4.1. Tình hình sản xuất hiện nay
N−ớc ta hiện nay mới bắt đầu sản xuất phốtpho vàng với quy mô nhỏ. Những nh−ợc điểm chính trong sản xuất phốtpho ở n−ớc ta hiện nay là:
Về mặt công suất lò và dây chuyền công nghệ:
- Công suất lò điện sản xuất phốtpho lớn nhất hiện nay ở Lào Cai mới chỉ khoảng 12.000 KW, trong khi công suất lò nhỏ nhất ở các n−ớc tiên tiến là 48 MW. Do đó tiêu hao điện năng cho 1 tấn sản phẩm ở n−ớc ta lớn hơn nhiều so với các n−ớc.
- Dây chuyền công nghệ ở n−ớc ta không đ−ợc thiết kế, lắp đặt đầy đủ: thiếu thiết bị lọc bụi tĩnh điện cho khí lò; hệ thống ng−ng tụ phốtpho chỉ có một công đoạn ng−ng tụ nóng, không có thiết bị ng−ng tụ lạnh. Do đó hình thành nhiều slam và gây tổn thất phốtpho.
Về mặt chuẩn bị nguyên liệu và phối liệu:
- Các loại nguyên liệu không đ−ợc phân tích đánh giá đầy đủ về các mặt nh− thành phần hóa học, nhiệt độ bắt đầu nóng chảy và nhiệt độ nóng chảy hoàn toàn, v.v.... Đặc biệt, các tạp chất có hại nh− cacbonat, l−u huỳnh, asen và các kim loại dễ bị khử trong lò điện ch−a đ−ợc phân tích toàn diện. Nh− đã biết, các tạp chất có hại sẽ lẫn vào sản phẩm phốtpho. Cần phải có số liệu phân tích đầy đủ thì mới có h−ớng xử lý để đảm bảo yêu cầu chất l−ợng sản phẩm.
- Các quy định về tiêu chuẩn nguyên liệu ở n−ớc ta cũng lạc hậu so với các n−ớc khác, ví dụ: hàm ẩm trong apatit, quaczit, than cốc theo quy định của n−ớc ta là ≤ 3%, trong khi đó theo quy định ở các n−ớc tiên tiến là ≤ 1%.
Ngoài ra, các thông số đầu ra khác cũng ch−a đ−ợc phân tích đánh giá đầy đủ. Ví dụ, ch−a có số liệu phân tích toàn diện về thành phần xỉ lò, về các khí độc hại ở nơi công nhân vận hành thiết bị. Đặc biệt, độ pH của n−ớc tuần hoàn t−ới cho tháp ng−ng tụ phốtpho đ−ợc quy định là từ 6 đến 9. Trong khi đó, các n−ớc khác quy định chỉ số này là 6,5 - 7,5, vì ở môi tr−ờng kiềm phốtpho sẽ tác dụng với n−ớc tạo thành PH3 rất độc và gây tổn thất phốtpho.
4.2. Triển vọng sản xuất phốtpho ở n−ớc ta và ph−ơng án sử dụng quặng
N−ớc ta có nguồn quặng apatit dồi dào để sản xuất phốtpho. Khi dùng quặng apatit loại I chứa 34,81% P2O5 thì hàm l−ợng P2O5 trongphối liệu vào lò sẽ là 26,77%. Kinh nghiệm sản xuất phốtpho trên thế giới cho thấy, sử dụng quặng phốtphat càng giàu thì hiệu quả càng cao. Nh−ng ở Lào Cai l−ợng quặng apatit loại I sẽ ngày càng cạn kiệt. Nếu thay thế 50% l−ợng quặng apatit loại I bằng quặng apatit loại II chứa 28% P2O5 thì hàm l−ợng P2O5 trong phối liệu vào lò là 23,8%. Tuy nhiên, dự báo nhu cầu phốtpho vàng ở n−ớc ta đến năm 2010 sẽ lên đến khoảng 70.000 tấn. Nh− vậy l−ợng quặng apatit loại I chắc chắn sẽ không đáp ứng đủ nhu cầu này, mà phải dùng quặng apatit loại II để sản xuất phốtpho vàng.
Theo tính toán, khi dùng 100% quặng apatit loại II chứa 20% P2O5 thì hàm l−ợngP2O5 trong phối liệu là 20,58%. Hàm l−ợng này là khá thấp và sẽ ảnh h−ởng bất lợi đến hệ số tiêu hao điện năng.
Nh−ng theo chúng tôi l−ợng quặng apatit loại II chứa 28% P2O5 cũng không phải là dồi dào, mà hàm l−ợng P2O5 trung bình trong quặng apatit loại II chỉ vào khoảng 25%. Nếu dùng loại quặng apatit này để sản xuất phốtpho thì hàm l−ợng P2O5 trong phối liệu chỉ đạt khoảng 18,4%, chắc chắn sẽ khó v−ợt qua ng−ỡng kinh tế cho phép.
Do đó, để giải quyết vấn đề nguyên liệu apatit cho sản xuất phốtpho ổn định lâu dài, chúng ta cần phải sử dụng hợp lý một số loại quặng apatit hiện phổ biến ở Mỏ Apatit Lào Cai (không kể apatit loại I và quặng apatit loại II giàu). Theo tính toán, nếu phối liệu hợp lý thì có thể đạt hàm l−ợng P2O5 trong phối liệu vào lò khoảng 22,4%. Điều này hoàn toàn phù hợp với những kết quả nghiên cứu và kinh nghiệm thực tế của các tác giả n−ớc ngoài, nghĩa là không nhất thiết phải dùng quặng apatit chất l−ợng cao để có phối liệu với hàm l−ợng P2O5 cao, mà có thể phối trộn hợp lý các loại quặng nghèo hơn để tạo ra phối liệu có hàm l−ợng P2O5 thích hợp cho sản xuất phốtpho vàng theo ph−ơng pháp nhiệt điện. Giải pháp này có thể là h−ớng đi đúng đắn và thích hợp đối với nguồn tài nguyên apatit đa dạng nh−ng chất l−ợng thấp của chúng ta, nhất là khi nhà máy thủy điện Sơn La đi vào hoạt động.
5. Kết luận
Để thay lời kết luận, chúng tôi xin dẫn ý kiến của kỹ s− Vũ Xuân Nùng (nguyên phó Viện tr−ởng Viện Nghiên cứu Chiến l−ợc, Tổng Cục Hóa chất): "Việc lựa chọn h−ớng khai thác và sử dụng có hiệu quả quặng apatit loại II Lào Cai sẽ quyết định phần lớn số phận của ngành lân Việt Nam trong nửa đầu thế kỷ tới", và "Có thể xác định đ−ợc là trong 10 - 20 năm tới h−ớng sử dụng quặng apatit loại II Lào Cai có hiệu quả hơn cả là sản xuất phốtpho vàng 99,8% để xuất khẩu lấy ngoại tệ mạnh, kết hợp với việc sản xuất natri tripolyphốtphat từ bùn phốtpho để dùng trong n−ớc" (Bài viết trên tạp chí Công nghiệp Hóa chất số 5 + 6 năm 1998).
Tài liệu tham khảo
1. www.sriconsulting.com 2. www.phosphate.com.ua 3. www.cru.co.uk
4. L.M. VOLOZIN, E.C.OSPANDV, A.N. GOLIKOV. Công nghệ tạo hạt và điều chế phốtpho vàng. Công nghiệp Hóa chất (Nga) số 9, 1990, trang 19.
5. S.Đ. PIMENOV, M.P. TALKHAEV. Ph−ơng pháp thiêu kết nguyên liệu phốtphat của Nga để sản xuất phốtpho vàng. Công nghiệp Hóa chất (Nga) số 10, 1993, trang 19.
6. V.V. BELOV, A.P. BOLSAKOVA. Công nghệ sản xuất phốtpho, Nhà xuất bản Hóa học (Nga) năm 1979.