Brevet FR2513238A1 — publié le 19830325

La présente invention concerne la transformation des phosphates et se rapporte plus précisément a' un procédé de de production de l'acide phosphorique. Le procédé revendiqué trouvera des applications éten- dues dans la fabrication des engrais, fourrages, polymères, dans l'extraction de l'uranium à partir de ses minerais, dans la fabrication de dérivés tensio-actifs, de produits pharmaceutiques, de produits de synthèse organique, de pesticides, de produits de remplacement de levures dans l'industrie biochimique. On connut déjà un procédé de production de l'acide phosphorique (brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 2699985) suivant lequel on effectue la de' composition de roches contenant du phosphate avec de l'acide sulfurique dilué et de la pulpe réactionnelle recyclée que l'on admet sous forme d'un jet au-dessous du niveau de la masse réactionnelle. Le refroidissement et le maintien de la température imposée du procédé sont obtenus par circulation de la masse réactionnelle. Une partie de la masse réchauffée exothermiquement est admise dans une chambre d'évaporation sous vide où a lieu l'évaporation de l'eau et le refroidissement de la masse qui est ensuite renvoyée au stade de la décomposition. Le procédé considéré est caractérisé par la présence d'un système spécial encombrant de refroidissement sous vide et par la nécessité d'éliminer régulièrement des installations du gypse (suppression de CaSO4) et du gel de silice hydraté. En outre, lors de la mise en oeuvre dudit procédé, il peut y avoir des écarts locaux de température aux endroits où l'on introduit les phosphates de la charge de départ, l'acide sulfurique et la pulpe refroidie, ce qui entraine une décroissance du taux de décomposition et des difficultés quant à la cristallisation du sulfate de calcium, c'est-à-dire des pertes en P205. On connut d'autre part un procédé de production de l'acide phosphorique (brevet des Etats-Unis d'Amérique nO 31819313 suivant lequel la décomposition des matières premiè- res phosphatées s'effectue au moyen d'un mélange d'acide sulfurique et d'acide phosphorique de recyclage que l'on brasse au préalable dans un mélangeur et qu'on admet sous forme d'un jet orienté dans le réacteur et d'une masse réactionnelle qui est le siège d'un recyclage interne. La masse réactionnelle est refroidie par de l'air qui est admis à sa surface ou bien â l'intérieur par un certain nombre de buses alimentées par une tuyauterie commune et un ventilateur.Ce procédé est caractérisé par l'admission locale d'un mélange d'acide sulfurique et d'acide phosphorique de recyclage ce qui entrain une surchauffe locale de la masse réactionnelle et une uniformisation des températures et de la concentration en ion sulfate insuffisamment rapides et par conséquent des défauts de stabilité de cristallisation du sulfate de calcium et des pertes de P205 lors du lavage au cours de la filtration. On connaît déjà un procédé de production de l'acide phosphorique concentré (brevet des Etats-Unis dlAméxique nO 2885263) qui comprend une décomposition des phosphates de départ avec formation d'une pulpe contenant de l'acide phosphorique et du sulfate de calcium semi-hydraté que l'on traite afin de recristalliser le sulfate de calcium avec un petit excès d'acide sulfurique (1 à 4 %) à une température supérieure à ioe OC, en présence de germes cristallins préparés séparément d'anhydrite que l'on introduit à raison de 2,0 % au maximum de la masse des phosphates de-départ traités. Le processus de recristallisation dure quelques heures. Le procédé indiqué est caractérisé : par un faible taux d'extraction de P205 qui est de 90 %, calculé par rapport au P205 introduit dans les matières premières ; par une longue durée de recristallisation du produit semi-hydraté et dranhydrite (100 96 en 4 heures) ; par la nécessité dtune préparation spéciale de germes cristallins d'anhydrite de dimensions déterminées pour la mise en oeuvre du processus de re cristallisation. On connatt également un procédé de production de l'a- cide phosphorique ("Phosphorus and Potassium", n088, 1977, pages 30 à 35) suivant lequel on décompose les phosphates de départ par de l'acide sulfurique, par de l'acide phosphorique de recyclage et par de la pulpe de recyclage obtenue au préalable au stade de décomposition. On effectue le refroidissement de la pulpe obtenue contenant de l'acide phosphorique, par circulation dtair au-dessus de la surface de la pulpe. Pour accroître le processus dtéchange de chaleur entre la pulpe et l'air et pour uniformiser la température dans tout le volume du réacteur, le refroidissement de la pulpe obtenue se fait par recyclage et atomisation de la pulpe sous forme de gouttes au-dessus de la surface de la pulpe résiduelle du réacteur. Pour atomiser la pulpe obtenue, on emploie des dispositifs spéciaux qui prélèvent la pulpe sur le volume du réacteur et l'atomisent au-dessus de la surface de la suspension (dans le volume à une distance d'environ 3 m suivant le diamètre et de 1 m suivant la hauteur), à l'aide de disques montés sur l'arbre d'atomiseurs et qui sont animés d'un mouvement rapide de rotation. L'acide sulfurique admis dans le réacteur est atomisé par des disques animés d'un mouvement de rotation rapide et se mélange, sous forme de gouttes, avec la pulpe atomisée, 1 t ensemble étant refroidi par l'air qui circule au-dessus de la surface de la pulpe obtenue, entrainé par des ventilateurs haute pression et des orifices spéciaux ménagés dans le couvercle du réacteur à travers lesquels l'air arrive dans le circuit. Le procédé est caractérisé en ce que le recyclage de la pulpe à refroidir et son atomisation peuvent être effectués jusqu'à un niveau déterminé de la pulpe, étant entendu que les écarts dudit niveau affectent sensiblement l'efficacité de la marche de l'atomiseur-réfrigérant. Dans la pratique, il est difficile de fixer à sa valeur optimale le niveau de la pulpe dans le réacteur, aussi lors d'un dépassement de ce niveau, les échanges de chaleur entre la pulpe et l'air risquent de se détériorer, ce qui peut en- traîner des surchauffes locales de la pulpe et des écarts du régime de production du sulfate, des détériorations de cristallisation et des pertes en P205.L'efficacité de refroidissement dans un tel procédé est insuffisante étant donné que l'air sortant du réacteur a une température de 5 à 10 OC inférieure à la température de la pulpe qui est refroidie, ce qui signifie qu'on n'atteint pas la température d'équilibre et exige donc pour refroidir le circuit une plus grande quantité d'air et par conséquent un systeme plus lourd dtépura- tion et d'absorption des gaw fluorés (HF, SiF4, etc.) qui se dégagent. On s'est donc proposé de créer un procédé de production d'acide phosphorique en utilisant, pour la décomposition des phosphates de départ, sous forme de systèmes dispersés aérés et dispersés à l'air, de l'acide sulfurique, de l'acide phosphorique et d'une partie de la pulpe obtenue qui permette d'augmenter le rendement en acide phosphorique d'une concentration jusqu'a' 50 %, simultanément avec une intensification du procédé technologique. La solution à ce problème réside dans un procédé de production de l'acide phosphorique par décomposition des phosphates de départ, à l'aide d'acide sulfurique et l'acide phosphorique, jusqu'à formation d'une pulpe contenant de l'acide phosphorique et du sulfate de calcium cristallisé dihydraté ou semi-hydraté, puis séparation subséquente à partir de ladite pulpe du produit final, procédé dans lequel suivant 1' invention, on effectue la décomposition des phosphates de départ par un mélange d'acides sulfurique et phosphorique et d'une partie de ladite pulpe qui est recyclée au stade de la décomposition avec de l'air sous forme dtun système dispersé, dans des rapports en poids de la phase dispersée et du milieu de dispersion de 1/0,09 à 0,16 respectivement, ou bien admis séparément sous forme de systèmes dispersés d'un mélange des acides sulfurique et phosphorique avec l'air dans des rapports en poids de la phase dispersée et du milieu de dispersion de 1/0,2 à 0,3 respectivement et de la pulpe de recyclage avec l'air dans un rapport en poids de 1/0,07 â 0,08 respectivement, ou par un mélange d'acides sulfurique et phosphorique avec l'air sous forme d'un système dispersé dans des rapports en poids de la phase dispersée au milieu de dispersion de 1/0,1 à 0,55. L'application des systèmes dispersés susdits permet - de régler le processus d'évacuation de la chaleur de la réaction au moment même du mélange de l'acide sulfurique et de l'acide phosphorique en s'attachant à obtenir la décomposition la plus complète possible des phosphates initiaux ce qui permet d'obtenir une augmentation du rendement en produit final jusqu'a' 97,5 % - d'assurer une saturation de l'air en humidité la plus proche de la saturation à l'équilibre, ce qui permet de réduire la consommation d'air dans des proportions considérables en abaissant ainsi la consommation d'énergie. Il est avantageux pour obtenir de l'acide ayant une concentration allant jusqu'a 50 % et pour intensifier le procédé de réaliser la décomposition des phosphates initiaux par un mélange d'acide sulfurique.et d'acide phosphorique avec l'air sous forme d'un système dispersé, dans des rapports en poids de 1/(4 à 7) /(0,5 à 1), et avant d'isoler l'acide phosphorique de la pulpe, de réaliser la recristallisation du sulfate de calcium semi-hydraté en anhydrite en traitant la pulpe par un mélange d'acide sulfurique et d'un agent caloporteur gazeux sous forme d'un système dispersé, dans des rapports en poids de 1/1,35 à 5, soit de réaliser la recristallisation dans un système dispersé constitué de la pulpe, d'acide sulfurique et d'un agent caloporteur gazeux pris dans des rapports en poids de 1/ (25 à 75) / (1,35 à 5) respectivement I1 est recommandé d'utiliser à titre agent calopor teur gazeux de la vapeur surchauffée. On réalise le procédé selon l'invention de la manière suivante. On soumet les phosphates initiaux å une décomposition par des systèmes dispersés jusqu'à formation d'une pulpe qui contient l'acide phosphorique obtenu et le sulfate cristallisé dihydraté ou semi-hydraté et on sépare ensuite l'acide phosphorique, par exemple par filtration. Les systèmes dispersés se composent soit d'un mélange d'acides sulfurique et phosphorique dispersés et aérés et d'une partie de ladite pulpe recyclée au stade de la décompose sition, soit de la pulpe de recyclage susnommée et d'un mélange d'acide sulfurique et d'acide phosphorique admis aprés leur dispersion et leur aération effectuées séparément.Le milieu de dispersion dans ces systèmes est l'air de dispersion et utilisé comme réfrigérant, la phase dispersée est constituée par la pulpe de recyclage, l'acide sulfurique et l'acide phosphorique dispersés et aérés par l'air réfrigérant, étant entendu que l'acide phosphorique peut être introduit soit de l'extérieur, soit etre admis à partir du stade de décomposition préalablement effectué (dans ce qui va suivre un acide phosphorique de ce type sera appelé "acide phosphorique de recyclage"). Des systèmes dispersés de ce genre sont utilisés pour la décomposition des phosphates initiaux ayant une teneur en P,O allant jusqu 40 5'. Dans le cas dune décomposition de roches contenant des phosphates, pauvres (à teneur en P205 de 26 1) on utilise un système dispersé composé d'un mélange d'acide sulfurique et d'acide phosphorique dispersés et aérés. La mise en oeuvre de la décomposition des phosphates initiaux dans un système dispersé permet de créer des conditions optimales pour la réalisation de la décomposition et de la cristallisation du sulfate de calcium par suppression des surchauffes locales du mélange réactionnel et sursatura tion en ion sulfate aux endroits d'introduction des réactifs dans le réacteur. Simultanément il y a accroissement de l'é- vacuation, du réacteur, de l'excès de la chaleur des réactions et de la chaleur de dilution de l'acide sulfurique concentré par l'eau ou par l'acide phosphorique de recyclage. La consommation d'air réfrigérant est réduite grace à l'optimisation des conditions d'échanges de chaleur et de masse et à la réalisation, dans le système dispersé, de la saturation de l'air en humidité et de sa température d'équilibre. La formation d'un système dispersé peut ttre réalisée au moyen de dispositifs mécaniques ou pneumatiques ou bien simultanément de façon mécanique et pneumatique. Dans ce cas le système dispersé peut être formé soit dans une torche unitaire à équicourant des particules atomisées avec aération simultanée de la pulpe de recyclage et des acides mentionnés, soit par mélange de plusieurs écoulements à équicourant composés de particules de pulpe séparément dispersées et aérées et d'acides admis dans la réaction. Dans le système dispersé, le rapport pondéxal entre la phase dispersée (mélange de particules aérées de la pulpe de recyclage, de l'acide sulfurique et de l'acide phosphorique de recyclage) et le milieu de dispersion qu'est l'air, est avantageusement maintenu égal à 1/(0,09 à 0,16) respectivement, lorsque les constituants de la phase dispersée sont admis simultanément en vue de la décomposition des phosphates initiaux. En cas d'admission séparée des constituants de la phase dispersée pour la décomposition des phosphates initiaux dans la torche des particules aérées contenant un mélange d'acide sulfurique et d'acide phosphorique, le rapport en poids entre la phase dispersée, (acide sulfurique et acide phosphorique) et le milieu de dispersion (l'air) est avantageusement maintenu dans les limites de 1/ (0,2 à 0,3), tandis que dans la torche des particules aérées de la pulpe de recyclage réactionnelle, le rapport en poids entre la partie dispersée (particules aérées de la pulpe) et le milieu de dispersion (air), il est maintenu avantageusement dans les limites de 1/(0,07 à 0,08) respectivement. Dans le cas de la décomposition de roches contenant des phosphates, pauvres lorsqu'il nty a pas besoin de disperser la pulpe de recyclage, le rapport en poids entre la phase dispersée (mélange de particules d'acide phosphorique et d'acide sulfurique) et le milieu de dispersion (air), est maintenu avantageusement dans les limites de 1/(0,1 - 0,55) respectivement. Pour obtenir de l'acide phosphorique concentré (jus qutà 50 %) et du sulfate anhydre de calcium (anhydrite) en cristaux de forme stable, on prévoit avant de séparer l'acide phosphorique filtré, la recristallisation du sulfate de calcium semi-hydraté en anhydrite, par traitement de la pulpe obtenue au stade de la décomposition, par un mélange d'un agent caloporteur gazeux et d'acide sulfurique sous forme d'un système dispersé,leur rapport en poids étant de 1/(1,35 à 5), ou bien de réaliser la recristallisation dans un système dispersé composé de la pulpe susmentionnée, d'acide sulfurique et d'un agent caloporteur gazeux, leurs rapports en poids é- tant égaux à 1/(25 à 75)/ (1,35 à 5) respectivement. Dans le cas d'une réalisation de la recristallisation du sulfate de calcium semi-hydraté en anhydrite, il est recommandé d'effectuer la décomposition des phosphates initiaux par un mélange d'acide sulfurique et d'acide phosphorique avec l'air, sous forme d'un système dispersé dans des rapports en poids de 1/(4 à 7)/(0,5 à 1). Les rapports en poids de l'acide sulfurique, de l'acide phosphorique et de l'air dans le système dispersé, dans le cas de la décomposition des phosphates initiaux, sont définis par les régimes de températures du processus de formation des agglomérats à gros cristaux du sulfate de calcium semi-hydraté 2 ayant une surface spécifique de 600 à 1 000 cm /g. Lorsque les rapports de l'acide sulfurique à l'acide phosphorique et l'air sont inférieurs à 1/4/0,5 il y a une élévation de la température de cristallisation du sulfate de calcium, et on obtient alors des cristaux plus fins de sulfate de calcium semi-hydraté et d'anhydrite ayant une surface 2 spécifique de 1500 à 2000 cm /g. Au stade de la recristalli- sation de tels cristaux en anhydrite, leurs dimensions se conservent, ce qui détériore la filtration et conduit à des pertes en P205. Lorsque les rapports entre l'acide sulfurique, l'acide phosphorique et l'air sont supérieurs à 1/7/1, la cristallisation du sulfate semi-hydraté de calcium intervient à des températures plus basses, ce qui conduit à une cristallisation du sulfate de calcium semi-hydraté ayant une surface spécifique de 1000 à 2500 cm/9, et conduit également à une détérioration de la filtration du sulfate de calcium anhydre obtenu après recristallisation. Les rapports en poids de l'agent caloporteur gazeux, par exemple de la vapeur dteau surchauffée, à la pulpe obtenu nue et à l'acide sulfurique sont déterminés par les régimes de températures de la recristallisation du sulfate de calcium semi-hydraté en grosses druses qui se prient facilement à la filtration et au lavage des cristaux de sulfate de calcium anhydre ayant une surface spécifique de 600 à 1000 cm/9, avec une productivité de la filtration de 1300 à 1500 kg/m.h, calculé pour le produit sec. Lorsque les rapports de l'agent caloporteur gazeux a la pulpe obtenue et à l'acide sulfurique sont inférieurs à 1/25/1,35, la recristallisation du sulfate de calcium semihydraté en anhydrite intervient à des températures dépassant 135 OC, ce qui conditionne le choix des matériaux de construction chimiquement résistants nécessaires pour la réalisation des matériels lors de la réalisation du procédé. Lorsque les rapports de la vapeur surchauffée à la pulpe obtenue et S l'acide sulfurique sont supérieurs à 1/75/5, la température de recristallisation baisse, ce qui conduit à une recristallisation incomplète du sulfate de calcium semihydraté en anhydrite et déstabilise respectivement le processus de séparation des phases par filtration. Ainsi l'exécution du stade de recristallisation du sulfate de calcium semi-hydraté en anhydrite, dans un système dispersé permet d'obtenir de grosses druses de sulfate anhydre de calcium (anhydrite) ayant une surface spécifique de 600 à 1000 cm2/g qui se prêtent bien à la filtration et au lavage. Cela offre la possibilité de réduire la durée du processus de préparation de l'acide phosphorique de 6 à 8 heures à 3,5 à 4 heures et de porter le taux d'utilisation des phosphates initiaux jusqu'à 96 5' pour une concentration en P O de 45 5'. On trouvera dans le tableau ci-après des données comparées des paramètres technologiques du procédé revendiqué et du procédé connu "Rhone-Poulenc". Genre du procédé suivant * la Drocédure Paramètres suivant la procédure Rhône-Poulenc au sulfate au sulfate à l'anhy- au sulfate dihydraté semi-hydraté drite dihydraté 1 2 3 4 5 Concentration de l'acide phosphorique s de P205 28 à 30 40 à 50 45 28 à 30 Rendement spécifique en P205 du matériel réactionnel, kg/m3.h 23 à 28 30 à 38 30 20 1 2 3 4 5 Rendement spécifique en P205 du matériel de filtration, kg/m2.h 225 330 à 360 360 190 Taux de décomposition des phosphates initiaux,% 98,5 à 97 à 98 97 à 98 98,0 à 99,0 99,0 Taux de séparation par lavage du sulfate de calcium, % 98,5 à 98 à 99 98 à 99 98,0 a' 99,0 99,0 Taux d'utilisation des phosphates initiaux,5' 97,5 à 96,0 96 97 98,0 Consommation spécifique d'air, milliers de m3/ tonne de P205 et par heure 4 000 3 000 4 000 6 000 Consommation spécifique de pulpe : masse réactionnelle pour la dispersion et réfrigération par air, m3/tonne de P205 h 20 16 20 230 Comme le montre le tableau, les avantages du procédé selon l'invention de production d'acide phosphorique, par comparaison au procédé connu, tiennent à la création de conditions plus favorables d'exécution de la décomposition des phosphates initiaux et de cristallisation du sulfate de calcium, allant de pair avec une intensification simultanée d'é vacuation de l'excès de chaleur des réactions et de la chaleur de dilution de l'acide sulfurique concentré par l'eau ou par l'acide phosphorique de recyclage. C'est ainsi que dans le procédé Rhone-Poulenc, lors de l'obtention de l'acide phosphorique à une concentration de 28 à 30 70 en P205 en régime de sulfate de calcium dihydraté, le rendement spécifique en P205 du matériel réactionnel est de 3 20 kg/m h alors que dans le procédé selon l'invention il est de 23 à 28 kg/m .h ; le rendement spécifique en P O du maté 2 25 riel de filtration est de 190 kg/m h, dans le procédé selon l'invention il est de 225 kg/m2.h (en ce qui concerne l'amélioration de la cristallisation de CaS04.2H20). La consommation spécifique d'air pour l'évacuation de la chaleur dans le procédé connu est de 6000 m /t de P205.h, dans le procédé selon l'invention il est de 4000 m3/t de P205 h (en ce qui concerne l'obtention dans le cas de la présente invention de la saturation de l'air en humidité ainsi que de l'obtention de températures d'équilibre de l'air et de la masse réactionnelle refroidie). La consommation spécifique de la pulpe-masse réactionnelle pour la dispersion et la réfrigération à l'air dans le procédé connu est de 230 m /t de P205.h, dans le procédé selon l'invention elle est de 20 m /t de P205.h (en ce qui concerne le fait que l'intensité des échanges de chaleur entre la pulpe dispersée Ela masse réactionnelle et l'air est beaucoup plus basse que dans le procédé selon l'invention, ce qui explique la nécessité de modifier le taux de recyclage de la pulpe dispersée et cela signifie que les-dépenses d'énergie pour la dispersion sont accrues). Le procédé revendiqué permet d'obtenir - de l'acide phosphorique ayant une concentration de 28 à 30 % en P205 avec cristallisation du sulfate de calcium dihydraté (CaSO4. .2H20) - de l'acide phosphorique ayant une concentration de 40 à 50 % en P205 avec cristallisation du sulfate de calcium semi-hydraté (CaS04.0,5 H20) - de l'acide phosphorique ayant une concentration de 50 5' en P205 avec cristallisation du sulfate de calcium anhydre (anhydrite : CaS04). Dtautres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de plusieurs exemples de réalisation. EXEMPLE 1 On admet en continu dans un réacteur 1 000 kg de concentré d'apatite (39,4 5' en poids de P205, 52 5' en poids de CaO) et un mélange utilisé pour la décomposition, de 985 kg d'acide sulfurique à 93 b ; 2 400 kg d'acide phosphorique de recyclage à 20 % et 9 000 kg de pulpe de recyclage aérée avec 1980 kg d'air sous forme d'un système dispersé, dans un rap- port en poids de la phase dispersée et du milieu de dispersion de 1/0,16. On forme le système dispersé au moyen d'un dispositif pneumatique dans une torche à équicourant unitaire avec aération simultanée des particules de la pulpe de recyclage et des acides indiqués ci-dessus. On maintient pendant la marche du procédé le régime technologique suivant - rapport solide/liquide dans la pulpe 1/1,5 - concentration de la pulpe en acide phosphorique à 30 % en P205 - concentration en acide sulfurique libre 2 % - température de la pulpe 78 OC ; - temps de décomposition 4 h pour un rendement spéci 3 fique en P205 par m du réacteur de 27 kg et de 220 kg de P205 par m2 du filtre, le taux d'extraction du P205 des phosphates initiaux (charge de phosphates) étant de 97,5 5'. On filtre la pulpe obtenue à raison de 4385 kg et on la lave par 1500 kg d'eau. On obtient 1290 kg d'acide phosphorique filtré ayant une concentration de 30 % en P205 ; 2400 kg d'acide phosphorique de recyclage ayant une concentration en P205 de 20 R que l'on admet aux stades d'aération et de dis persion ; 1950 kg de gypse contenant 1600 kg de CaSO4. 2H20 que l'on rejette en terril. Par le circuit de ventilation, on évacue en vue de son épuration et ensuite dans l'atmos- phère, 1980 kg d' air saturé de vapeur d'eau contenant du fluor à raison de 2 g et de l'eau à raison de 161,5 g par mètre cube. EXEMPLE 2 On introduit en continu dans un réacteur 1000 kg de concentré d'apatite (teneur en P205 de 39,4 % en poids, teneur en CaO de 52 970 en poids) et un mélange utilisé pour sa décomposition de 985 kg d'acide sulfurique à 93 %, 4800 kg d'acide phosphorique de recyclage et 9000 kg de pulpe de recyclage aérée par 1330 kg d'air sous forme d'un système dispersé, dans un rapport en poids de la phase dispersée à la phase de dispersion de 1/0,09. On réalise la formation du système dispersé au moyen dtun dispositif mécanique dans une torche à équicourant unitaire avec aération simultanée des particules de la pulpe de recyclage et des acides indiqués cidessus. On maintient par ailleurs au cours du procédé le régime technologique suivant - rapport liquide/solide dans la pulpe : 3/1 ; - concentration de la pulpe en acide phosphorique à 30 970, calculé en P205 - concentration en acide sulfurique libre : 3 5' - température de la pulpe 85 OC ; - temps de la décomposition : 4 h pour un rendement spécifique en P205 par mètre cube du réacteur de 28 kg et de 235 kg par mètre carré du filtre taux d'extraction du P205 contenu dans les phos phates initiaux 97 5'. On obtient à partir de 6785 kg de la masse réactionnelle - 1280 kg d'acide phosphorique filtré à 30 % en P205 - 4800 kg d'acide phosphorique de recyclage ; - 2000 kg de gypse (contenant 1600 kg de CaS04.2H20) - 1330 kg d'air contenant 200 g de vapeur d'eau et 3,0 g de fluor par mètre cube. On évacue le gypse obtenu en terril, alors qu'on admet 1 t air utilisé par l'aération dans un circuit de ventilation pour l'épuration et ensuite on le rejette dans l'atmosphère. EXEMPLE 3 On admet en continu dans un réacteur, 1000 leg de concentré d'apatite (à teneur en P205 de 39,4 % en poids, à teneur en CaO de 52 5' en poids) et un mélange de 980 kg d'acide sulfurique à 93 % et de 2420 kg d'acide phosphorique de recyclage à 30 % en P205, 5000 kg de pulpe de recyclage aérée par 1000 kg d'air sous forme d'un système dispersé dans un rapport en poids de la phase dispersée et de la phase de dispersion de 1/0,12. On réalise la formation d'un système dispersé au moyen d' un dispositif mécanique dans une torche à équicourant unitaire avec aération simultanée des particules de la pulpe de recyclage et des acides précédents. On maintient au cours du procédé le régime technologique suivant - rapport liquide/solide dans la pulpe : 2/1 - concentration de la pulpe en acide phbsphorique 40 % en P205 - concentration en acide sulfurique libre 0,8 % - température de la pulpe 95 OC - temps de décomposition ; 2 heures pour un rendement spécifique en 205 par mètre cube du réacteur de 38 kg et de 360 kg par mètre carré du filtre ; taux d'extraction du P205 des phosphates initiaux : 96 5'. On obtient à partir de 4200 kg de masse réactionnelle - 945 kg d'acide phosphorique filtré à 40 1 ; - 2420 kg d'acide phosphorique de recyclage - 1800 kg de sulfate de calcium semi-hydraté ayant une teneur de 1400 kg de CaS04.0,5 H20 - 1000 kg d'air contenant 2 000 g de vapeur d'eau et 3 g de fluor par mètre cube, introduits par le cir cuit de ventilation vers l'épuration- sanitaire et rejetés ensuite dans l'atmosphère. EXEMPLE 4 On admet en continu dans un réacteur, 1000 kg de concentré d'apatite (contenant 39,4 So en poids de P205 et 52 70 en poids de CaO), ainsi qu'un mélange de 985 kg d'acide sulfurique à 93 %, 2400 kg d'acide phosphorique de recyclage à 20 % en P205, nécessaire à la décomposition, aéré par 675 kg dtair sous forme d'un système dispersé, dans un rapport en poids de la phase dispersée et du milieu de dispersion de 1/0,2, ainsi qu'un mélange de 9000 kg de pulpe de recyclage contenant 630 kg d'air sous forme dtun système dispersé dans un rapport en poids de la phase dispersée et du milieu de dispersion de 1/0,7* On obtient des systèmes dispersés admis dans le réacteur au moyen d'un dispositif pneumatique par mélange de deux écoulements en équicourants composés de particules dispersées séparément et aérées de la pulpe et des acides admis dans la réaction. Par ailleurs on maintient le régime technologique suivant au cours du procédé - rapport liquide/solide dans la pulpe : 1,5/1 - concentration de la pulpe en acide phosphorique 30 % en P 0 - concentration en acide sulfurique libre : 2 % - température de la pulpe : 80 0C - temps de décomposition : 4 h pour un rendement spécifique en P205 par mètre cube de réacteur de 23,0 kg et 225,0 kg par mètre carré de filtre taux d'extraction du P205 des phosphates initiaux 96 5'. On obtient à partir de 4385 kg de masse réactionnelle: - 1260 kg d'acide phosphorique filtré à 30 5' - 2400 kg d'acide phosphorique de recyclage - 2000 kg de gypse contenant 1600 kg de CaSO4. 2H20 - 1305 kg d'air contenant 222 g de vapeur d'eau et 2,8 g de fluor par mètre cube évacué par le circuit de ventilation vers ltépuration sanitaire et rejetés ensuite dans l'atmosphere. EXEMPLE S On introduit en continu dans un réacteur 1000 kg de concentré d'apatite (contenant 39,4 % en poids de P205 et 52 S en poids de CaO) et un mélange de 985 kg d'acide sulfurique à 93 5', de 2400 kg d'acide phosphorique de recyclage à 20 R en P205, aéré avec 1015 kg d'air sous forme d'un système dispersé, le rapport de la phase dispersée au milieu de dispersion étant de 1/0,3 et un mélange de 9 000 kg de pulpe de recyclage avec 720 kg d'air sous forme d'un système dispersé dans un rapport en poids de la phase dispersée au milieu de dispersion de 1/0,08, utilisés pour la décomposition dudit concentré d'apatite.Les systèmes dispersés admis dans le réacteur sont obtenus au moyen d'un dispositif mécanique par mélange de deux écoulements en équicourant composés de particules de pulpe et dtacides admis dans la réaction dispersés séparément et aérés. On maintient dans le procédé le régime technologique suivant - un rapport liquide/solide dans la pulpe de 1,5/1 ; - une concentration en acide phosphorique de 30 % en P205; - une concentration en acide sulfurique libre de 2,0 %; - une température de la pulpe de 75 OC - un temps de décomposition de 4 heures pour un rende ment spécifique en P205 par mètre cube du réacteur de 27 kg et de 220 kg de P205 par mètre carré de filtre, taux d'extraction du P205 des phosphates ini tiaux de 97,5 %. On filtre et on lave par 1500 kg d'eau, 4385 kg de pulpe obtenue. On obtient 1290 kg d'acide phosphorique produit ayant une concentration de 30 5' en P205 et 2400 kg dtacide phosphorique de recyclage ayant une concentration de 20 s en P 05, que l'on dirige vers le stade d'aération et de dispersion, et on évacue sur un terril 950 kg de plâtre contenant du CaSO4. 2H20. Par un circuit de ventilation on évacue pour épuration sanitaire et ensuite vers l'atmosphère 1735 kg d'air saturé de vapeur d'eau ayant une teneur en fluor de 2 g et de 194 g de vapeur d'eau par metre cube. EXEMPLE 6 On admet en continu dans un réacteur, 1000 kg de phosphorites (contenant 26 So en poids de P205, 2 s en poids de MgO et 40 % en poids de CaO) ainsi qu'un mélange de 890 kg d'acide sulfurique à 93 %, de 2000 kg d'acide phosphorique de recyclage à 20 Z en PuO5, aéré par 1010 kg d'air, sous forme d'un système dispersé, dans un rapport en poids de la phase dispersée à la phase de dispersion de 1/0,35, ledit mélange étant utilisé pour la décomposition des phosphoxites de départ. On effectue la formation du système dispersé au moyen dtun dispositif pneumatique dans une torche à équicourant unitaire avec aération simultanée desdits acides. Au cours de la marche du procédé on maintient le régime technologique suivant - rapport liquide/solide dans la pulpe : 2/1 - concentration en acide phosphorique de la pulpe 25 % en P O - concentration en acide sulfurique libre 2,5 & 3,0 1 ; - température de la pulpe 80 OC - temps de décomposition : 4 h pour un rendement spé cifique en P205 par mètre cube du réacteur de 20 kg et de 180 kg de P205 par mètre carré du filtre, taux d'extraction du P205 des phosphates initiaux de 94 %. On obtient à partir de 3890 kg de masse réactionnelle - 978 kg d'acide phosphorique de production à 25 76 en P2O5 i - 2000 kg diacide phosphorique de recyclage - 1600 kg de suspension de sulfate de calcium (conte nant 1300 kg de CaS04.0,5 H20) - 1010 kg d'air contenant 200 g de vapeur d'eau et 0,3 g de fluor au mètre cube. On évacue la suspension de sulfate de calcium obtenue en terril tandis qu'on envoie l'air, préalablement utilisé pour l'aération, dans un circuit de ventilation pour épuration et ensuite dans l'atmosphère. EXEMPLE 7 On admet en continu dans un réacteur 1000 kg de phosphorites (contenant 26 % en poids de P205 et 40 % en poids de CaO), ainsi qu'un mélange utilisé pour leur décomposition de 890 kg d'acide sulfurique à 93 5', de 2000 kg d'acide phosphorique de recyclage à 20 R en P205, aéré par 1590 kg d'air sous forme d'un système dispersé et dans un rapport en poids de la phase dispersée au milieu de dispersion de 1/0,55. On forme le système dispersé au moyen d'un dispositif mécanique dans une torche à équicourant unitaire avec aération simultanée desdits acides & à air. Pendant la marche du procédé on maintient le régime technologique suivant - rapport solide/liquide dans la pulpe : 2/1 - concentration en acide phosphorique : 25 5' calculé en P205 - concentration en acide sulfurique libre : 3,0 So - température de la pulpe : 75 OC ; - temps de décomposition : 4 heures avec un rendement spécifique en P205 par mètre cube du réacteur-de 20 kg et de 180 kg de P205 par mètre carré du filtre - taux d'extraction du P205 des phosphates initiaux de 95 %. On obtient à partir de 3890 kg de masse réactionnelle - 988 kg dtacide phosphorique filtré S 25 % en P205 - 2000 kg d'acide phosphorique de recyclage - 1600 kg de suspension de CaSO4 contenant 1300 kg de CaS04.2 H20 ; - 1590 kg dtair contenant 230 g de vapeur d'eau et 0,4 g de fluor par mètre cube. On évacue le plâtre obtenu en terril tandis quton admet l'air utilisé pour l'aération dans un circuit de ventilation pour épuration et ensuite on le rejette dans l'atmosphè- re. EXEMPLE 8 On décompose les phosphates initiaux à raison de 35 t, par un mélange sous forme d'un système dispersé comprenant 28,35 t d'acide sulfurique (à 92,5 % de H2S04), 11,6 t d1aci- de phosphorique et de 19,35 t dtair, à une température de 100 OC, avec cristallisation du sulfate de calcium semi-hydraté et obtention de 182 t de pulpe contenant 50,4 t de sulfate de calcium semi-hydraté et 131,6 t d'acide phosphorique. On effectue la recristallisation du sulfate de calcium semi-hydraté en anhydrite dans la pulpe formée en traitant le système dispersé composé de 8 t d'acide sulfurique et de 2,56 t de vapeur d'eau surchauffée. Avant la filtration on disperse la totalité de la masse réactionnelle : 191,2 t avec 25,8 t d'air en abaissant la température à une vitesse de 0,35 C/mn en réduisant la valeur absolue de la température jusqu'à 85 OC. Après la filtration on obtient 29,4 t d'acide phosphorique filtré (contenant 45 % de P205 et 5 % de S03) et 59,5 t de sulfate de calcium sous forme d'anhydrite (47,25 t de produit sec) et on recycle 121,6 t d'acide pour la décomposition du concentré d'apatite. Dans ce cas le taux dtextraction des phosphates initiaux est de 96 5'. EXEMPLE 9 On décompose 35 t de phosphates initiaux par un système dispersé composé de 28,8 t d'acide sulfurique (92,5 % de H2S04), 124,7 t d'acide phosphorique et 14,5 t d'air à une température de 85 OC, avec cristallisation du sulfate de cal cium semi-hydraté et obtention de 185 t de pulpe contenant 50,4 t de sulfate de calcium semi-hydraté et 134,6 t d'acide phosphorique. On effectue la recristallisation de la pulpe obtenue en traitant par un système dispersé composé de 7,35 t d'acide sulfurique et 5,55 t de vapeur surchauffée à une température de 108 OC. Avant la filtration on disperse la totalité de la masse réactionnelle (194,4 t) avec 39 t d'air et on abaisse la température à une vitesse de 0,43 OC/mn en réduisant la valeur absolue de la température jusqu'à 95 OC, Après la filtration on obtient 31,7 t d'acide phosphorique filtré (contenant 42 % de P205 et 4,25 % de S03) et 59,5 t de sulfate de calcium (anhydrite) (47,25 t de produit sec) et on recycle 124,7 t d'acide phosphorique pour la décomposition du concentré d7a- patite. EXEMPLE 10 On décompose 35 t de phosphates initiaux par un système dispersé composé de 29,0 t diacide sulfurique (à 92,5 % de H2S04), 119,5 t d'acide phosphorique et 29,0 t d'air & une température de 100 OC avec cristallisation du sulfate de calcium semi-hydraté et obtention de 180 t de pulpe contenant 50,4 g de calcium semi-hydraté et 129,6 t d'acide phosphorique. On réalise la recristallisation du sulfate de calciumhydraté en anhydrite dans un système dispersé constitué de 180 t de pulpe formée de 6,9 t d'acide sulfurique et de 2,5t de vapeur surchauffée.Avant la filtration on disperse toute la masse réactionnelle obtenue de 187,9 t avec 19 t d'air pendant 1 heure en abaissant la température & une vitesse de 0 > 33 OC/mn et en réduisant la valeur absolue de la température jusqu'S 85 OC. Après la filtration on obtient 26,25 t d'acide phosphorique filtré (contenant 50 5' de P205 et 4,17 % de S03) et 59,5 t de sulfate de calcium (anhydrite) (47,25 t de produit sec) et on recycle 119,5 t d'acide phosphorique pour la décomposition du concentré d'apatite. EXEMPLE 11 On decompose 35 t de phosphates initiaux par un système dispersé composé de 28,35 t d'acide sulfurique (92,5 % de H2S04), 121,6 t d'acide phosphorique et 19,35 t d'air & une température de 100 OC avec cristallisation du sulfate de calcium semi-hydraté et obtention de 182 t de pulpe contenant 50,4 t de sulfate de calcium semi-hydraté et de 131,6 t d'acide phosphorique. On effectue la recristallisation du sulfate de calcium semi-hydraté en anhydrite dans un système dispersé composé 182 t de pulpe formée, 8 t d'acide sulfurique et 2,8 t de vapeur d'eau surchauffée. Avant la filtration on disperse toute la masse réactionnelle obtenue de 191,2 t avec 30 t d'air en abaissant la température à une vitesse de 0,35 OC/mn et réduisant la valeur absolue de la température jusqutà 85 OC, Après la filtration on obtient 29,4 t d'acide phosphorique filtré (contenant 45 s de P205 et 5 46 de S03) et 59,5 t de sulfate de calcium (anhydrite) et on recycle 121,6 t d'acide phosphorique pour la décomposition du concentré dtapatite. EXEMPLE 12 On décompose les phosphates initiaux à raison de 35 t par un système dispersé composé de 25 t d'acide sulfurique (92,5 ffi de H,SO H de 173 t d'acide phosphorique, de 25 t d'air à une température de 100 OC avec cristallisation du sulfate de calcium semi-hydraté et obtention de 270 t de pulpe contenant 50,4 t de sulfate de calcium semi-hydraté et de 179,6 t d'acide phosphorique. On effectue la recristallisation du sulfate de calcium semi-hydraté en anhydrite dans la pulpe formée par traitement avec une dispersion gazeuse composée de 3,4 t de vapeur surchauffée et de 10,6 t d'acide sulfurique. Avant la filtration on disperse la totalité de la masse réactionnelle obtenue (243 t) avec 25 t d'air pendant 1,0 h avec un abaissement de la température à une vitesse de 0,33 C/ mn et une réduction de la valeur absolue de la température jus qutà 90 OC. Après la filtration on obtient 29,4 t d'acide phosphorique filtré (contenant 45 S de P2Q5 et 4,7 % de S03) et 59,5 t de sulfate de calcium (anhydrite) et on recycle 173 t d'acide phosphorique à la décomposition du concentré d'apatite. R EV EN DI C AT IONS 1 - Procédé de production d'acide phosphorìque par décomposition de phosphates de départ à l'aide des acides sulfurique et phosphorique jusqu'à formation d'une pulpe contenant de l'acide phosphorique et du sulfate de calcium dihydraté ou semi-hydraté cristallin, puis séparation de la pulpe du produit final, caractérisé en ce qu'on effectue la décomposition des phosphates initiaux par un mélange d'acide sulfurique et phosphorique et d'une partie de ladite pulpe qui est recy- clée au stade de la décomposition avec de l'air sous forme d'un système dispersé, dans un rapport en poids de la phase dispersée et du milieu de dispersion de 1/0,09 à 0,16 respectivement, ou bien admis séparément sous forme de systèmes dispersés d'un mélange des acides sulfurique et phosphorique avec de l'air, dans un rapport en poids de la phase dispersée et du milieu de dispersion de 1/0,2 à 0,3 respectivement et de la pulpe de recyclage avec de l'air, dans un rapport en poids de 1/0,07 36 0,08 respectivement ou un mélange d'acides sulfurique et phosphorique avec de 1'air sous forme dtun système dispersé dans un rapport en poids de la phase dispersée et du milieu de dispersion de litO,l à 0,55. 2 - Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que l'on effectue la décomposition des phosphates initiaux par un mélange d'acides sulfurique et phosphorique avec de l'air sous forme d'un système dispersé dans des rapports en poids de 1/(4 à.7)/(0,5 à 1). 3 - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que, avant de séparer l'acide phosphorique de la pulpe, on effectue la recristallisation du sulfate de calcium semihydraté en anhydrite par traitement de ladite pulpe avec un mélange d'un agent caloporteur gazeux et d'acide sulfurique sous forme d'un système dispersé dans un rapport en poids de 1/(1,35 & 5). 4 - Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que, avant la séparation de l'acide phosphorique de la pulpe, on effectue la recristallisation du sulfate de calcium semi-hydraté en anhydrite dans un système dispersé composé de pulpe, d'acide sulfurique et d'un agent caloporteur gazeux. 5 - Procédé suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les rapports en poids de l'agent caloporteur gazeux, de la pulpe et de l'acide sulfurique dans le système dispersé sont maintenus égaux à 1/(25 à 75)/(1,35 à 5) respectivement. 6 - Procédé suivant l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que, & titre d'agent caloporteur gazeux, on utilise de la vapeur d'eau surchauffée.