- H 10.000, Φ 5500 Ống vào/ra: Φ 1400.
5. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT 1 Sơ đồ dây chuyền sản xuất
5.2.3. Công đoạn điều chế supe photphat
5.2.3.1. Điều chế và trung hoà supe tươi đợt I
Quặng apatit nguyên khai sau sấy nghiền có độ ẩm 1 ÷ 2 % và cỡ hạt 95 % qua sàng 0,16 mm trộn với quặng tuyển không sấy có độ ẩm 15÷22 % và kích thước cỡ hạt 0,074 mm thành hỗn hợp có độ ẩm 10÷21 %, được vận chuyển vào bunke trung gian bộ phận điều chế.
Axit sunfuric có nồng độ từ 75 ÷ 90 % được bơm từ kho chứa. Từ thùng chứa axit được bơm lên thùng cao vị, qua hệ thống định lượng vào thùng trộn.
Hỗn hợp apatit từ bunke trung gian được định lượng xuống thùng trộn nhờ hệ thống băng cân định lượng.
Trộn axit với apatit được thực hiện trong thùng trộn nhờ các que khuấy có tốc độ cao. Những que này có nhiệm vụ trộn thật đều axit và apatit để cho phản ứng của giai đoạn I được thực hiện nhanh chóng và dễ dàng. Nồng độ axit trộn là 67 ÷ 68 % (cho quặng apatit khô), thời gian lưu lại của bột sệt trong thùng trộn là 3÷5 phút và nhiệt độ của bột sệt ra khỏi thùng trộn là 110÷115°C.
Sau đó bột sệt được tháo xuống phòng hoá thành. Bột sệt sẽ ủ thành supe trong hoá thành khoảng từ 1h30 phút đến 2h. Sau khi xuống phòng hoá thành khoảng 20 phút thì giai đoạn I kết thúc, hệ số phân huỷ K1 = 70÷77% và bắt đầu giai đoạn hai của quá trình điều chế supe. Giai đoạn II kéo dài tiếp tục tại kho ủ.
Lượng supe trong phòng hoá thành được khống chế nhỏ hơn 2/3 chiều cao phòng hoá thành.
Supe ra khỏi phòng hoá thành còn một lượng P2O5 tự do nằm trong pha lỏng (chiếm khoảng 10 ÷ 12,5 % khối lượng supe) chưa phản ứng do pha lỏng bão hoà mono canxiphotphat và một số muối khác. Vì vậy, ta sử dụng quặng apatit để trung hoà supe tươi và supe trước khi ra kho được đánh tung. Việc trung hoà supe tươi đợt I được thực hiện ngay trên băng tải vận chuyển supe tươi ra kho ủ. Bột apatit dùng để trung hoà đợt I là hỗn hợp giữa bột khô lấy từ băng tải cao su vận chuyển bột sau nghiền mịn ra kho và quặng apatit tuyển sang kho đã được ủ để giảm độ ẩm. Hỗn hợp quặng được cầu trục số I kho ủ múc đổ lên bunke trung hoà đợt I nhờ hệ thống cung cấp xích định lượng xuống hai băng tải cao su và được đổ vào băng tải supe tươi, lượng bột sử dụng để trung hoà đợt I cho supe tươi là 20 %. Bột apatit trung hoà sẽ cùng với supe tươi được cắt từ phòng hoá thành xuống có nhiệt độ 80÷90°C và được tung cùng supe vào kho ủ bằng máy đánh tơi.
Do phản ứng tiếp tục xảy ra nên nhiệt độ khối phản ứng lại tăng lên khoảng 50 °C, hàm lượng P2O5 tự do còn cao 5÷7%. Vì vậy ta cần tiếp tục trung hoà lần II (lượng bột này chiếm 80% tổng lượng bột cần trung hoà) và dùng cần trục đảo trộn để thoát hơi nước và hạ nhiệt độ khối supe, tăng tốc độ cho phản ứng giai đoạn II
Phản ứng trung hoà
Ca5F(PO4)3 + 7H3PO4 + 5H2O = 5Ca(H2PO4)2.H2O + HF
5.2.3.2. Hấp thụ khí Flo
Hỗn hợp khí bao gồm: không khí, hơi nước, CO2, SiF4 được hút từ phòng hoá thành và thùng trộn bởi quạt hút khí cao áp, khí này được dẫn qua hệ thống hấp thụ để tách Flo.
Lượng F thoát ra từ quặng ở dạng hợp chất SiF4 tác dụng với nước theo phương trình sau:
Sau khi ra thùng trộn, hoá thành, hỗn hợp khí được dẫn qua đường ống nghiêng từ hoá thành đến phòng hấp thụ (phải đảm bảo nhiệt độ của khí trong ống > 65°C), ra khỏi ống khí được dẫn sang hệ thống hấp thụ.
Quá trình hấp thụ được tiến hành qua hai cấp là phòng hấp thụ và tháp hấp thụ. Flo được hấp thụ chủ yếu trong phòng hấp thụ.
- Phòng hấp thụ có trục vẩy
Khí đi qua các gian liên tục và được rửa bằng axit H2SiF6 loãng. Axit loãng từ tháp hấp thụ số I được bổ sung vào phòng hấp thụ và chuyển động ngược chiều với khí. Phần axit đã đạt nồng độ 8 ÷ 12 % chảy ra bể, sau khi lắng keo silíc sơ bộ được bơm vận chuyển về thùng chứa axit H2SiF6. Phần keo silíc lắng đọng trong phòng hấp thụ và trong các bể định kỳ được làm sạch.
- Tháp hấp thụ: có 2 tháp
Khí ra khỏi phòng hấp thụ được dẫn vào tháp hấp thụ số I. Tháp hấp thụ theo nguyên lý ngược chiều, nước phun thành mù từ trên xuống, nước được bơm tuần hoàn. Tại tháp hấp thụ số I có bổ sung axit loãng. Khí sau khi ra khỏi tháp hấp thụ số I được đi qua tháp tách giọt đi vào tháp hấp thụ số II.
Nguyên lý làm việc của tháp hấp thụ số II tương tự như tháp số I, tại tháp số II được bổ sung bằng nước sạch.
Phần axit lẫn SiO2.H2O ở dạng keo bám vào trên các đường ống dẫn khí và tháp hấp thụ, phòng hấp thụ, các bể chứa axit, thùng chứa axit định kỳ được đào và thông rửa. Flo thu được trong phòng và tháp hấp thụ ở dạng H2SiF6, hiệu suất hấp thụ F trong hỗn hợp khí tại hệ thống hấp thụ không ít hơn 98%.
Khí sau khi ra khỏi tháp hấp thụ đi qua quạt hút rồi thải ra ngoài qua ống khói. Axit H2SiF6 thu được từ hệ thống hấp thụ được đưa sang bộ phận sản xuất Na2SiF6.
Trong trường hợp sản xuất Na2SiF6 ít thì H2SiF6 được trung hoà bằng sữa vôi trước khi thải bỏ. Vôi được chở bằng công nông từ Xí nghiệp NPK 1 tới xí
nghiệp Supe được đổ thành đống, sau đó được tôi trong thùng nhờ hệ thống nước và hơi nước, sữa vôi sau khi tôi được khuấy đều rồi được định lượng để trung hoà nước thải khu điều chế và khu sản xuất Na2SiF6 trước khi thải.
Các phản ứng xảy ra tại bộ phận trung hoà: CaO + H2O = Ca(OH)2
Ca(OH)2 + 2HCl = CaCl2 + 2H2O Ca(OH)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H2O Ca(OH)2 + H2SiF6 = CaSiF6 + H2O