Brevet FR2006042A1 — publié le 19691219

i 2006042 Le grenaillage es^ 1X11 procédé technique connu permettant de faire des produits granulés à partir de masses fondues et de solutions concentrées- le procédé consiste en principe à diviser des masses fondues ou des solutions en gouttelettes au moyen d'un appareil pulvé-5 risateur, lesquelles gouttelettes sont amenées à tomber dans un milieu gazeux qui est habituellement de l'air de telle sorte que les gouttelettes sont refroidies au point où elles se solidifient pour former des granules. Lorsque la masse liquide de départ est une solution, la solidification peut être accompagnée de 11évaporation 10 partielle ou complète du solvant utilisé. La granulation est utilisée industriellement entre autres lors de la fabrication de nitrate d'ammonium granuleux. Une installation de grenaillage se présente usuellement sous forme d'une haute tour qui comporte un puits de grenaillage dans 15 lequel les appareils de pulvérisation sont normalement montés à la partie supérieure du puits et les gouttelettes formées rencontrent un courant d'air de refroidissement introduit par le fond du puits ou à sa proximité. L'introduction de la masse fondue ou de la solution est couramment effectuée au moyen d'un cylindre tournant per-20 foré ou par des gicleurs tels que des gicleurs de pulvérisation ou des gicleurs à basse pression qui par exemple peuvent pendre la forme de disques plans ou quelque peu convexes ayant un certain nombre d'orifices disposés en une distribution concentrique. Afin d'éviter l'obturation des orifices par la cristallisa-25 tion il est nécessaire d ' introduire la masse à grena iller à une température qui soit supérieure à celle de la cristallisation (température de solidification). En ce qui concerne une masse fondue d'ammonium cette température est de 1702C. Le nitrate d'ammonium pur se décompose en produits gazeux dès une température quelque peu plus 30 élevée. La décomposition, lorsqu^Lle commence, peut devenir incontrôlable. Certaines impuretés même lorsqu'elles ne sont présentes qu'en très faible quantité peuvent abaisser considérablement la température "de décomposition. Le grenaillage de masses fondues en nitrate d'ammonium peut par 35 conséquent comporter des risques considérables que l'on a essayé de réduire au minimum au moyen d'un contrôle de température' précis ainsi qu'en essayant de ne mettre en jeu qu'une quantité de masse 69 10671 2 2006042 fondue de nitrate dans le système aussi faible que possible. En pratique ceci est obtenu en introduisant daas. l'installation de grenaillage une solution de nitrate contenant de l'eau qui est d'abord concentrée lorsqu'elle s'approche de l'appareil de grenaillage jusqu'à 5 devenir une masse fondue de nitrate ayant une teneur en eau nulle ou très faible, la concentration est usuellement effectuée dans des é-vaporateurs du type à couches minces tels que des évaporateurs à pellicule tombante. Comme l'intervalle de températures entre le point de solidifi-10 cation et le point de décomposition est très faible les dispositifs et appareils de contrôle et de régulation doivent être très sensibles. la régulation est en application pratique souvent compliquée par les difficultés que l'on rencontre à maintenir un débit constant dans le dispositif pulvérisateur par suite d'obturation des orifices 15 par exemple et aussi du fait de la cristallisation sur la surface du gicleur autour des orifices de sortie. la présente invention permet d'élargir l'intervalle entre la température de cristallisation et la température de décomposition de sorte que les risques soient considérablement réduits lors du gre-20 naillage de masses fondues contenant du nitrate d'ammonium. Cet a-vantage est obtenu en ajoutant du nitrate de sodium à la masse fondue. lorsque l'on grenaille des masses fondues qui sont pratiquement anhydres (c'est à dire ayant une teneur en eau inférieure à environ l?a), l'effet désiré est obtenu à l'aide d'une quantité de nitrate de 25 sodium qui n'est pas supérieure à 60$ de la quantité de nitrate d'ammonium utilisé. Ainsi par exemple 10 à 45$ de nitrate de sodium entraînent une chute du point de solidification d'au moins 202C comparé au point de solidification du nitrate' d'ammonium pur. Si pour des raisons de sécurité et/ou pour d'autres raisons de 30 fonctionnement on considère désirable d'abaisser le point de solidification de 202C ceci peut être obtenu en ajoutant 10% de nitrate de sodium calculé sur la quantité de nitrate d'ammonium.. les granulés obtenus ont dans l'ensemble les mêmes propriétés que les granulés de nitrate d'ammonium pur et peuvent par conséquent 35 être utilisés aux mêmes fins. En vue de l'utilisation pour fâre des explosifs il" est cependant souvent intéressant d'utiliser, des granulés poreux ayant une 69 10671 3 2006042 capacité supérieure en apport d'oxygène à celle du nitrate d'ammonium pur. En outre lorsque l'on considère les utilisations agricoles les granuXés compacts ayant une haute teneur en Ha et en N sont considérés Gomme plus avantageux pour les betteraves ou d'autres plan-5 tes cultivées du littoral maritime. En vue d'obtenir l'effet désiré dans les cas ci-dessus et d'autres cas éventuels la teneur en nitrate de sodium devrait être d'au moins 20$ de la teneur en nitrate d' ammonium. L'invention a par conséquent été limitée à l'addition de nitrate de sodium à raison de 20 à 60$ et avantageusement de 20 à 10 45$ de la quantité de nitrate d'ammonium. En outre la quantité de nitrate de sodium devrait être supérieure à 10$ du poids de la masse fondue ou de la solution destinée à être grenaillée. Lors du grenaillage d'une solution ayant une concentration totale de 96$ selon la présente invention, l'abaissement du point de 15 solidification de 20$ donné ci-dessus en exemple est obtenu en a-jeutaat 45$ de nitrate de sodium calculé sur la quantité de nitrate d'ammonium. Les grenailles obtenues sont composées de 69$ de nitrate l : d'ammanium et 31$ de nitrate de sodium. L'addition de nitrate de sodium peut être effectué en dissol-20 vaat cette substance dans la solution ou la masse fondue contenant le nitrate d'ammonium immédiatement avant l'introduction dans l'appareil pulvérisateur. Une réalisation plus avantageuse consiste cependant à procéder à l'addition déjà avant l'évaporation qui précède l'opération de pulvérisation. Le nitrate de sodium peut commodément 25 être introduit in situ c'est à dire de telle sorte que l'on prépare une solution de nitrate d'ammonium contenant le nitrate de sodium par neutralisation simultanée d'hydroxide de sodium et d'ammoniaque par l'acide nitrique. Lors du grenaillage la masse fondue ou la solution est censée 30 quitter l'appareil de pulvérisation sous forme de gouttelettes ou sous forme d'un jet liquide qui sous l'influence des tensions super-ficiellejt se divise en gouttelettes lesquelles ayant une forme sphé-rique se solidifient dans le courant du milieu gazeux réfrigérant. , Si la réfrigération est insuffisante les ^gouttelettes n'auront pas 35 assez de temps pour se solidifier et former des granulés ayant une solidité suffisante afin d'atteindre le fond du puits. Si d'autre part la réfrigération est effectuée trop rapidement les gouttelettes 69 10671 4 2006042 ne disposeront pas d'un temps suffisant pour atteindre la forme sphérique avant d'être solidifiée et les granulée auront une forme plus ou moins allongée rappelant celle d'une poire et tendront à s* agglomérer ce qui à son tour a pour effet d'accroître leur vitesse 5 de chute. Lorsque les agglomérats n'ont pas le temps de se solidifier le fond du puits est rapidement couvert de dépôts de matière grenaillée et il devient indispensable d'interrompre le grenaillage pour nettoyer le puits. le moyen qui en principe. serait le meilleur pour éviter la f or-10 mation de tel dépôt, c'est à dire l'élévation de la température de la masse fondue introduite dans le pulvérisateur est rendu impossible en pratique par suite de la décomposition déjà mentionnée se produisant à ces températures plus élevées. le préchauffage de l'air injecté dans le puits peut avoir pour 15 effet de retarder la solidification des gouttelettes, mais le grand volume d'air nécessaire pour procéder ainsi rend ce procédé très coûteux. Lorsque l'on ajoute du nitrate de sodium selon l'invention on obtient un abaissement du point de solidification par rapport à la 20 température à laquelle la décomposition commence. L'invention permet par conséquent de régler à volonté la longueur de la distance que les gouttelettes doivent parcourir avant de se solidifier sous forme de granulés sphériques. Cette possibilité de régulation se révèle très importante non 25 seulement lors du grenaillage de masses fondues entièrement anhydres ou en grande partie anhydre mais également lors du grenaillage de masses fondues (solutions) ayant une teneur en eau allant jusqu' à 10$. Dans ce cas l'eau s'évapore au cours de la chute des gouttes/ granules dans le puits de grenaillage ce qui a pour effet de créer 30 une porosité dans la masse des granulés. Il est ainsi possible en choisissant la teneur en eau de produire des granulés ayant une porosité donnée. Par exemple on peut citer des essais de grenaillage à l'échelle de l'exploitation industrielle pour la fabrication de granulés contenant 26 $ de nitrate de sodium et dont le reste est com-35 posé de nitrate d'ammonium* Le grenaillage d'une solution contenant 6$ d'eau donne une porosité de 8$ tandis qu'une teneur en eau de 1,5 $ donne une porosité de 2 à 3$. Des teneurs en eau inférieures à 0,5 69 10671 5 2006042 à ifo donnent des granulés presque parfaitement pleins. lorsque l'on grenaille des masses fondues contenant de l'eau c'est à dire des solutions de nitrate d'ammonium pur (ou de nitrate d'ammonium et de nitrate de sodium dans certaines proportions) la 5 teneur en eau détermine également la distance de chute nécessaire a-vant que les gouttelettes se solidifient pour devenir des granulés. En appliquant la présente invention cette contrainte est éliminée, car la distance de chute nécessaire pour aboutir à la solidification peut être réglée à une longueur voulue en modifiant la teneur 10 en nitrate de sodium. Dans certaines circonstances il peut être avantageux d'utiliser du nitrate de sodium en quantité supérieure même à la limite supérieure mentionnée ci-dessus pour le grenaillage de masses fondues pratiquement anhydres. lors de la mise en application de l'invention on obtient des 15 granulés sphériques ayant une porosité voulue et constitués d'un mélange homogène en principe de nitrate d'ammonium et de nitrate de sodium. Outre les deux nitrates mentionnés la masse fondue ou la solution à grenailler peut également contenir d'autres additifs minéraux. De tels additifs peuvent être par exemple des composants utilisés 20 comme engrais tels que le phosphate d'ammonium, les nitrates de calcium ou de magnésium et des borates. Les produits granulés préparés selon l'invention peuvent être soumis ensuite à des opérations de séchage et/ou de refroidissement et peuvent être traités par des agents tensio actifs d'une façon con— 25 nue qui facilite entre autres le séchage et empêche les granulés de se prendre en masse lors de l'entreposage. Des exemples de ces agents tensio actifs sont les aminés grasses et les sels des aminés grasses formés avec des acides minéraux ou organiques tels que l'acide stéa-rique. 69 10671 6 2006042 REVENDICATIONS 1.- Procédé de grenaillage d'une masse fondue ou d'une solution contenant du nitrate d'ammonium, dans laquelle la teneur en eau de la masse fondue ou de la solution est fixée en vue d'obte-5 nir une porosité voulue dans les granulés et dans lequel la température de cristallisation de la masse fondue ou de la solution est en. outre régulée au moyen de l'addition de nitrate de sodium à raison d'une quantité supérieure à 10$ du poids de la masse fondue ou de la solution et qui est comprise entre 20 et 60$ et avantageusement 10 entre 20 et 45$ de la quantité de nitrate d'ammonium qui s'y trouve contenue. 22) Procédé selon la revendication 1 dans lequel le nitrate de sodium est ajouté à une masse fondue ou une solution contenant du nitrate d'ammonium avant la fixation de la teneur en eau. 15 32- Produits contenant du nitrate d'ammonium et du nitrate de sodium fabriqués selon les revendications 1 et 2.