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PROCEDE POUR LA PREPARATION DE SUPERPHOSPHATES MONOCALCIQUES'ET/OU DICALCIQUES ET/OU AMMONIQUES ET/OU POTASSIQUES, AINSI QUE.D'ENGRAIS
COMPOSES.
La présente invention est relative à un procédé pour la prépa- ration de superphosphates monocalciques et/ou bicalciques et/ou ammoniques et/ou potassiques simples ou concentrés. Elle concerne également la prépa- ration d'engrais composés binaires ou ternaires au départ de phosphate mi- néral moulu, contenant, en.proportion substantielles du phosphate trical- ciqueo
Dans les procédés connus de préparation de superphosphate mo- nocalcique simple, on attaque du phosphate minéral moulu par de l'acide sulfurique, selon le schéma de réaction suivant s
EMI1.1
P0o3Gao + 2(S03oHZ0) - P0oca002H0 + 2 (S03oGaO)
On peut aussi opérer une attaque nitrique du phosphate miné- ral moulu mais dans ce cas il faut employer 19 acide nitrique en concen- tration déterminée pour obtenir la cristallisation du nitrate de chaux formé par la réaction,qui peut se dérouler selon 1'un ou 1'autre des schémas de réaction suivants :
EMI1.2
P205.3CaO + 2(N20oH0) :
>p2o5 GaQ.2H20 + 2NZ05eCa0 P20,o3CaO + N205.H20 ------ P205a2Ca0oA20 + N20S.CaO Quant aux superphosphates concentrés, ils sont obtenus, dans les procédés connus,, par attaque de phosphate minéral moulu à l'aide d'a- çide phosphorique ou d'un mélange diacide phosphorique et diacide sulfuri- que ou d'acide nitriqueselon les cémas de réaction suivants
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EMI2.1
P205.3CaO + 2(P2oSo3H20) -----3 3 (P205 o CaO 02H20) P205.3CaO + S03.H20 + p205.3HZ0 z(PZ05.Cao<zH20) + S03.CaO Pz05 .3 Ca0 + N205oH2o + P20So3H2o --lz ( pzo5 .
Ca0 . zHZO ) + N205 Cao
L'attaque du phosphate minéral moulu s'opère, dans les procé- dés de fabrication de superphosphates monocalciques et bicalciques simples ou concentrés, en mélangeant ledit phosphate à l'acide ou au mélange d'aci- des dans un appareil mélangeur, qui décharge les produits de la réaction, directement ou par l'entremise d'une bande transporteuse, dans une "cave", où le superphosphate obtenu est conservé pendant un temps assez long, après quoi le superphosphate est extrait de la cave, démotté et amené dans un magasin de murissage.
La durée de séjour en cave du superphosphate est conditionnée par la nécessité d'arriver à une certaine solidification du produit et le murissage en magasin, qui se prolonge pendant 3 à 4 semaines, ou davantage, est nécessaire pour permettre l'achèvement de la réaction, et, dès lors, l'obtention d'un superphosphate soluble.
La présente invention a notamment pour objet un procédé de fa- brication de superphosphates simples ou concentrés à une allure accélérée, permettant l'obtention de superphosphates solubles par une réaction immé- diate et complète, sans qu'il soit besoin de prévoir une mise en cave et un murissage prolongés. Par ailleurs, les produits obtenus par le procédé suivant l'invention, présentent l'avantage très appréciable, d'être secs et parfaitement granulables.
Suivant l'invention, l'attaque du phosphate minéral, s'opère, de manière connue en soi, par au moins un acide minéral, mais en présence d'au moins un sel d'un métal alcalin ou d'un métal alcalino-terreux, autre que le calcium, et/ou en présence d'un alcali, en quantité suffisante pour obtenir le résultat cherché précisé ci-dessus.
Comme sels de métaux alcalins ou alcalino-terreux, on peut, par exemple, utiliser un bisulfate, sulfate, carbonate, nitrate, chlorure, etc.. d'ammonium, de sodium, de potassium, de magnésium, etc... Comme al- cali, on peut notamment faire usage de soude caustique, de potasse causti- que, d'ammoniaque, de magnésie, etc...
Suivant une particularité de l'invention, on opère l'attaque du phosphate minéral moulu, en présence d'au moins un sel d'un métal alca- lin ou d'un métal alcalino-terreux, autre que le calcium, ce sel étant formé in situ par l'action du ou des acides d'attaque sur un cation alca- lin ou alcalino-terreux, de manière à former un sel alcalin ou alcalino- terreux de cet acide ou de ces acides d'attaque.
Bien qu'impliquant dans ce cas deux réactions distinctes, la préparation du superphosphate s'opère cependant en un seul stade, étant donné que ces deux réactions se développent concurremment dans le mélange réactionnel.
. La demanderesse a constaté que l'addition d'un sel de métal alcalin ou de métal alcalino-terreux ou d'un alcali, même en faible quan- tité, à l'acide d'attaque du phosphate minéral produit un effet "catalyti- que", en ce sens que la réaction progresse beaucoup plus rapidement qu'en l'absence dudit produit d'addition.
Etant donné que cette réaction est exothermique, on peut sui- vre son déroulement en mesurant les températures de la masse réactionnelle dans le temps.
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Le dessin annexé au présent mémoire représente un diagramme, dans lequel les températures en degrés centigrades ont été portées en or- donnée, tandis que le temps en minutes a été porté en abscisseo -
Sur ce diagramme, A désigne la courbe obtenue dans un procédé habituel de fabrication de superphosphates simples ou concentrés, sans ad- jonction au mélange réactionnel d'un sel de métal alcalin ou de métal alca- lino-terreux ou d'un alcali.
La période de temps a représente le séjour en cave d'un mélan- ge réactionnel, tandis que la période b représente le séjour de ce mélange au magasin de mûrissage.
Au cours de multiples expériences, la demanderesse a trouvé qu'en ajoutant au mélange réactionnel, suivant l'invention, de petites quantités d9un alcali ou d9un sel de métal alcalin ou alcalino-terreux, au- tre que le calcium, il est possible de réduire considérablement le temps a et de le ramener à une fraction d9heure, voire même à quelques minutes, tandis que le murissage b est pratiquement supprimé. La courbe B est cel- le que l'on obtient en appliquant le procédé suivant 19invention.
Le mélange du phosphate minéral moulu, du ou des acides d'at- taque et de l'alcali ou du sel alcalin ou alcalino-terreux doit, de préfé- rence se faire très rapidement, voire même instantanément. Ce mélange peut, par exemple, très bien s'effectuer dans un mélangeur à axe vertical et à grande vitesse de rotation, tel .que celui décrit dans le brevet belge n 491a823 déposé le 25 octobre 1949.
La transformation du phosphate minéral en phosphate soluble est pratiquement terminée à la sortie du mélangeur et le produit obtenu est poreux, sec et aisément granulable. Aucune rétrogradation ne se pro- duit au cours du temps.
La présente invention permet également la fabrication, en un seul stade opératoire, d'engrais binaires ou ternaires, contenant le phos- phate sous forme monocalcique et l'azote et/ou le potassium et/ou le magne- sium, sous forme d'un sel fertilisant, tel que sulfate et/ou phosphate, l'engrais obtenu étant sec et parfaitement granulable.
Dans les procédés connus,les engrais binaires ou ternaires en question s'obtiennent par simple mélange de superphosphate simple ou, concentré avec au moins un sel, tel que le sulfate ou nitrate d'ammonium, de potassium, de magnésium, etc...
Ces sels sont obtenus dans des installations séparées, dans lesquelles, pour obtenir, par exemple, du sulfate ammonique, on traite de l'ammoniac anhydre ou des eaux ammoniacales par de l'acide sulfurique.
Suivant l'invention, on obtient un engrais binaire ou ternai- re, en traitant directement un phosphate minéral à l'aide d'un excès d'au moins un acide d'attaque, en présence d'au moins un cation alcalin ou al- calino-terreux en quantité appropriée pour former avec une partie du ou des acides d'attaque au moins un sel fertilisant en proportion substan- tielle.
En somme, le procédé de préparation d'engrais binaires ou ternaires diffère d'un des modes d'exécution du procédé pour préparer des superphosphates simples ou concentrés par le fait qu'au lieu d'employer l'alcali en faible proportion, ce qui suffit pour accélérer l'attaque du phosphate minéral, on utilise une quantité d'alcali telle qu'il se produi- se à la fois une accélération de l'attaque ét une formation d'au moins un sel fertilisant en proportion suffisante pour que ce sel ait par lui-même une action fertilisante.
On donnera ci-après quelques schémas de réaction illustrant le procédé de préparation d'engrais binaires et ternaires suivant l'in- vention.
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1. ATTAQUE DE PHOSPHATE MINERAL PAR UN EXCES D'ACIDE SULFURIQUE , EN PRE-
SENCE D'UNE QUANTITE SUBSTANTIELLE D'AMMONIAC.
EMI4.1
a) 1VH3 + 2.i2S04 #.### (NH4) H S04 + H2SO4 b) P205.30aO + 2(S03.NH3.HZ0) + S03.H20 --j PO,;.Ca0.2H-0 + S03.2NH3.H2p + 2 S03oCaO.
On obtient ainsi un engrais binaire, contenant du phosphate monocalcique et du sulfate ammonique.
2. ATTAQUE DE PHOSPHATE MINERAL PAR UN EXCES D'ACIDE SULFURIQUE EN PRE-
SENCE D'HYDROXYDE DE POTASSIUM.
EMI4.2
a) :KZ0.H20 + z(so3HZO) -- 2SO3.K 2O.H20 + a.xzo b) PÊ5 .3CaO + 2SO3 'K20H20 + S03H20 ) P20oCa0.z13z0 + S03K20 + 2(S0oGa0)o
On obtient ainsi un engrais binaire, contenant du phosphate monocalcique et du sulfate de potassium.
3. ATTAQUE DE PHOSPHATE MINERAL PAR UN EXCES D'ACIDE SULFURIQUE. EN PRE-
SENCE D'UNE QUANTITE SUBSTANTIELLE D'AMMONIAC ET DE POTASSE CAUSTIQUE.
EMI4.3
a) NH3 + 2H2SO4 ---3 (NH4)H S04 + H2S04 b) KOH + H2804 - KH804 + H20 c) z(PZO5a3cao) + z(so3eNH3oHZO) + zso3KZO<H2o + 2(803.H20) > 2(P2O5 Cao,2H20) + 4(SO,.CaO) + (NH4)2 S04 + K2S04
On obtient ainsi un engrais ternaire, contenant du phosphate monocalcique, du sulfate ammonique et du sulfate potassique, qui consti- tuent trois sels fertilisants.
La préparation d'engrais binaires ou ternaires suivant l'in- vention offre les mêmes avantages que la préparation des superphosphates simples et concentrés, en ce qui concerne l'accélération de la réaction et la réduction conséquente du temps de murissage. En outre, comme la réaction est fortement exothermique, on peut utiliser des acides d'atta- que moins concentrés que dans le procédé de préparation de superphosphate simplee
Enfin, l'invention est également relative à un procédé de préparation d'engrais binaires ou ternaires, contenant du phosphate mono- calcique, du phosphate bicalcique et au moins un nitrate fertilisant, tel que le nitrate d'ammonium, de potassium, de sodium, etc..
Suivant l'invention, ces engrais binaires ou ternaires sont obtenus, en attaquant par de l'acide nitrique un mélange formé, d'une part, de phosphate minéral et, d'autre part, d'un superphosphate simple, préalablement obtenu par attaque à l'acide sulfurique d'un phosphate mi- néral, en présence d'un sel, de préférence, un sulfate, d'un métal alca-
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lin ou d'un métal alcalino-terreux, autre que le calcium.
Les matières intervenant dans la préparation desdits engrais binaires ou ternaires sont les suivantes - acide nitrique - phosphate minéral moulu - phosphate monocalcique - sel d'un métal alcalin ou d'un métal alcalino-terreux.
Les réactions intervenant dans ce dernier procédé peuvent être schématisées comme suit, dans le cas particulier où le sel précité est du sulfate d'ammonium.
4.
EMI5.1
a) P20503CaO + p205 cao.2H20 + N205oH20 P205a2Ca0oH20 bicalcique + P-0-.CaOo2HO + N205- CaO monocalcique b) S03.2NH3oH20 + N205oCaO ######2(NH,.m.) + CaSO4
Comme on le voit l'engrais obtenu est formé d'un mélange de phosphate monocalcique, de phosphate bicalcique, de nitrate ammonique, qui constituent trois sels fertilisants, ainsi que de sulfate de calcium, qui constitue une charge.
Outre le sulfate ammonique, on peut utiliser comme sel réa- gissant sur le nitrate de calcium provenant de l'attaque nitrique du phos- phate minéral, du sulfate de potassium, de sodium, etc..., de manière à obtenir, respectivement,du nitrate de potassium, de sodium, etc.
Grâce au procédé, qui vient d9être décrit, on obtient un en- grais binaire ou ternaire renfermant du P2O5 sous forme de phosphate mo- nocalcique et de phosphate bicalcique, de 19 azote sous forme ammoniacale et nitrique et/ou du potassium, de sodium, etc... sous forme nitrique.
Les réactions se déroulent simultanément et complètement, en donnant un produit sec et poreux, aisément granulable. Contrairement à ce qui se passe dans les procédés connus, où 19on opère par attaque sulfurique pour obtenir du superphosphate, il,n'est pas nécessaire, dans le procédé suivant l'invention, de veiller à remployer que la quantité strictement nécessaire diacide. Si on emploie un excès d'acide, il se produira simplement dans 1-'attaque nitrique une transformation partielle du phosphate bicalcique en phosphate monocalcique.
L'acide nitrique d9attaque peut être utilisé à basse concen- tration et 1?attaque peut s'effectuer à température ordinaire, sans perte d'azote.
Il est éviden que l'invention n'est pas 'limitée aux détails donnés ci-dessus et que de nombreuses modifications peuvent y être appor- -tées, tant en ce qui concerne la nature des réactifs que les proportions et conditions dans lesquelles ils sont utilisés, sans que- 19 on s'écarte du domaine de 19invention, tel qu9il est défini dans les revendications terminant le présent mémoire.
Ainsi, au lieu de préparer.des phosphates calciques, on peut, en appliquant le procédé suivant l'invention, préparer des superphosphates ammoniques ou potassiques ou des superphosphates mixtes calciques et am-
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moniques, ou calciques et potassiques, etc... De même, au lieu d'employer des sels de métal alcalin ou alcalino-terreux ou des alcalis, on peut uti- liser des matières, éventuellement naturelles ou des résidus, sous-produits, etc... contenant ces sels ou alcalis.
REVENDICATIONS.
1. Procédé de préparation de superphosphates par attaque d'un phosphate minéral à l'aide d'au moins un acide minéral, caractérisé en ce qu'on effectue l'attaque susdite en présence d'au moins un alcali, en quan- tité suffisante pour le résultat cherché.
2. Procédé de préparation de superphosphates par attaque d'un phosphate minéral à l'aide d'au moins un acide minéral, caractérisé en ce qu'on effectue l'attaque susdite en présence d'au moins un sel d'un métal alcalin ou d'un métal alcalino-terreux, autre que le calcium, en quantité suffisante pour le résultat cherché.
3. Procédé de préparation de superphosphates suivant la re- vendication 2, caractérisé en ce qu'on effectue l'attaque susdite à l'aide d'au moins un acide minéral, en présence d'un alcali donnant lieu à la for- mation, au sein du mélange réactionnel, d'un sel de métal alcalin ou de métal alcalino-terreux, par réaction dudit alcali avec l'excès d'acide mi- néral d'attaque.
4. Procédé de préparation de superphosphates suivant la reven- dication 2, caractérisé en ce qu'on effectue l'attaque à l'aide d'au moins un acide minéral, en présence d'un sel de métal alcalin ou de métal alca- lino-terreux résultant de l'action préalable sur un cation alcalin ou alca- lino-terreux du même acide minéral que celui employé pour effectuer l'at- taque du phosphate minéral.
5. Procédé de préparation de superphosphates suivant la re- vendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue l'attaque susdite en pré- sence d'au moins un alcali capable de donner lieu à la'formation, par réaction avec une fraction de l'acide d'attaque, d'un sel fertilisant.
6. Procédé de préparation de superphosphates suivant la re- vendication 2, caractérisé en ce qu'on effectue l'attaque susdite en pré- sence d'au moins un sel de métal alcalin ou de métal alcalino-terreux à propriétés fertilisantes.
7. Procédé de préparation de superphosphates suivant l'une ou l'autre des revendications 5 et 6, caractérisé en ce qu'on effectue l'attaque susdite en présence d'au moins un alcali ou en présence d'au moins un sel de métal alcalin ou de métal alcalino-terreux donnant lieu à la formation d'au moins un sel fertilisant , en quantité telle que l'on obtienne un engrais binaire ou ternaire, dont l'un des éléments est constitué par un phosphate soluble et le ou les autres éléments par un ou deux sels fertilisants.
8. Procédé de préparation de superphosphates simples suivant l'une ou l'autre des revendications précédentes, dans lequel on effectue l'attaque d'un phosphate minéral à l'aide d'acide sulfurique ou nitrique.
9. Procédé de préparation de superphosphates concentrés sui- vant l'une ou l'autre des revendications précédentes, dans lequel on ef- fectue l'attaque susdite à l'aide d'acide phosphorique, éventuellement en mélange avec au moins un autre acide minéral.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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PROCESS FOR THE PREPARATION OF MONOCALCAL AND / OR DICALCIAL AND / OR AMMONIC AND / OR POTASIC SUPERPHOSPHATES, AS WELL AS FERTILIZERS
COMPOUNDS.
The present invention relates to a process for the preparation of simple or concentrated monocalcium and / or dicalcium and / or ammonium and / or potassium superphosphates. It also relates to the preparation of binary or ternary compound fertilizers starting from ground mineral phosphate, containing, in substantial proportion, tricalcium phosphate.
In the known processes for the preparation of simple monocalcium superphosphate, ground mineral phosphate is attacked with sulfuric acid, according to the following reaction scheme s
EMI1.1
P0o3Gao + 2 (S03oHZ0) - P0oca002H0 + 2 (S03oGaO)
It is also possible to carry out a nitric attack on the ground mineral phosphate, but in this case it is necessary to use 19 nitric acid in a determined concentration to obtain the crystallization of the nitrate of lime formed by the reaction, which can take place according to one or more. The other of the following reaction schemes:
EMI1.2
P205.3CaO + 2 (N20oH0):
> p2o5 GaQ.2H20 + 2NZ05eCa0 P20, o3CaO + N205.H20 ------ P205a2Ca0oA20 + N20S.CaO As for concentrated superphosphates, they are obtained, in the known processes, by attack of ground mineral phosphate using of phosphoric acid or of a mixture of phosphoric acid and sulfuric acid or nitric acid according to the following reaction schemes
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EMI2.1
P205.3CaO + 2 (P2oSo3H20) ----- 3 3 (P205 o CaO 02H20) P205.3CaO + S03.H20 + p205.3HZ0 z (PZ05.Cao <zH20) + S03.CaO Pz05 .3 Ca0 + N205oH2o + P20So3H2o --lz (pzo5.
Ca0. zHZO) + N205 Cao
The attack of the ground mineral phosphate takes place, in the processes for the manufacture of monocalcium and dicalcium superphosphates simple or concentrated, by mixing said phosphate with the acid or the mixture of acids in a mixing apparatus, which discharges the products of the reaction, directly or by means of a conveyor belt, in a "cellar", where the superphosphate obtained is kept for a fairly long time, after which the superphosphate is extracted from the cellar, dismantled and brought into a ripening store.
The cellar life of the superphosphate is conditioned by the need to achieve a certain solidification of the product and the ripening in the store, which lasts for 3 to 4 weeks, or more, is necessary to allow the completion of the reaction. , and, therefore, obtaining a soluble superphosphate.
A subject of the present invention is in particular a process for the manufacture of simple or concentrated superphosphates at an accelerated rate, making it possible to obtain soluble superphosphates by an immediate and complete reaction, without it being necessary to provide for setting up. cellar and prolonged ripening. Furthermore, the products obtained by the process according to the invention have the very appreciable advantage of being dry and perfectly granular.
According to the invention, the attack of the inorganic phosphate takes place, in a manner known per se, by at least one mineral acid, but in the presence of at least one salt of an alkali metal or of an alkaline metal. earthy, other than calcium, and / or in the presence of an alkali, in an amount sufficient to obtain the desired result specified above.
As alkali metal or alkaline earth metal salts, it is possible, for example, to use a bisulphate, sulphate, carbonate, nitrate, chloride, etc. of ammonium, sodium, potassium, magnesium, etc. As al - cali, one can in particular use caustic soda, caustic potash, ammonia, magnesia, etc ...
According to a feature of the invention, the attack on the ground mineral phosphate is carried out in the presence of at least one salt of an alkaline metal or of an alkaline earth metal, other than calcium, this salt being formed in situ by the action of the attacking acid (s) on an alkaline or alkaline-earth cation, so as to form an alkali or alkaline-earth salt of this acid or of these attacking acids.
Although in this case involving two distinct reactions, the preparation of the superphosphate however takes place in a single stage, since these two reactions develop concurrently in the reaction mixture.
. The Applicant has observed that the addition of an alkali metal or alkaline earth metal salt or of an alkali, even in small quantity, to the attack acid of the mineral phosphate produces a "catalytic effect". than ", in that the reaction proceeds much faster than in the absence of said adduct.
Since this reaction is exothermic, its progress can be followed by measuring the temperatures of the reaction mass over time.
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The drawing appended hereto represents a diagram, in which the temperatures in degrees centigrade have been plotted in order, while the time in minutes has been plotted in abscisseo -
In this diagram, A denotes the curve obtained in a usual process for the manufacture of simple or concentrated superphosphates, without the addition to the reaction mixture of an alkali metal or alkaline earth metal salt or of an alkali.
The period of time a represents the stay in the cellar of a reaction mixture, while the period b represents the stay of this mixture in the ripening store.
In the course of multiple experiments the Applicant has found that by adding to the reaction mixture according to the invention small amounts of an alkali or an alkali or alkaline earth metal salt, other than calcium, it is possible to considerably reduce the time a and reduce it to a fraction of an hour, or even to a few minutes, while the ripening b is practically eliminated. Curve B is that which is obtained by applying the process according to the invention.
The mixing of the ground mineral phosphate, of the attacking acid (s) and of the alkali or of the alkali or alkaline earth salt should preferably take place very rapidly, or even instantaneously. This mixing can, for example, very well be carried out in a mixer with a vertical axis and at high rotational speed, such as that described in Belgian patent no. 491a823 filed on October 25, 1949.
The transformation of the inorganic phosphate into soluble phosphate is practically complete at the outlet of the mixer and the product obtained is porous, dry and easily granulated. No demotion occurs over time.
The present invention also allows the manufacture, in a single stage of operation, of binary or ternary fertilizers, containing the phosphate in monocalcium form and nitrogen and / or potassium and / or magnesium, in the form of. a fertilizing salt, such as sulphate and / or phosphate, the fertilizer obtained being dry and perfectly granular.
In the known processes, the binary or ternary fertilizers in question are obtained by simply mixing simple or concentrated superphosphate with at least one salt, such as ammonium, potassium, magnesium sulfate or nitrate, etc.
These salts are obtained in separate plants, in which, in order to obtain, for example, ammonium sulphate, anhydrous ammonia or ammoniacal waters are treated with sulfuric acid.
According to the invention, a binary or ternary fertilizer is obtained by directly treating an inorganic phosphate with an excess of at least one attacking acid, in the presence of at least one alkali or alkali cation. - Calino-earth in an appropriate amount to form with a part of the attacking acid (s) at least one fertilizing salt in substantial proportion.
In short, the process for preparing binary or ternary fertilizers differs from one of the methods of carrying out the process for preparing simple or concentrated superphosphates by the fact that instead of using the alkali in small proportion, which sufficient to accelerate the attack of the inorganic phosphate, an amount of alkali is used such that both an acceleration of the attack and a formation of at least one fertilizing salt in a sufficient proportion so that this occurs. salt by itself has a fertilizing action.
Some reaction schemes illustrating the process for preparing binary and ternary fertilizers according to the invention will be given below.
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1. ATTACK OF MINERAL PHOSPHATE BY AN EXCESS OF SULFURIC ACID, PRE-
SENCE OF A SUBSTANTIAL AMMONIA.
EMI4.1
a) 1VH3 + 2.i2S04 #. ### (NH4) H S04 + H2SO4 b) P205.30aO + 2 (S03.NH3.HZ0) + S03.H20 --j PO,;. Ca0.2H-0 + S03.2NH3.H2p + 2 S03oCaO.
A binary fertilizer is thus obtained, containing monocalcium phosphate and ammonium sulfate.
2. ATTACK OF MINERAL PHOSPHATE BY AN EXCESS OF SULFURIC ACID PRE-
SENCE OF POTASSIUM HYDROXIDE.
EMI4.2
a): KZ0.H20 + z (so3HZO) - 2SO3.K 2O.H20 + a.xzo b) PÊ5 .3CaO + 2SO3 'K20H20 + S03H20) P20oCa0.z13z0 + S03K20 + 2 (S0oGa0) o
A binary fertilizer is thus obtained, containing monocalcium phosphate and potassium sulphate.
3. MINERAL PHOSPHATE ATTACK BY EXCESS SULFURIC ACID. PRE-
SENCE OF A SUBSTANTIAL AMMONIA AND CAUSTIC POTASH.
EMI4.3
a) NH3 + 2H2SO4 --- 3 (NH4) H S04 + H2S04 b) KOH + H2804 - KH804 + H20 c) z (PZO5a3cao) + z (so3eNH3oHZO) + zso3KZO <H2o + 2 (803.H20)> 2 ( P2O5 Cao, 2H20) + 4 (SO, .CaO) + (NH4) 2 S04 + K2S04
A ternary fertilizer is thus obtained, containing monocalcium phosphate, ammonium sulphate and potassium sulphate, which constitute three fertilizing salts.
The preparation of binary or ternary fertilizers according to the invention offers the same advantages as the preparation of simple and concentrated superphosphates, as regards the acceleration of the reaction and the consequent reduction of the ripening time. In addition, since the reaction is highly exothermic, less concentrated attacking acids can be used than in the process for preparing simple superphosphate.
Finally, the invention also relates to a process for preparing binary or ternary fertilizers, containing monocalcium phosphate, dicalcium phosphate and at least one fertilizing nitrate, such as ammonium, potassium or sodium nitrate. , etc ..
According to the invention, these binary or ternary fertilizers are obtained by attacking with nitric acid a mixture formed, on the one hand, of mineral phosphate and, on the other hand, of a simple superphosphate, previously obtained by attack with sulfuric acid of a mineral phosphate, in the presence of a salt, preferably a sulfate, of an alkali metal
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flax or an alkaline earth metal, other than calcium.
The materials involved in the preparation of said binary or ternary fertilizers are as follows - nitric acid - ground mineral phosphate - monocalcium phosphate - salt of an alkali metal or of an alkaline earth metal.
The reactions taking place in this latter process can be schematized as follows, in the particular case where the aforementioned salt is ammonium sulphate.
4.
EMI5.1
a) P20503CaO + p205 cao.2H20 + N205oH20 P205a2Ca0oH20 dicalcium + P-0-.CaOo2HO + N205- Monocalcium CaO b) S03.2NH3oH20 + N205oCaO ###### 2 (NH, .CaOo2HO)
As can be seen, the fertilizer obtained is formed from a mixture of monocalcium phosphate, dicalcium phosphate, ammonium nitrate, which constitute three fertilizing salts, as well as calcium sulfate, which constitutes a filler.
Besides ammonium sulphate, it is possible to use as a salt reacting with calcium nitrate originating from the nitric attack of mineral phosphate, potassium sulphate, sodium sulphate, etc., so as to obtain, respectively, potassium nitrate, sodium nitrate, etc.
Thanks to the process, which has just been described, a binary or ternary fertilizer is obtained containing P2O5 in the form of monocalcium phosphate and dicalcium phosphate, nitrogen in ammoniacal and nitric form and / or potassium, sodium, etc ... in nitric form.
The reactions proceed simultaneously and completely, giving a dry and porous product, easily granulated. Contrary to what happens in the known processes, where the operation is carried out by sulfuric attack in order to obtain superphosphate, it is not necessary, in the process according to the invention, to ensure that only the strictly necessary quantity of diacid is used. If an excess of acid is used, there will simply be a partial conversion of the dicalcium phosphate to monocalcium phosphate in the nitric attack.
The attacking nitric acid can be used at low concentration and the attack can be carried out at room temperature without loss of nitrogen.
It is evident that the invention is not limited to the details given above and that numerous modifications can be made thereto, both as regards the nature of the reagents and the proportions and conditions in which they are. used, without departing from the scope of the invention, as defined in the claims terminating this specification.
Thus, instead of preparing calcium phosphates, it is possible, by applying the process according to the invention, to prepare ammonium or potassium superphosphates or mixed calcium and ammonium superphosphates.
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moniques, or calcium and potassium, etc ... Similarly, instead of using alkali metal or alkaline earth metal salts or alkalis, it is possible to use materials, possibly natural or residues, by-products, etc ... containing these salts or alkalis.
CLAIMS.
1. Process for the preparation of superphosphates by attacking an inorganic phosphate using at least one mineral acid, characterized in that the aforementioned attack is carried out in the presence of at least one alkali, in quantity. sufficient for the desired result.
2. Process for preparing superphosphates by attacking an inorganic phosphate using at least one mineral acid, characterized in that the aforesaid attack is carried out in the presence of at least one salt of an alkali metal or an alkaline earth metal, other than calcium, in an amount sufficient for the desired result.
3. Process for the preparation of superphosphates according to claim 2, characterized in that the aforesaid attack is carried out using at least one mineral acid, in the presence of an alkali giving rise to the formation. , within the reaction mixture, of an alkali metal or alkaline earth metal salt, by reaction of said alkali with the excess of mineral attacking acid.
4. Process for the preparation of superphosphates according to claim 2, characterized in that the attack is carried out using at least one mineral acid, in the presence of an alkali metal or alkali metal salt. lino-earth resulting from the prior action on an alkali or alkaline-earth cation of the same mineral acid as that employed to effect the attack on the mineral phosphate.
5. Process for the preparation of superphosphates according to claim 1, characterized in that the aforesaid attack is carried out in the presence of at least one alkali capable of giving rise to the formation, by reaction with a fraction of the attack acid, a fertilizing salt.
6. Process for preparing superphosphates according to claim 2, characterized in that the aforesaid attack is carried out in the presence of at least one alkali metal or alkaline earth metal salt with fertilizing properties.
7. Process for the preparation of superphosphates according to either of claims 5 and 6, characterized in that the aforesaid attack is carried out in the presence of at least one alkali or in the presence of at least one salt of alkali metal or alkaline earth metal giving rise to the formation of at least one fertilizing salt, in an amount such that a binary or ternary fertilizer is obtained, one of the elements of which consists of a soluble phosphate and the or the other elements by one or two fertilizing salts.
8. A process for the preparation of simple superphosphates according to any one of the preceding claims, in which the attack of an inorganic phosphate is carried out using sulfuric or nitric acid.
9. Process for the preparation of concentrated superphosphates according to either of the preceding claims, in which the aforesaid attack is carried out using phosphoric acid, optionally mixed with at least one other acid. mineral.
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