Brevet FR2546531A1 — publié le 19841130

La présente invention concerne la préparation du minerai de phosphate enrichi en vue d'alimenter un four électrique à phosphore Plus précisément, l'invention se rapporte à la préparation, par compactage à chaud, de bou- lets de minerai de phosphate enrichi sans mélange préala- ble dudit minerai avec d'autres matières. Le four électrique à phosphore nécessite pour son bon fonctionnement, une alimentation en phosphate constante et précise dans sa granulométrie Celle-ci s'é- tend de 3 à 60 mm et exclut la présence de poussières (C 3 mm). Le phosphate, broyé et flotté à l'issue de son extraction nécessite donc une transformation physique avant son introduction au four électrique La nodulation est la technique de transformation la plus répandue; le phosphate, alimenté dans des fours tournants est chauffé à 1 450 DC et "s'auto-agglomère" sous l'effet de la rotation des fours. Accessoirement, ce traitement sèche et décarbonate le phos- phate Celui-ci s'extrait des fours tournants sous forme de nodules, de grosseurs très variables Cette granulométrie disparate impose donc un concassage et un criblage en amont du four électrique, multipliant maind'oeuvre, manutentions et perte de produit. L'art antérieur fait état de difficultés impor- tantes pour compacter du minerai de phosphate seul Notam- ment, d'après le FR A 2 011 877 de FMC CORPORATION, le compactage à chaud du minerai de phosphate n'a pu être réa- lisé qu'après son mélange avec d'autres matières, en l'occu- rence avec une quantité importante de concentrat de flotta- tion, amenant la teneur en silice du mélange à plus de 30 % en poids Ce mélange devant être porté à une température comprise entre 760 et 1 0400 C, il en résulte une dépense supplémentaire d'énergie due à la calcination de la silice rajoutée Un tel procédé ne permet en outre pas de traiter 2546531- des mélanges riches en P 205 (c'est-àdire contenant au moins environ 30 % en poids de P O)o Ltobjet de la présente invention est de fournir un procédé économique de préparation de minerai de phosphate enrichi pour l'alimentation des fours à phosphore ne présen- tant pas les inconvénients des procédés de l'art antérieur. Les phosphates utilisés dans le procédé de l'in- vention sont enrichis par flottation après avoir été broyés et ont la constitution moyenne suivante: P 2 05 30 à 35 % en poids Ca O 50 à 55 % Si O 2 1 à 5 % " Humidité 1 à 5 % " Granulométrie diamètre moyen environ 200 mi- crons (la proportion des grains inférieurs à 75 microns étant comprise entre environ 3 et 5 %). Selon le procédé de la présente invention, le phosphate ayant les caractéristiques ci-dessus est calciné, par exemple dans un four tournant ou dans un four à lit fluidisé, à une température comprise entre environ 850 et 9501 C Il est ensuite introduit dans une trémie alimentant les roues munies d'alvéoles d'une presse à compacter o il subit un compactage à une température comprise entre environ 800 et 8501 C Un peson soutenant la trémie assure à la presse une charge constante en asservissant la vitesse des roues. On produit ainsi des boulets ayant une teneur en PR 25 comprise entre 33 et 36 % en poids et un taux de carbonates résiduels compris entre 1 et 3 % en poids. Le procédé de l'invention offre en outre la possi- bilité de recycler un certain nombre de sous-produits issus de la fabrication du phosphore, par exemple des fines de r coke et des poussières provenant d'un dépoussiéreur électro- statique. La demanderesse a toutefois constaté, après quel- ques heures de fonctionnement, une obstruction des alvéoles des roues de la presse à compacter, ce qui nécessite l'arrêt de l'installation pour nettoyer et repolir les alvéoles. Dans le but de pallier cet inconvénient, la deman- deresse a tout d'abord essayé la démarche, qui semblait la plus logique, consistant à refroidir la surface des alvéoles. Le refroidissement à l'air n'a eu aucune influence sur le col- matage des alvéoles et le refroidissement par pulvérisation d'eau sur la surface des alvéoles n'a fait qu'atténuer la tendance au colmatage mais ne l'a pas supprimé totalement. D'une façon inattendue, la demanderesse a constaté que l'application d'une solution et/ou d'une dispersion com- prenant au moins un oxyde de métal alcalino-terreux sur la surface des alvéoles a permis de supprimer complètement le colmatage desdites alvéoles au cours du compactage à chaud du phosphate. Sans sortir du cadre de l'invention, l'homme de l'art pourra remplacer l'oxyde d'alcalino-terreux par tout autre composé approprié. Ladite application peut par exemple être effectuée par pulvérisation. Un exemple non limitatif de ce mode de réalisation de l'invention est constitué par la pulvérisation d'une solu- tion d'eau contenant de la chaux. On peut également pulvériser simultanément de l'eau claire sur la surface des alvéoles. L'invention sera à présent décrite plus en détails dans l'exemple non limitatif ci-dessous. EXEMPLE Le phosphate utilisé est un phosphate du Maroc ayant la composition pondérale suivante: P 205 Ca O Si O Humidité 3098 % ,9 % 3,5 %' 1,11 % Granulométrie : diamètre moyen: 200 microns refus inférieur à 75 microns = 4 % La calcination du phosphate est effectuée dans un four tournant dont la température de sortie est 900 200 C. Le phosphate est compacté à une température de 830 C 1 20 C dans une presse ayant les caractéristiques suivantes: diamètre des roues largeur des roues 1 100 alvéoles par roue 800 mm 400 mm la pression de compactage est égale à environ 2 tonnes/cm linéaire. On pulvérise sur la surface des alvéoles une so- lution saturée d'eau contenant de la chaux ainsi que de l'eau claire. Les différents débits sont les suivants: débit horaire du phosphate débit horaire d'eau claire débit horaire d'eau chaulée 16 tonnes/h 1/h 1/h On a ainsi fabriqué 10 000 tonnes de boulets de phosphate ayant les caractéristiques suivantes: dimensions 40 x 30 x 15 mm poids 25 à 30 g composition chimique P 05 34 % carbonates résiduels 1,5 % résistance à l'écrasement 3 à 7 bars résistance à l'attrition 85 % à 92 % La résistance à l'attrition est mesurée de la façon suivante: On introduit 5 boulets avec 5 morceaux de quartz d'un diamètre moyen de 20 mm dans un cylindre métallique de diamètre 120 mm On met le cylindre en rotation à 300 tours/mn pendant 5 mn On pèse le refus au tamis de 355 microns et on détermine le pourcentage de ce refus par rapport au poids initial des boulets dont la valeur donne la résistance à l'attrition des boulets. A titre de comparaison, du phosphate traité par modulation à 1 50 O'C a une résistance à l'écrasement de 2 à 7 bars et une résistance à ltattrition de 87 %. REVENDICATIONS 1 Procédé de compactage à chaud sans mélange préalable d'un minerai de phosphate enrichi ayant la constitution moyenne suivante: 2 5 30 à 35 % an poids Ca O 50 à 55 % en poids Si O 2 1 à 5 % en poids Humidité 1 à 5 % en poids et un diamètre moyen d'environ 200 microns consistant à calciner ledit phosphate à une température comprise entre 850 et 950 a C puis à l'introduire dans une trémie alimentant les roues munies d'alvéoles d'une presse à compacter o il subit un compactage à une température comprise entre 800 et 850 C. 2 Procédé selon la revendication 1 caractérisé par le fait que l'on effectue une application d'une solution et/ou d'une dispersion comprenant au moins un oxyde' de métal alcalino-terreux sur la surface desdites alvéoles. 3 Procédé selon la revendication 2 caractérisé par le fait que ladite application est effectuée par pulvérisation. 4 Procédé selon l'une des revendications 2 et 3 dans le- quel ledit oxyde de métal alcalino-terreux est de la chaux. Procédé selon l'une des revendications 2 à 4 dans le- quel on pulvérise simultanément de l'eau claire sur la sur- face des alvéoles.