Brevet FR2228743A1 — publié le 19741206

L'invention concerne un engrais mixte organique minéral granulé et son procédé de préparation. De tels engrais sont utilises, dans une mesure croissante, pour fertiliser des pelouses, des roseraies, des fraiseraies, et d'autres cultures, fertilisation pour laquelle une partie des éléments nutritifs est apporte à partir d'un composé organique, ce qui permet d'obtenir un courant plus uniforme d'e' lé- ments nutritifs en combinaison avec l'effet formateur d'humus des composants organiques de l'engrais. De par les divers poids de matière déversée non tassée et les diverses structures granulées d'engrais organiques (par exemple fiente de poules) d'une part et de sels minéraux (par exemple des composes granulés finement ou grossièrement cristallins) d'autre part, il se produit, dans ces engrais, des phé nomènes de séparation pendant leur utilisation, leur transport et leur application. On sait que rien que la granulation, par exemple une granulation à croissance (tambour, assiette, mélangeur) d'engrais de nitrogène-phosphore-potassium (engrais appelés par la suite "engrais NPF") d'origine purement minérale, provoque déjà de grandes difficultés. De plus, il est connu d'effectuer les granulations d'engrais NPP en présence d'une solution aqueuse de poly mérisats ou de copolymérisats d'acide éthylènecarboxylique, respectivement leurs sels (brevet allemand N g560555) et d'améliorer la possibilité de stockage par addition d'acide polyacrilique pendant ou après la granulation (demande de brevet allemand mise à la disposition publique N 1.792.150). Selon la susdite demande de brevet mise à la disposition publique, il est également connu de me langer intimement du superphosphate trais ou déposé avec des liants organiques ou inorganiques solubles dans l'eau, durcissant rapidement ou lentement et de faire passer la masse ainsi obtenue par façonnage et séchage en granulats resistant à la pression. Comme liants, on peut utiliser du verre soluble, les dérivés de cellulose solubles dans l'eau, la colle à la caséine, la colle des os et la colle d'amidon, les résines phénoliques et d'urée solubles dans l'eau, ainsi que la lessive sulfitique à déchet Au cours de ltélaboration de l'invention, on a constate que les procédés de granulation conventionnels (avec ou sans utilisation d'un liant) ne peuvent pas être utilisés à priori pour les mélanges organiques minéraux. La demande de brevet allemand mise à la disposition publique NO 2.002.873 décrit un procédé pour la préparation d'un me lange d'engrais granuleux apportant lentement de l'azote à la terre, selon lequel un composant de dechets organiques servant de véhicule et un matériau fournissant de l'azote sont melangés de façon à obtenir un mélange sec, après quoi une solution aqueuse de formaldéhide et d'urée est mélangée dans un rapport tel que le formaldéhyde soit présent en excès, et qu'une partie du formaldéhyde réagisse avec l'urée de façon à former un précondensat de formaldéhyde-urée, qui est mis en suspension dans la solution de l'excès en formaldéhyde, apres quoi cette suspension de précondensat est ajoutée au mélange sec et mélangée intimement avec ce dernier de façon a former une masse uniformément humide par rapport àia.composition chimique, qui est ensuite traitée avec une solution aqueuse de façon à obtenir une suspension qui, est agitée énergiquement en vue d'obtenir l'uniformite par rapport à la composition ohmique et à la grosseur des grains des composants formant la suspension; après quoi le mélange d'engrais fini est récupéré finalement par décantage de l'eau. Les déchets organiques compostés parmi lesquels des ordures ménagères putréfiées et des boues de curage putréfiées servent en première instance de véhicules, du fait que leur teneur en éléments nutritifs pour les plantes est petite.Rien que l'effet que meme de telles petites quantitée d'éléments nutritifs subsistent en majeure partie dans l'eau, après le décantage du mélange d'engrais fini et qu'il soit possible d'utiliser, comme véhicules, au lieu de déchets organiques compostés, également du vermiculite rèvèle, dans ladite demande de brevet allemand mise à la disposition publique, qu'aucune valeur n'est attribuée à la teneur enaéments nutritifs de ces véhicules. C'estpour cette raison que l'engrais selon la demande de brevet allemand mise à la disposition publique NO 2.002.873 ne peut pas être considéré comme engrais organique minéral. La demande de brevet japonais mise à la disposition publique N0 78.429/1966 décrit un procédé pour la préparation d'un produit granulé pour améliorer le sol, produit contenant des composants organiques, tels que de la tourbe, du lignit, des déchets de tabac, des composants minéraux, tels que du nitrate d'ammonium et du chlorure de potassium et puis, un composé à poids molécu laire é élevé soluble dans l'eau, tel que de la polyvinylpyrrolidone. Suivant ce procédé les composants organiques sont d'abord soumis à un processus de maturation pendant trois à sept ours avec de l'acide superphosphorique, après quoi le produit ainsi obtenu est séché et amené a un granulateur. Dans le granulateur, on ajoute les composants minéraux et une solution aqueuse du composé à poids moléculaire élevé, après quoi se produit par granulation a' croissance, une coagulation du composé à poids moléculaire élevé et des particules d'engrais. Le granulat ainsi obtenu constitue un produit préalable, qui est finalement séché à une température basse. Il y a lieu de noter que, lors du séchage se produit la fixation avec le composé à poids maléculaire soluble dans l'eau. Ce procédé connu présente les désavantages selon lesquels le processus de maturation limite fortement une préparation continue rationnelle et qu'il faut un postséchage coûteux. Dans l'industrie de la potasse (Ullmanns Encyklo padine der technischen Chemie, supplément (1970), page 552) ainsi que pour les engrais de phosphate (demande de brevet allemand mise à la disposition publique N 1. 918.634), on utilise le procédé de compactage selon lequel des comprimés d'une épaisseur de 3 à 6 mm sont formés dans des installations de granulation sous pression à partir de matériau fin sec entre deux rouleaux et sous une pression très élevée, comprimés qui sont ensuite broyés par broyage, par exemple dans des broyeurs à impact, et tamisés comme granulat à grosseur des grains comprise en 1 et 4 mm. Dans ce procédé de granulation, les forces d'adhésion actives sont basées sur la traction moléculaire et l'effet de valences chimiques libres. Toutefois, cela doit s'obtenir par un contact aussi grand que possible, ce qui s'obtient le mieux par utilisation de pressions éle vées sur des composes cristallins ou leurs mélanges. Ln présence de composants organiques fibreux d'origine natureBe(par exemple fiente de poules ou tourbe), cette possibilité de fixation diminue notablement Une granulation précédée d'un compactage est ainsi notamment compliquée par suite des grandes différences de densité et de poids entre les composants du mélange. L'invention vise à fournir un engrais contenant des matériaux organiques d'origine naturelle à effet d'engraissement,au moins un composant d'engrais minéral et des composés à poids moléculaire élevé et qui ne présente pas les susdits incon vénients. Conformément à l'invention, cela s'obtient avec un engrais organique minéral granulé, caractérisé en ce qu'il contient des composés à poids moléculaire élevés réticulés par pression et/ou chaleur et présentant la forme d'une coquille cassée. Le composant organique d'un engrais mixte organique minéral conforme à l'invention comprend tous les matériaux organiques d'origine naturelle à effet fertilisant, notamment la fiente d'oiseaux et la tourbe, En outre, on peut utiliser, comme composant organique, de la drêche, des déchets de betterave et d'autres restes végétaux similaires. Comme composant minéral, on peut utiliser tous les engrais contenant au moins un composant. Cela s'applique également à leurs mélanges présentant des concentrats d'élément de trace. Comme engrais minéraux, on peut mentionner a' titre d'exemple l'urée, le phosphate d'ammonium, le nitrate de posassium et le sulfate d'ammonium, puis, des composants minéraux présentant un effet fertilisant de longue durée, tels que du phosphate de potassium-magnésium, ainsi que des composés d'azote condensées, par exemple les résines d'aldéhyde-urée. Les rapports de mélange peuvent être choisis arbitrairement entre 1 et 99 S en poids de matière organique et 1 à 99 % en poids de composant minéral Dans l'engrais mixte organique minéral conforme à l'invention, les composés à poids moléculaire élevé servent de liant. Conformément à l'invention, on peut utiliser, comme liant, tous les composés à poids moléculaire élevé pouvant être réticulés par pression et/ou chaleur. De préférence, on utilise des produits de condensation d'aldéhyde et d'urée, de la mélanine ou des phénols, des polymkr (Sxts thermoplastiques de composés -vinyliquesX des produits de polyaddition, tels que les résines d'uréthane et époxy et les résines silicones. De plus, on a constaté que d'addition de ces liants à poids moléculaire élevé, dont l'effet se fait par pression et/ou augmentation de la température, permet d'atteindre une améliora t ion notable du comportement de compactage de mélanges organiques minéraux C'est pour cette raison que l'invention est également relative à un procédé pour la préparation d'engrais mixte organique minéral granulé, qui est caractérisé en ce que des matériaux organiques d'origine naturelle à effet fertilisant sont séchés de façon à obtenir une teneur en eau définitive de 5 à 20 % en poids et séchés avec des engrais minéraux et avec au moins un composé à poids moléculaire élevé pouvant être réticulé par pression et/ou chaleur, après quoi le tout est mélangé et le mélange ainsi obtenu est soumis à un processus de compactage, la coquille ainsi formée se casse et le produit ainsi obtenu est tamisé. Dans le procédé conforme à l'invention, les susdits groupes de composés à poids moléculaire élevé peuvent etre utilisés à l'état liquide (sous forme dedispersions), pulvérulent ou granulé. De préférence, les composés à poids moléculaire élevé sont utilisés à l'état pulvérulent et comme dispersions. I1 est préférable d'utiliser les composés à poids moléculaire élevé dans des concentrations de 1 à 10 % en poids par rapport au mélange définitif, bien que des concentrations plus élevées ou plus faibles permettant également d'obtenir de bons résultats. S'il est désirable de comprimer le mélange à l'étant froid, par exemple pour protéger des vitamines et des hormones végétales, du risque de décomposition, le mélange peut être additionné d'un durcissant. Comme matériaux organiques d'origine naturelle à effet fertilisant, on peut utiliser, conformément à l'invention notamment de la fiente d'oiseaux et de la tourbe0 De préférence, on utilise la fiente de poules comme substance de départ. Compa rativenent aux déchets organiques utilisés comme véhicules selon le demande de brevet allemand mise à la disposition publique NO 2.002.873, la fiente de poules présente l'avantage de contenir des traces d'éléments dans des quantités pesées physiologiquement, alors que les ordures ménagères et les boues de curage provoquent assez souvent des dégâts par suite de la teneur trop élevée en bore.De plus, l'utilisation conforme à l'invention de fiente de poules, par exemple celle provenant des très grandes exploitations avicoles, permet de contribuer à la solution du problème d'élimination de déchets sans nuire à l'environnement. De préférence, la fiente de poules est séchée jus qu'à obtention d'une teneur en eau dafinitive de 9 à 14 S0 en poids. On constate que l'eau subsistante passe dans le liant, pendant la compression avec par exemple du condensat d'urée-aldéhyde de la fiente de poules, favorisant ainsi l'effet dudit liant. De plus, on a pu déterminer que les liants sont également actifs dans les zones cristallines, L'invention sera expliquée ci-après en détail à l'aide de plusieurs exemples de mise en oeuvre. Exemple 1 Dans un mélangeur, on a préparé un mélange avec les substances de départ suivantes 284,6 kg d'urée, 69,3 kg de phosphate de diammonium, 186,6 kO de sulfate de potassium 26,7-kg de sulfate de magnésium, 100,0 kg de condensat d'urée-aldéhyde, 5,6 kg d'activants végétaux, 297,2 kg de fiente de poules, à l'état broyé {teneur en eau environ 10 %), 30,0 kg de dispersion de polymérisat de chlorure vinylique et de vinylidène (teneur en substance solide 60 , grosseur de particules moyenne 0,6Xum). Après aération et compression préalable par deux rouleaux tournant à la même vitesse en sens opposé et présentant une surface lisse ou profilée, le mélange fut comprimé de façon à former une coquille ou des capots. A cet effet, des.forces de l'ordre de grandeur de 5 à 100 t/cm étaient actives. Exemples 2 à 5 D'une façon analogue à celle mentionnée dans l'exemple 1, on a préparé des mélanges contenant, au lieu du chlorure vinylique et de vinylidène, les liants suivants Exemple 2 Comme liant on a utilisé % d'une @ispersion aqueuse de styrène/butadiène ; teneur en substance # s-de 46 %, grosseur de particules moyenne 0,2 ra. Exemple 3 Comme liant on a utilisé 3 q d'une dispersion aqueuse d'un@ condensat d'urée et de formaldéhyde teneur en substance solide 65 5ç. Exemple 4 Comme liant on attilisé : 3 5t d'une solution d'une résine polyester insaturée dans du styrène (65%) contenant, comme durcissant, 2 ,% de peroxyde de benzoyle (à 50 %). Exemple 5 Comme liant on a utilisé 3 % d'un mélange d'isocyanate et polyolène pour obtenir de la matière synthétique à base de polyurétane. Ces mélanges furent compactés et granulés de la façon décrite dans l'exemple 1. Exemples 6 à 20 D'une façon analogue à celle mentionnée dans ltexem- ple l, on a préparé des mélanges, qui furent compactés et granulés et dont les compositions sont mentionnées ci-après ; comme liants, on peut utiliser les susdites formulations de résine synthétique. Exemple 6 phosphate de potassium-magnésium 80,0 kg nitrates 70,0 kg sulfate de potassium 140,0 kg uree 146,7 kg fiente de poules 533,3 kg liant 30,0 kg Exemple 7 sulfate de magnésium à l'état sec 47,5 kg sulfate de potassium 254,1 kg phosphate de diammonium 72,0 kg urée 136,4 kg fiente de poules 460,0 kg liant 30,0 kg Exemple 8 sulfate de magnésium à l'état sec 47,5 kg nitrates 52,6 kg sulfate de potassium 157,0 kg phosphate de diammonium 72,0 kg urée 180,9 kg fiente de poules 460,0 kg liant 30,0 kg Exemple 9 phosphate de potassium-magnésium 74,0 kg nitrates 52,6 kg sulfate de potassium 217,0 kg phosphate de diammonium 21,5 kg urée 163,3 kg fiente de poules 441,6 kg liant 30fui0 kg Exemple 10 Phosphate de potassium-magnésium 74,0 kg nitrates 52,6 kg sulfate de potassium 243,1 kg phosphate de diammonium 58,5 kg urée 100,2 kg fiente de poules 441,6 kg liant 30,0 kg Exemple 11 Phosphate de potassium-magnésium 74,0 kg nitrates 105,3 kg sulfate de potassium 97,0 kg phosphate de diammonium 63,0 kg urée lu9,1 kg fiente de poules 441,6 kg liant 30,0 kg exemple 12 phosnhate de potassium-magnésium 74,0 kg nitrates 52,6 kg sulfate de potassium 262,7 kg phosphate de diammonium 21,5 kg urée 117,6 kg fiente de poules 441,6 kg liant 30,0 kg Exemple 13 phosphate de potassium-magnésium 28,8 kg nitrates 52,6 kg sulfate de potassium 193,3 kg phosphate de diammonium 63,0 kg urée 190,7 kg fiente de poules 441,6 kg liant 30,0 kg Exemple 14 sulfate de magnésium à l'état sec 54,7 kg sulfate de potassium 280,0 kg phosphate de diammonium 157,4 kg urée 102,2 kg fiente de poules 375,7 kg liant 30,0 kg Exemple 15 phosphate de potassium-magnésium 40,0 kg nitrates 131,6 kg sulfate de potassium 200,0 kg hyperphosphate 56,6 kg urée 177,8 kg fiente de poules 364,0 kg liant 30,0 kg Exemple 16 phosphate de potassium-magnésium dO, 8 kg nitrates 26,3 kg sulfate de magnésium à l'état sec 27,5 kg sulfate de potassium 166,0 -kg pilosphate de diammonium 96,7 kg uree 304,5 kg fiente de poules 307,8 kg liant 30,0 kg Exemple 17 sulfate de magnésium à l'état sec 31,3 kg sulfate de potassium 200,0 kg sulfate d'ammonium 140,5 kg phosphate de diammonium 93,5 kg ure 223,3 kg fiente de poules 281,4 kg liant 30,0 kg Exemple 18 phosphate de potassium-magnésium 40,8 kg nitrates 13,2 kg sulfate de potassium 286,0 kg phosphate de diammonium 98,2 kg urée 301,3 kg fiente de poules 230,5 kg liant 30,0 kg Exemple 19 nitrates 263,2 kg sulfate de magnésium à l1état sec 25,0 kg sulfate de potassium 180,0 kg hyperphosphate 140,0 kg uree 200,0 kg fiente de poules 161,8 kg liant 30,0 kg Exemple 20 nitrates 263,2 kg sulfate de magnésium à l'état sec 25,0 kg sulfate de potassium 296,0 kg hyperphosphate 160,0 kg urée 211,1 kg fiente de poules 14,7 kg liant 30,0 kg Les tableaux 1 à 4 illustrent l'influence contre carrant l'effet de séparation des additions de liant dans les en grais organiques minéraux préparés suivantles exemples 1 à 20. A titre comparatif, les tableaux mentionnent chaque fois un granulat ne contenant pas de liant (exemples A, B, C et D).De plus, on a dé montré à l'aide de l'exemple avec de l'azote, que la quantité d'a zote s'écoulant lentement (soluble dans de l'eau chaude) augmente à réticulation croissante des engrais Granulation d'engrais mixte organique minéral 20/5/10/1 Traitement avec des dispersions de matières Exemple synthétiques N % P2O5 % F2O % MgO % A écoulement lent (composés vinyliques) N % A 0 % 18,2 6,8 11,5 1,0 4,8 1 1,0 % 19,5 4,9 10,0 1.1 5.5 2 1,5 % 17,4 5,0 8,2 0,9 3,7 3 2,0 % 20,0 5,1 9,9 1,0 6,0 44 2,5 % 20,1 5,2 10,05 1,0 8,1 5 5,0 % 20,0 5,1 10,1 1,05 10,0 Granulation d'engrais mixte organique minéral 12/6/10/2 Traitement avec des matières synthétiques à Exemple deux composants N % P2O5 % K2O % MgO % A écoulement lent (système polyol-desmodur) N % B 0 % 15,2 4,3 7,5 1,5 4,0 6 1,0 % 11,8 5,9 9,85 1,9 3,9 7 1,5 % 11,9 5,95 10,2 2,05 5,9 8 2,0 % 12,1 6,05 10,2 2,0 5,9 9 2,5 % 12,0 5,95 9,95 1,90 6,8 10 5,0 % 12,05 6,10 10,1 2,05 7,8 Granultation d'engrais mixte organique minéral1 12/6/10/2 Traitement avec des condensats d'urée- al Exemple dehyde N % P2O5 % K2O % MgO % A écoulement lent (suspension acqueuse) N % C 0 % 7,0 7,0 13,4 0,5 3,0 11 1,0 % 12,1 7,2 9,1 0,7 4,2 12 1,5 % 11,9 6,0 9,8 1,9 6,0 13 2,0 % 11,9 6,1 10,1 2,0 6.0 14 2,5 % 12,05 6,0 10,2 2,2 7,3 15 5,0 % 12,1 6,3 10,1 2,1 8,9 Granulation d'engrais mixte organique minéral 20/5/10/1 Traitement avec des condensats d'urée-al Exemple N % P2O5 % K2O % MgO % A écoulement lent dehyde (suspension acqueuse) N % D 0 % 16,0 7,2 8,4 0,3 4,9 16 1,0 % 17,1 6,3 12,0 0,9 3,2 17 1,5 % 19,5 4,85 10,2 0,9 5,4 18 2,0 % 20,0 5,0 10,1 1,0 6,2 19 2,5 % 19,8 4,9 10,0 1,05 7,1 20 5,0 % 20,05 5,1 10,1 1,05 9,8 REVENDICATIONS 1. Engrais contenant des matériaux organiques d'origine naturelle à effet fertilisant, au moins un composant minéral et des composés à poids moléculaire élevé, caractérisé en ce qu'ils contiennent des comnosés à poids moléculaire élevé réticulés Dar pression et/ou chaleur et présentant la forme d'une coquille brisée 2.Engrais selon la revendication 1, caractérisé en ce qutil contient au moins un composé à poids moléculaire élevé choisi dans le groupe de produits de condensation durcissants constitués par des aldéhydes et de l'urée, de la mélamine ou des phénols, des polymérisats thermoplastiques de composés vinyliques, des produits de polyaddition, comme par exemple les résines d'uréthane et époxy, et les résines silicones. 3. Engrais selon lrune des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'il contient le composé à poids moléculaire élevé ou les composés à poids moléculaire élevé dans des concentrations comprises entre 1 et 10% en poids. 4. Procédé pour la préparation d'engraissements selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que des matériaux organiques d'origine naturelle à effet fertilisant sont séchés de facon à obtenir une teneur en eau définitive de 5 à 20% en poids et séchés avec des engrais minéraux et avec au moins un composé à poids moléculaire élevé pouvant être réticulé par pression et/ou chaleur, après quoi le tout est mélangé et le mélange ainsi obtenu est soumis à un processus de compactage, la coquille ainsi formée se casse et le produit ainsi obtenu est tamisé. 50 Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'on utilise, comme composant organique, de la fiente d'oiseaux et/ou de la tourbe. 6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'on utilise comme composant organioue de la fiente de poules, qui est séchée jusqu'à obtention dune teneur en eau comprise entre 9 et 14% en poids0 7. Procédé selon l'une des revendications 4 et 6 caractérisé en ce au'on utilise comme composé (s) à poids moléculaire élevé au moins l'un des produits de condensation durcissants d'aldéhydes et d'urée, de la mélanine ou des phénols des polymérisats thermoplastiques de composés vinyliques des produits de polyaddition tels que les résines d'uréthane et époxy et les résines silicones. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu on ajoute les composés à poids moléculaire élevé dans des concentrations comprises entre 1 à 10% en noids. 9. Procédé selon l'une des revendications 4 à 8, caractérisé en ce au'avant le comnactage, on ajoute le mélange des éléments detrace, des vitamines et/ou des hormones végétales. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'avant le compactage, on ajoute un mélange durcissant et en ce que le processus de compactage est effectué sans apport de chaleur.