Bài giảng Sản xuất phân lân

SẢN XUẤT PHÂN LÂN	I. KHÁI NIỆM CHUNG:-	Trên thế giới những loại phân lân đơn chủ yếu là supephotphat đơn và supephotphat kép.- Ở nước ta, ngoài supephotphat đơn còn có phân lân nóng chảy, quặng photphat nghiền.	-	Nguyên liệu để sản xuất phân lân là quặng photphat. Nó là loại nguyên liệu có thành phần biến động nhất trong công nghiệp phân bón. người ta xác định chất lượng của quặng theo hàm lượng P2O5.- Nguồn quặng photphat chủ yếu ở nước talà mỏ Apatit Lào Cai.-	Tình hình sản xuất:+	Supephotphat đơn là loại phân lân được sản xuất đầu tiên và trong nhiều năm là loại phân lân duy nhất chiếm 25-30% tổng sản lượng phân lân, nhưng do hàm lượng chất dinh dưỡng thấp nên nhiều nước không xây dựng thêm nhà máy supephotphat đơn mới.+	Bắt đầu từ những năm 50 của thế kỉ XX, việc sản xuất supephotphat kép trên thế giới đã phát triển mạnh mẽ.+	Ngoài việc dùng làm phân bón trực tiếp cả supephotphat đơn và kép còn được dùng làm phân trộn.IV. SẢN XUẤT PHÂN LÂN THỦY TINH1. Định nghĩa:Phân lân thuỷ tinh là phân hóa học chứa canxi-magiê-photphat có thành phần chủ yếu là photphat, canxi và magiê.2. Nguyên liệu:Gồm photphat thiên nhiên trộn với khoáng chứa MgO, CaO, SiO2 (như secpentin, olevin, đôlômit theo một tỉ lệ xác định nung chảy ở nhiệt độ cao 1450- 15000C trong lò nhiệt độ cao hoặc trong lò điện.3. Cơ chế hoạt động: - Phối liệu chảy lỏng từ lò ra được làm lạnh nhanh bằng nước, thu được bán sản phẩm là các hạt rắn giống như thuỷ tinh vụn. - Sau khi ráo nước, bán sản phẩm mang sấy khô và nghiền mịn (kích thước hạt không quá 1,1mm) thu được sản phẩm có hàm lượng P2O5 tan trong axit xitric 2% được thực vật tiêu hoá (axit xitric do rễ cây tiết ra trong đất).-Thành phần sản phẩm thu được 19,5-22,5% P2O5( trong đó 19- 21% P2O5 hiệu quả, 9-14 % MgO, 30% CaO, 23% SiO2, 7,5 % Al2O3 v à 1,8% S, sau khi nghiền mịn có tính chất vật lý rất tốt.- Phối liệu trong quá trình nóng chảy có những phản ứng hoá học:4 Ca5F(PO4)3 + 3 SiO2  6 Ca3(PO4)2 +2 CaSiO3 + SiF4Hoặc: 2 Ca5F(PO4)3 +SiO2 + H2O  3 Ca3(PO4)2 + 2 CaSiO3 	+2 HF	Ca3(PO4) 2 tồn tại ở dạng α và β.* Dạng vô định hình α dễ tan, cây dễ hấp thụ, đuợc hình thành ở nhiệt độ lớn hơn 11800C. Nếu làm lạnh từ từ dạng α sẽ thành β không tan trong môi trường axit yếu, do đó không thể làm phân bón. Khi làm lạnh nhanh sẽ giữ được dạng vô định hình α không chuyển thành dạng tinh thể β. Đó là yếu tố kĩ thuật quan trọng trong sản xuất phân lân thuỷ tinh.V. CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT SUPEPHOTPHAT KÉP	1. Định nghĩa: Supephotphat kép là loại phân lân đậm đặc, vó hàm lượng P2O5 hữu hiệu khỏang 42-48%, tồn tại chủ yếu dưới dạng monocanxi photphat và một số axit photphoric tự do.2. Nguyên liệu: Về hình dáng bên ngoài cũng như về thành phần các pha, supephotphat kép về căn bản không khác supephotphat đơn, nó chỉ hầu như không có canxi sunphatSo với supephotphat đơn, các điều kiện sử dụng supephotphat không có gì khác.Ưu điểm: lượng chất vô ích thấp, do đó chi phí đóng gói, vận chuyển, tàng trữđều giảm tương ứng.Điều chế: Supephotphat kép được điều chế bằng cách dùng axit photphoric phân hủy photphat thiên nhiên bằng phản ứng chủ yếu: Ca5F(PO4)3 + 7 H3PO4 + 5 H2O  5 Ca( H3PO4)2. H2O + HF Trong công nghiệp, có hai phương pháp chủ yếu là phương pháp buồng và phương pháp dây chuyền( không dùng buồng) .	3. Hoạt động: Sơ đồ lưu trình công nghệ của phương pháp buồng giống như sơ đồ điều chế supephotphat đơn theo phương pháp liên tục, có ủ sản phẩm trong kho ( hình 5.3)Trong phương pháp này, axit photphoric là axit đậm đặc. Nồng độ axit tối ưu để phân hủy apatit khỏang 52.5 – 55.5% P2O5 Theo phương pháp này, nhiệt độ của thiết bị trộn rất quan trọng: nếu nhiệt độ ban đầu của axit khỏang 50-700C thì nhiệt độ duy trì trong thiết bị trộn khỏang 80 – 90oC. Thời gian phản ứng giữa axit và apatit khỏang 5-6 phút.Thời gian phản ứng ở buồng supephotphat khỏang 1h. Hiệu suất phân hủy apatit trong buồng khỏang trên 70%Sau khi ở buồng supephotphat ra, sản phẩm được đưa vào kho ủ trong khỏang 25 ngày. Trong thời gian này, apatit tiếp tục được phân hủy và hiệu suất tăng lên 77-80%.Sản phẩm sau khi ủ được đem nghiền và tạo hạt.Nhà máy sản xuất phân