SẢN XUẤT ACID PHOTPHORIC Quy trình sản xuất 1 Phương pháp khô ( nhiệt luyện) Sản xuất photpho Dùng than khử Canxiphotphat ở nhiệt độ 1400 độ C Ca3(PO4)2 + 5C + 2SiO2 = 2P + 5CO +3Ca2SiO2 Phản ứng này được thực hiện trong lò điện Photpho tạo thành thăng hoa cùng CO Quy trình sơ đồ trên Photpho thiên nhiên và than được nghiền và sấy riêng biệt rồi đem trộn đưa vào lò điện kín (1) Trong lò có SiO2 và quặng Photphat theo tỷ lệ SiO2 CaO ( 0,85 0,91) Sản phẩm tạo thành trong lò điện là hơi photpho v.
SẢN XUẤT ACID PHOTPHORIC Quy trình sản xuất Phương pháp khô ( nhiệt luyện) : Sản xuất photpho Dùng than khử Canxiphotphat nhiệt độ 1400 độ C Ca3(PO4)2 + 5C + 2SiO2 = 2P + 5CO +3Ca2SiO2 Phản ứng thực lò điện Photpho tạo thành thăng hoa CO Quy trình sơ đồ trên: Photpho thiên nhiên than nghiền sấy riêng biệt đem trộn đưa vào lị điện kín (1) Trong lị có SiO2 quặng Photphat theo tỷ lệ SiO2 /CaO ( 0,85-0,9/1) Sản phẩm tạo thành lò điện photpho khí CO, xỉ số oxit (Al2O3, MgO ) Hiệu suất tạo thành photpho thăng hoa khoảng 88-92% Hỗn hợp khí khỏi lị điện có nhiệt độ 250-3000C đưa vào hệ thống thiết bị ngưng tụ thành giọt lỏng chảy xuống bể chứa (3) Hiệu suất ngưng tụ đạt khoảng 96% Để làm photpho người ta đưa vào thùng gia nhiệt (4) Photpho nặng lắng xuống đáy, tạp chất với nước tạo thành bùn lên Sản xuất H3PO4 pp nhiệt luyện: Điều chế H3PO4 cách oxi hóa photpho khơng khí: 4P + 5O2 = 2P2O5 2P2O5 + H2O = 2HPO3 HPO3 + H2O = H3PO4 Photpho rắn đưa vào thùng (1) để nấu chảy nước Sau đó, photpho đưa lên thùng cung ứng (2) đưa qua thùng hỗn xung (3) để vào vịi phun (4) buồng đốt (5) làm gạch chịu acid Photpho cháy khơng khí tạo thành P2O5 H3PO4 qua ống dẫn khí (6) vào tháp hydrat hóa (7) Nước acid loãng phun ống (8) vào tháp Trong tháp (7) P2O5 chuyển hóa hồn tồn thành H3PO4 Tùy theo điều kiện nhiệt độ nước, chúng hydrat hóa thành H3PO4 acid polyphotphoric ( H4P2O7, H5P3O10, H6P4O13) H3PO4 lấy khỏi tháp với nồng độ 45 ( hiệu suất khoảng 60%) Một phần tồn dạng mùn theo đường ống (9) vào tháp lọc điện (10) có điện cực ngưng tụ (11) than điện cực phóng điện (12) bạc làm việc nhiệt độ 1500C ngưng tụ tới 90 (90% acid có thùng) Phương pháp ướt ( trích ly) Trong phương pháp này, acid phtphoric tạo phản ứng axit sunfuric (H2SO4) với quặng phốt phát Gồm công đoạn: Công đoạn 1: chuẩn bị bùn quặng Trong hố quặng photphat trộn với nước để chuẩn bị bùn quặng với nồng độ gần 40% trọng lượng Công đoạn 2: Phân hủy Bùn quặng photphat cấp vào thiết bị trộn sơ bị phân hủy phần acid sunfuric pha loãng từ 98% đến 70-80% trọng lượng acid photphoric lấy từ công lọc.Hỗn hợp chuyển tới thiết bị phân hủy photphat để tạo thành axit photphoric Điều khiển nhiệt độ cách thổi khơng khí bề mặt bùn qua số ống giữ nhiệt độ khoảng 850-9000C, khoảng 80% lượng photphat phân hủy Acid photphoric ngậm 0,5 nước chất không ổn định đưa vào công đoạn Công đoạn 3: Kết tinh Khi khỏi thiết bị cuối cùng, bùn nóng đưa khỏi thiết bị kết tinh liên tục qua máng chảy tràn thiết bị kết tinh làm nguội nhiệt độ 55-600C cách thổi khơng khí để đạt nhiệt độ bùn tối ưu cho kết tinh hidrat hóa gisp ngậm 0.5 H2O chuyển thành ngậm 2H2O (CaSO4.2H2O) Cuối thu axit photphoric chứa 28-30% P2O5 CaSO4.2H2O có chất lượng mong muốn Cơng đoạn 4: Lọc Ra khỏi thiết bị kết tinh, bùn bơm lọc gồm bậc lọc để tách bùn khỏi axit photphoric lẫn CaSO4.2H2O Công đoạn 5: Cô đặc acid photphoric Acid photphoric điều chế phương pháp trích ly có nồng độ khoảng 18-23% nên thường cô đặc đến nồng độ 38-40% So sánh hai phương pháp Phương pháp Phương pháp ướt Ưu điểm - Nhiệt cung cấp cho phản ứng không lớn khoảng 850-9000C - Hiệu suất thu hồi photpho cao khoảng 98% Nhược điểm - Nồng độ axit sản phẩm không cao, độ tinh khiết không lớn - Nguyên liệu đầu vào lớn (1.33 phophat 1.19 H2SO4 sản xuất axit H3PO4) - Thải lượng khí HF độc hại Phương pháp khơ - Nồng độ axit sản xuất CaO2 sản phẩm có độ tinh khiết lớn - Tiêu tốn nguyên liệu đầu vào - Cần cung cấp nhiệt độ cao 15000C - Hiệu suất thu hồi photpho không cao ( trung bình đạt 91%) - Sản phẩm thải lớn ( khoảng 9%) gồm chất như: ferophotpho, CaSiO3, bay theo khí lị ... sơ bị phân hủy phần acid sunfuric pha loãng từ 98% đến 70-80% trọng lượng acid photphoric lấy từ công lọc.Hỗn hợp chuyển tới thiết bị phân hủy photphat để tạo thành axit photphoric Điều khiển... lọc gồm bậc lọc để tách bùn khỏi axit photphoric lẫn CaSO4.2H2O Công đoạn 5: Cô đặc acid photphoric Acid photphoric điều chế phương pháp trích ly có nồng độ khoảng 18-23% nên thường đặc đến... hydrat hóa (7) Nước acid loãng phun ống (8) vào tháp Trong tháp (7) P2O5 chuyển hóa hồn tồn thành H3PO4 Tùy theo điều kiện nhiệt độ nước, chúng hydrat hóa thành H3PO4 acid polyphotphoric ( H4P2O7,