Nghiên cứu sản xuất axít photphoric từ quặng apatít lao cai bằng phương pháp trích li

t I ;.v ( BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN TRẦN THỂ HỒ NGHIÊN C ú n SẢN XUẤT AXIT PHOTPHORIC T QUẶNG APATIT LAO CAI BANG PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LI LUẬN ÁN THẠC s ĩ KHOA HỌC HỐ HỌC CHUN NGÀNH : HOẢ VƠ c MẢ só : - 04 - 01 Ị ÕÃĨ HOC C J O r G1A MÀ NOI ' TRWii; - l v , ị 'í !>«.— ĩ n i n ■T IN THU VIỆN V - le/lệỗ -~.A iX ■ ởđây:R-,0 3,Al203; onit(2Feo03.3H",0); pyrit(FeS>); dolom it[(Ca,M g)C03] ; đất sét v.v III.PHƯƠNG PHÁP SẢN XUẤT AXIT PHOTPHORIC 1.Phương pháp nhiệt [1,6,13,14,17,18,19] 1.1.Sản xuát photpho Nung hỗn hợp quặng photphat với than S i0 í°=i.40CM-1600oC lị điện theo phản ứng : 2Ca3(P 4)2 + 6S i0 + 10C = P4 + ÌOCO + 6C aSi03 - 730,7kcal Ngồi ra, xẩy phản ứng phụ t°>1600°c có dư cacbon : lim CcỊịCPO^)'* + 8C —8CO + Ca3P2 F e 20 + C = F e + C O C aC = CaO + C 2CaF2 + S i0 = SiF4 + 2CaO Mức độ khử Ca3(P 4)o tảng lên tăng lượng cacbon tăng tỉ lệ SiO^CaO phối liêu S i0 đóng vai trị chất trợ dung, làm giảm nhiệt độ nóng chảy phối liệu nung, nhờ kết hợp với CaO tạo thành canxisilicat dễ nóng chảy làm chuyển dịch cân vế phía tạo thành photpho Để ngăn ngừa việc thăng hoa silic làm bẩn sản phẩm photpho, tỉ lệ phối liệu thường khống chế: Si02/Ca0 =0 ,8-Ỉ-1 Nếu quặng photphat chứa lượng S i0 nhỏ so với lượng cần thiết, phải bổ sung thêm cát thạch anh Cacbon đưa vào phối liệu thường dạng than cốc, than đá than antraxit theo lượng 110-ỉ-120% so với lượng tính tốn lí thuyết Kích thước than quặng photphat phối liệu thường có cỡ hạt d=5-ỉ-25 mm Khí thu sau nung qua lọc điên để tách tạp chất học, sau làm lạnh để ngưng tụ photpho lỏng 1.2.Đốt cháy phoỉpho Đốt cháy photpho lò sứ hay sành chịu axit theo phản ứng : P4+ 502= P4O10+ Q Để phản ứng đốt cháy thực hồn tồn,thì cần trì nhiệt độ t°=500-í-700oC dùng lượng dư khơng khí 25% so với lượng tính tốn lí thuyết 1.3.H ấp thụ P20 Khí thu giai đoạn đốt cháy photpho nước hấp thụ tháp hấp thụ theo phản ứng : P4O 10+ 6H20 = 4H3P04 Axit photphoric thu thường có nồng độ 85h-90%H3P04 Trong thiết bị dại, việc đỡt chây photpho híp thụ P 2Os dưọc thực thiết bị: dổt cháy photpho ệ phần hấp thụ p20 phần thiết bị Axit photphoric sản xuất phưong pháp nhiệt có độ tinh kh:ft cao, nhung tiêu hao lượng điện nàng r lớn 13.OOiM5.8X) KW h/T.photpho, giá thành sản phẩm cao Vì vậy, thực tế a t photphoiic sản xuất phương pháp nhiệt ứng dụng traig Các viện nghiên cứu, phịng thí nghiệm thương nụi Cõn axit photphoric sử dụng để sàn xuất phân bón hố học, mrói photphat thường sử dụng axit photphoric sàn xuất phương phíp trích li 2.phương pháp trích li [1,7,8,10,11,16,19] Phương pháp trích li phương pháp dùng axit vô co H 2S04, H Q , HNOj để phân huỷ quặng photphat Việc sử dụng HCI.HNO có nhưạc điểm tạo thành CaCl2> C a(N 3)2 khứ tách khỏi H 3PO4.VI tliê.trong công nghiệp thường sử dụng H2S0 để phân huy quậig photphat theo phản ứng: Ca5F (P 4)3 + 5H2S + 5nH20 = 3H3P + 5CaS04.nH20 + HF + Q m giá trị n CaS04.nH20 khác Từ hìnlì thàih phương pháp khác : n —0 t > 110 c, [H3PO4] > 50%P20 gọi phương pháp kihai-CaS0 n = 1/2 t° < 100°c , [H3P 4] = % P 20 gọi phương pháp hêmihyđrat- C aS04 1/2 H20 n = t° < 80°c , [H3PO4] < 32%P20 gọi phương pháp đihyđratCaS04.2Ho0 2.1.Cơ sở hố lí 2.1.1.Q trình hố học Để đảm bảo cho độ linh động bùn phản ứng,tạo điều kiện cho việc khuấy trộn vận chuyển dễ dàng, phân huỷ quặng photphat axit, cần phải trì tỉ lệ L/R=3+4 Để đạt tỉ lệ đó, bùn phản ứng trộn với dung dịch axit photphoric loãng thu sau rửa sản phẩm C aS0 nước Như vậy, quặng photphat p h n h u ỷ b ằ n g h ỗ n h ợ p a x i t H 0S O v H 3P t h e o p h ả n ứ n g : Ca5F(P0 4)3+5H2S0 4+mH 3P0 4+5nH20 =(m+3)H 3P0 4+5CaS0 4.nH20 + HF+Q Trong trường hợp quặng photphat trộn trước với nước rửa C aS04, sau cho H-,S04 vào, phản ứng thực theo hai bước : C a 5F ( P 4) + m H 3P 4= C a ( H 2P 4) 2+ ( m - ) H 3P ( V H F 5Ca(H2P 4)2+5H2S 4+5nH20= 10H 3P 4+5CaS04.nH20 Đồng thời tạp chất có quặng bị phân huỷ theo phản ứng CaC03 + H2S04 = CaSỌị + C02 + H20 M gC + H2S = Mg(H2P 4)2 + C + H20 R 20 + 6H3P = 2R(H2P 4)3 + 3HoO (R=Fe,Al) R20 + 2H3P0 4= 2RPO4 + 3HọO (R=Fe,Al) SiOo + 4HF = SiF4 + 2HoO *T SiF4 + 2HF = H2SiFó ú 2.1.2.TỐC độ phân huỷ quặng phoỉphat Phản ứng phàn huỷ quặng photphat với H2S có mặt H 3P , d ả n đ ô n t c d ụ n g c ủ a i o n H + v i i o n P 43' t r o n g q u ặ n g p h o t p h a t t o thành axit photphoric phân li, ion S 42‘ liên kết với ion Ca2+ quặng photphat tạo thành C aS04 Phản ứng thực điều kiện thích hợp, khơng tạo thành màng CaS0 bao bọc hạt quặng photphat Trong điếu kiện khác việc tạo màng C aS0 bao bọc hạt quặng photphat làm giảm tốc độ phàn huỷ quặng photphat Việc nghiên cứu thực nghiêm vể tốc độ trình phân huỷ quặng photphat hỏn hợp H0SO4 H3P khó khăn, tính phức tạp hệ tao thành Việc phân huỷ quặng photphat hỗn hợp axit bị giới hạn tốc độ khuyếch tán ion H+ từ dung dịch đến bề m ặt hạt quặng photphat ion Ca2+ từ bề mặt hạt quặng vào dung dịch Trong khu vực axit photphoric tạo thành cố nồng độ cao,thì độ nhớt cửa dung dịch axit photphoric tăng đáng kể Điều làm giảm tốc độ khuếch tán ion làm giảm tốc độ phàn huỷ quặng photphat Như nồng độ ion H+ độ nhớt dung dịch yếu tố định tốc độ phân huỷ quặng p h o t p h a t t r o n g h ỗ n h ợ p H ^ S v H 3P O Tốc độ phân huỷ quặng photphat H2S phụ thuộc vào C a S Mức h o t đ ộ c ủ a i o n H +, m độ phân huỷ quặng cịn vào photphat độ q bão hồ t°=7080°c, tỉ L/R=4/1,i=30h-60 phút vào nồng độ H0SO4 biểu diễn đườngcong có haicực đạiở30% B , S v 6 % H ^ S 4, m ộ t c ự c t i ể u 45%H-,S04 Tuy nhiẻn có mặt H3PO4 hỗn hợp axit, lệ 31 Bảng Anh hưởng nồng độ H2S đến hiệu suất phân huỷ quặng apatit % h 2s o g/1 H3P04 Từ kết thực nghiêm, xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ nồng độ H3PO4 thu nồng độ H2S sử dụng để phân huỷ quặng apatit sau : Hình Quan hệ nồng độ H3PO4 thu nồng độ HoS04 sử dụng để phân liuỷ quặng apatit Trên sở thực nghiệm làm, chúng tơi có nhận x é t: Phân huỷ quặng apatit bằne, H0SO4 nồng độ 30% thu H3P sản phẩm có nồng độ cao (247 g/l H3PO4) Sau khảo sát số thực nidũệm phân huỷ quặng apatit điều kiện nồng độ 30%H^S04 Dung dịch H 3P sản phẩm thu đein chuẩn NaOH 0,1N, đọc Vpp = 6,25 ml Kết tính : 246 g/1 H3P 160 g/1 H2S 32 Từ kết thực nghiêm cho thấy: Phân huỷ quặng apatit H-,S0 thu H3P trích li có nồng độ thấp 246g/l H 3P (15,5% P^05) Mặt khác, hàm lượng H2S H3P lớn (lốOg/l HUSỌị) Vì vậy, không nên sử dụng riẻng H-,S04 để phân huỷ quặng apatit sản xuất H 3P trích li, mà cần phải sử dụng hỗn hợp h 2s o h 3p o Phàn huỷ quặng apatỉt hỗn hợp H2SO4 H3PO4 Phàn huỷ 100 gam quặng apatit 34,2 %P20 100 gam H2S 98% 300 gam dung dịch H3PƠ4 chứa 20%P20 t°=70+80°c , T = 4-r5 giờ, sau đem lọc chân khơng, rửa phân tích hàm lượng H3P04 , H2S04 : + Nước lọc (H3P sản phẩm) đem chuẩn NaOH 0,1N theo thị metyl đỏ fenolftalein, thể tích NaOH chuẩn tiêu tốn Vpp = 12,9ml, VMR-Vpp= 1,75 m l Kết tính : 507g/l H 3P 34,5 g/1 h 2s o + Nước rửa (dùng ml nước để rửa) đem chuẩn NaOH 0,1N theo thị metyl đỏ fenolftalein, thể tích NaOH tiêu chuẩn tiẻu tốn Vpp = 7,9 ml, VMR-Vpp= 2,65 m l Kết tính : 312g/l H 3P 52,5 g/1 H2S Nước rửa thu sử dụng để phân huỷ quặng apatit với H 2S điều kiện trên, sản phẩm thu đem phân tích: + Nước lọc (H3P0 sản phẩm) đem chuẩn NaOH 0,1N theo thị metyl đỏ fenolftalein, thể tích NaOH chuẩn tiêu tốn Vpp = 13,2 ml , VMR - Vpp = 1,3 m l Kết tính : 517 g/1 H 3P 25 g/1 h 2s o 33 + Nước rửa (dùng 12CH130 ml nước để rửa) đem chuẩn NaOH , 1N theo thị metyl đỏ fenolftalein, thể tích NaOH chuẩn tiêu tốn Vpp = 7,9 m l , V MR - Vpp = 2,4 m l Kết tính : 312 g/1 H3P 47,5 g/1 H2S Như vậy, sử dụng nước rửa có chứa H3P để phân huỷ quặng apatit với H2S04> kết thu H3PO4 sản phẩm có nồng độ cao nồng độ H2S có H3P sản phẩm thấp Mặt khác, lượng H2S tiêu tốn so với phương pháp sử dụng H 3P nồng độ 20%P20 H2SO4 để phân huỷ quặng apatiL Vì vậy, chúng tơi định nghiên cứu sản xuất axit photphoric trích li theo hướng Chúng nghiên cứu khảo sát số điều kiện kĩ thuật để ứng dụng vào sản xuất sau đây: 2.1 Khảo sát ảnh hưởng nhiệt độ phản ứng P h â n h u ỷ 0 g a m q u ặ n g a p a t it , % P 2O s b ằ n g g a m H-,S04 98% 320 gam nước rửa nồng độ 19-5-20%B,05 , nhiệt độ t°=60, 65, 70, 75, 80 85°c , X = 4+5 giờ, sau đem lọc chân khơng, rửa phân tích hàm lượng H3PO4: Đem chuẩn H3PO4 sản phẩm NaOH 0,1N theo thị metyl đỏ fenolftalein, thể tích NaOH chuẩn tiêu tốn Vpp = 11,5; 12,2; 12,8; 13,2; 13,3 13,3 ml Kết tính :450,8; 478,2; 501,7; 517,4; 521,3 521,3 g/1 H 3P Ơ K ế t q u ả t h ự c nghiêm thống kê bảng Bảng Ảnh hưởng nhiệt độ đến hiệu suất phân huỷ quặng apatit t°c g/1 h 3p o 450,8 478,2 501,7 517,4 521,3 521,3 34 Hình Quan hệ nồng độ H3P thu nhiệt độ phân h u ỷ q u ặ n g a p a tit Từđồ thị c ó n h ậ n x ét: p h ả n ứ n g p h â n h u ỷ q u ặ n g a p a t it n ô n th ự c nhiệt độ t°=75-r80°c , điểu kiện nhiệt dộ nồng độ axit photphonc sản phẩm thu cao nhất; M ặt khác, tốc độ ăn mòn t h i ế t bị n h ỏ [lơn s o v i p h â n h u ỷ nhiệt đ ộ t°=85°c 2.2 Kháo sát ảnh hưởng tỉ lệ L/R P h n l i u ỷ 0 g a m q u ặ n g a p a t it , % P 2O s b ằ n g , , , 80, 90 gam HnS04 98% 160, 200, 240, 280, 320, 360 gam nước rửa nổng dộ 19-ỉ-20%P20 , t°= 75-7- 80°c , X= 4-Ỉ-5 giờ, sau đem lọc chân khơng, rửa phân tích hàm lượng H3PO4: Đ e m chuẩn H 3P sản phẩm NaOH 0,1N theo thị metyl đỏ fenolftalein, thể tích NaOH chuẩn tiêu tốn V p p= 11,5; 12,1; 12,8; 13,2; 13,3 12,7 mi Kết tính dược : 450,8; 474,3; 501,7; 517,4; 521,3 H3PO4 Kết thực nghiêm thống kô bảng 497,8 g/1 35 Bảng Anh h n g c ủ a tỉ l ệ L / R đến hiệu suất phân huỷ quặng ap a tit L/R g/1 h 3p o T k ế t q u ả t h ự c n g h i ệ m , x â y d ự n g đ th ị b i ể u d i ễ n nồng độ Hình Quan hệ giưã nồng dộ H3PO4 th u đ ợ c v tỉ lệ L / R s dụng đ ể phùn huỷ quặng apatit T đ th ị c ó n h ậ n x é t : p h ả n ứ n g p h â n h u ỷ q u ặ n g a p a tit n n th ự c tỉ lệ L / R = 3,5-r4, tỉ lệ nồng độ axit photphoric sản phẩm t h u dược l cao n h ấ t 2.3 Khào sát ảnh hưởng thời gian phản ứng P h â n liu ỷ 98% 100gam 295 gain q u ặ n g a p a t it , nước rửa n n g độ thờigian phả ứng khác T= % P 20 b ằ n g g a m H 2S - Ỉ - % P X ) , t°= 75-5- 80°c , v 1, , , , v g i , s a u đ ó đ e m lọc chân khơng, rửa phân tích hàin lượng H3PO4 Đem chuẩn H3PO4 sản p h ẩ m bàng NaOH 0,1N theo thị metyl đỏ fenolftalein, thể t í c h N a O H c h u ẩ n t i ê u t ố n l Vpp = ,8 ; , ; , ; , ; ,3 v , 36 ml Kết tính được: 423,4; 474,3; 501,7; 517,4; 521,3 525,3 g/1 H3P Kết thực nghiệm thống kê bảng Bảng Ánh hưởng thời gian phản ứng đến hiệu suất phân T,h g/1 h 3p o Từ kết thực nghiệm, xây dựng đồ thị biểu diễn mối quan hệ nồng độ H3P thu thời gian phản ứng sau: Hình Ouan hơ nồng độ H3P thu thời gian phản ứng phân huỷ quặng apatit Từ đồ thị có nhận xét: Phản ứng phân huỷ quặng apatit nên thực thời gian T = 44-5 giờ, thời gian nồng độ axit photphoric sản phẩm thu đạt yêu cầu Mặc dầu, thời gian T = nồng độ axit photphoric sản phẩm thu có cao hơn, suất thiết bị giảm 37 độ axit photphoric sản phẩm thu có cao hơn, nãng suất thiết bị giảm Trên sở nghiẻn cứu khảo sát điều kiện: Nhiệt độ, tỉ lệ L/R thời gian phản ứng phân huỷ quặng apatit Lao cai Chúng tiến hành số thực nghiêm t°=75-i-80oC , tỉ lộ L/R=3,7 thời gian phản ứng X = 44-5 giờ, sau đem lọc , rửa , phân tích hàm lượng H3PO4 , H2S04 H2SiF6 axit photphoric sản phẩm: + Nước lọc (H3P sản phẩm) đem chuẩn NaOH 0,1N theo thị metyl đỏ fenolftalein, thể tích NaOH chuẩn tiêu tốn Vpp = 13,2 m l , V MR - Vpp = 1,3 m l Kết tính : 517 g/1 H 3P 25 g/1 h 2s o + Nước rửa (dùng 120+130 ml nước để rửa) đem chuẩn NaOH 0,1N theo thị metyl đỏ fenolftalein , thể tích NaOH chuẩn tiêu tốn Vpp= 7,9 m l , VMR - Vpp - 2,4 m l Kết tính : 312 g/1 H3PO4 47,5 g/1 H2S0 + Xác định hàm lượng HoSiF6 hoà tan axit photphoric sản phẩm: Bằng phương pháp phần tích thể tích tương tự xác định hàm lượng flo quặng apatit, thể tích T h(N 3)4 0,01N tiêu tốn 3,7 ml Kết tính 2,1%F, từ suy %H2SiF6 = ĩ.% ¥ (f-hộ số chuyển đổi) = 1,26 2,1 = 2,65, tính chuyển đổi sang nồng độ g/1 H2SiF6= 27,0 Như vậy, thành phần chủ yếu axit photphoric sản phẩm: 517 g/1 H 3P (30 %P2Os); 25g/l H2S ; 27 g/1 H2SiF6 nước rửa bã thảiCaS04.2H20 : 312g/l H3P 4(20 %P20 5) 47,5g/l H2S 04 Mặt khác, H3PO4 sản phẩm thu sạch, không màu 38 Xác định thành phần bã thải (C a S 4.2H 20 ) 3.1 Xác định độ ẩm Cân 10 gam photpho-thạch cao sau lọc, rửa, sấy t°=50-ỉ-60oC tới trọnglượng không đổi, để nguội bình hút ẩm, đem cân 6,5 gam, suy 3,5 gam H20 độ ẩm 35%H 20 3.2 Xác định lượng nước kết tinh Cân 10 gam bã thải sau sấy, nung t°=200-*-250°C khoảng l giờ, làm lạnh bình hút ẩm, đem cân 7,85 gam C aS0 , từ suy lượng nước kết tinh 2,15 gam Từ có nhận xét, phân huỷ quặng apatit hỗn hợp HoS04 nước rửa có chứa H 3P sau lọc, điều kiộn thực CaS04 kết tinh dạng hai nước-CaS04.2ĩi->0 Vì, kết tinh dạng khan sau nung khơng có nước tách ra, cịn kết tinh dạng nửa nước lượng nước tách nhỏ (khoảng 5-ỉ-ố gam 100 gam bã thải) 3.3 Xác định hàm lượng CaS04 Bằng phương pháp phân tích trọng lượng tương tự phân tích hàm lượng CaO quặng apatit, cân khối lượng kết tủa sau nung 0,0485 gam Kết tính được: 38,9%CaO %CaS04 = M CaS04/MCa0.CCa0 = f-Cca0 = 2,43-Cqjo %CaS04 = 2,43 38,9 = 94,ố 3.4 Xác định hàm lượng P2Os không tan cịn lại CaS04 Dùng nước nóng rửa lại C aS 4.2H«,0, sau phương pháp phân tích trọng lượng tương tự phân tích hàm lượng p 20 quặng apatit, cân khối lượng kết tủa sau nung 0,0045 gam Kết tính được: 2,25%P20 39 3.5 Xác định hàm lượng p20 hoà tan CaS04 Bằng phương pháp phân tích thể tích tương tự phân tích nồng độ H 3P axit phophoric sản phẩm, thể tích NaOH 0,1N tiêu tốn 0,5 ml Kết tính 18 g/1 H3P0 (1,5% P20 5) Như vậy, từ phân tích thực nghiệm, xác định thành phần bã thải sau: CaS04 kết tinh dạng hai nước-CaS0 4.2H20 , độ ẩm 35%H->0, hàm lượng C aS04 94,6% C aS04, hàm lượng p 20 khơng tan cịn lại C aS0 2,25% P20 5, hàm lượng P2Os hoà tan C aS0 1,5%P20 Xác định tỉ ỉệ L/R bùn phản ứng Sau thực phản ứng, bùn phản ứng đem lọc chân không, cân khối lượng nước lọc (axit photphoric sản phẩm) bã thải-C aS0 4.2HoO Kết thu được: 195 gam nước lọc 97 gam photpho thạch cao, suy tỉ lệ L /R =2/l, có nghĩa dung dịch axit photphoric sản phẩm chiếm 70% photpho thạch cao chiếm 30% khối lượng bùn phản ứng m TÍNH TỐN CƠNG NGHỆ [2,5,7,10,11,12] Phản ứng phân huỷ quặng apatit H2S nước rửa C aS0 4.2H20 (19-Ỉ-20 %P20 5): Ca5F (P 4)+5H2S 4+4H 3P 4+10H20 = 7H 3P 4+5CaS04.2H20+HF+Q Từ kết nghiên cứu thực nghiệm thành phần quặng apatit Lao cai: 34,2% P,Os; 45,6%CaO; ơ,5%MgO; 3%F; 10% Si02; 4% (Fe20 3+ A L 03); 1%H20 , thành phần axit photphoric sản phẩm: 30%P20 5(41%H3P 4); 25g/lH2S 4, thành phần bã thải: CaS0 4.2H20 ; 35%ẩm 65%rắn, tỉ lộ L/R bùn phản ứng thu được: 30% trọng lượng pha rắn(C aS0 4.2 Ii,0 ) 70% trọng lượng pha lỏng(axit 40 photphoric 30% B ,05) Tính tốn cơng nghệ cho qúa trình sản xuất (tính cho P2Os) sau: Tính cân chất cho giai đoạn phản ứng + Lượng quặng apatit tiẻu thụ: 10.000 p = -= -=3.161 kg %p20 X 34,2 92,5 đây: P- lượng quặng apatit (kg) %PnOs- hàm lượng P2Os quặng apatit (%) X- hiệu suất phân huỷ quặng apatit(% ).x=(30+l *5)100/34,2=92,5% Trong cố: 1.081 kg P2O s; 1.441,5 kg CaO; 15,8 kg MgO; 94,8 kg F; 316,1 kg Si02; 126,4 kg R20 (R=Fe,Al); 31,6 kg H20 + H3P sản phẩm 30%P20 5(41%H3P 4-517g/lH3P 4), khối lượng riêng 1,27 kg/dm3 Thể tích axiựtấn P2Os = 1000/517 =1,923 m Trọng lượng axit / P2Os = 1,923*1270 = 2.442,3 kg + Photphat kim loại M g(H 2P 4)2 = 218*15,8 / 40 = 86 kg (=86*142/218=56 kgP20 5) Fe(H2P 4)3=347*ố3,2/160= 137 kg (=137*142/347=56 kg P 2Os) A1(H2P 4)3=318*63,2/102=197 kg (=197*142/318=88 kg P2Os) Tổng lượng photphat kim loại 420 kg hay 200 kg P 2Os đây: M Mg(H2P04)2 = 218; M Fe(H2P04)3= 347; Mp205:=142; M A1(H2P04)3 = ; M Mg0 = ; M Fc2O3= 160; + Bã thải C aS0 4.2H 20 I 41 C a S = G qjq M caS04.2H 20 McaS04 4.427,8 + Lượng H2S tiêu thụ: H iS photpho thạch cao = 3.501 H^S04 H3PO4 = 53,8 kg + Bùn phản ứng: 14.759,3 kg, có 10.331,5 kg H 3P 4.427,8 kg bùn khô + H3P tuần hồn: Bùn phản ứng + khí = Quặng apatit + H 0SO4 + H3P 4th H3P 4th = 14.759,3 + 19 - 3.161- 2.629,2 = 8.988,1 kg đây: H3P 4th- axit photphoric tuần hoàn Từ kết tính tốn trẻn, lập bảng cân chất cho giai đoạn phản ứng sau: 42 Vât • Tẽn vât TT • Quặng apatit H ,S0498% H 3P O t h o n Tổng cộng Tính cân nước cho giai đoạn lọc,rửa 2.1 Nước vào + Nước H2S =52,6 kg + Nước hoá học = 99,0 kg + Nước quặng apatit =31,6 kg + Nước rửa bùn = X kg Tổng lượng nước vao = (183,2 + x) ke 2.2 Nước + Nước H3PO4 30% Po05 = 1.062 kg + Nước hyđrathoá = 894,5 kg + Nước trone bùn phản ứng = 2.391,0 kg Tổne lượng nướcra=4.347,5 kg Từ cân nước suy lượng nước rửa bùn X = 4.164,3 kg Từ tính tốn cơng nghê, xác định tỉ lệ L/R=3,67 lượng nước cần thiết để rửa C aS 4.2H ^0 1,32 kg H20 cho kg quặng apatit Từ kết thực nghiệm, xác định tỉ lệ L/R=3,7 lượng nước cần thiết để rửa C aS0 4.2H-,0 1,25 kg H^o cho kg quặng apatit Như vậy, so sánh kết tính tốn cơng nghệ với kết thực nghiệm phù hợp- 43 PHẨN KẾT LUẬN • Dựa sở kết khảo sát thực nghiêm phân huỷ quặng apatit Lao cai hỗn hợp HoSỌị 98% nước rửa photpho thạch cao 20 %Pn05 , kết hợp với tính tốn cơng nghệ Chúng tơi có nhận xét rằng, để sản xuất H 3P từ quặng apatit Lao cai phương pháp trích li đihyđrat- kết tinh CaS0 dạng hai nước (CaSC)4.2HoO), giai đoạn phân huỷ quặng cần phải thực điểu kiện kĩ thuật: t°=75-f80°c , tỉ lệ L/R= 3,7 , T = -r Khi thực điều kiên kĩ thuật đó, axit photphoric sản phẩm thu khơng có màu có thành phần chủ yếu: 30 %P7O g; 25g/l H2S ; 27 g/1 H2SiFố Lượng nước rửa C aS04.2Ho0 tiêu hao 125 gam cho 100 gam quậng thành phần chủ yếu nước rửa: 20 %P^Os ; 47 g/1 H 0SO4 Như vậy, việc sử dụng nước rửa C aS0 4.2HoO để phân huỷ quặng apatit có lợi, giảm lượng HoS0 tiêu hao, tiết kiệm nguyên liệu, axit photphoric sản phẩm thu đảm bảo yêu cầu sử dụng Mặt khác, so sánh kết tính tốn cơng nghệ với kết khảo sát thực nghiêm phù hợp Vì vậy, kết thực nghiệm ứng dụng để phân huỷ quặng apatit Lao cai sản xuất H 3P trích li theo phương pháp đihyđrat 44 TÀI LIỆU« THAM KHẢO I TIẾNG VIỆT N g u y ễ n An.- Kĩ thuật phân khống- Bộ m n hố vơ cơ- Đại họcBáchkhoaHànội- 1973 V I.PERENMAN - sổ tay hoá học- Nhà xuất khoa học kĩ thuật Hà nội- 1972 Hồng Ngọc Cang, Hồng Nhâm - Hố học vơ Cơ-Tập n-Phần n N hà xuất Đại học Trung học chuyên nghiệp.Hà nội-1990 Lẻ Thoại.- Thực hành phân tích kĩ thuật- Trường trung học hố chất- M.M Viktorov.- Tính tốn đồ thị cơng nghệ 1984 chất vô Nhà xuất khoa học v k thut H ni-1977 ô ã ã n TING A N H Van W azer I.R - Phosphorus and its compounds New York, interscience * publishers Inc., 19Ố1 ' Noyes R.- Phosphoric acid by the wet process London, Noyes Development Corp., 1968 Othmer,K - Encyclopedia of chemical tehnology London- 1963 III TEẾNG R Ư M A N I -Moldovan I si Popovici N.- Tehnologia ingrăsămintelor minerale Bucuresti, Editura Tehnica, 1962 V- lO I.Sam oil si V.Gh.Apreotesei.- Fabricarea acidului fosforic Bucuresti, Editura Tehnica, 1970 11.- Pozin M E.- Tehnologia sărurilor minerale Traducere din lim ba Rusa Bucuresti, Editura Tehnica, 1961 45 12.- EM A.BRATU.- operati si utilaje in industxia chimica Editura tehnica Bucuresti-1970 13.- Constantin Calistm si Cornelia Leonte.- Tehnologia substanteior anorganice Editura didacticã si pedagogică Bucuresti-1972 14.- W INNAKER.KUCHLER.-Tehnologia chim ică anorganică Editura tehnica Bucuresti-1962 15.- C L iteanu - Chimie analitică cantitativă Editura didactică si pedagogicã Bucuresti-1969 IV TIẾNG NGA M E.POZIN.- Texnologia mineralnux solei Izdachelstvo khimia M 16 oskva-1971 17 A.A.SOKOLOVSKI, E.V.IASKIE.- Texnologia mineralnux ydobreni and kislot Izdachelstvo khimia M oskva-1971 18 B.D MELNIK, E.B.MELNỊKOV.- Kratki in spravotchik pa texnologi neorganicheskix vexetvo Izdachelstvo khimia M oskva-1968 19 POSTNIKOV.N.N.- Termicheskaia fosfom aia kislota Izdachelstvo khimia M oskva-1970 20 -1975 N.S.AXMETOV.- Neorganicheskaia khimia Moskva vưsaia skola ... photphoric ngyuên li? ??u sứ dụng để sản xuất supephotphat kép Để sản xuất axit photphoric, cơng nghiệp có hai phương pháp sản xuất: phương pháp nhiột phương pháp trích li Chúng nghièn cứu sản xuất. .. axit photphoric n N g u yố n li? ??u sản xuất m Phương pháp sản xuất Phương pháp nhiệt Phương pháp trích li 2.1 Cơ 2.2 2.3 Chương Đối tượng nghiẻn cứu phương pháp xác định thông s I Đ ối tượng nghiên. .. P 43') II NGUYÊN LI? ??U SẢN XUẤT [1,7,10,114*]' Nguyên li? ??u chủ yếu sử dụng để sản xuất axit photphoric trích li quặng ph o h at: quặng apatit quặng photphoriL 1 .Quặng apatit Quặng apatit có cơng