Brevet FR2507170A2 — publié le 19821210

FR 2507170 A2 19821210 FR 8111229 A 19810605 PROCEDE DE CLARIFICATION ET DE DEFLUORATION SIMULTANEES DE L'ACIDE PHOSPHORIQUE ET ACIDE OBTENU PAR LEDIT PROCEDE La présente invention a trait à un perfectionnement au procédé de clarification et de défluoration simultanées de l'acide phosphorique et d l'acide obtenu par ledit procédé, selon le brevet principal. L'invention faisant l'objet du brevet principal a trait à un procédé de clarification et de défluoration simultanées de l'acide phosphorique, caractérisé par le fait que l'on mélange à l'acide phosphorique à traiter au moins une argile colloSdale ; que l'on agite le mélange pendant un temps suffisant pour permettre, d'une part, l'adsorption des matières organiques de l'acide sur les particules colloIdales de ladite argile et, d'autre part, la réaction du fluor sur la silice de ladite argile ; et que l'on sépare l'acide clarifié défluoré de i'(ou des) argile(s) colloidale(s) utilisée(s). Le procédé présente notamment l'avantage de permettre en même temps une clarification de l'acide phosphorique et sa défluoration. La défluoration obtenue est particulièrement importante et le procédé selon ce brevet est facile à mettre en oeuvre et peu onéreux. L'invention faisant l'objet de la présente addition se propose de perfectionner le procédé selon le brevet principal afin de rendre encore plus efficace la défluoration obtenue tout en diminuant la consommation en argile ainsi que la consommation en énergie de chauffage et d'agitation, notamment en diminuant la dorée de traitement nécessaire pour obtenir un degré de défluoration déterminé. L'invention a donc pour objet un procédé de clarification et de défluoration simultanées de l'acide phosphorique selon le brevet principal, dans lequel on mélange à l'acide phosphorique à traiter au moins une argile colloïdale ; on agite le mélange pendant un temps suffisant pour permettre, d'une part, l'adsorption des matières organiques de l'acide sur les particules colloldales de ladite argile et, d'autre part, la réaction du fluor sur la silice de ladite argile et l'on sépare l'acide clarifié défluoré de 1' (ou des) argile(s) colloSdale(s) utilisée(s), caractérisé par le fait que l'on mélange à l'acide phosphorique au moins une argile colloïdale préalablement mouillée. Par argile préalablement mouillée, on entend une argile ayant une teneur en humidité au moins égale à 55 % et de préférence comprise entre 60 et 65 %. Le mouillage de l'argile peut être effectué par mise en suspension de l'argile au moyen d'un diffuseur oupar agitation. De façon surprenante, on a pu constater que par comparaison avec l'utilisation, dans le procédé selon le brevet principal, d'argile sèche, la quantité d'argile mouillée, rapportée en poids d'argile sec " peut etrein- férieure à 5 grammes par kilo d'acide et peut, par exemple, être comprise entre 1 et 5 grammes ou davantage. On a également pu constater que l'on obtient un gain de temps sur la durée de décantation avant et après l'opdra- tion de défluoration. Du fait que l'on utilise une quantité moindre d'ar Jbbe, on obtient également un gain sur la quantité de boue formée, ce qui est particulièrement économique. Enfin, l'invention permet d'obtenir un gain sur la quantité d'acide défluoré fabriqué à partir d'une quantité donnée d'acide phosphorique noir. Le mouillage préalable de l'argile peut titre mis à profit, dans une forme de réalisation avantageuse, pour réaliser une activation de l'argile, par exemple, en mouillant l'argile avec de l'eau acidulée. L'invention a également pour objet l'acide phosphorique clarifié et défluoré obtenu par le perfectionnement selon l'invention. De façon préférée, cet acide se caractérise par le fait qu'il contient un pourcentage pondéral de carbone inférieur à 0,025 et un pourcentage pondéral de fluor inférieur à 0,20. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparattront à la lecture de la description suivante, faite à titre d'exemple non limitatif On utilise, comme matière première de départ, un acide phosphorique concentré à 54 Z en poids de P205 obtenu à partir d'un phosphate non calciné, cet acide ayant une couleur noire et renfermant 0,043 Z en poids de carbone de 0,85 à 1 Z de fluor. Le procédé selon l'invention est mis en oeuvre dans une cuve cylindrique à agitateur d'un volume d'environ... L'acide phosphorique qui constitue la matière première, arrive des unités de concentration à une température qui peut être réglée, par exemple, entre 65 et 750 C. Avant d'ajouter l'argile dans la cuve, on effectue le mouillage de l'argile sèche de façon que l'argile possède une teneur en humidité de l'ordre de 60 %. L'argile mouillée peut être mise en oeuvre sous forme d'une suspension d'argile contenant, par exemple, un taux de solide entre 35 et 40 Z, la suspension étant amenée avec un débit de 6 à 14 litres d'argile/m3 d'acide. L'argile utilisée peut entre notamment l'une quelconque des argiles citées dans le brevet principal comme, perexem- ple, une argile colloïdale choisie dans le groupe formé par les argiles smectiques, les bentonites et les polygorskites. Les argiles colloIdales peuvent avantageusement comporter une forte proportion de montmorillonite ou d'attapulgite. La séparation de l'acide phosphorique clarifié défluoré et de l'argile colloïdale peut s'effectuer par filtration ou par décantation, comme dans le brevet principal. La température de l'acide phosphorique à traiter est comprise entre 60 et 80 C. Exemple I : On effectue tout d'abord un essai avec de 11 argile mouillée en faisant varier.le temps d'agitation dans la cuve. On utilise 3 g d'argile par kg d'acide, la température étant de 65e C. Les pourcentages en fluor (F) sont indiqués après 24 H et après une semaine, en fonction du- temps d'agitation dans le tableau I ci-dessous. TABLEAU I TEMPS - mn 30 60 90 120 Z F APRES 24 H 0,21 0,19 0,19 0,18 Z % F ÂPRES 1 SEMAINE 0,17 0,16 0,14 0,14 Par comparaison, on effectue un traitement selon le brevet principal avec de l'argile sèche à une température de SOC C en utilisant une quantité d'argile de 15 g par kg d'acide. Les résultats en pourcentage de fluor après 3 jours et après une semaine sont indiqués dans le tableau Il cidessous. TABLEAU II TEMPS - MINUTES 5 15 25 30 Z F APRES 3 JOURS 0,19 0,21 0,19 0,20 Z F ÂPRES 1 SEMAINE 0,19 0,19 0,18 0,18 On voit en comparant ces deux tableaux que dans le cas de l'utilisation de l'argile mouillée, on obtient un effet notable de diminution du pourcentage en fluor avec le temps alors que dans le cas d'argile sèche, cet effet est beaucoup moindre. Par ailleurs, on constate que l'on obtent, en utilisant 3 g d'argile mouillée, des résultats meilleurs qu'en utilisant 15 g d'argile sèche par kg d'acide. Ceci permet donc d'obtenir un gain important en poids. Exemple Il Les conditions sont identiques à celles de l'exemple I à la différence que l'on utilise 3 g d'argile mouillée par kg d'acide, le temps d'agitation étant de 90 minutes. Dans le tableau III ci-dessous, on a représenté les résultats en pourcentage de fluor après 24 H et après une semaine pour différentes températures s1 étendant entre 50 et 80 C. TABLEAU III TEMPERATURE C 50 60 70 80 Z F APRES 24 H 0,2 0,19 0,18 0,17 Z F APRES 1 SEMAINE 0,15 O,15 O,13 O,12 Par comparaison, on a effectué le même traitement en utilisant 15 g d'argile sèche par kg d'acide pendant un temps d'agitation de 30 minutes. Le résultat en pourcentage de fluor après 3 jours et après une semaine est indiqué, en fonction des températures s'étendant entre 50 et 900 C dans le tableau IV ci-dessous. TABLEAU IV TEMPERATURE o C 50 60 70 80 90 Z F APRES 3 JOURS 0,22 0,2 0,2 0,21 0g2 Z F APRES I SERINE 0,2 0,2 0 > 19 0,19 0 > 18 On voit notamment que l'on obtient, en utilisant une quantité plus de cinq fois moindre d'argile mouillée, par rapport à l'argile sèche, des pourcentages de fluor nettement inférieurs à ceux obtenus en utilisant de l'argile sèche, et notamment lorsque l'on utilise une température relativement élevée, alors que même en utilisant des températures élevées avec de l'argile sèche, le pourcentage de fluor ne varie pas beaucoup. Exemple III On utilise la même procédure opératoire que dans les exemples précédents, la température dans la cuve étant de 65 C et le temps d'agitation 90 minutes. On effectue des essais en faisant varier la quantité d'argile par rapport à l'acide, ce rapport étant exprimé en grammes d'argile par kilo d'acide. On voit sur le tableau V le résultat des variations de poids. La diminution de pourcentage en fluor croit avec la quantité d'argile, comme cela parait normal mais on constate que l'on obtient, mEme pour une quantité aussi faible que 1,5 g d'argile par kg d'acide, un niveau de pureté en fluor de l'ordre de celui obtenu pour juste 10 g d'argile sèche. TABLEAU V QUANTITE D'ARGILE 1,5 2 2,5 3 g/kg D'ACIDE Z F APRES 24 H 0,23 0,20 0,19 0,17 Z F APRES 1 SEMAINE 0,18 0,18 0,18 0,13 On a effectué, par comparaison, des essais avec de l'argile sèche à une température de 500 C pendant un temps d'agitation de 30 minutes. La valeur résiduelle de fluor en pourcentage après 3 jours et après une semaine figure dans le tableau VT. TABLEAU VI QUANTITE D'ARGILE 5 10 15 20 25 30 g/kg D'ACIDE Z F APRES 3 JOURS 0,21 0,2 0 > 20 0,20 0,20 0,18 Z F APRES 1 SEMAINE 0,20 0,19 0,19 0,19 0,18 0,18 On voit, en comparant le tableau V et VI que l'on peut utiliser une quantité d'argile en général " 5 fois moindre lorsque l'on met en avant le traitement selon l'invention à l'aide d'argile mouillée, ce qui se traduit évidemment également par une diminution du volume des boues rés i- duelles ainsi que par un gain sur la durée de décantation avant et après 11 opération. REVENDICATIONS 1 - Procédé de clarification et de défluoration simultanées de l'acide phosphorique dans lequel on mélange à l'acide phosphorique à traiter au moins une argile colloïdale ; on agite le mélange pendant un temps suffisant pour permettre, d'une part, l'adsorption des matières organiques de l'acide sur les particulescollotdales de ladite argile et, d'autre part, la réaction du fluor sur la silice de ladite argile et l'on sépare l'acide clarifié défluoré de 11(ou des) argile(s) colloidale(s) utilisée(s), caractérisé par le fait que l'on mélange à acide phosphorique au moins une argile collof- dale préalablement mouillée. 2 - Procédé selon la revendication l,caractdrisé par le fait que l'on utilise une quantité d'argile mouillée inférieure à 5 g par kg d'acide. 3 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que l'on amène l'argile mouillée dans l'acide en réalisant une suspension d'argile contenant un taux de solide compris entre 35 et 40 Z, la suspension étant amenée avec un débit de 6 à 14 litres d'argile/m3 d'acide. 4 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que, avant d'ajouter l'argile à l'acide, on réalise une argile mouillée à partir d'une argile sèche en un milieu acidulé permettant l'activation de l'argile. 5 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que lton effectue le traitement de l'acide phosphorique avec ladite argile à une température comprise entre 50 et 90" C et, de préférence, entre 60 et 80" C. 6 - Acide phosphorique obtenu par le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'il possède un degré élevé de clarification et de défluoration. 7 - Acide phosphorique selon la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il contient un pourcentage pondéral de carbone inférieur à 0,025 et un pourcentage pondéral de fluor inférieur à 0,20.-