II. CƠ SỞ LÝ THUYẾT SẢN XUẤT SUPEPHOTPHAT 1 Đặc tính của sản phẩm Supe Photphat đơn
2. Nguyên liệu – Nhiên liệu
Nguyên liệu sản xuất Supe photphat đơn có quặng chứa photpho và axit sunfuric.
Quặng chứa photphot bao gồm các loại: apatit, photphoric và photphat thiên nhiên. Ở nước ta, để sản xuất Supe đơn quặng được dùng chủ yếu là apatit. Nguyên liệu chính dùng để sản xuất Supe photphat đơn tại Công ty Supe photphat và hóa chất Lâm Thao là quặng apatit và axit sunfuric, nguyên liệu để trung hòa Supe photphat cũng là bột apatit.
Ngoài ra trong quá trình sản xuất Supe photphat đơn còn sản xuất sản phẩm phụ là Na2SiF6. Nguyên liệu trung hòa nước thải trong quá trình sản xuất Supe photphat đơn là vôi sống CaO.
2.1. Nguyên liệu chínha. Apatit a. Apatit
Người ta gọi apatit là khoáng có thành phần được biểu thị bởi công thức chung Ca10R2(PO4)6 hoặc rút gọn Ca5R(PO4)3. Trong đó, R là F, Cl, OH hoặc CO2. Phổ biến nhất là Flo apatit; rất hiếm Clo apatit, đôi khi một bộ phận Canxi được thay thế bởi các kim loại như Ba, Sr, Mg, Mn, Fe.
Quặng có màu nâu sẫm hoặc màu nâu vàng, không hòa tan trong nước nhưng hòa tan trong các axit vô cơ. Tỷ trọng từ 1,5 – 2,2 tấn/m3, nóng chảy từ 1550 – 1570oC. Công thức hóa học của các thành phần chính trong quặng apatit như sau:
- Flo apatit Ca5F(PO4)3; - Ne eghetin Na3F(SiO3); - Nefelin (Na,K)AlSiO4.nSiO2; - Sphen Ca.Ti.SiO5;
- Dolomit (Ca,Mg)CO3;
- Titan manhetit mFe2O4.nFeTiO3.TiO2.
Hàm lượng các chất có chứa photpho trong quặng được quy ra % anhydrit photphoric gọi là P2O5chung trong apatit. Tùy theo hàm lượng P2O5 người ta chia quặng apatit làm 4 loại:
- Quặng loại I: là loại quặng giàu, chứa phần lớn là Flo apatit Ca5F(PO4)3 có hàm lượng P2O5 từ 33 – 38%. Quặng này được sử dụng ở Công ty từ năm 1962 đến nay.
- Quặng loại II: có hàm lượng P2O5 từ 24 – 26%. Trong quặng loại I, cấp cho Công ty có chứa một lượng quặng này dưới dạng các cục to.
- Quặng loại III: là loại quặng được bóc ra trong quá trình khai thác quặng loại I. Hàm lượng P2O5 của quặng này từ 15 – 18%, quặng được đưa sang nhà máy tuyển quặng để nâng hàm lượng P2O5 lên 32 – 33%.
- Quặng loại IV: có hàm lượng P2O5 từ 8 – 12%. Quặng này tồn tại trong các mỏ photphoric lắng đọng trong các hang núi đá vôi nắm rải rác khắp đất nước, trữ lượng nhỏ.
Quặng được đưa vào sản xuất tại Công ty có hai loại:
- Quặng nguyên khai: quặng này chưa làm giàu không đồng nhất về kích thước và phẩm chất thường chứa 81 – 90% Flo apatit và phâm bố không đều. Các tạp chất nhiều và không ổn định, độ ẩm cao thấp thất thường.
Kết quả phân tích hàm lượng các chất trong quặng apatit ở Lào Cai như sau:
P2O5 CaO F H2O Al2O3 Fe2O3 MgO SiO2 CO2
32 - 33 43 - 46 2 – 2,5 8 – 12 2 – 3 2 – 2,7 2 – 2,5 12 - 14 0,3
Quặng này có ưu điểm là xốp nên khi sấy hơi nước dễ thoát ra, độ cứng nhỏ nên dễ nghiền, bột apatit nghiền mịn, khôi thì có tính trôi lớn. Quặng này sau khi sấy và nghiền thành bột mịn thì cần đạt yêu cầu sau: Hàm lượng P2O5 trung bình từ 32 – 33%. ĐỘ ẩm 1,5 – 3 % H2O. Độ mịn đảm bảo lượng còn lại trên sàn 0,16mm không lớn hơn 5%.
- Quặng tuyển ẩm: quặng này có ưu điểm là dễ tách nước để giảm độ ẩm, đặc biệt là khi được đảo trộn tốt. Khi độ ẩm giảm thì tơi không dính bết. Tiêu chuẩn chất lượng của loại quặng này như sau: Hàm lượng P2O5 trung bình 32 – 33%.Độ ẩm 15 – 18% H2O.Kích thước 0,074mm.