Lượng axít sunfurictiêuchuẩn:
Là lượng H2SO4 100% cầnđể phânhủy một quặng apatit. Lượng axít chovàophảiđảmbaocácyêucầusau:
- Khônglàmchotoànbộ CanxitrongquặngbiếnthànhCaSO4 .
- Phảilàmchohỗnhợpkhôngđóngrắn vì phalỏngít.
- Sảnphẩmphảitơi xốpkhôngvốncụcvà khôngkếtdính. Nồng độ axít sunfuric:
- Khinồng độ axít lớnhơn 63% thì phalỏng quá bãohòabởisunphatcanxi. Nhữngtinhthể
sunphatcanxikếttủatrongđiềukiệnnày sẽ baobọcbề mặthạtphotphatlàm trì trệ quá trình phân hủytiếptheo.
- Khinồng độ axít nhỏ hơn 63% thì dung dịch bãohòa ở mứcđộ thấphơn do đó nhữngtinhthể sunphatcanxikếttinh có kíchthước lớn hơn. Nồng độ axít sunfuriccàngthấpthì tinhthể tạothànhcànglớnvà tốcđộ phânhủycàngcao.
- Nồng độ axít sunfuricdùngcho quá
trìnhphânhủyapatitcòntùythuộcvàođiềukiệnhỗnhợpcáccấutử. Nhiệt độ của axít:
Đây là phảnứngtỏanhiệtnênnhiệtđộ thườngđượcgiữ ở 110 – 120 oC. Nhiệt độ của axít phụ thuộc vào nồng độ của nó. Nồng độ càng cao thì nhiệt độ càng thấp, ở chừng mực nào đó,hiệu suất của phản ứng tăng lên khi tăng nồng độ của axít sunfuric
Thường nếu tăng nồng độ của axít lên 68% thì nhiệt độ khống chế bằng 65 – 750C, nếu nồng độ là 68,5% thì nhiệt độ cần giữ là 50 – 600C. Mức độ phân hủy quặng apatit bằng H2SO4 còn phụ thuộc vào độ mịn của hạt quặng. Thời gian lưu của bùn trong thùng phản ứng:
Chế độ hợp lý của quá trình phản ứng trong thực tế người ta xác định bằng con đường lựa chon thời gian lưu lại của bùn trong thùng phản ứng. Để thực hiện được điều này người ta thay đổi thể tích sử dụng của thùng phản ứng đồng thời khống chế mức chảy tràn của bùn. Với nồng độ axit sunfuric từ 68,5 – 69,5% thì thời gian lưu lại của bùn là 3 – 5 phút. Để ngăn ngừa sự hóa rắn nhanh của khối phản ứng,thời gian phản ứng không cần lớn hơn 5 phút. Sau đó tiếp tục phân hủy bằng axit photphoric trong thùng hóa thành không có sự khuấy trộn của phản ứng. Tại đây super photphat được giữ lại từ 110 – 120 phút để phân hủy tiếp tục và đóng rắn. Khi đó muối canxi photphat được kết tinh.
Trong điều kiện không có khuấy trộn và có sự kết tinh của phản ứng pha rắn nên phản ứng phân hủy chậm lại. Vì thế trong thùng hóa thành phản ứng chưa hết mà còn kéo dài trong kho ủ super photphat.
Ảnh hưởng của các tạp chất có trong quặng:
• Khoáng canxi cacbonat CaCO3, MgCO3,đôlômit CaMgCO3: CaCO3 + H2SO4 = CaSO4 + CO2 + H2O
Nhau,thơi gian lưu trong thùng là 3-5 phút. Tại đây xảy ra phản ứng ở giai đoạn 1:
Phương trình phản ứng:
2Ca5F(PO4) + 10H2SO4 + 5H2O = 6H3PO4 + 7CaSO4.0,5H2O + 2HF
Hỗn hợp sau đó được đưa vào thùng hóa thành (26), tiếp tục xảy ra phản ứng ở giai đoạn 2:
2Ca5F(PO4)3 + 14H3PO4 + 10H2O = 10Ca(H2PO4)2.H2O + 2HF
Trong thùng hóa thành khối super nhanh bị chóng đóng rắn và được cắt nhờ bộ dao cắt quay ngược chiều với thùng hóa thành đặt trong nó, theo ống trung tâm xuống băng tải cao su (40) đến máy đánh tơi được đánh tơi thành các hạt nhỏ rồi đưa vào kho ủ. Tại đây superphotphat được đảo trộn định kỳ để trung hòa hết lượng axit H3PO4 tự do sao cho trong sản phẩm chỉ còn lại khoảng 3-4%.
Tại thùng hóa thành khí HF được đưa vào bể hấp thụ bằng nước (45) có ba cánh vẫy, khí HF được hấp thụ khoảng 10% phần khí còn lại qua tháp hấp thụ số 1 (46), tháp hấp thụ hoạt động theo nguyên lý nước đi từ trên xuống khí đi từ dưới lên. Phần khí hấp thụ chưa hết được đưa qua tháp hấp thụ số 2 (47), cũng hoạt động tương tự như tháp hấp thụ số 1.Dòng khí còn lại được quạt hút đưa vào tháp tách giọt (48) tách dòng chất lỏng qua khỏi dòng khí, còn khí sạch được thải ra môi trường. Mặt khác tại bể hấp thụ thu được axit H2SiF6 được motor đưa vào bồn chứa axit Silic (51).