ENRICHED PHOSPHATE ORE HOT COMPACTION PROCSS WITHOUT PRELIMINARY MIXING

PROCEDE DE COMPACTAGE A CHAUD SANS MELANGE PREALABLE DE MINERAI DE PHOSPHATE ENRICHI

Abrégé français

PRECIS DE LA DIVULGATION:
L'invention concerne un procédé de compactage à
chaud sans mélange préalable d'un minerai de phosphate
enrichi ayant la constitution moyenne suivante:
P2O5 20 à 40 % en poids
CaO 50 à 55 % en poids
SiO2 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
700 et 1000°C puis à l'introduire dans une trémie alimen-
tant les roues munies d'alvéoles d'une presse à compacter
où il subit un compactage à une température comprise entre
700 et 1000°C. Selon une modalité préférée, on applique de
l'eau et/ou une solution ou dispersion aqueuse comprenant
au moins un oxyde de métal alcalino-terreux sur la surface
desdites alvéoles. Ce procédé de l'invention fournit un
procédé économique et efficace pour préparer du minerai de
phosphate pour l'alimentation des fours à phosphore ne
nécessitant pas de mélange préalable du minerai à d'autres
constituants. De plus, les boulets de phosphate fabriqués
ont une résistance à l'écrasement et une résistance à
l'attrition au moins aussi bonnes que celles du phosphate
obtenu par nodulation à 1500°C.

Revendications

Les réalisations de l'invention, au sujet des-
quelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est
revendiqué, sont définies comme il suit:
1. Procédé de compactage à chaud sans mélange
préalable d'un minerai de phosphate enrichi ayant la cons-
titution moyenne suivante:
P2O5 20 à 40 % en poids
CaO 50 à 55 % en poids
SiO2 1 à 5 % en poids
Humidité 1 à 5 % en poids
et un diamètre moyen d'environ 200 microns caractérisé en
ce qu'il consiste à calciner ledit phosphate à une tempéra-
ture comprise entre 700 et 1000°C puis à l'introduire dans
une trémie alimentant les roues munies d'alvéoles d'une
presse à compacter où il subit un compactage à une tempéra-
ture comprise entre 700 et 1000°C.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé
par le fait que l'on applique de l'eau et/ou une solution
ou dispersion aqueuse 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 pulvé-
risation.
4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, dans
lequel ledit oxyde de métal alcalino-terreux est de la
chaux.

Description

3'~
'I
L~ présente invention concerne la pr~paratian
du minerai de phosphate enrichi en vue dlali.merlter un four
~l~ctrique e phosphore. Plus pr~cis~tnent, l'invention se
rapporte ~ la pr~paration, p~r compactage à chaud, de bou-
lets de minerai de phosphate enrichi sans mélang~ préala-
ble dudit minerai avec d'autres matières~
Le four electrique ~ phosphore nécessite pour
son bon fonctionnement, une alimentation en phosphate
constante et précise dans sa granulométrie. Celle-ci s'é-
~o tend de 3 à 60 mm et exclut la présence de poussières( c~ 3 mm).
Le phosphate, broyé et flotté ~ l'issue de son
extraction nécessite donc une tran5~0rma~ion physique avant
son introduction au four électrique~ La nodulation est la
teehnique de transformation la plus répandue ; le phosphate,
alimenté dans des fours ~Durnants est chauffé à 1 450C et
s~auto-agglomère~ sous ~ ffet de la rotation des foursl
Accessoirement, ce traitement sèche et décarbonate le phos-
phate. Celui-ci s'extrai~ des fours tournants sous forme de
nodules, de grosseurs très Yariables. ~ette granlllométrie
disparate impose donc un concassage e-t un criblage en amont
du four électrique, ~ultipliant main d'oeuvre~ manutentions
et perte de produit.
L~art a~térieur fait é~at de difficultés impor-
tantes pQur compacter du minerai de phosphate seul. Notam-
ment, d'apres le brevet f ~ çais n 2.011.877 de ~ CORPORATION, le
compactage ~ chaud du minerai de phosphate n'a pu être réa-
li~P qulap~ès son mélange avee d~autres matières, en l~occu-
rence avec une quantité importante de concentrat de flotta-
tion, amenant la teneur ~n siliee du mélange à plus de 30en p~ids. Ce mélange devant etre porté à une temperature
comprise entre 760 et 1 040~C, il en résulte une dépense
supplémentaire d'énergie due à la calcination de la silice
rajoutée. Un tel procéde ne permet en outre pas de traiter

des mélanges riches en P205 (c'est~ dire c~nter~nt au mnins en~rLr~
30 % en poids ~e P205).
L'objet de la présente invention est de four~ir un procéde'
~cono~iqu2 de préparation de ~inerai de ph~sphate ~Irichi pour
'l'alimentation des fours à phosphore ne présentant pas 'les ~convé-
nients ~es procédés de l'art antérieur.
Les phosphates utilisés dans le procëde' de llinvention sont
enrichis par flottation après avoir été broyés et ont la constitu-
tion ~yenne suivante :
P205 20 à 40 % en poids (le plus souvent de 29 à
35 %)
CaO 50 à 55 % "
SiO2 1 à 5 % "
Humidité 1 à 5 ~ " ,
Granulometrie dia~etre m~yen environ 200 microns
~la proportion des grains inférieurs a 75 microns étant comprise
entre en~iron 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 cu dans un four à lit fluidisé, à une t~mper~ture comprise
entre enNiron 700 et 1000C, de préfére,nce entre 850 et 950C. Il
est ensl~ite introduit d~ns une tré~ie alimentant les roues n~nies
d'alveoles d'une presse à compacter où il subit un co~pactage à une
t~mperature ccmprise entre environ 700 et ~000C, de preférence
entre 800 et 950C. Un peson scutenant la tremie assure a la presse
une charge const~nte en asserviss~nt la vitesse des roues.

Gn peut produire ainsi des boulets ay~nt une terleur en P205
comprise entre 33 et 36 ~ en poids et un taux de carbonates rési
duels cGmpris entre 1 et 3 % en poids.
Le procédé de l'invention offre en outre la possibilité de
recycler un certain no~bre de sous-produits issus de la fabrication
du phosphore, par exempLe des fines de coke et des poussières
provenant d'un dépoussiéreur électrostatique
1~ demanderesse a parfois canstaté une tendance au colmatage
des alvéoles des roues de la presse à compacter, ce qui nécessite
lo l'arret de l'installation pour nettoyer et repolir les alvéoles.
Afin de prévenir cet éventuel inconvénien~ 3 il S ~ est avére
avantageux d'appliquer sur la surface des alvéoles vides de l'eau
et/ou une solution ou dispersion aqueuse conprenant au moins un
oxyde de m~tal alcalIno-terreux tel que la chaux. Cette application
est de preférence effectuée par pulvérisation. La quantité d'eau
et/ou de solution ou dispersion peut varier dans de larges limites.
A titre pur~ment indicatif, pour un débit de phosphate de 16 tonnes/~
heure, on applique de 100 à 1000 l/h de liquide, de préférence de
200 ~ 500 l/h.
L'invention sera à présent decrite plus en details dans les
exemples n~n limitatifs ci-dessous.
~E 1
Le phosphate ~tilisé est un phosphate du Maroc ayant la composi-
tion p~ndérale suivante :

3~
' ' P~n5 301~ %
~0 5u,y %
SiO~ . 3~5 %
Humidité 1,11 %
Granulométrie : diam~tre moyen : 200 microns
~efus inférieur ~ 75 microns =
4 %
.
La calcination du phosphate est effectuée dans
1~ un four tournant dont la temp~rature de sortie est
90D + 20L.
~ Le phosphate est compactz à une temperature de
830C 2D~ dans une presse ayant les caractéristiques
suivantes :
'15 - diam~tre des roues aoo mrn
- largeur des roues 400 m~
. - 1 100 alvéoles par roue
- vitesse de rotation des roues 10 tours/mn
la pression de rompactage est egale ~ environ 2 tonnes/cm
linéaire.
On pulvérise su~ la surface dcs alvéoles une so-
lutinn a~ueuse saturée en chaux ainsi que de
l'eau claire,
Les différents dPbits sont les suivants :
- débit horaire du phosphate 16 tonnes/h
z5 - débit horaire d~eau claire 100 l/h
- débit horaire d'eau chaulée 200 l~h
Dn a ainsi fabriqué 10 000 tonnes de boulets de
phosphate ayant les caraetéristiques suivantes :

5 ~ ?d ~
- dimensions 40 x 30 x 15 mm
- poids 25 3 30 g
- compositioll chimique
P205 34 ~
carbonates ré~iduels. 1,5 %
- résistance à 19 écrasement 3 3 7 bars
- résistance à ~'attrition as ~ 3 92 %
La résistance ~ l'attrition est mesurée de la
fa5~n suivante .
On introduit S boulets avec 5 morceaux de quartz
d'un diam~tre moy~n de 2U mm dans un cylindre m~tallique de
diamètre 120 mm, Dn ~et le cylindre en rotation ~ 300 tours~mn
pendant 5 ~n. On p~se le refus au tamis de 355 microns et on
déter~ine 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
nodulation à l S00C a une résistance à l~écrasement de 2 à
7 bars et une résistance a l'attrition de ~7 ~.
EXEMPLE 2
- on opère dans les mêmes conditions qu'à l'exemple 1,
sauf que l'on effectue le compactage à 920+10C et qu'on pulvé-
rise uniquement de l'eau claire à raison de 300 l/h.
On obtient le meme résultat.