Brevet FR2531416A2 — publié le 19840210

FR 2531416 A2 19840210 FR 8213546 A 19820803 PROCEDE DE CALCINATION DES MINERAIS DE PHOSPHATE La présente invention concerne la calcination des minerais de phosphate, notamment des minerais carbonés, c'est à-dire contenant un pourcentage non négligeable de carbone sons forme de matières organiques. Ces minerais ne peuvent pas etre utilises sans traitement préalable pour la fabrication d'acide phosphorique car, lors de l'attaque par l'acide sulfurique, les matières organiques provoquent une formation importante de mousses genant l'attaque et la filtration pour y remédier, la solution industrielle la plus courante consiste à calciner ces minerais de façon à griller les matières organiques.Le produit calcin ne présente gueun faible pourcentage de carbone sous forme de coke qui ne réagit plus lors de l'attaque acide Cependant, le grillage des matières organiques s'accom pagne de deux phénomènes néfastes - un dégagement du CO2 de l'apatite qui entraine une modification de la maille cristalline de cette dernière, ce qui se traduit, au niveau de l'utilisation industrielle, par une diminution de la réactivité et de la filtrabilité du produit calciné, le dérasement de CO2 et, par consequent, la diminution de réactivité et de filtrabilité étant d'autant plus importants gue la température de calcination est plus élevée et que la durée de l'opération de calcination est plus longue. - une réduction des sulfates en sulfures par le carbone de la fraction des matières organiques contenue dans les grains de minerai qui n'a pas éte volatilisée lors de la mon tée en température. Les sulfures sont particulièrement gênants au niveau de l'attaque acide car ils provoquent une corrosion très importante des cuves et agitateurs et sont sources de pollution, La teneur en sulfures diminue lorsgue la durée de a'opération de calcination augmente car les sulfures sont réoxydés en sulfates par l'oxygène du gaz envirnnnant qui dif- fuse dans les grains après que la majeure partie des matières organiques ait éte éliminez. On conçoit que l'optimisation des conditions de calcination soit particulièrement délicate puisqu'il faut trouver un compromis entre la teneur en carbone résiduel qui doit être suffisamment basse pour ne pas avoir formation de mousse lors de l'attaque par l'acide sulfurique, la teneur en C02 apatitique qui doit rester la plus élevée possible pour converver une bonne réactivité du minerai et une bonne filtrabilité du produit de la réfaction, et la teneur en sulfures qui doit être la plus basse possible pour des raisons de pollution et de corrosion. Le but de la présente invention est de faciliter, lors de la caleination, l'élimination des matières organiques et la combinaison du carbone résiduel et des sulfures deja$ for més avec l'oxygène du gaz de traitement. La présente invention repose sur le principe d'un broy age préliminaire avant calcination rapide. Le broyage permet d'augmenter la surface spécifique du minerai et de diminuer le rayon moyen des particules, ce qui favorise la diffusion de l'oxygène ä l'intérieur des grains et, par conséquent, facilite l'oxydation des matières organiques et des sulfures, et entraine une diminution des gradients thermiques dans les grains et des surchauffes locales. On obtient alors un produit calciné qui a conservé la majvritô de son C02 apatitique. Le broyage préliminaire doit être effectué de façon à ce gue la granulométrie obtenue ne présente que peu de déclas- sés supérieurs a 100 microns et que 8o % du minerai broyé passe à travers un tamis à mailles de 40 à 90 microns, suivant la nature du minerai. La calcination s'effectuera dans une installation de calcination en suspension suivant le procède du brevet princi- pal c'est-à-dire entre 7000C et 750 C, pendant quelques secondes, avec maintien en tempôrature en lit fluidité pendant S minutes environ. A titre d'exemple, plusieurs essais de ce procédé ont été faits sur un phosphate riche en matières organiques contenant approximativement 30,5 % de P2051 1,15 56 de carbone des matières organiques, 2,8 % de soufre total et 3,4 56 de C02 apatitique. Le broyage préliminaireafourni un produit dont pratiquement tous les grains avaient des dimensions inférieures à 100 microns et dont 80 % passait à travers un tamis à mailles de 50 à 60 microns, suivant les essais. I,e produit broyé a e été calciné en quelques secondes entre 7000 et 7500 puis maintenu a température élevée pendant 2 à 8 minutes. Tous les échantillons calcinés obtenus présentaient - une teneur en soufre comprise entre 400 et 1000 ppm - une teneur en carbone résiduelle inférieure à 0,25 O/o - une teneur en CO2 apatitique résiduel comprise entre 2,3 ,% et 3 %. A titre de comparaison, des essais ont e t ée effectues sur le même minerai à sa granulométrie d'origine (de 80 à 315 microns). Pour obtenir une teneur en soufre inférieure à 1000 ppm, il a fallu maintenir le produit calciné à 9000C pendant 10 à 15 minutes, ce gui a provoqué une diminution de la teneur en C02 apatitigue gui est tombée au-dessous de 1 %. Dans le cas où ii n'y a pas de problèmes de manutention et de stockage les à la finesse du produit, ce gui est le cas lorsque l'unité d'attaque à l'acide sulfurigue est placée en ligne avec l'installation de calcination, on peut avantageuse-- ment effectuer un broyage plus poussé jusqu'a obtenir, par exemple, un produit dont 80 % passe à travers un tamis à mailles de 20 à 30 microns, ce qui permet de réduire ou meme supprimer le maintien en température en lit fluidisé du produit calciné pour une même température de-calcination. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé de calcination des minerais de phosphate selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 du brevet principal, caractérisé en ce que le minerai à calciner est broyé de sorte que les dimensions de pratiquement tous ses grains soient inférieures a 100 icrons. 2. Procéde de calcination des minerais de phosphate selon la revendication 1, caractérisé en ce que 80 % des grains du minerai broyé passe au travers d'un tamis à mailles de o à 90 microns.