Bài giảng công nghệ sản xuất các chất vô cơ cơ bản - Chương IV: Sản xuất Photpho và axit H3PO4 - Nguyễn Văn Hòa

nvhoa102@gmail.com 1 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 TÀI LIỆU: 1. Lâm Quốc Dũng, Huỳnh Thị Đúng, Ngô Văn Cờ. Chuyên đề một số hợp chất vô cơ và điện hóa. ĐH Bách Khoa Tp.HCM, 1985. 2. Rodney Gilmour. Phosphoric acid: Purification, uses, technology, and economics. CRC Press, 2014. 3. UNIDO & IFDC. Fertilizer manual, 1979. nvhoa102@gmail.com 2 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 NỘI DUNG: 1. Nguyên liệu chứa photpho 2. Tính chất và ứng dụng của P và H3PO4 3. Sản xuất photpho 4. Sản xuất axit photphoric 4.1. Sản xuất H3PO4 bằng phương pháp nhiệt 4.2. Sản xuất H3PO4 bằng phương pháp trích ly nvhoa102@gmail.com 3 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 1. Nguyên liệu chứa photpho 1.1. Quặng apatit (3Ca3(PO4)2.CaX2) • Tinh thể apatit thuộc hệ lục giác, có màu sắc khác nhau (xanh, xám, vàng lục, lam, tím) tuỳ theo loại quặng. • Tỷ trọng: 3,18 – 3,21 • Nhiệt độ nóng chảy: 1400 – 15700C • Khó tan trong nước • Thành phần hóa học của tinh quặng apatit: 42,22% P2O5; 55,59% CaO; 3,77% F nvhoa102@gmail.com 4 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Bảng thành phần của quặng photphat ở các khu vực khác nhau, sau khi làm giàu: tuyển nổi hoặc nung. a cacbon hữu cơ; b photphat Hill, tiểu bang Queensland c khảo sát của công ty British Sulphur Corporation, 1980 d Khourigba; e Youssoufia–calcined; f khai thác hiện nay. Nguồn: Phosphoric Acid: Purification, Uses, Technology, and Economics, 2014 nvhoa102@gmail.com 5 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Thành phần (%) Quặng 1 Quặng 2 Tinh quặng tuyển Quặng 3 Quặng 4 P2O5 32  34 22  24 32  34 14  18 10 CaO 43  46 40  44 37  40 18  22 SiO2 8  16 5  8 12  15 46  50 Fe2O3 1,5  2 1,8  2 1,5  1,7 3,5  4 Al2O3 2  2,5 2  2,5 0,6  1 3,2  4 H2O 12 4 18  22 18 Bảng đặc tính kỹ thuật quặng apatit (Công ty Apatit VN) Apatit ở Lào Cai: Loại 1: 33 – 38% P2O5 chiếm 12,5%; Loại 2: 24 – 26% P2O5 chiếm 45,25%; Loại 3: 12 – 18% P2O5 chiếm 42,25%; Loại 4: 8 – 12% P2O5 nvhoa102@gmail.com 6 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 1.2. Khoáng photphorit • Là khoáng được tạo thành do quá trình trầm tích của caxiphotphat từ nước biển. [xCa10(PO4)6F2 + yCa10P5CO23F3(OHF2)] • Màu nâu hoặc nâu vàng. • Ít hút ẩm, không kết dính nhưng độ phân tán kém. 1.3. Các dạng photphat thiên nhiên khác Phân chim, Xương động vật nvhoa102@gmail.com 7 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 2. Tính chất, ứng dụng của P và H3PO4 2.1. Photpho Photpho trắng P4: không bền P đỏ; phát quang; độc Photpho đỏ P∞: Chất bột có mạng polime; thăng hoa khi đun nóng; không độc. Photpho đen: Là chất bán dẫn, bền hơn P đỏ và P trắng 0 200 300 12000 C atm    0250 C,khoâng co ùKK P P Pñoû ñentraéng nvhoa102@gmail.com 8 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 2.2. Axit photphoric Tên axit Tỷ lệ H2O:P2O5 Hàm lượng % P2O5 H3PO4 Octophotphoric (H3PO4) Pyrophotphoric (H4P2O7) Tripolyphotphoric (H5P3O10) Tetrapolyphotphoric (H6P4O13) Pentapolyphotphoric (H2P4O12) Metaphotphoric (HPO3)4 3:1 2:1 1,66:1 1,5:1 1,4:1 1:1 72,4 79,8 82,7 83,9 84,9 88,8 100 110 114,1 115,8 117,1 121,9 H3PO4 + H2O ⇌ H3O + + H2PO4 - K1 = 7,52.10 -3 H2PO4 - + H2O ⇌ H3O + + HPO4 2- K2 = 6,31.10 -8 HPO4 2- + H2O ⇌ H3O + + PO4 3- K3= 2,2.10 -13 nvhoa102@gmail.com 9 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 2.3. Ứng dụng của P và axit H3PO4 Quặng photphatĐiện Than cốc SiO2 H2SO4 NH3 Kali P H3PO4 trích ly Photpho sunfua Cl2S Photpho clorua H3PO4 nhiệt Tinh chế H3PO4 Phân bón -Dùng trực tiếp quặng -SSP; TSP; -MAP; DAP; NPK Dẫn xuất P -Hóa chất nông nghiệp -Chống cháy -Trung gian -Phụ gia bôi trơn -Dược phẩm Sản phẩm H3PO4 -Cấp độ thực phẩm -Cấp độ cola -Cấp độ dược phẩm -Bán cấp độ -Pyrophotphoric -Polyphotphoric H3PO4 nhiệt H3PO4 tinh chế H3PO4 cấp độ kỹ thuật và thực phẩm Photphat nhôm monoalumin photphat Vật liệu chịu lửa Photphat canxi mono-,di-,tricanxi pyrophotphat polyphotphat Thực phẩm, thuốc đánh răng, dược phẩm, xúc tác, chất chảy Photphat liti Liti photphat Men sứ, xúc tác, pin Photphat magie Di-, trimagie photphat Thuốc đánh răng Photphat kali mono-,di-,trikali pyrophotphat polyphotphat Phạm vi sản phẩm rộng bao gồm cả chất chống đông Photphat natri Các dạng mono-, di-, trinatri hoặc clorua trinatri của di-, tetrapyrophotphat hoặc polyphotphat hoặc hexametaphotphat Thực phẩm, dược phẩm, làm sạch (dùng trong xà phòng), xử lý nước nvhoa102@gmail.com 10 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 nvhoa102@gmail.com 11 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 3. Sản xuất photpho • Phương pháp lò cao (không còn dùng từ 1938) • Phương pháp lò nhiệt điện, gồm các giai đoạn:  Chuẩn bị nguyên liệu  Thăng hoa P trong lò nhiệt điện  Ngưng tụ P nvhoa102@gmail.com 12 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 M1-máy trộn; BC2, BC6, BC11- băng tải; G3-máy đập má ngàm; GR4-máy nghiền búa; SC5-sàng; X7-lò sấy lưới; H8-sấy thùng quay; C9-tháp rửa khí flo; E10-làm nguội; H12-lò điện; S13-thiết bị lọc điện; T14-bể lắng P; E15-ngưng tụ P Photphat Hạt mịn Nước Khí thải CO Nước Nước Bụi P lỏngSiO2 Photphat nung C Bunke Nước làm mát vỏ lò nvhoa102@gmail.com 13 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Lò nung lưới Quạt hút Phễu nhập liệu Ghi lò Ống hút khí Lớp hạt Máng trượt Băng tải thu gom vật liệu rơi vãi nvhoa102@gmail.com 14 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Nguyên liệu:  Quặng photphat Cỡ hạt: 6 – 40 mm Độ ẩm < 2% Thành phần hóa học  Than Than cốc hoặc than antraxit; cỡ hạt 3-25mm  Chất trợ dung SiO2: cát, đá quắc-zit nvhoa102@gmail.com 15 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Cơ sở quá trình thăng hoa photpho: - Không có SiO2: Ca3(PO4)2 + 5C  P2 + 5CO + 3CaO -(413419) Kcal) - Có SiO2: 2Ca5(PO4)3F + 15C + 6SiO2  3P2 + 15CO + 3(3CaO.2SiO2) + CaF2 -(349369) Kcal) Giai đoạn 1: Ca5(PO4)3F + SiO2  Ca3(PO4)2 + 3CaO.2SiO2 + SiF4 + CaF2 Giai đoạn 2: Ca3(PO4)2 + 5C  3CaO + P2 + 5CO 3CaO + 2SiO2  3CaO.2SiO2 1100 15000C 1000 14000C >10000C nvhoa102@gmail.com 16 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Giản đồ nóng chảy hệ CaO – SiO2 Tỷ lệ các chất sử dụng trong thực tế: SiO2:CaO = 0,8-1,0 P2O5:C = 2,3-2,6 nvhoa102@gmail.com 17 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Các phản ứng phụ: 2CaF2 + SiO2  2CaO + SiF4 3SiF4 + 3H2O  2H2SiF6 + H2SiO3 4Fe2O3 + 12C + P4  12CO + 4Fe2P CO3 2-  CO2 + O 2- CO2 + C  2CO Nếu dư nhiều cacbon Ca3(PO4)2 + 8C  Ca3P2 + 8CO Ca3P2 + 6C  CaC2 + P2 Ca3P2 + H2O  Ca(OH)2 + PH3 H2O + C  H2 + CO nvhoa102@gmail.com 18 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Các vấn đề khác:  Sử dụng khí CO làm nhiên liệu  Sử dụng fero photpho  Tận thu photpho trong bùn  Xỉ lò nvhoa102@gmail.com 19 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 4. Sản xuất axit photphoric 4.1. Sản xuất H3PO4 bằng phương pháp nhiệt P 4 + 5O 2 = 2P 2 O 5 ∆H = -3012 kJ/mol P 2 O 5 + 3H 2 O = 2H 3 PO 4 ∆H = -188 kJ/mol nvhoa102@gmail.com 20 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Quy trình sản xuất H3PO4 nhiệt H1 - Buồng đốt B2 - Quạt không khí R3- Thiết bị hydrat hóa S4 - Venturi C5 - Tháp tách T6 - Thùng chứa axit loãng P7, P8 - Bơm E9 - Thiết bị làm nguội axit C10 - Bộ phận tách giọt C-10 P4 lỏng Về kho Axit sản phẩm Ống khói Nước KK 1800 - 20000C 500 -10000C Sơ đồ công nghệ sản xuất H3PO4 nhiệt và P2O5 rắn P4 lỏng Không khí khôHơi nước Nước Khí thải đến ống khói Về kho Không khí P2O5 rắn đưa đi đóng bao 1 2 3 7 4 5 6 8 9 10 Dầu nvhoa102@gmail.com 21 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 1- lò đốt photpho 2- vỏ áo 3- TB ngưng tụ 4- tháp rửa khí 5- tháp sấy khô KK 6- thùng chứa axit 7- vít tải; 8- TB tạo hơi nước; 9- quạt; 10- bơm axit nvhoa102@gmail.com 22 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 4.2. Sản xuất H3PO4 bằng phương pháp ướt Ca3(PO4)3 + 6HNO3 → 3Ca(NO3)2 + 2H3PO4 22,25 Kcal Ca3(PO4)3 + 4HNO3 → 2Ca(NO3)2 + Ca(H2PO4)2 20,2 Kcal Ca(H2PO4)2 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + 2H3PO4 2,05 Kcal Ca5(PO4)3F + 10HCl → 5CaCl2 + 3H3PO4 + HF Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 +5nH2O  5CaSO4nH2O + 3H3PO4 + HF nvhoa102@gmail.com 23 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Các dạng canxi sunfat có thể tạo thành Ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ P2O5 đến sự tạo thành canxisunfat Dihydrat (CaSO4.2H2O) 70 – 850C; 26 – 32% P2O5 Anhydric (CaSO4) 105-1180C; 47% P2O5 nvhoa102@gmail.com 24 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Các phương pháp sản xuất thường dùng Dạng kết tinh Số bước tách(a) Nồng độ axit, %P2O5 Nhiệt độ phản ứng, 0C Nhiệt độ tái kết tinh, 0C Dihydrat 1 26 – 32 70 – 85 - Hemihydrat 1 40 – 50 85 – 100 - Hemihydrat Dihydrat 1 26 – 30 90 – 100 50 – 60 Hemihydrat - Dihydrat 2 40 – 50 90 – 100 50 – 65 Dihydrat - Hemihydrat 2 35 – 38 65 – 70 90 – 100 (a) Số bước lọc hoặc ly tâm nvhoa102@gmail.com 25 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Các vấn đề về nguyên liệu quặng photphat  Hàm lượng P2O5  Tỷ lệ CaO : P2O5  Hàm lượng MgO  Tổng hàm lượng Fe2O3, Al2O3  Hàm lượng SiO2, F -  Hàm lượng CO3 2-, các hợp chất hữu cơ  Hàm lượng clorua, sunfua.  Các kim loại nặng nvhoa102@gmail.com 26 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Thành phần các loại quặng thương mại Thành phần Khoảng hàm lượng, % Hàm lượng trung bình, % P2O5 29-38 33 CaO 46-54 51,02 SiO2 0,2-8,7 2,0 Fe2O3 + Al2O3 0,4-3,4 1,4 MgO 0,1-0,8 0,2 Na2O 0,1-0,8 0,5 CO2 0,2-7,5 4,5 F 2,2-4,0 3,7 Cl 0,0-0,5 < 0,02 SO3 0,0-2,9 1,0 Tỷ lệ CaO:P2O5 1,35-1,70 1,5 nvhoa102@gmail.com 27 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 M1: Thiết bị hỗn hợp; C2: Thiết bị rửa khí; B3: Quạt hút khí; E4: Thiết bị làm nguội chân không; R5: Thiết bị phản ứng; P6: Bơm; F7a – F7d: Thiết bị lọc; E8: Thiết bị bay hơi chân không (cô đặc) 4.2.1. Phương pháp dihydrat nvhoa102@gmail.com 28 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 4.2.1.1 Các vấn đề phản ứng Phản ứng chính: Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 +10H2O  5CaSO4.2H2O + 3H3PO4 + HF Các phản ứng phụ: - Ca,Mg(CO3)2 + 2H2SO4  Ca,Mg(SO4)2.2H2O + CO2 - SiO2 + 4HF  SiF4 + 2H2O SiF4 + 2HF  H2SiF6 (Na2SiF6, K2SiF6) - R2O3 + 3H2SO4  R2(SO4)3 + 3H2O R2(SO4)3 + 2PO4 3-  RPO4 + 3SO4 3- nvhoa102@gmail.com 29 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 • Hàm lượng chất rắn trong bùn: 35% - 45% Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 + nH3PO4 + 10H2O  (n+3)H3PO4 + 5CaSO4.2H2O + HF • Lượng axit sunfuric:  Tính theo lý thuyết dựa vào [CaO] trong quặng N – kg H2SO4 100% / 100kg quặng [CaO] – hàm lượng CaO trong quặng 98 [ ] 1,75 [ ] 56 N CaO CaO  nvhoa102@gmail.com 30 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4  Tính theo thực nghiệm dựa vào lượng P2O5 trong sản phẩm H3PO4 3 2 5 2 5 1,732 100 ( 1, 225 0,062) 0,02 100 % SOCaO S P O CaO P O SL      S - tấn H2SO4 100% / mỗi tấn P2O5 sản xuất ra CaO - phần khối lượng của CaO trong quặng P2O5 - phần khối lượng P2O5 trong quặng SO3 - phần khối lượng của SO3 trong quặng %SL - tỷ lệ phần trăm P2O5 hòa tan bị tổn thất nvhoa102@gmail.com 31 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Ví dụ: lượng axit H2SO4 100% cần thiết để phân hủy quặng Morrocan Khourigba nhằm thu được 1 tấn P2O5 sản phẩm, giả định 1,5% P2O5 hòa tan bị mất mát. 1,732 0,52 0,012 100 ( 1, 225 0,062) 2,79 0,34 0,02 0,52 0,34 100 1,5 S         taán nvhoa102@gmail.com 32 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 4.2.1.2. Hệ thống phản ứng Đảm bảo: • Thu hồi tối đa P2O5 trong quặng thành H3PO4 • Tinh thể thạch cao có hình dạng và kích thước dễ lọc, rửa ⇒ Tuần hoàn bùn ⇒ Tránh tiếp xúc trực tiếp giữa quặng và axit H2SO4 ⇒ Tạo sự hỗn loạn của bùn ⇒ Thời gian lưu hợp lý nvhoa102@gmail.com 33 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Thiết bị phản ứng trong quy trình Prayon Mark IV Bơm hoàn lưu nvhoa102@gmail.com 34 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Quy trình sản xuất H3PO4 Rhone-Poulenc Speichim DIPLO nvhoa102@gmail.com 35 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Thiết bị phản ứng Raytheon Isothermal T1 – thùng trộn quặng – bùn; P2 – bơm; R3 – thiết bị phản ứng Raytheon Isothermal; X4 – hệ thống chân không; T5 – thùng cấp đến thiết bị lọc nvhoa102@gmail.com 36 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Thiết bị phản ứng SomervilleThiết bị phản ứng Kellogg-Lopker nvhoa102@gmail.com 37 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 • Thời gian phản ứng từ 15 giây đến 3 phút và thời gian lưu từ 1,5 đến 12 giờ. 4.2.1.3 Quá trình lọc rửa Thiết bị lọc quay kiểu máng nghiên nvhoa102@gmail.com 38 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Thiết bị lọc bàn quay nvhoa102@gmail.com 39 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Thiết bị lọc kiểu băng tải nvhoa102@gmail.com 40 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 4.2.1.4 Cô đặc  Axit photphoric sản phẩm 26 – 32%P2O5 ⇒ sử dụng trong 1 số quy trình sản xuất phân bón.  Nhưng phần lớn sử dụng H3PO4 có %P2O5 cao hơn: Sử dụng Nồng độ axit, %P2O5 Sử dụng Nồng độ axit, %P2O5 TSP-den process 50 – 54 MAP 40 – 54 TSP-slurry process 38 – 40 Vận chuyển (cấp độ buôn bán) 50 – 60 DAP Khoảng 40 Axit superphotphoric cho vận chuyển hoặc sản xuất phân lỏng 68 – 70 nvhoa102@gmail.com 41 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Sơ đồ cô đặc axit H3PO4 E1 – thiết bị trao đổi nhiệt C4 – thiết bị rửa khí E2 – thiết bị cô đặc E5 – thiết bị ngưng tụ S3 – thiết bị phân ly P6 – bơm chân không nvhoa102@gmail.com 42 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 4.2.2. Phương pháp hemihydrate (HH) R-1a – thiết bị phản ứng 1a R-1b – thiết bị phản ứng 1b R-2 – thiết bị phản ứng 2 F3 – thiết bị lọc nằm ngang Bã NướcH2SO4Quặng photphat H3PO4 40-50%P2O5 98-1000C nvhoa102@gmail.com 43 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 So với phương pháp dihydrat thì phương pháp HH Ưu điểm  Giảm chi phí đầu tư hệ thống cô đặc  Sản phẩm H3PO4 tinh khiết hơn  Yêu cầu quặng nghiền thấp hơn Nhược điểm  Tốc độ lọc thấp hơn  Mất mát P2O5 nhiều hơn  Ăn mòn thiết bị cao hơn  Đóng cặn trong đường ống và thiết bị nvhoa102@gmail.com 44 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 4.2.3. Phương pháp hemihydrate – dihydrat với lọc trung gian (HDH) R-1a,1b,2 – các thiết bị phản ứng F-3 – thiết bị lọc HH T-4,5 – các thùng chuyển hóa F-6 – thiết bị lọc DH Nước Bã H2SO4Quặng photphat H3PO4 (45%P2O5) H2SO4 nvhoa102@gmail.com 45 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Ưu điểm của phương pháp HDH  Sản phẩm H3PO4 có nồng độ cao (∼ 45%P2O5) nên không cần cô đặc.  Thạch cao thu được sạch hơn quá trình HH, DH. Nhược điểm của phương pháp HDH  Thêm bước lọc làm tăng thêm chi phí và độ phức tạp của nhà máy. nvhoa102@gmail.com 46 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 4.2.4. Phương pháp dihydrat – hemihydrate (DHH) Nước Phân hủyPhản ứng Tạo hemihydrat Làm nguội phun Lọc tách Chân không CaSO4.½H2O sạch Lọc hemihydrat Hơi nước Photphat H3PO4 32 – 36% P2O5 Axit tuần hoàn H2SO4 nvhoa102@gmail.com 47 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 Ưu điểm của phương pháp DHH  Sản phẩm phụ CaSO4.½H2O hữu ích hơn CaSO4.2H2O.  Các ưu điểm khác giống như phương pháp HDH Nhược điểm của phương pháp DHH  Sản phẩm H3PO4 có nồng độ thấp hơn so với HDH.  Các nhược điểm khác giống phương pháp HDH nvhoa102@gmail.com 48 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 4.3. Sử dụng sản phẩm phụ thạch cao  Sản lượng toàn cầu: 40 triệu tấn P2O5 (H3PO4) / năm.  Trong đó: 4,5 – 5,0 tấn thạch cao / 1 tấn P2O5 (H3PO4). Chỉ 15% được sử dụng: • Chất độn trong sản xuất phân bón • Sản xuất phân SA theo phương pháp Merselburg • Sản xuất thạch cao; làm khuôn, tấm thạch cao. • Chất chậm đông trong xi măng • Sản xuất axit sunfuric và xi măng. nvhoa102@gmail.com 49 BC1 băng tải thạch cao; T2 thùng rửa thạch cao; F3 thiết bị lọc tách nước thạch cao; R4 thiết bị phản ứng sơ cấp; R5 thiết bị phản ứng thứ cấp; F6 thiết bị lọc CaCO3; T7 thùng chứa amoni carbonat; S8 bể lắng gạn dung dịch sunfat; P9a, P9b bơm cấp vào thiết bị bay hơi; CR10a, CR10b thiết bị bay hơi – kết tinh chân không; S11 thiết bị cô đặc bùn; S12 máy ly tâm gián đoạn hoặc liên tục; SC13 vít tải sấy khô; D14 sấy thùng quay; SC15 vít tải sản phẩm; C16, C17 các tháp amoni carbonat hoá; E18, E19 thiết bị trao đổi nhiệt; P21a, P21b bơm CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 nvhoa102@gmail.com 50 CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4 1-cấp liệu; 2-lò nung; 3-tháp rửa khí; 4-nghiền búa; 5,6-sấy; 7-silo chứa; 8-cấp liệu; 9-băng tải; 10-nghiền bi; 11-trộn; 12-máy vê viên; 13-lò nung; 14-làm nguội; 15-cyclon khô; 16-lọc điện khô; 17-làm nguội; 18- nghiền ximăng; 19-tháp rửa khí; 20-lọc điện ướt; 21-tháp sấy; 22-làm nguội axit; 23,24-trao đổi nhiệt; 25- chuyển hoá; 26-tháp hấp thu; 27-tách mù axit; 28-làm nguội axit 14000C