ce cas on a employé généralement jusque présent un acide sulfurique fortement dilué, pour rendre possible au moyen d'une filtration la séparation de la solution d'acide phosphorique produite du sulfate de calcium précipité et @
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alors un travail d'évaporation coûteux a été nécessaire pour por- ter l'acide phosphorique à la concentration requise pour les em- plois industriels.
Le but de la présente invention est d'écarter cet inconvé- nient en séparant ie sulfate de calcium, quelle que soit la natu- re du phosphate brut, sous une forme cristalline qui n'a pas la nature volumineuse généralement caractéristique du sulfate de calcium précipité, mais possède une structure plus granulée et qui est par conséquent facilement séparée de la solution et pré- cipitée sous la forme d'un sédiment compact lorsqu'on laisse re- poser la solution avec le sulfate de calcium précipité, ce qui rend possible la production de solution relativement concentrée déjà lors de la lixiviation. Cet effet est obtenu par le fait qu'on soumet le sulfate de calcium dans la solution à une tempé- rature d'au moins 80 C et de préférence à des températures supé- rieures à 80 C allant jusqu'au point d'ébullition de la solution produite.
Lorsque la lixiviation est faite pour produire des phos- phates solubles ou des mélanges de ces sels avec d'autres sels so- lubles, une addition de sels alcalins à la solution est de préfé- rence employée en même temps que la température indiquée, vu qu'on a constaté qu'une semblable addition exerce une influence favora- ble sur la séparation du sulfate de calcium sous une forme se dé- posant facilement.
Cette température élevée peut être employée soit lors de la lixiviation même du phosphate brut, soit lors de la réalisation de la réaction de précipitation, si la chaux du phosphate brut est d'abord dissoute et ensuite précipitée à l'état de sulfate de cal- cium, un sel alcalin étant présent si on le désire, dans la solu- tion dans les deux cas. La chaux peut aussi être d'abord précipi- tée pendant ou après la lixiviation à l'état de sulfate de calcium sous la forme volumineuse usuelle, et la solution peut ensuite être chauffée à la température en question avec le sulfate de calcium, si on le désire en présence d'un sel alcalin, le sulfate de calcium
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étant ainsi amené dans un état tel qu'il se dépose facilement.
Si la solution ainsi formée de l'une ou de l'autre manière est transportée avec le sulfate de calcium dans un récipient de sé- paration, le sulfate de calcium se précipite rapidement en lais- sant la plus grande partie de la solution sous la forme d'un li- quide clair au-dessus du sédiment de sulfate de calcium, cette solution pouvant être aisément décantée. La boue de sulfate de calcium se trouvant dans la partie inférieure du récipient de séparation ne durcit pas et peut aisément être pompée de sorte qu'elle peut être facilement lavée dans une installation de Dorr.
Comme acide de lixiviation, il est préférable d'employer l'acide sulfurique, l'acide nitrique ou l'acide chlorhydrique ou des mélanges de ces acides. Le sel alcalin présent lors de la précipitation du sulfate de calcium ou lors de sa transformation pour.l'amener dans un état sous lequel il se dépose facilement peut être de n'importe quelle nature. On emploie de préférence des sels d'ammonium et de potassium, comme par exemple des phos- phates, des sulfates, des nitrates ou des chlorures d'ammonium ou de potassium qui sont ajoutés comme tels ou sont formés à par- tir d'acides présents et d'autres sels alcalins ajoutés pendant l'opération.
Par l'emploi de sulfate d'ammonium comme précipitant pour la chaux ou une partie de celle-ci, on peut produire une solu- tion assez concentrée de ce sulfate dans l'eau vu que le.sulfate d'ammonium est facilement soluble dans l'eau. Les meilleurs ré- sultats sont alors généralement obtenus par le fait qu'on mélange d'abord le phosphate brut finement pulvérisé à la solution de sul- fate d'ammonium, si on le désire avec une petite quantité d'acide, et qu'on ajoute ensuite la partie principale de la quantité d'acide nécessaire pour la lixiviation tout en réglant la température comme on l'a mentionné ci-dessus pour provoquer la séparation du sulfate de calcium dans un état dans lequel il se dépose facile- ment.
La solution de sulfate d'ammonium produite est avantageu-
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sement employée d'abord pour laver du sulfate de calcium anté- rieurement précipité, opération au cours de laquelle elle ab- sorbe des sels d'ammonium et de l'acide libre adhérant à ce sul- fate de calcium.
Lorsqu'on emploie comme précipitant du sulfate de potas- sium, des solutions aqueuses de ce sel ne peuvent pas être em- ployées avantageusement vu que ce sulfate est relativement diffi- cile à dissoudre dans l'eau et qu'on obtiendrait par conséquent des solutions trop diluées. A la place de ceci l'opération est effectuée de telle manière que le sulfate de potassium est dissous- dans l'acide destiné à être employé pour la lixiviation ou dans celui-ci, l'acide étant dilué, si on le désire, à un certain de- gré, au moyen d'eau. Le sulfate de potassium peut de cette ma- nière être dissous en quantité voulue et l'on évite cependant une dilution non désirable. La solution acide ainsi produite est alors utilisée pour la lixiviation du phosphate brut et la sépa- ration du sulfate de calcium comme on l'à décrit ci-dessus.
Lorsque le liquide de lixiviation contient de l'acide sul- furique libre, d'autres sels alcalins tels que des nitrates ou des chlorures peuvent être employés à la place du sulfate alcalin, ces autres sels alcalins coopérant, par leur présence dans la so- lution, à la séparation du sulfate de calcium dans un état dans lequel il se dépose facilement. On emploie de préférence dans ce but du nitrate d'ammonium et du chlorure de potassium. Ces sels ont été employés, comme on l'a mentionné plus haut, comme addi- tions à la solution de phosphate d'ammonium produite par lixivia- tion de phosphate brut mais n'étaient s alors ajouté avant la séparation du sulfate de calcium.
Suivant la présente invention, ces sels sont utilisés pour faciliter la séparation du sulfate de calcium dans un état permettant le dépôt facile par le fait qu'ils sont ajoutés à la solution déjà avant la séparation du sulfate de calcium et dans les conditions de température mentionnées ci,-dessus..
Le nitrate d'ammonium ou le chlorure de potassium, ou ces deux
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sels à la fois, peuvent être employés pour cette addition.
Exemple 1. 410 gr. d'une solution contenant 104 gr. de sulfate d'ammonium, 43 gr. de nitrate d'ammonium, 12 gr. de phos- phate d'ammonium et 6 gr. d'acide phosphorique, cette solution correspondant en composition à la composition du liquide de la- vage obtenu en fonctionnement continu lors du lavage de la boue de sulfate de calcium précipité avec une solution de sulfate d' ammonium, ont été chauffés à 90-95 C, après quoi 100 gr, de phosphate brut sec ont été ajoutés avec agitation et ensuite, en petites parties, 160 gr. d'acide nitrique à 50%, la tempéra- ture étant maintenue à environ 95 C pendant toute l'opération.
Après 2 heures de lixiviation, la solution avec les produits so- lides y contenus qui formaient ensemble une boue facilement fluide ont été transférés dans un cylindre de mesure. Après environ 50 minutes les produits solides consistant sensiblement en sul- fate de calcium s'étaient déposés et une couche de liquide clair représentant environ 70% du volume total s'était formée au-dessus du sédiment. Après décantation du liquide clair, la boue déposée a pu aisément être déversée du cylindre et être lavée avec une solution de sulfate d'ammonium ou avec de l'eau sans qu'on per- goive aucune tendance du sulfate de calcium à durcir.
Exemple 2. A 295 gr. d'eau on ajoute 54 gr. de nitrate de potassium, 15 gr. de monophosphate de potassium et 6 gr. d'acide phosphorique et l'on obtient ainsi une solution correspondant, en composition, à celle du liquide de lavage qui est obtenu lors du lavage de la boue de sulfate¯de calcium précipité au moyen d'eau au cours d'une opération continue, avec de l'acide nitrique comme acide de lixiviation et du sulfate de potassium comme précipitant.
137 gr. de sulfate de potassium et 160 gr. d'acide nitrique à 50% sont ajoutés à la solution. Le mélange est chauffé, le sulfate de potassium se dissolvant alors aisément. La température du mélange ayant été portée à 90 C, 100 gr. de phosphate brut sec sont ajoutés par petites parties. Après l'addition de la totali- té du phosphate brut, là lixiviation est continuée pendant trois
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heures à une température d'environ 95 C, après quoi tous les pro- duits de la lixiviation sont transportés dans un cylindre de me- sure. Après environ 50 minutes, les produits solides se sont déposés et au-dessus d'eux il s'est formé une couche de liquide clair représentant environ 70% du volume total.
Après décanta- tion de la solution claire, la boue de sulfate de calcium res- tante a pu aisément être lavée au moyen d'eau.
Résumé.
L'invention concerne:
1.- Un procédé de lixiviation de phosphate brut avec sépa- ration de la chaux du phosphate brut à l'état de sulfate de cal- cium, caractérisé en ce que par l'emploi d'une température d'au moins 80 C, le sulfate de calcium est amené sous une forme cris- talline permettant au sulfate de calcium d'être séparé, par dé- pôt, de la solution obtenue dans l'opération de lixiviation.
2.- Un procédé selon 1, caractérisé en ce que la séparation du sulfate de calcium sous une forme sous laquelle il se dépose facilement s'effectue en présence de sels alcalins dans la solu- tion.
3.- Un procédé selon 1 ou 2, caractérisé en ce que la lixi- viation du phosphate brut s'effectue àune température d'au moins 80 C avec un liquide de lixiviation contenant de l'acide sulfuri- que ou du sulfate alcalin, ou ces deux corps, en quantité suffi- sante pour transformer la chaux du phosphate brut en sulfate de calcium.
4.- Un procédé selon 1 ou 2, caractérisé en ce que la chaux du phosphate brut est d'abord dissoute et ensuite précipitée au moyen de sulfate alcalin à une température d'au moins 80 C.
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