Brevet FR2318109A1 — publié le 19770211

La présente invention a pour objet un procédé de traitement de phosphate brut, procédé dans lequel le phosphate brut, après tamisage, broyage et séparation de la fraction la plus fine, se présente avec une granulométrie inférieure 0,5 mm et supérieure à 30 pm. Ce procédé est destiné notamment diminuer la teneur du phosphate brut en composés de magnésium. Le phosphate brut ainsi traité sert de matière première pour la préparation d'acide phosphorique selon un procédé chimique par voie humide. Le phosphate brut se présente å l'état naturel sous forme d'apatite, en mélange avec toutes sortes de minéraux. Parmi ces minéraux on trouve entre autres la dolomite, c'est- - dire un mélange de carbonate de calcium et de magnésium. D'autres composés du magnésium peuvent etre présents, tels que des silicates ou des phosphates. Les composés du magnésium sont en général solubles dans l'acide phosphorique brut. Lors de l'attaque du phosphate brut par l'acide sulfurique, pour la préparation d'acide phosphorique, ils ne sont pas séparés en même temps que le gypse formé, mais ils sont extraits du phosphate brut par dissolution et restent dans l'acide phosphorique obtenu. Ils sont très gênants dans l'acide phosphorique, d'abord lors du processus de concentration, par exemple depuis 30 % jusqu'S 54 % de P205 ; ensuite les composés du magnésium sont des sources d'ennuis lorsqu'on utiiise l'acide phosphorique qui les contient pour préparer des engrais. Tant au cours de la concentration de l'acide phosphorique qu'au cours de la neutralisation, il se forme des composés magnésiens sous forme de gels, qui rendent plus difficile ou même empêchent, la concentration å mesure que la viscosité de l'acide phosphorique augmente ; et, dans la fabrication d'engrais, le processus de granulation, entre autres, s'en trouve défavorablement influencé. C'est pourquoi, jusqu' à présent, il était connu qu'en général on ne pouvait mettre en oeuvre que des phosphates bruts dont la teneur en magnésium est inférieure à 0,3 %. Pour traiter un phosphate brut contenant des composés du magnésium, le brevet des Etats-Unis d'Amérique NO 3 493 340 propose de calciner le phosphate brut, ce qui transforme les carbonates en oxydes. I1 est connu que ces oxydes du magnésium et du calcium sont facilement solubles dans l'acide sulfurique dilué, sans que déjà le phosphate de calcium du phosphate brut soit dissout en même temps. Mais si la dolomite, c'est-à-dire les carbonates de magnésium et de calcium doivent être directement dissous par l'acide sulfurique, la réaction est bloquée par la formation du sulfate de calcium, c'est-à-dire du gypse. En outre, il est impossible de filtrer le phosphate ainsi traité, étant donné que les composantes les plus fines et/ou les gels de composés du magnésium viennent colmater les pores des toiles filtrantes. Le but de la présente invention est de permettre d'éviter les inconvénients des procédés connus jusqu'à ce jour, de traitement de phosphate brut, et de pouvoir ainsi traiter des phosphates ayant une teneur en composés du magnésium supérieure à 0,3 %. Ce problème est résolu selon la présente invention de la façon suivante : on mélange, dans un rapport pondéral de 1:5, le phosphate brut, broyé et tamisé, avec de l'eau, on acidifie avec de l'acide sulfurique, et on filtre, puis lave, le mélange avant d'atteindre le point de neutralisation. Etant donné qu'en règle générale les phosphates bruts à épurer sont d'une provenance bien déterminée, et qu'il ne s'agit que rarement de phosphates mélangés de provenances différentes, il est possible, selon une autre caractéristique de l'invention, d'effectuer ladite acidification de façon à atteindre un pH donné. C'est ainsi que la Demanderesse a trouvé que, dans le cas de phosphates bruts dont les principales impuretées sont les carbonates de magnésium et de calcium, il convient d'effectuer une acidification jusqu'à un pH d'environ 3,5. Si d'autres composés du magnésium se trouvent dans le phosphate brut, par exemple des silicates de magnésium, il est avantageux de pousser l'acidification jusqu'à un pH d'environ 3,0. I1 est même possible, selon l'invention, de dépasser par le bas ce pH de 3,0, lorsqu'il est possible de compenser de légères pertes dues à la mise en solution du phosphate de calcium, par une diminution sensible des impuretés. En outre la Demanderesse a trouvé qu'il était avantageux de mélanger le phosphate brut avec de l'eau de mer, et d'effectuer l'acidification dans la bouillie d'eau de mer et de phosphate brut ainsi obtenue.Par ce moyen le temps de réaction du phosphate brut et de l'acide sulfurique est considérablement abrégé, étant donné que le gypse, qui se forme parfreaction de la dolomite et de l'acide sulfurique, est soluble dans l'eau de mer dans la proportion indiquée de 1 :5. I1 ne se produit donc pas de bloquage de la réaction par formation d'une couche de gypse sur la dolomite. Si on veut utiliser de l'eau douce pour cette réaction, il est nécessaire d'augmenter la proportion eau douce : phosphate brut en fonction de la teneur en dolomite du phosphate brut La filtration du phosphate brut ainsi traité n'est possible que dans certaines conditions. Ainsi, il est nécessaire de maintenir acide la bouillie à filtrer, pour qu'il ne se forme pas de gels de composés qui gênent ou empêchent la filtration. Le domaine de pH favorable pour cette opération est de 3 à 5. Le temps de séjour entre acidification et filtration doit être aussi court que possible ; il peut être éventuellement nécessaire de rajouter de l'acide juste avant de filtrer la bouillie. Une autre caractéristique du procédé de l'invention est la séparation de la fraction la plus fine du phosphate brut avant l'acidification . Si cette fraction n'est pas séparée, la filtration qui suit l'acidification ne sera pas possible. Or, il est absolument indispensable de séparer l'excès d'eau de labouillie,car sinon le phosphate brut ne pourrait pas être introduit dans l'installation d'acide phosphorique ultérieure en raison du trop grand excès d'eau. Ce dernier empêcherait l'attaque de l'acide sulfurique sur le phosphate brut, ou du moins il en diminuerait l'intensité, et donc le rendement en P205. En outre la concentration en P205 de 1'acide phosphorique produit serait notablement plus faible. Les avantages qui résultent de la présente invention consistent en particulier en ce que, par un mode opératoire simple, avec des matières auxiliaires économiques, sans besoin d'énergie thermique et avec des installations de filtration ordinaires, on peut obtenir un phosphate brut propre. Les exemples suivants et le dessin annexé illustrent la présente invention. EXEMPLES Selon le schéma du dessin annexé, on alimente le tamis 1 avec un phosphate brut d'une granulométrie de O à 4 mm, et dont la teneur en P205 et en MgO est indiquée dans la 1ère ligne du tableau suivant. La fraction de dimensions supérieures à 0,5 mm est additionnée d'eau de mer fraîche, broyée humide dans le broyeur 2, et mélangée avec la fraction de dimensions inférieures à 0,5 mm issue du tamis 1. Dans un hydrocyclone 3 on sépare la fraction de dimensions inférieures à 30 Zm. La composition du phosphate brut (0,5 mm-30 Zm) après ce traitement est indiquée dans la 2ème ligne du tableau. Le phosphate brut tamisé est ensuite traité par de l'acide sulfurique dans le récipient 4, le pH étant maintenu à la valeur indiquée dans la 3ème ligne du tableau pendant 30 minutes. Après une filtration (5) et un lavage (6), on recueille un phosphate brut dont la composition est indiquée dans la 4ème ligne du tableau. On voit que plus de 30 % des composés de magnésium initialement présents ont été dissous . Le rendement en P205 est supérieur à 99,9 t. TABliEAU EXEMPLE 1 EXEMPLE 2 Phosphate brut initial P205 26,25 % 25,8% (0-4 mm) MgO 1,66 % 1,80 % Phosphate après tamisage P205 29,9 % 30,6 % (0,5 mm-30 pm) MgO 0,73 % 1,02 % pH d'acidification (30mn) 3,5 2,5 Phosphate après filtration P205 29,9 % 30,3 % et lavage MgO 0,5 % 0,3 % REVENDT.CATI0NS 1.- Procédé de traitement de phosphate brut, dans lequel le phosphate brut, après tamisage, broyage et séparation de la fraction la plus fine, se présente avec une granulométrie inférieure à 0,5 mm et supérieure à 30 Fm, procédé caractérisé en ce que l'on mélange, dans un rapport pondéral de 1:5 le phosphate brut avec de l'eau, puis on acidifie avec de l'acide sulfurique et on filtre et lave le mélange avant d'atteindre le point de neutralisation. 2.- Procédé selon la revendicationl,caractérisé en ce que l'on mélange le phosphate brut avec de l'eau de mer. 3.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que-l'on pousse l'acidification jusqu'à un pH de 3,5. 4.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on pousse l'acidification jusqu'à un pH de 3,0. 5.- Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'on pousse l'acidification jusqu'à un pH de 2,5. 6.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'on effectue la filtration du mélange acidifié dans un domaine de pH de 3 à 5.