Brevet FR2372654A1 — publié le 19780630

Cette invention concerne la granulation des sels de potassilun. Dans un aspect particulier, cette invention concerne la granulation de sels de potassium par incorporation d'un liant avant l'étape de granulation. tes sels de potassium ne forment pas facilement des cristaux ou des particules de grandes dimensions qu'il est necessaire cependant d'utiliser dans les engrais composés pour empêcheur la ségrégation. En outre, les particules dans l'intervalle de dimensions désiré, doivent etre suffisamment résistantes pour ne pas subir de dégradation pendant les étapes de manipulation et de mélange. Cependant, en raison de leur manque de plasticité, les sels de potassium ne se prêtent pas à la granulation dans les appareils de granulation classiques à tambour ou cuve rotatifs. Les granules formés dans ce dispositif ne présentent pas de résistance à la dégradation une fois séchés et le rendement en granules dans l'intervalle désiré de dimensions de 1,4 x 1,7 mm est faible, par exemple il est souvent de l'ordre de 10%. En conséquence, les taux de recyclage sont très élevés, ce qui entraîne des coûts de production exhorbitants. On a donc besoin d'un procédé permettant de granuler les sels de potassium avec un rendement élevé dans l'intervalle de granulation désiré, sels qui aient une bonne stabilite de structure pendant la conservation, la manutention et l'utilisation. C'est un but de cette invention de fournir un procédé de granulation de sels de potassium, de fournir un procédé de granulation de sels de potassium par incorporation d'un liant, et de fournir une composition de sel de potassium et de liant sous une forme granulée. D'autres buts de l'invention seront évidents à l'homme de l'art d'après la description suivante. L'invention qui fait l'objet de la présente demande de brevet réside dans un procédé de granulation de sels de potassium permettant d'obtenir des granules avec un rendement élevé dans l'intervalle de dimensions désiré, en mélangeant le sel de potassium avec un liant qui est un phosphate minéral et de l'eau, et en granulant le mélange et en le séchant. Dans le procédé e la présente invention, le sel de potassium est mélangé au liant de phosphate à un taux d'environ 15 à 150 kg (1,5 à 15%, de préférence environ 50 à 150 kg (5 à 15) de liant par tonne de cristaux ; la quantité nécessaire est variable, selon le liant choisi et le matériau à granuler. On ajoute de l'eau, soit avant soit après le mélange du sel de potassium avec le liant, à raison de 75 à 200 kg par tonne de mélange (7,5 à 20) la quantité exacte dépendant de la teneur-en humidité, du type et de la dimension de particules du sel de potassium et du liant que l'on utilise dans l'opération.On effectue le mélange dans un granulateur classique à tambour ou à cuve, et on peut ajouter de l'eau supplémentaire si nécessaire pour rendre maximale la production des granules de dimensions préféree. La teneur en eau préférée est d'environ 10 à environ 15%. On introduit ensuite le mélange dans un séchoir classique. Les sels de potassium que l'on peut granuler selon le procédé de cette invention comprennent, mais sans leur être limités, le chlorure de potassium, le carbonate de potassium, le sulfate de potassium, le nitrate de potassium, la lannhéinite , et leurs mélanges. Les liants appropriés comprennent le phosphate de monoammonium, le phosphate de diammonium, le phosphate mono- ou disodique, le phosphate mono- ou dipotassique ou un de leurs mélanges. Le phosphate monoacide de magnésium est également un liant approprié. Tous ces composés sont connus dans la technique et la plupart d'entre eux sont disponibles dans le commerce. Les qualités commerciales usuelles conviennent pour la mise en oeuvre de cette invention. Un liant préféré est le phosphate de monoammonium qui peut être formé de façon appropriée au moment de l'utilisation. Un liant particulièrement préféré est un mélange de phosphates de mono- et de diammonium, obtenu en faisant réagir l'ammoniac avec l'acide phosphorique dans un rapport molaire d'environ 1,1-1,5 à 1. On peut former le phosphate de mono- ou de diammonium, ou leurs mélanges, in situ en premélangeant le sel de potassium avec une quantité appropriée d'acide phosphorique, puis en traitant le mélange par l'ammoniac dans un granulateur effectuant également le traitement par l'ammoniac , appareil connu dans la technique, par exemple un granulateur à tambour rotatif TVA décrit dans les brevets des E.U.A N 2 729 554 et 2 741 545.Une source preférée d'acide de phosphorique est la qualité connue sous le nom d'acideivoie humide, car cet acide contient une quantité faible de fer, d'aluminium et d'autres impuretés métalliques qui améliorent la résistance mécanique des granules de sels de potassium. Quand on forme in situ le phosphate de monoammonium, on ajoute de préférence de l'eau au sel de potassium avant l'introduction de l'acide phosphorique. On peut effectuer de préférence l'étape d'nmoniation avec de l'ammoniac anhydre, mais on peut également utiliser si on le désire de l'ammoniaque. Dans ce cas, la quantité d'eau ajoute sous forme d'ammoniaque doit être prise en considération quand on ajoute de liteau supplémentaire pour l'étape de granulation. Quand on utilise comme liant du phosphate de magnésium, on peut également le former commodément in situ pendant l'étape de granulation. On ajoute le magnésium au sel de potassium sous forme de l'oxyde, de l'hydroxyde ou du carbonate, et on asperge dans le mélange de l'acide phosphorique, de préférence de l'acide phosphorique de voie humide. On utilise le composé de magnésium et l'acide phosphorique à un rapport molaire généralement compris entre 0,5 et 1,5 : 1, de préférence 1:1. Quand on désire granuler de la langbéinite, elle est de préférence sous une forme dans laquelle elle contient au moins 20% de granules d'une dimension inférieure à 74 microns et une quantité minimale de granules ayant une dimension supérieure à 550 microns, de préférence moins de 5%. Un autre mode de réalisation de cette invention est que l'on peut améliorer la granulation des sels de potassium autres que la langbéinite, en ajoutant au sel de potassium une petite quantité de langbéinite pulvérisée ou une autre source appropriée de magnésium. De telle sources de magnésium comprennent, en plus du phosphate de magnésium cité précédemment, l'oxyde, le chlorure, le sulfate, le carbonate, le nitrate, etc... On utilise la langbeinite à un taux de 15 à 35 kg par tonne de potassium. On utilise d'autres sels de potassium à-un taux équivalant à 10-20 kg de sulfate de magnésium par tonne de sel de potassium. On effectue l'étape de granulation d'une maniere classique aux températures classiques, par exemple à 7095ôC. De même, on effectue de manière classique l'étape de séchage. Selon ce qui précède, c'est un mode de réalisation de 1 'inven- tion de fournir une composition prévue pour la granulation, comprenant un sel de potassium. et un liant qui est un phosphate minéral. Plus particulièrement, c'est un mode de réalisation de cette invention de fournir une composition convenant pour la granulation, comprenant un sel de potassium, un liant de phosphate minéral approprié, à raison d'environ 15 à 150 kg par tonne de sel de potassium, et de l'eau à raison d'environ 75 à 200 kg par tonne de sel de potassium, où le sel de potassium est le chlorure de potassium, le sulfate de potassium, le carbonate de potassium ou la langbéinite, ou leurs mélanges. les mélanges préferés comprennent ceux dans lesquels la langbêinite constitue un composant mineur. Le phosphate minéral est fourni par le phosphate de mono ou de diammonium, le phosphate Rono- ou disodique, le phosphate mono- ou dipotassique, ou le phosphate monoacide ou diacide de magnésium ou leurs mélanges. I1 est également envisagé un autre mode de réalisation de cette invention qui fournit des compositions granulées des matériaux précédents ayant une composition en poids sec d'environ 85-98,5% de sel de potassium et de 15 à 1,5 % de liant. En outre, la composition granulée peut contenir des quantités variables d'eau résiduelle, bien qu'en général, la composition sera essentiellement exempte d'eau. L'invention sera mieux comprise en se référant aux exemples suivants. Ces exemples sont donnés uniquement pour illustrer l'invention et ne doivent pas être considérées comme la limitant. Exemple 1 On recueille des fines de langbéinite dans un collecteur de poussière et on les utilise pour la granulation. Elles contiennent à l'analyse 5% de granules de plus de 417 microns et 26% de granules de moins de 74%. On fait marcher le granulateur à 15 tonnes par heure, en utilisant 150 kg d'un mélange de phosphate de mono- et de diammonium par tonne de langbéinite. On forme le phosphate d'ammonium in situ en introduisant de l'acide phosphorique de voie humide dans les proportions appropriees et en ammoniaquant le mélange à un rapport molaire d'environ 1,5 mole d'ammoniac anhydre par mole d'acide phosphorique. On effectue la granulation dans un appareil d'ammoniatation à tambour rotatif TVA (brevets des E.U.A NO 2 729 544 et 2 741 545). On ajoute de l'eau comme nécessaire pour obtenir de bonnes caractéristiques de granulation. On fait fonctionner le tambour de granulation à une température de 81-83 C. La teneur en humidité duproduit granulé lorsqu'il sort du granulateur est 14%. On l'envoie alors à un séchoir ayant une température d'entrée de 527-550"C. La température des gaz de sortie est 93-1080C et celle du produit séché est 43-500C. On obtient une granulation satisfaisante comme le montre l'analyse granulométrique du tableau I. TABLEAU I % cumulatif Dimension de la maille 3,3 mm 2,35 mm 1,65 mm 1,17 mm 833 417 208 147 74 Charge 3,5 19,7 37,3 73,6 26,4 Granulation à 0,5 6,9 71,4 99,3 0,7 150 kg/tonne Granulation à 0,8 17,8 59,1 90,9 9,1 50 kg/tonne On effectue des essais de dégradation et on trouve qu'il se produit une dégradation de 8,4 %. Ceci se compare favorablement au taux de dégradation du sulfate de potassium granulé et du phosphate de diammonium. La qualité physique du produit est acceptable. Exemple 2 On répète l'expérience de l'exemple 1 dans ses détails essentiels, sauf que l'on réduit à 50 kg par tonne la quantité de phosphate de mono- et de diammonium. On obtient une granulation satisfaisante comme le montre l'analyse granulométrique du tableau I. Dans les essais de dégradation, on note une dégradation de 7,4% des granulés. La qualité physique est acceptable. Exemple 3 On mélange une tonne de chlorure de potassium avec 50 kg de phosphate de monoammonium et 100 kg (10t) d'eau, dans un granulateur à cuve et on granule à 820C comme connu dans la technique. On sèche le matériau sortant du granulateur, on le refroidit et on l'envoie au stockage. La qualité physique est acceptable. Exemple 4 On répète- l'expérience de l'exemple 3 dans ses détails essentiels, sauf que l'on substitue le carbonate de potassium au chlorure de potassium, on substitue du phosphate de diammonium au phosphate de monoanmonium et on ajoute 20% d'eau. La qualité physique des granulés est satisfaisante. Exemple 5 On répète l'expérience de l'exemple 3 dans ses détails essentiels, sauf que l'on substitue le sulfate de potassium-au chlorure de potassium, on substitue 15 kg par tonne de phosphate monosodique au phosphate de monoammonium et l'on utilise 7,5 d'eau. La qualité physique des granules est acceptable. Exemple On répète l'expérience de l'exemple 3 dans ses détails essentiels, sauf que l'on substitue du nitrate de potassium au chlorure de potassium et que l'on substitue 50 kg par tonne de phosphate monopotassique au phosphate de monoammonium. La qualité physique des granules est acceptable. Exemple 7 On repète dans tous ses details essentiels l'expérience de l'exemple 1, sauf que l'on substitue du phosphate disodique au phosphate d'ammonium. La qualité physique des granules est acceptable. Exemple 8 On répète l'expérience de l'exemple 7 dans tous ses details essentiels, sauf que l'on substitue du phosphate dipotassique au phosphate disodique. La qualité physique des granulés est acceptable. Exemple 9 On répète l'expérience de l'exemple 3 dans ses détails essentiels sauf que l'on substitue la langbéinite au phosphate d'ammonium. La qualité physique des granulés est acceptable. Exemple 10 On répète l'expérience de l'exemple 1 dans ses détails essentiels, sauf que l'on substitue le chlorure de potassium à la lang béinite et que l'on substitue l'oxyde de magnésium à l'ammoniac en quantité suffisante pour fournir un rapport équimolaire avec l'acide phosphorique. La qualité physique des granulés résultants est acceptable. REVENDICATIONS 1. Procédé de granulation du chlorure de potassium, du nitrate de potassium, du sulfate de potassium, du carbonate de potassium, de la langbéinite ou de leurs mélanges, en vue d'obtenir des granulés, caractérisé en ce qu'il consiste à mélanger le sel de potassium avec de l'eau et avec un liant qui est un phosphate mono- ou diacide d'ammonium, de sodium ou de potassium, à raison de 15 à 150 kg par tonne de sel de potassium, à granuler le mélange et à le sécher. 2. Procédé de granulation de la langbéinite, caractérisé en ce qu'il consiste à introduire la langbéinite dans un granulateur, à ajouter de 7,5 à 20% d'eau, à ajouter un mélange de phosphates de mono- et de diammonium obtenu en faisant reagir de l'ammoniac et de l'acide phosphorique dans un rapport molaire d'environ 1,11,5 : 1, à granuler le mélange ainsi obtenu et à le sécher. 3. Composition granulée,caractérisée en ce qu'elle contient 85 à 98,88- de sel de potassium et 15 à 1,5% d'un liant qui est un phosphate mono- ou diacide d'ammonium, de sodium ou de potassium. 4. Composition selon la revendication 3,caractériséeen ce que le sel de potassium et la langbéinite et le liant est un mélange de phosphates de mono- et de diammonium formé en faisant réagir l'ammoniac et placide phosphorique dans un rapport molaire d'environ 1,3-1,7 à 1.