Brevet FR2112533A1 — publié le 19720616

La présente invention est relative à un procédé pour la fabrication d'engrais sous forme granulée à partir de scorie de déphosphoration, ainsi qu'aux engrais obtenus suivant le procédé mis en oeuvre. Les multiples difficultés et inconvénients de manipulation, de stockage et d'épandage de la scorie de déphosphoration pulvérulente, ont anené les utilisateurs à avoir de plus en plus recours à des scories granules qui se sont révélées être mieux adaptées aux exigences posees par :s méthodes et appareillages de l'agriculture moderne. Toutefois la scorie de déphosphoration telle qu'elle est obtenue à la suite de la mouture de scorie brute et telle qu'elle est encore utilisée sur une très large échelle dans l'agriculture, ne se prête que très difficilement à une transformation en granules. Aussi, pour rendre la granulation possible a-t-on eu recours à des agglomérants de différentes natures, soit à caractère inerte, soit à propriétés fertilisantes, tels qje par exemple : chlorure de calcium, nitrate de calcium, sels alcalins, amidon ou inelasse. Ces liants entrent couramment en des proportions pouvant atteindre jusqu'à 40% et même davantage dans les mélanges à granuler.Pour obtenir des mélanges se prêtant à la granulation par voie humide, il faut en plus leur incorporer un plastifiant, généralement de l'eau, en une quantite comprise entre environ 5 et 20%. Alternativement des liants sous forme de solutions aqueuses, telles que solutions de sels de potassium, silicates alcalins, lessives r@siduairas sulfitiques,etc. peuvent être mis en oeuvre - cette même f Les liants devant @écessairement être empleyés en des proecrtions rela tivement importances par rapport a la sc@@ie der@ep@@@pneration moulue de dé- part, on a tout naturellement été amené à @tillser essentiallement des liants à propriétés fartillsantes et l prodeir@ @@s eng@ais @@m@@@es contanamt à côté du phosphate, des quantités importantes de sels de p,tes@ @ et/ou d'azote.Ces mélanges, bien que demandant en général l'addition @@ que@@@tés encore assez substantiellas d'un plastifiant, se laisse pourtant assez @ier granuter par voie humide et donnert des grar@les d'un engrait @@@te @@@ sont dure et @@sistent @ien aux sollicitations mécaniques. La vitesse de désagrégation et la solubilità @u phosphate c@@s le sol se trouvent,toutefois, souvent notablement amoindries du fait de la présence de quantités massives de certains liants;de plus, @@ @@i@ @@@@l est difficile de concilier une résistance mécanique elevée des grales @ec @@ bon@@ solubie lité de l'engrais dans le sol.Pour garantir toutefu@@ une @ctise ranide de l'engraisaprès épandage, on est souvent amene à creer du @nosuhate soluble @@@@ l'eau à partir d'une partie du phosphate insoluble, par @raitement du mélange a granuler avec un acide minéral. Pour la production d'engrais mixtes granulés à base de farine de scorie de déphosphoration contenant, outre des sels de potassium et éventuellement de magnésium, des quantités assez arpréciables de sel d'azote, on a recours aux méthodes classiques,bien connues,de granulation qui consistent à mélanger les matières premières, à malaxer le mélange résultant avec unequantité adéquate de plastifiants, a granuler le tout dans un granulateur de type connu et à soumettre les granules verts obtenus à un traitement thermique de séchage et de durcissement. La quantité d'eau ajoutée au mélange etant importante, le séchage exige un apport calorifique considérable, ce qui nuit évidemment a l'économie de ces procédés. Cependant, des engrais mixtes contenant tous les principaux éléments nutritifs en proportions relativement élevées ne sont pas demandés en toute circonstance. Ainsi, aussi bien pour pallier un appauvrissement limité du sol que pour couvrir des besoins partiels des végétaux,il peut s'avérer utile de procéder a un faible enrichissement de la scorie de déphosphoration en hétéroéléments. D'après les constatations récentes en agriculture, il est par exemple intéressant de disposer d'un engrais granulé ne contenant outre le phosphore provenant de la scorie que des quantités très limitées d'azote, de sorte que,par un premier épandage,on apporte aux plantes,aux premiers stades de leur développement,la partie de l'azote qui leur est nécessaire, le solde de l'azote requis pour la croissance leur étant fourni par un épandage ultérieur au cours même de la croissance. out@@ol@, la diminution de la quantité des constituants nutritifs à ca ractère de lient introduire dans le melange à granuler,a pour conséquence de diminuer de :ÇOn correspondante la facilite avec laquelle de tels mélanges se laissent granuler. Aussi, dans ''état actuel des connaissances, est-on contrant d'augmenter la proportion de liant inerte, comme par exemple de chlorure de calcium jusqu'ici largement utilisé à cause de son prix très abordable. La présente invention a pour but un procédé de fabrication d'engrais granulés à partir de scorie de déphosphoration qui ne nécessite la mise en oeuvre que de quantités très limitées de liants et de plastifiants. La fabrication n'entraine qu'un minimum de dilution de la concentration en phosphate de la scorie de départ et rend superflu tout traitement de séchage et de durcissement nécessitant un-apport appréciable en calories. L'invention a en outre pour but les engrais granulés obtenus par le nouveau procédé, ces engrais ne contenant, outre le phosphate provenant de la scorie de déphosphoration, que de faibles quantités d'azote. Le procédé suivant la présente invention se distingue par le fait que des granules de scorie de déphosphoration sont obtenus par compactage mécanique en mettant en oeuvre au moins deux liants différents, de préférence à propriétés fertilisantes, dont l'un est constitué par de l'urée, qui, ajoutée en une quantité comprise entre 2 et 10%, et de préférence voisine de 4% en poids du mélange, permet de réduire la proportion des autres liants, utilisés seuls ou en mélanges, à côté de l'urée, à une quantité ne dépassant pas la moitié de l'urée. Les mélanges scorie-liants preconisés se laissent en principe compacter mecaniquement sans addition de plastifiant et permettent d'aboutir à des granules de propriétés tout a fait acceptables sous tous les points de vue. Toutefois, tout aussi bien la flexibilité du procedé que les propriétés, essentiellement la résistance mécanique, des granules peuvent être encore amé liorées si on malaxe le mélange préalablement à son compactage avec une faible quantite d'eau. La quantité optimale d'eau mise en oeuvre à cet effet est comprise entre environ 0,5 et 2,5X en poids du mélange sec. La quantité d'eau libre, c'est-à-dire celle incorporée au melange indépendamment de celle éventuellement liee au liant sous forme d'eau de cristallisation, reste dans tous les cas inférieure à 4X, étant donné qu'il s'agit seulement d'humidifier le mélange. Des melanges trop plastiques et collants sont a proscrire, car ils risquent d'entraver la bonne marche du compactage ulterieur en collant aux cylindres ou en obstruant les presses de compactage. Au lieu d'incorporer de l'ure cristallisée avec le ou les autres liants directement a la scorie moulue sèche et d'humidifier ensuite le mélange, on peut également asperger la scorie seche avec une solution concentrée, éventuel- lement chaude, d'urée. Comme certains des autres liants entrant en ligne de compte presentent une solubilité très élevée dans l'eau, on peut également les dissoudre et les incorporer sous cette forme à la scorie de déphosphoration, soit séparément, soit conjointement avec l'urée dans une même solution d'aspersion. La quantité d'eau étant maintenue dans tous les cas inférieure à la limite préindiquée, les granules fabriqués montrent un taux d'humidité si faible que tout traitement de séchage s'est avéré superflu. Le melange des matieres premières est soumis à un compactage mécanique dans une presse à cylindres et conduit à des plaquettes qui sont concassées en un produit granulé brut de formes assez irrégulières. Ces granules bruts peuvent être soumis à un traitement abrasif dans un tambour rotatif en vue d'arrondir les arêtes vives. Un criblage sur tamis à ouvertures de mailles appropriées intervient normalement avant le traitement d'abrasion pour séparer les fractions hors dimensions qui sontrecyclées. Les fines d'abrasion sont généralement sépares par criblage des granules finaux obtenus Le compactage mécanique peut être effectué à température ambiante.Avantageusement on transforme toutefois, dans la mesure du possible, la scorie de déphosphoration tout de suite a sa sortie du moulin de broyage et.a une température aussi proche que possible de celle à laquelle elle est obtenue a la suite du broyage de la scorie brute. Ainsi, la scorie d'une température comprise entre 65 et 100"C est humidifiée avant ou après mélange avec les liants, de préférence avec de l'eau chaude en une quantité égale a tout au plus 4% en poids du mélange. Afin de maintenir le développement de poussières dans le mélangeur aussi réduit que possible, il est avantageux de procéder a l'aspersion de la scorie dès sa sortie du moulin. Le compactage du mélange, le concassage des plaquettes obtenues, ainsi que le criblage et le traitement d'abrasion subsequents,s'effectuent d'affilée sur le produit chaud. La chaleur latente des granules obtenus contribue au séchage rapide de l'engrais et favorise le mécanisme de prise et de durcissement sans qu'on ait besoin de faire intervenir à cette fin un apport spécial de chaleur. Le durcissement commence au cours du traitement à chaud dès le compactage et se poursuit durant les différentes étapes de traitement consécutives jusqu'à atteindre sa valeur presque optimale lorsque les granules sont complètement refroidis. Lorsque tout le traitement s'effectue à température ambiante, le durcissement est légèrement plus lent à se produire, mais ne requiert pas de traitement thermique.Ni dans l'une ni dans l'autre éventualité, il n'y a risque de détérioration ou d'agglutination de granules s'ils sont ensachés directement à la sortie de la chai ne de production. Les granules obtenus suivant le procédé et avec les mélanges preconisés se caractérisent par le fait qu'ils contiennent,outre au moins la quantité minimale normalement requise en phosphate pour la scorie de déphosphoration, une quantité inférieure à 5% d'azote, essentiellement sous forme d'urée. On peut ajouter au mélange la place d'une partie de l'ure ou en addition à celle-ci,des nitrates comme véhicules d'azote. Il est connu que l'azote de l'urée n'est transformé, suivant la nature du sol et le climat, qu'assez lentement en une forme assimilable par les végétaux. Par contre, la quantité d'azote ajoutée sous forme de nitrate est directement disponible pour les végétaux. L'engrais granulé suivant l'invention se délite dans un temps extrêmement court après son épandage pour retrouver la finesse et la granulométrie d'avant granulation du fait de la teneur minimale des granules en matières inertes et garantit par là une action fertilisante progressive et élevée. La quantité d'azote, entrant comme urée ou comme nitrate dans la composition de l'engrais et libérée après épandage ou transformée progressivement en forme assimilable, correspond approximativement à la quantité d'azote dont les végétaux ont besoin aux premiers stades de leur développement;;la nuantité de phosphate peut correspondre aux besoins globaux des Flattes pour et @@@@sseace. Le solde de la quantité globale en azote nécessitée par les vé@@t@ux laur est fourni par un épandage ultérieur. Exemple De la farine de scorie de déphosphoration est intimemen@ mêlenqée dans un malaxeur avec 4 % en poids d'urée finement p@lvérisée, èn paut utiliser soit de la scorie se trouvant à température amblante, @oit de scorie recueil. lie à température plus élevée directement a la sortie @@ mou@@a de @royage. Au cours de l'opération de malaxage de la sco@ie avec l'arée, on asperge ces produits avec 2 % en poids par rapport au mélange sec u@@ s@@@tion constituée de 50 % de nitrate de calcium dans 50 % @@@@@. Le mélange humidifié non collant est compacte @ant @n@ p@@ssé à cylin- dres sous une pression linéaire de 10 t/cm. Les plaquettes @bte@@@s sont concassées dans un moulin à marteau. Les granules concass@s bruts s@@@ @@iblés pour recueillir les fractions comprises entre 0,25 et 2 mm, les @@@es étant recyclées sur le mélangeur et la fraction > 2 2 mm Sen le "L- Les granules bruts des fractions 0,25 à 2 @@ @@@@@@@@ @ @ @ traitement d'abrasion dans un tambour rotatif @@@dent 21 @@@ @@ta d'un recriblage, on n'a obtenu que 2 à 3% de fi@@ @@@ , @@@@ @ ressor tir que la solidité des granules, @oten@@ @@@@ @@@@@ @@@ @@@nts dans lequel prèdomine l'uree, est largement @@ @sante @ @@ @@@cellen- te résistance envers toutes les s@@@@ti@@ @ s Il est à remarquer que lors@ue t@@@t @@@ traite ment sont maintenues @dentiques,une qu@@@@@@ @@@@ @ @@@ée utilisée seule,sans liant auxiliaire,n'@ @@s per@@s de @@@ @anules de propriétés mécaniques comparables à @@@ s@@ @@@@@ @@@ @ @dessus Le produit marchand obtenu titre 17 @@@ @e @ @@@ @@ P2O5 soluble dans l'acide citrique, et 2,03% @ @z@@@ @@@ @@@ @@ @@e et d'azote de nitrate. La solubilité est de 82,5@. La @ @@r@@ @@étriq@ est la suivante : fraction 0,25 à 0,5 mm @ 18%, t@@ @@@@@@ . 349 et fraction la 2 mm = 48%. Les granules ne gont@ent @@@ @ @ @@ @ @@s d'@ stockage prolongé. Après épandage,11 se délitent f@@@ @@@ @ @l pour reprendre leur état pulvérulent d'avant compactage. REVENDICATIONS 1.- Procédé de fabrication d'engrais granulés à partir de scorie de déphosphoration, caractérisé en ce que l'on mélange à de la farine de scorie, au moins deux liants différents, avantageusement à propriétés fertilisantes, dont l'un est constitué par de l'urée, qui, ajoutée en une quantité comprise entre 2 et 10% et de préférence voisine de 4t en poids du mélange, permet de réduire la proportion des autres liants, utilisés seuls ou en mélanges à côté de l'urée, à une quantité ne dépassant pas la moitié de l'urée et en ce que l'on soumet le mélange à un compactage mécanique. 2.- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce qu'à côté de l'urée, on utilise de préférence des nitrates comme liants d'appoint. 3.- Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que préalablement ou postérieurement à l'incorporation des liants à la scorie, celleci est aspergée avec une quantité tout au plus egale à 4% d'eau et est ensuite soumise à un malaxage d'homogénéisation avec les additions. 4.- Procédé suivant une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la scorie pulvérulente provient directement du moulin de broyage et est transformee à une température comprise entre 65 et 100 C. 5.- Procédé suivant la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce que l'aspersion de la scorie ou du mélange scorie-liants est effectuée à l'aide d'une quantité tout au plus égale à 4% d'eau chaude. 6.- Procédé suivant la revendication 3 ou 5, caractérisé en ce que la proportion d'eau d'humidification mise en oeuvre est de préférence comprise eatre @,5 et 2,5% du mélange sac. .- Procédé suivant une qulconque des revendications 1 à 6, caractérisé en @e que l'urée et/ou les autres liants sont incorporés à la scorie de déphosphoration pulvérulente sèche sous forme de solutions concentrées, de préférence chaudes, dans l'eau d'humidification. 8.- Procédé suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la solution contient, outre l'urée, au moins une partie de la quantité restante en liants. 9.- Procédé suivant une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le produit comprimé, obtenu à la suite du compactage est concassé en des granules bruts, que les granules bruts sont soumis à un traitement abrasif dans un tambour rotatif et que les granules finaux sont sépia rés des fractions hors dimensions par un criblage sur tamis à ouvertures de mailles appropriées avant et/ou apres le traitement abrasif. 10.- Procédé suivant une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que l'on met en oeuvre à côté de l'urée ou en remplacement d'une partie de celle-ci des nitrates alcalins ou alcalino-terreux comme véhicule d'azote. 11.- Engrais obtenus suivant le procédé selon une quelconque des revendications 1 à 10 à partir de scorie de déphosphoration pulvérulente, caractérisés en ce qu'ils contiennent au moins deux liants différents, avantageusement à propriétés fertilisantes, dont l'un est constitué par une quantité comprise entre 2 et 10% et de préférence voisine de 4% en poids du mélange sec d'urée et dont l'autre est présent en une proportion inférieure à 5% et en ce qu'ils titrent, à part au moins la quantité minimale normalement requise en phosphate pour la scorie de déphosphoration, moins de 5% d'azote, essentiellement constitué d'azote d'urée. 12.- Engrais suivant la revendication 11, caractérisés en ce qu'ils contiennent à côté de l'azote provenant de l'urée, de l'azote sous forme de nitrates alcalins ou alcalino-terreux, la quantité totale d'azote restant infe- rieure à 5%. 13.- Engrais suivant la revendication 11 ou 12, caractérisés e ce qu' ils sont obtenus par compactage mécanique et ne sont soumis à aucun traitement thermique de séchage ou de durcissement.