Chương 1 sản xuất phân lân

CHNG I: SAN XUT PHN LN I. NHNG VN ấ CHUNG 1. Nguyờn liờu Qung apatit 1.1. Qung photphat Khoỏng photphorit Photphat thiờn nhiờn khỏc Chng CHNG I: SAN XUT PHN LN Qung apatit 3Ca3(PO4)2.CaX2 Tinh th apatit thuc h lc giỏc, cú mu sc khỏc (xanh, xỏm, vng lc, lam, tớm) tu theo loi qung. T trng: 3,18 3,21 Nhit núng chy: 1400 15700C Khú tan nc Thnh phn húa hc ca tinh qung apatit: 42,22% P2O5; 55,59% CaO; 3,77% F Chng CHNG I: SAN XUT PHN LN Bng thnh phn ca qung photphat cỏc khu vc khỏc nhau, sau lm giu: tuyn ni hoc nung. cacbon hu c; b photphat Hill, tiu bang Queensland c kho sỏt ca cụng ty British Sulphur Corporation, 1980 d e Khourigba; Youssoufiacalcined; f khai thỏc hin nay. a Chng CHNG I: SAN XUT PHN LN Apatit Lo Cai: Loi 1: 33 38% P2O5 chim 12,5%; Loi 2: 24 26% P2O5 chim 45,25%; Loi 3: 12 18% P2O5 chim 42,25%; Loi 4: 12% P2O5 Bng c tớnh k thut qung apatit (Cụng ty Apatit VN) Thnh phn (%) Qung Qung Tinh qung tuyn Qung Qung P2O5 32 ữ 34 22 ữ 24 32 ữ 34 14 ữ 18 10 CaO 43 ữ 46 40 ữ 44 37 ữ 40 18 ữ 22 SiO2 ữ 16 ữ 12 ữ 15 46 ữ 50 Fe2O3 1,5 ữ 1,8 ữ 1,5 ữ 1,7 3,5 ữ Al2O3 ữ 2,5 ữ 2,5 0,6 ữ 3,2 ữ H2O 12 18 ữ 22 18 Chng CHNG I: SAN XUT PHN LN Khoỏng photphorit L khoỏng c to thnh quỏ trỡnh trm tớch ca canxiphotphat t nc bin. [xCa10(PO4)6F2 + yCa10P5CO23(F, OH)3] Mu nõu hoc nõu vng. t hỳt m, khụng kt dớnh nhng phõn tỏn kộm. Cỏc dng photphat thiờn nhiờn khỏc Phõn chim, Xng ng vt Chng CHNG I: SAN XUT PHN LN 1.2. Axit sunfuric Axit sunfuric c san xuõt t: -Lu huynh -Qung pyrit -Khi lo luyờn kim -Thach cao (kờt hp vi qua trinh san xuõt ximng) -Tõn dung axit thai Chng CHNG I: SAN XUT PHN LN Khong 180 triu tn H2SO4 c sn xut (s dng)/nm. Bng t l % s dng axit H2SO4 trờn th gii nm 2003 (theo Kitto, 2004). S dng Sn xut axit photphoric Sn xut phõn super photphat n Sn xut phõn amoni sunfat Xỳc tỏc lm sch du khớ Chit qung ng Sn xut cht mu Titan dioxit Sn xut giy, bt giy Xỳc tỏc metyl metacrylat Chit qung tuyn niken Khỏc Chng % tng tiờu th 48 2 20 CHNG I: SAN XUT PHN LN 1.3. Axit photphoric Axit photphoric c san xuõt t apatit theo phng phap nhiờt va phng phap t Thnh phn ca axit photphoric c sn xut theo phng phỏp t: 22 48% P2O5 0,3 2%Fe2O3 0,4% CaO 3% MgO Chng 1,5 3% SO3 0,5 1% Al2O3 0,4 1,8% H2SiF6 CHNG I: SAN XUT PHN LN in S Photpho sunfua Than cc Cl2 Photpho clorua Dn xut P -Húa cht nụng nghip -Chng chỏy -Trung gian -Ph gia bụi trn -Dc phm Chng Qung SiO2 H2SO4 NH3 Kali photphat P H3PO4 t Tinh ch H3PO4 Sn phm H3PO4 -Cp thc phm -Cp cola -Cp dc phm -Bỏn cp -Pyrophotphoric -Polyphotphoric H3PO4 nhit Phõn bún -Dựng trc tip qung -SSP; TSP; -MAP; DAP; NPK CHNG I: SAN XUT PHN LN 2. c iờm cua superphotphat n va kep -Ban chõt cua qua trinh san xuõt superphotphat -Cht lng ca superphotphat c ỏnh giỏ qua hm lng P2O5 tiờu húa (hu hiu, hiu qu). -P2O5 tiờu húa, P2O5 t do, P2O5 tng. Photphat thiờn nhiờn Chng O H 2S H3 P O4 Superphotphat n: 16-22% P2O5 tiờu húa Superphotphat kộp: 44-48% P2O5 tiờu húa 10 CHNG I: SAN XUT PHN LN e. Kớch thc ht qung photphat 90% < 100 mesh f. Thi gian lu thựng trn phỳt g. Tp cht qung -R2O3: (R2O3/P2O5).100% < 4% -MgO: (MgO/P2O5).100% < 6% -Khoang CO32-: CO2 < 6% -Khoỏng silicat Chng 14 CHNG I: SAN XUT PHN LN 2.2. Giai on Bt u xy kt thỳc giai on Phõn hy 20-30% qung cũn li. Ca5(PO4)3F + 7H3PO4 + 5H2O 5Ca(H2PO4)2.H2O + HF Tc phn ng chm. Quỏ trỡnh xy thựng húa thnh (0,5 4,0 gi) v kho (2 tun). Chng 15 CHNG I: SAN XUT PHN LN 2.3. Trung ho SSP a. Trung hũa bi tỏc nhõn rn: ỏ vụi, dolomit, bt photphorit, bt xng, serpentin - CaCO3 + 2H3PO4 Ca(H2PO4)2.H2O + CO2 Ca(H2PO4)2 CaHPO4 + H3PO4 - 2Ca(OH)2 + Ca(H2PO4)2 Ca3(PO4)2.H2O + 3H2O - Ca(OH)2 + 2CaHPO4 Ca3(PO4)2.H2O + H2O Chng 16 CHNG I: SAN XUT PHN LN Da vo phng trỡnh phn ng xỏc nh h s tiờu hao húa cht trung hũa tớnh trờn n v P 2O5 t (P2O5 axit H3PO4) cú ssp Tac nhõn trung hoa Ty lờ mol Hờ sụ tiờu hao (kg / 1kgP2O5) Chng Bụt xng 3P2O5 : 7P2O5 0,429 a vụi, a phõn, vụi CaO : P2O5 0,394 cacbonat Dolomit, silicat manhe CO2 : P2O5 MgO : P2O5 0,310 0,282 17 CHNG I: SAN XUT PHN LN b. Trung hũa bi tỏc nhõn khớ (amon húa): l phng phỏp hiu qu, nõng cao cht lng ca ssp to hp cht cha m (2-3% m) - NH3 + 0,24kgNH3 - 2NH3 + 0,48kgNH3 H3PO4 NH4H2PO4 + 27 Kcal 1kgP2O5 H3PO4 1kgP2O5 (NH4)2HPO4 - (NH4)2HPO4 + CaSO4 (NH4)2SO4 + CaHPO4 Chng 18 CHNG I: SAN XUT PHN LN 3. Cỏc phng phỏp sn xut SSP 3.1. Phng phỏp giỏn on Qung photphat Phu cha qung H2SO4 Cõn qung Cõn axit B trn Thựng hoỏ thnh Mỏy ct Chng 19 CHNG I: SAN XUT PHN LN 3.2. Phng phỏp liờn tc Khớ thi Nc Qung photphat Phu chy trng i H2SO4 Vớt t Nc Cõn np liu Silo cha qung Thỏp khớ Dung dch axit flosilicic Thit b phõn hu Bng ti lỏt Gu nõng Chng TB trn hỡnh nún Khúi thi Bng t a i i Kho 20 CHNG I: SAN XUT PHN LN u im ca SSP -Quỏ trỡnh sn xut n gin, u t thp. Phự hp vi quy mụ sn xut va v nh -Cú th tn dng axit H2SO4 thi -Cung cp cỏc nguyờn t trung lng phõn: Canxi v Lu hunh Nhc im ca SSP -Hm lng P2O5 thp lm tng chi phớ úng gúi, chuyn, lu tr, s dng. Chng 21 CHNG I: SAN XUT PHN LN III. SAN XUT SUPERPHOTPHAT KẫP (TSP) 1. Nguyờn liờu H3PO4: 38 52% Qung photphat: 95 98% < 100 mesh 2. C s hoỏ lý ca quỏ trỡnh sn xut Phn ng ca quỏ trỡnh phõn hy: Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 + H2O = 3Ca(H2PO4)2.H2O + 172,58 Kcal Ca5F(PO4)3 + 7H3PO4 + 5H2O = 5Ca(H2PO4)2.H2O + HF Chng 22 CHNG I: SAN XUT PHN LN Lng axit tiờu tn soỏ mol P2 O5 axit + soỏ mol P2O5 quaởng = 0,95 ữ 1,0 soỏ mol CaO quaởng hoaởc khoỏi lửụùng P2O5 axit + khoỏi lửụùng P2O5 quaởng = 2,41 ữ 2,54 khoỏi lửụùng CaO quaởng Chng 23 CHNG I: SAN XUT PHN LN 3. Cỏc phng phỏp sn xut TSP 3.1. Phng phap ROP TSP (Run-Of-Pile TSP) Axit photphoric Qung photphat Van t Vit cõ p TB trn hỡnh nún liờu Vit cõp liờu Nc Khớ thi Thỏp Thựng qung Nc thi Cõn cp liu 10 phut Thit b phõn hu Bng ti Kho u tuõn Chng 24 CHNG I: SAN XUT PHN LN Qua trinh tao hat ROP TSP sau nghiờn Khớ thi Water Thỏp khúi Sng Mỏy nghin TSP ó nghin Chng Phu chy trng Cõn cp liu Water Steam Nc thi V kho Fuel Air Dryer Quỏ c Mỏy nghin Tun hon 25 CHNG I: SAN XUT PHN LN 3.2. Phng phỏp tao hat TSP trc tip (quỏ trỡnh to ht TSP ex-Den) 4-6%W 25 45 phut Chng 26 CHNG I: SAN XUT PHN LN 3.3. Phng phỏp tao hat TSP trc tip t bựn H3PO4 (3840% P2O5) TB phan ng (900C, khuõy, 30) Ty lờ tuõn hoan : san phõm = 10-12 : (Blunger) = : (Rotary drum) Chng Vờ kho Sang anh bong 27 CHNG I: SAN XUT PHN LN u im ca TSP -Hm lng P2O5 cao nht (44 48% P2O5) -Mt phn ham lng P2O5 c bt ngun trc tip t qung phosphate, mt ngun chi phớ tng i thp. -Cung mt lng nht nh ca axit photphoric, thi tao lng P2O5 TSP cao hn so vi ammonium phosphate. -Quy trỡnh n gin, u t nh. Chng 28 CHNG I: SAN XUT PHN LN Nhc im ca TSP -Tng hm lng dinh dng thp hn so vi amoni pht phỏt. -Tinh axit ca nú cú th gõy s h hong mt s loi bao. -Khụng thớch hp trn vi urờ vỡ nhng phn ng gõy s suy thoai phõn. Chng 29 [...]... Chng 1 11 CHNG I: SAN XUT PHN LN Trn (3-7phỳt) Giai on 1 (20-40 phỳt) Hoỏ thnh (0,54,0h) (2-6tun) Giai on 2 2 .1 Giai on 1 Cỏc yu t nh hng a Lng axit H2SO4 tiờu chun (Norma axit) N N = 1, 61 [P2O5], kg H2SO4 10 0% /10 0kg photphat b Nng ca axit H2SO4 Mc Nng ban u ca axit con ph thuục vao phng phỏp sn xut, m ca qung phõn hy, % 63% Chng 1 % H2SO4 12 CHNG I: SAN XUT PHN LN c Nhit ban u ca H2SO4 Ca5F(PO4)3... 0C d Mc trn ln cỏc cu t phn ng (57m/s) Chng 1 13 CHNG I: SAN XUT PHN LN e Kớch thc ht qung photphat 90% < 10 0 mesh f Thi gian lu trong thựng trn 3 7 phỳt g Tp cht trong qung -R2O3: (R2O3/P2O5) .10 0% < 2 4% -MgO: (MgO/P2O5) .10 0% < 6% -Khoang CO32-: CO2 < 5 6% -Khoỏng silicat Chng 1 14 CHNG I: SAN XUT PHN LN 2.2 Giai on 2 Bt u xy ra khi kt thỳc giai on 1 Phõn hy 20-30% qung cũn li Ca5(PO4)3F + 7H3PO4... Hờ sụ tiờu hao (kg / 1kgP2O5) Chng 1 Bụt xng 3P2O5 : 7P2O5 0,429 a vụi, a phõn, vụi CaO : P2O5 0,394 cacbonat Dolomit, silicat manhe CO2 : P2O5 MgO : P2O5 0, 310 0,282 17 CHNG I: SAN XUT PHN LN b Trung hũa bi tỏc nhõn khớ (amon húa): l phng phỏp hiu qu, nõng cao cht lng ca ssp do to hp cht cha m (2-3% m) - NH3 + 0,24kgNH3 - 2NH3 + 0,48kgNH3 H3PO4 NH4H2PO4 + 27 Kcal 1kgP2O5 H3PO4 1kgP2O5 (NH4)2HPO4 -... (NH4)2SO4 + CaHPO4 Chng 1 18 CHNG I: SAN XUT PHN LN 3 Cỏc phng phỏp sn xut SSP 3 .1 Phng phỏp giỏn on Qung photphat Phu cha qung H2SO4 Cõn qung Cõn axit B trn Thựng hoỏ thnh Mỏy ct Chng 1 19 CHNG I: SAN XUT PHN LN 3.2 Phng phỏp liờn tc Khớ thi Nc Qung photphat Phu chy trng i H2SO4 Vớt t Nc Cõn np liu Silo cha qung Thỏp ra khớ Dung dch axit flosilicic Thit b phõn hu Bng ti lỏt Gu nõng Chng 1 TB trn hỡnh nún... lm tng chi phớ úng gúi, vn chuyn, lu tr, s dng Chng 1 21 CHNG I: SAN XUT PHN LN III SAN XUT SUPERPHOTPHAT KẫP (TSP) 1 Nguyờn liờu H3PO4: 38 52% Qung photphat: 95 98% < 10 0 mesh 2 C s hoỏ lý ca quỏ trỡnh sn xut Phn ng ca quỏ trỡnh phõn hy: Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 + H2O = 3Ca(H2PO4)2.H2O + 17 2,58 Kcal Ca5F(PO4)3 + 7H3PO4 + 5H2O = 5Ca(H2PO4)2.H2O + HF Chng 1 22 CHNG I: SAN XUT PHN LN Lng axit tiờu tn soỏ mol... tuõn hoan : san phõm = 10 -12 : 1 (Blunger) = 8 : 1 (Rotary drum) Chng 1 Vờ kho Sang anh bong 27 CHNG I: SAN XUT PHN LN u im ca TSP -Hm lng P2O5 cao nht (44 48% P2O5) -Mt phn ham lng P2O5 c bt ngun trc tip t qung phosphate, mt ngun chi phớ tng i thp -Cung mt lng nht nh ca axit photphoric, thi tao ra lng P2O5 trong TSP cao hn so vi ammonium phosphate -Quy trỡnh n gin, vn u t nh Chng 1 28 CHNG I: SAN XUT... XUT SUPERPHOTPHAT N (SSP) 1 Nguyờn liờu H2SO4: 77 98% v qung photphat: P2O5 32% 2 C s hoỏ lý ca quỏ trỡnh sn xut Phn ng tng quỏt ca quỏ trỡnh phõn hy: 2Ca5(PO4)3F + 7H2SO4 + 6,5H2O 3Ca(H2PO4)2.H2O + 7CaSO4.0.5H2O + HF Thc t phn ng trờn xy ra theo 2 giai on: Giai on 1: Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 5CaSO4 + 3H3PO4 + HF Giai on 2: Ca5(PO4)3F + 7H3PO4 + 5H2O 5Ca(H2PO4)2.H2O + HF Chng 1 11 CHNG I: SAN XUT PHN LN... quaởng = 0,95 ữ 1, 0 soỏ mol CaO trong quaởng hoaởc khoỏi lửụùng P2O5 trong axit + khoỏi lửụùng P2O5 trong quaởng = 2, 41 ữ 2,54 khoỏi lửụùng CaO trong quaởng Chng 1 23 CHNG I: SAN XUT PHN LN 3 Cỏc phng phỏp sn xut TSP 3 .1 Phng phap ROP TSP (Run-Of-Pile TSP) Axit photphoric Qung photphat Van t Vit cõ p TB trn hỡnh nún liờu Vit cõp liờu Nc Khớ thi Thỏp ra Thựng qung Nc thi Cõn cp liu 5 10 phut Thit b... tun) Chng 1 15 CHNG I: SAN XUT PHN LN 2.3 Trung ho SSP a Trung hũa bi tỏc nhõn rn: ỏ vụi, dolomit, bt photphorit, bt xng, serpentin - CaCO3 + 2H3PO4 Ca(H2PO4)2.H2O + CO2 Ca(H2PO4)2 CaHPO4 + H3PO4 - 2Ca(OH)2 + Ca(H2PO4)2 Ca3(PO4)2.H2O + 3H2O - Ca(OH)2 + 2CaHPO4 Ca3(PO4)2.H2O + H2O Chng 1 16 CHNG I: SAN XUT PHN LN Da vo phng trỡnh phn ng xỏc nh h s tiờu hao húa cht trung hũa tớnh trờn 1 n v P 2O5... phõn hu Bng ti ai Kho u 3 6 tuõn Chng 1 24 CHNG I: SAN XUT PHN LN Qua trinh tao hat ROP TSP sau khi nghiờn Khớ thi Water Thỏp ra khúi Sng Mỏy nghin TSP ó nghin Chng 1 Phu chy trng Cõn cp liu Water Steam Nc thi V kho Fuel Air Dryer Quỏ c Mỏy nghin Tun hon 25 CHNG I: SAN XUT PHN LN 3.2 Phng phỏp tao hat TSP trc tip (quỏ trỡnh to ht TSP ex-Den) 4-6%W 25 45 phut Chng 1 26 CHNG I: SAN XUT PHN LN 3.3 Phng . Chương 1 1 CHƯƠNG I: SẢN XUẤT PHÂN LÂN I. NHỮNG VẤN ĐỀ CHUNG 1. Nguyên liệu 1. 1. Quặng photphat Quặng apatit Khoáng photphorit Photphat thiên nhiên khác Chương 1 2 CHƯƠNG I:. 46 40 ÷ 44 37 ÷ 40 18 ÷ 22 SiO 2 8 ÷ 16 5 ÷ 8 12 ÷ 15 46 ÷ 50 Fe 2 O 3 1, 5 ÷ 2 1, 8 ÷ 2 1, 5 ÷ 1, 7 3,5 ÷ 4 Al 2 O 3 2 ÷ 2,5 2 ÷ 2,5 0,6 ÷ 1 3,2 ÷ 4 H 2 O 12 4 18 ÷ 22 18 Bảng đặc tính kỹ. tiêu thụ Sản xuất axit photphoric 48 Sản xuất phân super photphat đơn 8 Sản xuất phân amoni sunfat 7 Xúc tác làm sạch dầu khí 5 Chiết quặng đồng 4 Sản xuất chất màu Titan dioxit 3 Sản xuất giấy,