Sản xuất phân supe photphat

Lời mở đầu Sau thời gian tìm hiểu góp ý thầy bạn nhóm gồm thành viên : Vũ Tiến Nhiên Phạm Duy Khánh Lê Thanh Tr-ờng Nguyễn Việt Anh Đà hoàn thành tiểu luận môn Quá Trình Sản Xuất với đề tài : Sản xuất phân supe photphat Rất mong đ-ợc đóng góp thêm thầy bạn! Tài liệu sử dụng: Công nghệ hóa học vô (NXB KHKT) : -Trần Hồng Côn - Nguyễn Trọng Uyển Công nghệ sản xuất phân bón vô :- La Văn Bình -Trần Thị Hiền Giáo trình công nghệ xử lý n-ớc thải : -Trần Văn Nhân - Ngô Thị Nga trang web : www.cuctrongtrot.gov.vn www.phanbonmiennam.vn www.vinachem.com.vn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1.TINH HINH SAN XuấT Sơ l-ợc công nghệ sản xuất supephotphat A Tình hình sản xuất supe photphat Trên giới : Do dân số giới tăng, nhu cầu l-ơng thực cho ng-ời tăng theo.Để giải vấn đề nông nghiệp phải đ-ợc thâm canh.Trong 30 35 năm qua diện tích đất nông nghiệp không tăng đáng kể Trong năm 90 diện tích đất lại giảm Tuy nhiên sản phẩm ngũ cốc có dầu tăng với tăng nhu cầu phân khoáng Mỗi loại trồng có nhu cầu phân bón riêng: Cây trồng Lúa Urê (kg/ha) 130 Supe l©n (kg/ha) 200 KCl (kg/ha) 50 Khoai t©y 260 300 225 Cà chua 410 450 210 Bắp cải 240 325 275 Cà phê 260 500 100 Chè 312 355 103 Caosu đ-ợc năm 160 270 (apatit) 43 Công nghệ phân supe dựa nguồn quặng photphat nguyên liệu để sản xuất axit sunfuric Các mỏ quặng photphat giới phân bố không Hầu nh- Tây Âu mỏ quặng photphat 80% trữ l-ợng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com thÕ giíi l¹i tËp trung Bắc Phi Cận Đông Mỹ, Nga, Trung Quốc có nhiều mỏ photphat Tuy nhiên n-ớc có nhiều mỏ quặng có khả sản xuất nhiều mà khả sản xuất phụ thuộc vào trình độ công nghệ Sản l-ợng supe lân toàn cầu tăng không ngừng Các n-ớc Châu á, đặc biệt Trung Quốc lực sản xuất đà tăng lên Do nhu cầu cần nhiều phân supe mà Trung Quốc đà liên doanh sản xuất với Tuynidi Gioocdani Mỹ phân bón chủ yếu loại DAP, DAP chắn thay phân lân supephotphat Do có hiệu cao mà DAP đ-ợc Mỹ xuất nhiều nhu cầu supephotphat ấn độ, trung quốc n-ớc khác giảm Về phủ n-ớc có biện pháp bảo hộ đặc biệt để trì hoạt động nhà máy sản xuất supe photphat Vào đầu kỷ 21, nhu cầu phân bón hàng năm tăng 2.5% phân lân tăng 2.8% Do nhà máy đà đ-ợc xây dựng gần nơi có mỏ quặng Có xu h-ớng ng-ời ta xây dựng nhà máy phân bón n-ớc sản xt víi sù gãp vèn cđa c¸c n-íc kh¸c cã nhu cầu Công nghiệp phân bón nói chung sức hấp dẫn với nhà đầu t- Việc phân bố không (về mặt địa lý) nguồn nguyên liệu trung tâm sản xuất kích thích th-ơng mại kinh doanh Trung Quốc ấn độ có vai trò quan trọng chiếm tỷ trọng lớn ngành phân khoáng nói chung phân supe photphat nói riêng toàn cầu Tuy nhiên Mỹ n-ớc dẫn đầu sản xuất phân khoáng đặc biệt phân DAP phân hỗn hợp NPK Tại Việt Nam : Khả sản xuất phân bón supe n-ớc ta năm 2008 -ớc tình: triệu supe lân, công ty supe photphat hóa chất Lâm Thao gần 820 nghìn nhà máy Long Thành thuộc công ty phân bón miền Nam gần 180 nghìn Tính đến 30/12/2007, n-ớc có gần 300 sở, công ty, xí nghiệp nhà máy sản xuất phân bón, 35 nhà nhập khẩu, 20 văn phòng đại diện kinh doanh phân bón n-ớc Việt Nam Thị tr-ờng phân bón bị buông lỏng, ch-a có luật pháp phân bón Gần 60% sở sản xuất phân bón thiếu tiêu chuẩn công nghệ Một số đơn vị sản xuất nhỏ đà lợi dụng tình hình thị tr-ờng biến động, giá leo thang để sản xuất phân bón giả, chất l-ợng nhái mẫu mà bán thị tr-ờng với giá rẻ so với nhà sản xuất có công nghệ tiên tiến Điều đà làm thiệt hại cho nông dân nhà sản xuất đồng thòi gây rối loạn thị tr-ờng Supephotphat đ-ợc sản xuất trực tiếp từ quặng photphat axit sunfuric.Quặng photphat loại khoáng vật tự nhiên sẵn có Việt Nam: mỏ apatit Lào Cai có trữ l-ợng khoảng 811 triệu khoảng 50 triệu khu vực khác nh- sông Phát ( Bắc Bộ) , sông Bo (miên Nam) Điển hình có nhà máy sản xuÊt ë hai miÒn : LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1.công ty supephotphat hoá chất Lâm Thao: Công ty có xí nghiệp sản xuất supe photphat lµ xÝ nghiƯp supe vµ xÝ nghiƯp supe 2.XÝ nghiƯp supe cã c«ng st thiÕt kÕ ban đầu 100.000 tấn/năm, sau đó, nhu cầu sử dụng phân bón ngày tăng nên xí nghiệp đà nâng công suất, cải tạo thiết bị lên 400.000 tấn/năm đồng thời mở rộng thêm xí nghiệp supe số năm 1984 với công suất 200.000 tấn/năm Ngoài sản phẩm supe đơn, xí nghiệp sản xuất thêm sản phẩm phụ từ chất thải trình Na2SiF6 (trừ sâu công nghiệp) để bán thị tr-ờng với hàm l-ợng không nhỏ 95% Nhà máy supe photphat Long Thành : Khu vực miền Nam chiếm 50% diện tích đất nông nghiệp n-ớc nhvậy việc hình thành phát triển nhà máy cung cấp phân lân cho vùng cần thiết Công suất thiết kế ban đầu gồm dây chuyền sản xuất chính: - Axit sulfuric : 40 000 tấn/năm - Supe photphat đơn : 100 000 tấn/năm Nhà máy sản xuất tiêu thụ supe lân, axit sunfuric số hóa chất khác Hiện nhà máy đà cung cấp phân supe cho tỉnh đồng Sông Cửu Long, miền Đông Nam Bộ, miền Trung Tây Nguyên.Ngoài nhà máy đà b-ớc nghiên cứu sản xuất nhiều sản phẩm supe lân để đáp ứng nhu cầu khách hàng khu vực B Sơ l-ợc công nghệ sản xuất supephotphat định nghĩa: Supephotphat loại phân lân tên th-ơng mại phân supe có chứa hàm l-ợng dinh d-ỡng P2O5 hòa tan n-ớc chủ yếu Còn có thêm P2O5 tan đ-ợc Xitrat amon axit xitric gọi chung P2O5 hữu hiệu supe Tùy theo hàm l-ợng P2O5 sản phẩm chỉa thành loại: - Supephotphat đơn: có chứa P2O5 hữu hiệu tổng cộng nhỏ 19% - Supephotphat kép: chứa hàm l-ợng P2O5 cao gần gấp đôi supephotphat đơn Trong loại phân bón supe đơn kép có chứa phần P2O5 không bị phân hủy nguyên liệu, phần ẩm n-ớc ch-a bay phần H3PO4 ch-a phân hủy hết gọi P2O5 tự sản phẩm hay thủy phân sản phẩm tạo theo phản ứng: Ca(H2PO4)2 + H2O > CaHPO4 + H3PO4 Sản xuất supephotphat đơn sử dụng H2SO4 để phân hủy quặng Sản xuất supephotphat kép sủ dụng H3PO4 để phân hủy quặng Cơ sở lý thuyết: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com C¬ së lý thuyết công nghệ sản xuất supe photphat đơn ph¶n øng chun hãa apatit b»ng axit sunfuric Thùc chÊt trình chuyển hóa xảy gần nh- đồng thời hai phản ứng hóa học: 1, Phản ứng trao đổi axit sunfuric apatit để hình thành axit photphoric 2, Phản ứng tạo supe photphat từ axit photphoric apatit Gộp trình lại ta có ph-ơng trình: 2Ca5(PO4)3F + 7H2SO4 + 6,5H2O = 3Ca(H2PO4)2.H2O + 7CaSO4.0,5H2O + 2HF công nghệ sản xuất & phân tích -u, nh-ợc điểm 2.1 Sơ đồ sản xuất supephotphat đơn thiết bị chủ yếu 2.1.1 Yêu cầu quặng apatit - Thành phần quặng đ-a vào sản xuất supe phải đảm bảo yêu cầu tạp chất thấp, hàm l-ợng P2O5 cao - Cỡ hạt quặng đảm bảo đạt lọt sàng 0,15mm nhỏ - Độ ẩm không cao < 1% 2.1.2 Axit sunfuric - Nồng độ axit phải thích hợp, th-ờng từ 58% đến 68% tùy nhiệt độ môi tr-ờng - L-ợng axit thực tế đ-a vào phản ứng cao lý thuyết 5-10% - Nhiệt độ ban đầu axit khoảng 55- 600C, tùy theo nhiệt độ môi tr-ờng 2.1.3 Phân giải quặng phốt phát H2SO4 thiết bị phản ứng Trong sản xuất supe photphat đơn hai giai đoạn tiến hành đồng thời có tồn đồng thời axit H2SO4 Ca(H2PO4)2 có dung dịch n-ớc Nếu chúng tồn cã ph¶n øng: Ca(H2PO4)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H3PO4 Sau lần l-ợt giới thiệu giai đoạn 2.1.4 Giai đoạn phản ứng yếu tố ảnh h-ởng Khi bắt đầu trộn axit với quặng phốt phát phản ứng xảy bề mặt hạt quặng phốt phát có d- H2SO4 để tạo thành H3PO4 theo phản ứng Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 2,5 H2O = 3H3PO4 + 5CaSO4.0,5H2O + HF Ph¶n øng x¶y trộn quặng với axit vòng từ 20 đến 40 phút Lúc canxi sunphat tạo dạng CaSO4.0,5H2O nhanh chóng chuyển thành dạng khan ổn định có nhiệt độ cao từ 110 ®Õn 120OC vµ nång ®é P2O5 lín (42-46%) giai ®o¹n kÕt thóc LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình 1.ảnh h-ởng nhiệt độ %P2O5 ®Õn sù kÕt tinh cđa Canxi sunphat (CaSO4 khan dạng chủ yếu Canxi sunphat nằm lại supe photphat) Các yếu tố ảnh h-ởng đến giai đoạn 2.1.4.1 L-ợng axit H2SO4 tiêu chuẩn Là l-ợng axit H2SO4 100% cần thiết để phân hủy 100 đơn vị Kg bột quặng phốt phát Có thể dựa vào phản ứng xảy giai đoạn để tính l-ợng axit tiêu chuẩn lý thuyết đà biết thành phần quặng gồm tạp chất chứa đó.Ta tính đ-ợc l-ợng H2SO4 tiêu chuẩn cho 100 Kg quặng phốt phát khô 2Ca5F(PO4)3 + 7H2SO4 + 3H2O = 3Ca(H2PO4)2.H2O + 7CaSO4 + 2HF Nh- vËy theo ph¶n øng ta cã 3P2O5 cÇn 7H2SO4 x 142 = 426 cần x 98 = 686 Vậy đơn vị P2O5 cần 1.61 đơn vị H2SO4 100% CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + CO2 + H2O 100 98 VËy đơn vị CaCO3 cần 0.98 đơn vị H2SO4 100% Thực tế tính toán hàm l-ợng chất tạp chất tính cho phần chủ yếu phần khác tiêu hao l-ợng axit H2SO4 không đáng kể tiêu hao không v-ợt l-ợng HF tạo thành phân hủy quặng tham gia vào trình phân hủy quặng phốt phát Trong thực tế để đảm bảo thỏa mÃn nhu cầu phân hđy cÇn lÊy d- axit so víi lý thut tõ ®Õn 10% 2.1.4.2 Nång ®é axit H2SO4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com H×nh Sù phụ thuộc mức độ phân hủy quặng vào nồng độ H2SO4 Tốc độ phân hủy quặng phốt phát phụ thuộc vào hoạt độ axit tốc độ bÃo hòa sản phẩm phản ứng gây nên.Trên hình dạng tổng quát phụ thuộc mức độ phân hủy phốt phát vào nồng độ axit H2SO4 ban đầu (theo thời gian).Do cần phải có khu vực nồng độ axit thích hợp Tùy theo điều kiện sản xuất, chất l-ợng quặng, nhiệt độ phân hủymà chọn nồng độ axit thích hợp Ví dụ với Lào Cai sản xuất supe phốt phát theo ph-ơng pháp liên tục nồng độ axit H2SO4 nên 66-67% mùa đông 65% mùa hè 2.1.4.3 Nhiệt độ axit Thông th-ờng đ-ợc xác định tùy thuộc vào nồng độ axit, cụ thể, với axit 61% 65 – 75OC Víi axit 64 – 68% lµ 50 – 60OC 2.2 Điều chế trung hoà đợt Quặng apatit nguyên khai sau sấy nghiền có độ ẩm 1,5 3% H2O cỡ hạt 95% qua sàng 0,16mm quặng tuyển sau sấy, sàng (hay nghiền) có ®é Èm 10 – 14% H2O vµ kÝch th-íc cì 0,074mm đ-ợc vận chuyển vào bunke trung gian phận ®iÒu chÕ Axit sunfuaric cã nång ®é 75 – 77% (th-ờng 76%) đ-ợc bơm tù kho chứa axit xí nghiƯp supe vµ chøa ë thïng chøa lín Tõ thùng chứa axit đ-ợc đ-a lên thùng cao vị, có bố trí đ-ờng ống chảy tràn để trì mức axit không thay đổi thùng cao vị N-ớc công nghiệp đ-ợc bơm thẳng từ phân x-ởng n-ớc lên thùng chứa cao vị Theo công nghệ điều chế nồng độ axit đổ vào thùng trén kho¶ng 70 – 74% nh- vËy ph¶i dïng n-ớc để pha loÃng axit, mặt khác phải điều chỉnh l-u l-ợng axit loÃng đổ vào thùng trộn để đảm bảo suất axit theo tỉ lệ L:R Quá trình pha loÃng điều chỉnh l-u l-ợng axit liên quan chặt chẽ với nhau, thay đổi l-u l-ợng n-ớc pha loÃng để đạt nồng độ C% dẫn đến suất thay đổi ng-ợc lại thay đổi l-u l-ợng axit dẫn đến nồng độ thay đổi Để đạt đ-ợc yêu cầu ta sử dụng thiết bị sau: - Một van cầu điện khí điều khiển góc mở vô cấp đ-ờng ống dẫn n-ớc từ thùng cao vị đến ống pha loÃng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Mét van cầu điện khí điều khiển góc mở vô cấp đoạn đ-ờng ống dẫn axit từ thùng cao vị đến ống pha loÃng - Lắp đặt thiết bị báo mức axit, mức n-ớc thùng cao vị đ-a thị hệ thống - Lắp đặt thiết bị điều khiển van n-ớc Thiết bị thu nhận tín hiệu nồng độ xử lý đ-a tín hiệu điều khiển góc mở van thích hợp, đảm bảo nồng độ ổn định theo yêu cầu, điều chỉnh theo luật PID - Lắp đặt thiết bị điều khiển van axit Thiết bị thu nhận tín hiệu l-u l-ợng xử lý đ-a tín hiệu điều khiển góc mở van thích hợp, đảm bảo suất axit ổn định theo yêu cầu, điều chỉnh theo luật PID - Lắp đặt thiết bị điều khiển t-ơng quan Thiết bị thu nhận tín hiệu: Nồng độ suất axit, xử lý đ-a tín hiệu điều khiển góc mở van axit van n-ớc, đảm bảo mối quan hệ t-ơng quan hai đại l-ợng Từ thùng cao vị axit n-ớc đ-ợc định l-ợng hệ thống van điều chỉnh khí nén (hoặc tay) tháo xuống cút chữ T để pha loÃng axit với n-ớc Tr-ớc bào pha loÃng l-u l-ợng axit đ-ợc xác định đồng hồ đo l-u l-ợng Axit sau pha loÃng xong có nồng độ 70 74% nhiệt độ khoảng 45 60 sau qua thùng l-u l-ợng axit để vào thùng trộn Nồng độ nhiệt độ đ-ợc ®o b»ng nhiƯt kÕ, tû träng kÕ nÕu ch¹y tay chạy tự động hay bán tự động giá trị chúng đ-ợc hiển thị đồng hồ đo hình điều khiển Hỗn hợp bột apatit từ bunke trung gian, qua van xibia đáy bunke đ-ợc định l-ợng xuống thùng trộn nhờ hệ thống băng cân định l-ợng đ-ợc điều chỉnh tự động điều khiển suất bột apatit cách thay đổi tốc độ động thông qua biến tần từ tủ điều khiển đo l-ờng hay hình điều khiển Trộn axit với apatit đ-ợc thùc hiƯn thïng trén nhê c¸c que khy cã tốc độ cao Những que có nhiệm vụ trộn thật axit với apatit phản ứng giai đoạn i đ-ợc thực nhanh chóng dễ dàng Thời gian cho phép l-u lại bột sệt thùng trộn tuỳ thuộc vào thành phần pha lỏng lúc bắt đầu tác dụng chất phản ứng Việc cung cấp quặng axit liên tục, đồng thời bùn đ-ợc tạo thành không ngừng chảy qua chắn giữ cho bột sệt có thể tích không đổi thiết bị trộn, thời gian l-u lại không lớn tránh bùn đặc sệt làm độ linh động Đối với apatit Lào Cai dùng nồng độ axit vào trộn 67 68% (cho quặng apatit khô) thời gian l-u lại bột sệt thùng trộn phút nhiệt độ bột sệt khỏi thùng trộn 110 - 115C, sau đ-ợc tháo xuống phòng hoá thành qua chắn theo kiểu chảy tràn Bột sệt ủ thành supe hoá thành khoảng từ 1h30 phút đến 2h Sau xuống phòng hoá thành khoảng 20 phút giai đoạn i kết thóc hƯ sè ph©n hủ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com K1=70 77% bắt đầu giai đoạn Ii trình điều chế Supe Giai doạn i kết thúc axit H2SO4 đà phản ứng hết với quặng apatit Phòng hoá thành có đ-ờng kính 7,1m chiều cao 2,9m bên đ-ợc bố trí phận dao cào, dao cắt gắn vỏ karusen nên Supe phòng hoá thành sau ủ đạt hệ số phân huỷ chung trình K = 85% hệ số phân huỷ riêng giai đoạn Ii K2 = 60 62% đ-ợc cắt nhỏ đ-ợc gạt vào lỗ trung tâm đổ xuống băng tải Supe t-ơi Giai đoạn Ii kéo dài liên tục kho ủ L-ợng Supe phòng hoá thành đ-ợc khống chế nhỏ 2/3 chiều cao phòng hoá thành Supe khỏi phòng hoá thành cã mét l-ỵng P2O5 tù n»m pha láng (chiếm khoảng 10 12,5% khối l-ợng supe) ch-a phản ứng pha lỏng bÃo hoà mônô canxi phốt phát số muối khác, l-ợng axit lại đ-ợc bao bọc màng CaSO4 Ca(H2PO4)2.H2O phản ứng hai pha L:R bị cản trở, mặt khác tồn H3PO4 Supe làm cho sản phẩm có tính hút ẩm làm ảnh h-ởng xấu đến tính chất vật lý sản phẩm.Vì để khắc phục ng-ời ta sử dụng quặng apatit để trung hoà Supe t-ơi (do apatit đem trung hoà không bị bao bọc màng CaSO4 Ca(H2PO4)2.H2O nên bề mặt tiếp xúc pha tăng dẫn đến tốc độ phản ứng tăng nhanh) Supe tr-ớc kho đ-ợc đánh tung (mục đích làm nguội Supe từ 80 - 90C xuống 40ºC ®Ĩ kÕt tinh Ca(H2PO4)2.H2O khái pha láng, ®ã phản ứng giai đoạn Ii lại tiếp tục xảy ra) Việc trung hoà Supe t-ơi đợt i đ-ợc thực băng tải vận chuyển Supe t-ơi kho ủ Bột apatit dùng để trung hoà đợt i hỗn hợp bột khô lấy từ băng tải cao su vận chuyển bột sau nghiền mịn kho quặng apatit tuyển sang kho đà đ-ợc ủ để giảm độ ẩm Hỗn hợp quặng đ-ợc cầu trục số i kho ủ số i múc đổ lên bunke trung hoà i nhờ hệ thống cung cấp xích định l-ợng xuống băng tải cao su đ-ợc đổ vào băng tải Supe t-ơi, l-ợng bột sử dụng để trung hoà đợt i cho Supe t-ơi 20% (của l-ợng bột apatit cần trung hoà Supe t-ơi) Bột apatit trung hoà cung với Supe t-ơi đ-ợc cắt từ phòng hoá thành xuống có nhiệt độ 80 - 90C đ-ợc tung Supe vào kho ủ máy đánh tung Do phản ứng tiếp tục xảy nên nhiệt độ khối phản ứng lại tăng lên khoảng 50C (do phản ứng toả nhiệt) pha lỏng lại bÃo hoà Ca(H2PO4)2.H2O vấu ủ kho ngày hàm l-ợng P2O5 tự cao 7%, ta tiếp tục trung hoà lần Ii (l-ợng bột chiếm 80% tổng l-ợng bột cần trung hoà) dùng cầu trụ đảo trộn để thoát n-ớc hạ nhiệt độ khối Supe, tăng tốc độ phản ứng giai đoạn II Phản ứng trung hoà: Ca5F(PO4)3 + 7H3PO4+ 5H2O = 5Ca(H2PO4)2.H2O + HF 2.3 Điều chế trung hoà đợt Supe apatit sau trung hoà đợt I đ-ợc máy đánh tung tung kho Rồi đ-ợc cầu trục số I múc đổ thành đống kho Sau tõ 2, ngµy tung supe vµo kho supe chứa l-ợng axit tự 5-7% cầu II tiếp tục đ-a quặng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com apatit vµo supe để thực trình trung hoà đợt II đảo trộn lần I Sau đến ngày đảo trộn lần I, supe tiếp tục đ-ợc cầu III đảo trộn lần II cạnh khu vực sàng nghiền supe, sau đến ngày sau đảo trộn lần II, sản phẩm supe lân đà đạt tiêu chuẩn kỹ thuật công bố (P2O5 hữu hiệu, P2O5 tự do, H2O, gốc SO42-) đ-ợc cầu trục số III IV múc sàng, nghiền, đánh tung tr-ớc cấp NPK, bán 2.4 Tạo supe phốt phát đơn -u điểm supe phốt phát hạt Để tạo đ-ợc hạt.Supe phải đ-ợc trung hòa kỹ có độ ẩm tạo đ-ợc hạt (ẩm 2,5 3%), axit tự không đáng kể Vì phân bón tạo hạt đ-a vào bón cho đất trồng Nếu bón supe dạng bột vào đất, ảnh h-ởng yếu tố sinh lý, hóa học đất dẫn đến t-ợng thoáI giảm P2O5, tức chuyển từ dạng P2O5 sang dạng khó tan, ảnh h-ởng đến việc dinh d-ỡng thùc vËt Cơ thĨ: - §Êt kiỊm tÝnh cã nhiỊu cácbonat canxi Ca(H2PO4)2 + 2CaCO3 = Ca3(PO4)2 + 2CO2 + 2H2O Ca3(PO4)2 độ tan nhỏ - Đất chua có sắt nhôm tác dụng với Ca(H2PO4)2 t¹o muèi khã tan 2Fe(OH)3 + Ca(H2PO4)2 = 2FePO4 + Ca(OH)2 + 4H2O 2Al(OH)3 + Ca(H2PO4)2 = 2AlPO4 + Ca(OH)2 + 4H2O Hoặc sinh thành muối kiềm 4Fe(OH)3 + Ca(H2PO4)2 = 2Fe2(OH)3PO4 + Ca(OH)2 + 4H2O 4Al(OH)3 + Ca(H2PO4)2 = 2Al2(OH)3PO4 + Ca(OH)2 + 4H2O Tác dụng thoái giảm P2O5 sắt nhôm lớn nhiều so với canxi Để tránh bớt t-ợng tốt nên biến dạng bột thành dạng hạt để giảm bớt diện tích tiếp xúc phân bón với đất trồng 2.5 Dây chuyền công nghệ sản xuất supe phốt phát đơn A.Quá trình sản xuất Quá trình sản xuất đ-ợc thực qua công đoạn sau: Đập, nghiền, gia công nguyên liệu apatit Trộn quặng mịn với H2SO4 Trộn đảo hỗn hợp phản ứng phòng hóa thành, trung hòa đợt ủ, đảo trộn supe phốt phát, trung hòa đợt Đóng gói xuất kho B Sơ đồ thuyết trình: Quặng đ-ợc vận chuyển từ nơi khai thác qua khâu tuyển chọn gia công.Quặng mịn đ-ợc cung cấp cho thùng trộn, quặng đ-ợc trộn với axit 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com sunfuric đà đ-ợc điều chỉnh nồng độ theo yêu cầu Hỗn hợp apatit axit khỏi thùng trộn đ-a vào thùng hóa thành để tiếp tục phản ứng tạo khối supe photphat tơi xốp Supe t-ơi khỏi thùng hóa thành đ-ợc đ-a vào kho ủ đánh tơi tạo khối supe xốp tiến hành trung hòa kho ủ đến P2O5 tự đạt yêu cầu xuất x-ởng Gia cụng quặng apatit Bụi Nguyên liệu quặng mịn H2SO4 đặc H2O sản xuất Buồng trộn nguyên liệu Hóa thành supephotphat Ủ Khí thải, mịn Khí thải (HF) Khí thải Tạo hạt úng gúi sn phm C Thiết bị dây chuyền sản xuất Thùng sấy quay Cấu tạo: - Thùng sấy đ-ợc cấu tạo hình trụ rỗng, đ-ợc làm thép chiều dày = 10mm, đ-ợc tựa lăn nhờ vành đai thép ®óc.thïng sÊy cã ®é nghiªng - 5º so víi chiỊu ngang.§Ĩ cho thïng 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com sấy không bị trôi lên xuống ng-ời ta bố trí lăn chặn cạnh vành đai tr-ợt - Thùng sấy chuyển động nhờ động điện truyền lực giảm tốc sang bánh lớn thùng sấy - Bên thúng sấy, phía đầu có lắp ghép cánh thép có tác dụng h-ớng quặng vào thùng (dài khoảng 1m), cuối đoạn cánh đảo hình theo tiết diện ngang cánh cso lắp ghép nhiều cánh đảo phụ Hoạt động: - Quặng ẩm đ-ợc đ-a vào cửa - Khí lò vào cửa Nhờ cánh h-ớng liệu độ nghiêng thùng sấy quặng liên tục đ-ợc đảo trộn tiếp xúc trực tiếp với không khí nóng (khói lò) từ lò đốt dẫn sang - Quặng cuối cung đ-ợc đ-a vào máy nghiền búa đ-a lên băng tải (quặng tuyển) Thùng trộn Cấu tạo: - Thùng trộn đ-ợc cấu tạo thép cacbon dày = 10 mm - Bề mặt thùng trộn đ-ợc xây lót vữa chứa axit (3 lớp) - Bộ phËn khy trén gåm trơc khy kiĨu m¸i chÌo đ-ợc làm thép hợp kim đặc biệt chịu ăn mòn hoá học chịu mài mòn tốt: cách khuấy có tác dụng đảo trộn hỗn hợp, cánh khuấy thứ quay ng-ợc chiều có tác dụng đẩy bột sệt xuống thùng hoá thành - Phần trục cánh khuấy đ-ợc bọc lót cao su l-u hoá, trục khuấy đ-ợc lắp liên tiếp nhau, cách khoảng 1,1 m Hoạt động: - Hỗn hợp bột apatit axit H2SO4 66 69% đ-a vào thùng qua cửa nhờ que trộn trộn - Thời gian phản øng thïng tõ – råi ch¶y qua ngách theo cửa xuống phòng hoá thành Thùng hóa thành Cấu tạo: 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Thùng hoá thành có vỏ đ-ợc làm thép, bên đ-ợc đổ lớp bê tông cốt thép dày 100 mm chịu axit lớp ngopài đ-ợc phủ lớp vữa điabat.Thùng hoá thành đ-ợc dặt 16 ổ trục lăn đỡ 16 ổ lăn chặn.thùng hoá thành quay xung quanh ống gang cố định (ống trung tâm) - Nắp hoá thành bê tông cốt thép chịu axit cố định, bên hoá thành có đặt phận dao cắt Supe phốt phát (Kalusen) - Giữa phòng dao cắt điểm rót bột sệt từ thùng trộn xuống hoá thành đựoc ngăn t-ờng chắn (vắch ngăn) thép Nguyên lý làm việc: - Bùn Supe từ thùng phản ứng liên tục chảy xuống phòng hoá thành.Khi phòng hoá thành quay, khối Supe đ-ợc cắt dao cắt quay ng-ợc chiều với phòng hoá thành rơi theo ống trung tâm xuống băng tải chun kho đ  ChÕ ®é kü tht: - Chiều cao cho phép Supe phòng hoá thành 2/3 chiều cao phòng hoá thành - áp suất âm phòng hoa thành 10 mm H2O D Những cố mắc phải cách khắc phục STT Tên cố Bunke quặng: quặng cấp không đủ cho trình sấy Khắc phục * Quặng bết ẩm: chọn biện pháp ghì sàng * Cửa tháo liệu bị kẹt khe cấp liệu nhỏ: sữa chữa cửa liệu Băng tải tấm: bị kẹt đứt xích Sự cố kỹ thuật từ băng tải: - Đứt băng - Băng tải chạy lệch lạc * Nối xích, sửa chữa băng * Sửa chữa đ-ờng băng chạy bánh xe xích * Nối lại băng theo kỹ thuật * Sửa lại lăn đỡ, lăn dao h-ởng, thêm đối trọng để căng băng tải Lò đốt dầu mazut (FO) * Kiểm tra vòi phun, bơm dầu 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 7 - Không xảy bén lửa, * Kiểm tra ống dẫn dầu, tìm nguyên nhân để khắc phục dầu * Tr-ớc châm lửa đốt dầu phải - Sự cố nổ khí chạy quạt hút, mở van thông khói - Gạch lò cháy, chảy cố * Giảm nhiệt lò đốt cách giảm l-ợng dầu sụp gạch chịu lửa * Ngừng lò theo kế hoạch xây lại lò * Th-ờng xuyên kiểm tra chế độ làm việc lò đốt để nhiệt độ lò không v-ợt 800oC Thiết bị sấy quay: bị kẹt, không * Kiểm tra động giảm tốc quay * Kiểm tra hộp vào liệu đầu cuối lò, tìm nguyên nhân kh¾c phơc * KiĨm tra sù quay cđa bƯ đỡ lăng, điều chỉnh thực tế sản xuất Thiết bị rửa khí sủi bọt * Sửa lại van n-ớc vào, mực n-ớc tác dụng khử bụi đáy thiết bị Quạt hút khói: * Cân chỉnh bulông đế móng - Bị rung động, gây ồn * Đệm cao su mềm phần bê tông thiết bị - Động chạy tải * Cân lại máy * Giảm tải quạt gió van chắn * Khống chế nhiệt độ vỏ động cơ, nhiệt độ nhỏ 60oC Các thiết bị khác * Tìm cách sửa chữa, khắc phục Dùng đ-ờng ống thông hút - Băng tải quặng khô mịn băng tải phát sinh nhiều bụi quạt hút khói để giảm bụi * Làm việc tốt giảm l-ợng bụi, làm việc không ổn định không bị mắc kẹt - Van vít tải (nếu dùng) * Phải sửa chữa cố định lại, van chắn bị kẹt phải sửa chữa không làm việc chỗ - Đ-ờng ống phối thao, giá đỡ đầu cuối thiết bị sấy bị rung 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com động, bị đọng bụi quặng Vấn đề môi tr-ờng công nghệ sản xuất Supe photphat a khí thải Do đặc thù công nghệ sản xuất Supe nên trình sản xuất phát sinh nhiều khí thải độc hại Nguồn gây ô nhiễm khí thải th-ờng từ trình dỡ quặng, vận chuyển quặng vào kho, tinh chế nguyên liệu: đập, nghiền, sàng cấp liệu hệ thống băng tải, đóng bao Khí thải bụi từ máy sấy, nghiền nguyên liệu chủ yếu CO2, NOx, SO2, CO bụi quặng apatit, l-ợng bụi đà đ-ợc lọc qua xyclon thiết bị lọc bụi màng -ớt nhiên ch-a triệt để Khí thải từ trình điều chế nh-: HF, SiF4, SiO2, bụi photphat L-ợng bụi khí thải từ công đoạn tinh chế nguyên liệu - V-ợt tiêu cho phép, dùng than làm nguyên liệu đốt sinh CO, CO2, NOx có thiết bị xử lý bụi nh-ng không xử lý hết Khí thải từ công đoạn điều chế: chủ yếu HF, SiF4 thất thoát từ khâu hấp thụ trình ủ chín, khí độc hại ảnh h-ởng đến ng-ời Mặc dù đà đựơc hấp thụ sản xuất trừ sâu công nghiệp nh-ng phần lớn HF, SiF4 đựơc thải môi tr-ờng Đặc tính máy xyclon : Để thu hồi khí thảI đI th-ờng sử dụng xyclon dạng xilanh dạng hình nón (Hình d-ới) Các xyclon làm việc nh- sau: Khí tiểu phần vào phần xoắn bên xyclon qua đoạn ống vào, d-ới ảnh h-ởng lực ly tâm tiểu phần không khí bị va đập vào thành xyclon, làm vận tốc quay d-ới ảnh h-ởng trọng lực hạt rơi xuống qua cửa thổi vào phễu chứa khí đ-ợc làm tiếp tục quay lên phía đ-ợc thải vào không khí qua ống xả Thực tế đà chứng minh hạt bụi có kích th-ớc nhỏ 10àm việc thu hồi xyclon hiệu để tách chúng cần phải có lọc khô hay lọc dầu 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com b N-íc th¶i Ngn n-ớc thải chủ yếu xí nghiệp loại n-íc hÊp thơ, xư lý khÝ L-ỵng n-íc tõ hƯ thèng xư lý bơi, xư lý Flo, s¶n xt thc trừ sâu công nghiệp N-ớc thải sau xử lý bụi tuần hoàn l-ợng n-ớc thải từ xử lý Flo sản xuất Na2SiF6 có chứa HCl mang tính axit nên đ-ợc xử lý sữa vôi thải trực tiếp c Chất thải rắn Tại xí nghiệp, chất thải rắn đ-ợc tập trung chủ yếu khâu đốt than tạo xỉ gây ô nhiễm cục L-ợng xỉ không mang tính nguy hại nhiều nên đựơc tái sử dụng để đóng gạch làm vật liệu xây dung, làm đ-ờng 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ngoài có l-ợng cặn keo silic dạng gel trình sản xuất trừ sâu công nghiệp Một ví dụ cụ thể vấn đề môi tr-ờng: Vấn đề môi tr-ờng chung công ty supephotphat hoá chất Lâm Thao I Đánh giá chung trạng môi tr-ờng Vấn đề môi tr-ờng vấn đề đ-ợc quan tâm hàng đầu có ảnh h-ởng trực tiếp đến môi tr-ờng sức khoẻ ng-ời lao động nhân dân khu vực xung quanh Qua đánh giá sơ môi tr-ờng công ty supephotphat hoá chất Lâm Thao tồn số vấn đề sau: - Phần lớn n-ớc thải công ty mang tính axit đặc thù sản xuất công ty Nguồn gốc phát sinh n-ớc hấp thụ, n-ớc làm mát (xí nghiƯp axit), n-íc rưa bơi, khÝ, ®iỊu chÕ Na2SiF6 (xÝ nghiệp supe) Mặc dù n-ớc thải có xử lý nguồn cách trung hoà sữa vôi nh-ng l-ợng thải axit môi tr-ờng không hoàn toàn triệt để - Do đặc tr-ng sản xuất nhà máy nên trình sản xuất phát sinh nhiều khí độc, bụi kim loại Từ trình vận chuyển, dỡ nguyên liệu, đập, nghiền, sàng, đóng bao sản phẩm L-ợng khí thải sinh trình sản xuất bao gồm: SO2, NOx, H2S, bụi quặng apatit, l-u huỳnh, CO, Flo khí độc, có hại cho sức khoẻ ng-ời môi tr-ờng - Dây chuyền sản xuất cũ, lạc hậu gây rò gỉ hóa chất độc hại đ-ờng ống dẫn thiết bị - ô nhiễm tiếng ồn khu cực máy nén khí, bơm n-ớc, bơm axit, quạt hút gió, máy sấy thùng quay, máy nghiền bi - ô nhiễm nhiệt tác khu vực lò ®èt, trao ®ỉi nhiƯt NhiƯt ®é khu vùc nµy cao nhiệt độ xung quanh nhiều - Mặc dù đà đ-ợc xử lý giảm thiểu nh-ng l-ợng SO2, SO3, HF, SiF4 đ-ợc thải môi tr-ờng nhiều gây ô nhiễm nặng không khí khu vực thị trấn Lâm Thao, cảm nhận rõ mùi khí Flo trời m-a vào buổi sáng khu vực dân cxung quanh 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - L-ợng khói thải, n-ớc thải môi tr-ờng nhiều, làm tăng khả hấp thụ nhiệt cản trở ánh nắng mặt trời chiếu xuống khu vực xung quanh II Một số biện pháp giảm thiểu ô nhiễm môi tr-ờng Xử lý giảm thiểu l-ợng khí thải Tại xí nghiệp sản xuất axit: - Từ đổi công nghệ thay nguyên liệu quặng pirit sang sử dụng S nguyên chất đà giảm thiểu l-ợng khí thảI, chất thải rắn lớn, đặc biệt khí thải độc hại - Nâng hiệu suất chuyển hoá SO2 SO3 cách thay đổi xúc tác từ tiếp xúc đơn sang tiếp xúc kép Hiệu suất chuyển hoá SO2 đạt 99.6% axit 99.9% axit nên đà giảm đáng kể l-ợng khí SO2 phát tán môi tr-ờng - Lắp đặt nến khử mù tháp hấp thụ để giảm l-ợng mù axit đáng kể phóng không Tại xí nghiệp sản xuất supe: - Trong trình sản xuất supe phát sinh l-ợng bụi ddn, ®Ĩ thu bơi khÝ, sư dơng hƯ thèng sđi bät lọc bụi màng -ớt N-ớc phun vào thiét bị này, bụi đ-ợc làm ẩm giữ lại, qua ao lắng quay trở lại sản xuất Nhờ vậy, không khí thoát đạt tiêu chuẩn môi tr-ờng 50mg/m3 - Xử lý khí Flo: trình phản ứng điều chế supe phải thải l-ợng HF, SiF4 lớn, khoảng 20% Flo chuyển sang dạng khí Vì vậy, khí thảii đ-ợc hấp thụ cho trình sản xuất trừ sâu công nghiệp, khí chứa Flo đ-ợc hÊp thơ b»ng hƯ thèng nhiỊu cÊp gåm th¸p hấp bể hấp thụ Nồng độ Flo sau xử lý đạt tiêu chuẩn thải môi tr-ờng (50mg/m3) Xư lý n-íc th¶i Xư lý n-íc th¶i s¶n xt: N-ớc sản xuất gồm loại n-ớc làm mát n-ớc công nghiệp N-ớc làm mát đ-ợc thu gom định kì xử lý hồ tuần hoàn, l-ợng cặn đ-ợc tháo bỏ N-ớc hồ tuần hoàn lại cho sản xuất N-ớc thải công nghiệp hầu hết mang tính axit, đ-ợc trung hoà sữa vôi ®Õn pH = 6.5 – sau ®ã th¶i trùc tiếp sông Hồng Xử lý n-ớc thải sinh hoạt: 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com L-ỵng n-ớc thải sinh hoạt toàn công ty chủ yếu nhà ăn, khu vệ sinh, n-ớc tắm công nhân đ-ợc xử lý phận xử lý n-ớc thải sinh hoạt công ty Xử lý chất thải rắn Bột apatit đ-ợc thu hồi thiết bị thu bụi tái sử dụng Chuyển xỉ làm phụ gia xi măng xây dựng công trình giao thông, làm đ-ờng nhiên, nhu cầu tiêu thụ sản phẩm chiếm 10% công suất nhà máy nên xỉ than lò đốt đ-ợc đ-a sang sản xuất gạch pavanh (gạch không nung) Bïn th¶i cđa hƯ thèng xư lý n-íc th¶i tËp trung CaSiF6 CaSO4 đ-ợc đ-a bÃi thải công ty Cặn trình hoá lỏng S chiếm l-ợng nhỏ nh-ng ch-a đ-ợc xử lý bÃi thải công ty Máy móc thiết bị hỏng đ-ợc mang tái chế xử lý chôn lấp Chất thải sinh hoạt, bao bì, túi nilon, phần tái sử dụng, phần đ-a chôn lấp Một số đề xuất vấn đề môi tr-ờng Biện pháp quản lý: cần nâng cao công tác quản lý nội công ty, xử lý nghiêm khắc phát l-ợng thải mức cho phép Nâng cao chất l-ợng môi tr-ờng hệ thống xanh khoảng đất trống công ty Biện pháp công nghệ: đề xuất ph-ơng pháp thu hồi axit n-ớc thải tháp rửa để tái sinh theo tính toán l-ợng axit t-ơng đối cao thu hồi đ-ợc bớt công đoạn trung hoà sữa vôi tiết kiệm đ-ợc l-ợng axit lớn Đối với khí thải, cần luôn kiểm tra độ kín đ-ờng ống dẫn khí đảm bảo rò gỉ khí, đồng thời trì điều kiện kỹ thuật để đạt độ chuyển hoá cao Với ô nhiễm nhiệt, tận dụng n-ớc thừa xây dựng nhà máy điện cung cấp cho công ty Với chất thải rắn, tập trung chôn lấp bÃi thải riêng địa ph-ơng, tận dụng nguồn chất thải sau phân loại để làm phân vi sinh, không đổ trực tiếp sông Hồng Đối với dầu mỡ trạng thái tự mặt n-ớc cần đựơc tách ph-ơng pháp học, sục khí để điều hoà chất lơ long n-ớc keo tụ, kết tủa, lắng ®äng 19 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Tóm lại, ô nhiễm môi tr-ờng công ty Supephotphat hoá chất Lâm Thao có ảnh h-ởng lớn đến khu vực dân c- xung quanh việc quản lý nghiêm xử lý triệt để cần thiết Do nhiều hạn chế nên khả đầu t- công nghệ xử lý khó khăn, nhiên coi nhẹ việc xử lý chất thải phát sinh ảnh h-ởng đến cân sinh thái sức khoẻ ng-ời nh- công nhân làm việc công ty Mục lục Trang Lời mở đầu 1.Tình hình sản xuất Sơ l-ợc công nghệ sản xuất supephotphat A Tình hình sản xuất supe photphat B Sơ l-ợc công nghệ sản xuất supephotphat công nghệ sản xuất & phân tích -u, nh-ợc điểm 2.1 Sơ đồ sản xuất supephotphat đơn thiết bị chủ yếu 2.2 Điều chế trung hoà đợt 20 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.3 Điều chế trung hoà đợt 2.4 Tạo supe phốt phát đơn -u điểm supe phốt phát hạt 10 2.5 Dây chuyền công nghệ sản xuất supe phốt phát đơn 10 3.Vấn đề môi tr-ờng công nghệ sản xuất Supe photphat 4.Một ví dụ cụ thể vấn đề môi tr-ờng: 15 17 21 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... hình sản xuất Sơ l-ợc công nghệ sản xuất supephotphat A Tình hình sản xuất supe photphat B Sơ l-ợc công nghệ sản xuất supephotphat công nghệ sản xuất & phân tích -u, nh-ợc điểm 2.1 Sơ đồ sản xuất. .. nghiên cứu sản xuất nhiều sản phẩm supe lân để đáp ứng nhu cầu khách hàng khu vực B Sơ l-ợc công nghệ sản xuất supephotphat định nghĩa: Supephotphat loại phân lân tên th-ơng mại phân supe có chứa... supe photphat nói riêng toàn cầu Tuy nhiên Mỹ n-ớc dẫn đầu sản xuất phân khoáng đặc biệt phân DAP phân hỗn hợp NPK Tại Việt Nam : Khả sản xuất phân bón supe n-ớc ta năm 2008 -ớc tình: triệu supe