III. QUY TRÌNH CÔNG NGHỆ
b.Công đoạn nghiền mịn
Mục đích: Đưa kích thước hạt quặng sau khi sấy đủ tiêu chuẩn để đưa đi phản ứng tạo supephotphat đơn tại công đoạn hoá thành.
Vận hành: quặng Apatít sau máy nghiền búa được vận chuyển vào máy nghiền bi để nghiền mịn.
Quặng sau máy búa được các băng tải cao su vận chuyển đổ trực tiếp vào máy nghiền( nghiền bi số II),hay đổ vào bunke sau đó được máy cung cấp các đĩa gạt định lượng cấp cho máy nghiền( nghiền bi số I).
Sau khi qua máy nghiền bi quặng được nghiền nhỏ nhờ lực va đập giữa bi thép có đường kính φ40 ÷ φ70 và vỏ đệm ở thành máy nghiền và được đưa lên sang phân ly tĩnh đặt phía
trên máy nghiền nhờ quạt cao áp nghiền ở phía cuối hệ thống. thiết bị phân ly hoạt động theo nguyên lý khí lẫn bụi vào máy theo phương thẳng đứng va đập vào phần côn bên trong thiết
bị,các hạt to mất động năng rơi xuống sẽ quay trở về máy nghiền,không khí lẫn bột mịn sẽ đi tiếp theo đường tiếp tuyến vào phái trên (bên trong ) thiết bị lọc bụi tĩnh ,bột nhỏ có kích thước ≤ 16 mm sẽ tiếp tục đi sang xiclon đơn lắng bụi còn hạt to sẽ rơi xuống đáy côn và và quay trở lại máy nghiền đẻ tiếp tục nghiền nhỏ.
Khí lẫn bột sau khi đi qua xiclon đơn φ= 1600mm sẽ lắng phần lớn bột mịn tại đó tiếp tục
đi qua nhóm xiclon 6 để lắng tiếp bột mịn còn lại .
Bột Apatít lắng tại xiclon đơn và nhóm 6 chứa tại các bunke rồi được các van gạt xuống . Khí ra khỏi xiclon nhóm 6 qua quạt hút.Khí ra khỏi quạt hút chia làm 2 đường 1/3 lượng khí được đưa trở lại máy nghiền bi con 2/3 lượng khí còn lại được dưa qua thiết bị sủi bọt làm sạch khí trước khi phóng không.Bột Apatít lắng tại sủi bọt được dãn ra ao tuần hoàn để thu hồi Apatít và tuần hoàn nước sủi bọt.
2.4. Công đoạn điều chế Supe Photphat
Quặng apatit nguyên khai được sấy nghiền có độ ẩm 1 – 2% và cỡ hạt 95% qua sàng 0,16mm trộn với quặng tuyển không sấy có độ ẩm 15 – 22% và kích thước cỡ hạt 0,074mm 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 1 được thực hiện nhanh chóng và dễ dàng.Nồng độ trộn là 67 – 68%, 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 – 115oC.
Sau đó bột sệt được tháo xuống phòng hóa thành. Bột sệt sẽ được ủ thành Supe trong phòng hóa thành khoảng từ 1,5 – 2 giờ. Sau khi xuống phòng hóa thành khoảng 20 phút thì giai đoạn 1 kết thúc, hệ số phân hủy K1 = 70 – 77% và bắt đầu giai đoạn 2 của quá trình điều
chế Supe. Giai đoạn 2 kéo dài liên tục trong kho ủ, lượng Supe trong phòng hóa thành được khống chế nhờ hơn 2/3 chiều cao phòng hóa thành.
Supe trong phòng hóa thành còn một lượng P2O5 tự do nằm trong pha lỏng chưa phản ứng do pha lỏng bão hòa mono canxit photphat và một số muối khác. Vì vậy, ta sử dụng quặng apatit để tủng hòa Supe tươi và Supe trước khi ra kho được đánh tung. Việc trung hòa Supe tươi đợt 1 được thực hiện ngay trên băng tải vận chuyển Supe tươi ra kho ủ. Bột apatit dùng để trung hòa đợt 1 là hỗn hợp giữa bột khô lấy từ băng tải cao su vận chuyển bột sau nghiền mịn ra khỏi và quặng apatit tuyển sang kho đã được ủ để giảm độ ẩm. Hỗn hợp quặng được cầu trục số 1 kho ủ múc đổ lên bunke trung hòa đợt 1 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 hòa đợt 1 cho Supe tươi là 20%. Bột apatit trung hòa sẽ cùng với Supe tươi được cắt từ phòng hóa thành xuống có nhiệt độ 80 – 90% 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 50oC, hàm lượng P2O5 tự do còn cao từ 5 – 7%. Vì vậy, ta cần tiếp tục trung hòa lần 2 và dùng trục đảo trộn để thoát hơi nước vào hạt nhiệt độ khối Supe tăng tốc độ cho phản ứng giai đoạn 2.
2.5. Công đoạn hấp thụ Flo
Hỗn hợp khí bao gồm: hơi nước, CO, SiF4 được hút từ phòng hóa 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:
SiF4 + 3H2O 2H2SiF6 + H2SiO3
Sau khi ra thùng trộn, hóa thành, hỗn hợp khí được dẫn qua đường ống nghiên từ háo thành đến phòng hấp thụ (phải đảm bảo nhiệt độ trong ống > 65oC), 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 1 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 Si sơ bộ được bơm vận chuyển về thùng chứa H2SiF6.Phần keo Si lắng đọng trong phòng hấp thụ và trong các bể định kỳ được làm sạch.
- Tháp hấp thụ (2 tháp)
Khí ra khỏi phòng hấp thụ được dẫn vào tháp hấp thụ số 1. Tháp hấp thụ theo nguyên tắc ngược chiều, nước phun thành mù từ trên xuống, nước được bơm tuần hoàn. Tại tháp hấp thụ số 1 có bổ sung axit loãng, khí sau khi ra khỏi tháp hấp thụ số 1 được đi qua tháp tách giọt đi vào tháp hấp thụ số 2.
Nguyên lý làm việc của tháp hấp thụ số 2 tương tự như tháp hấp thụ số 1, tại tháp số 2 được bổ sung bằng nước sạch. Phần axit lẫn SiO2.H2O ở dạng keo bám vào trên đường ống dẫn khí và tháp hấp thụ, phòng hấp thụ, các bể chứa axit định kỳ được đào và thông rửa. Flo thu được trong phòng và tháp hấp thụ 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 ống khói. Axit H2SiF6thu được từ hệ thống hấp thụ được đưa sang bộ phậm sản xuất Na2SiF6.
Trong trường hợp sản xuất Na2SiF6 ít thì H2SiF6 được trung hòa bằng sữa vôi trước khi thải bỏ.Vôi được chở bẳng 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 đó được khuấy đều rồi được định lượng để trung hòa nước thải khu điều chế và khu sản xuất Na2SiF6 trước khi thải.
Các phản ứng xảy ra tại bộ phận trung hòa: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
CaO + H2O Ca(OH)2; Ca(OH)2 + 2HCl CaCl2 + 2H2O; Ca(OH)2 + H2SO4 CaSO4 + 2H2O;
Ca(OH)2 + H2SiF6 CaSiF6 + H2O.
2.6. Ủ, đảo trộn Supe trong kho và trung hòa đợt 2
Supe và apatit sau khi trung hòa đợt 1 được máy đánh tơi tung ra kho, rồi được cầu trục 1 múc đổ thành từng đống ở trong kho. Sau 2 – 3 ngày tung Supe vào kho Supe còn chứa một lượng axit tự do 7 – 8%. Vì vậy cầu 2 tiếp tục đưa quặng apatit vào Supe để thực hiện quá trình trung hòa đợt 2 và đảo trộn lần 1. Sau 3 – 4 ngày đảo trộn lần 1, Supe tiếp tục được cầu 3
đảo trộn lần 2 ra cạnh khu vực sàng nghiền Supe. Sau 5 – 8 ngày sau khi đảo trộn lần 2, sản phẩm Supe lân đã đạt tiêu chuẩn kỹ thuật sẽ được cầu trục số 3 hoặc 4 múc đi sàng, nghiền, đánh tung trước khi cấp NPK, bán ra ngoài.