NGHIÊN cứu QUY TRÌNH sản XUẤT KALI SULPHATE từ AMONI SULPHATE và KALI CLORUA

Công ty Cổ phần Phân bón và Hóa chất Cần Thơ là một trong những công ty hàng đầu tại Việt Nam trong lĩnh vực sản xuất và kinh doanh phân bón nhãn hiệu Cò bay, hoá chất zeolite, bột giặt.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ

KHOA CÔNG NGHỆ

LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

NGHIÊN CỨU QUY TRÌNH SẢN XUẤT KALI SULPHATE TỪ AMONI SULPHATE

VÀ KALI CLORUA

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Phan Trường Tiền

SINH VIÊN THỰC HIỆN

Nguyễn Hoàng Tiển MSSV: 2102398 Ngành: Công Nghệ Hóa Học-Khóa 36

Tháng 12/2014

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập – Tự do – Hạnh phúc

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC -

Cần Thơ, ngày 10 tháng 08 năm 2014

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CHO SINH VIÊN

Năm học 2013 – 2014

1 HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Phan Trường Tiền

2 TÊN ĐỀ TÀI

“Nghiên cứu quy trình sản xuất kali sulphate từ amoni sulphate và kali clorua”

3 ĐỊA ĐIỂM THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

Phòng thí nghiệm hóa học Hữu cơ – bộ môn Công Nghệ Hóa Học – khoa Công nghệ – trường Đại học Cần Thơ

4 SỐ LƯỢNG SINH VIÊN THỰC HIỆN

01 sinh viên

5 HỌ VÀ TÊN SINH VIÊN

Nguyễn Hoàng Tiển

MSSV: 2102398

Ngành học: Công nghệ hóa học Khóa học: 36

6 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Nghiên cứu quy trình sản xuất K2SO4 từ (NH4)2SO4 và KCl công nhiệp

- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng trong quá trình tạo

và tách muối kép (K 2 SO 4 ) 8 ((NH 4 ) 2 SO 4 ) 2

- Kiểm tra nồng độ clorua và hàm lượng K 2 O trong sản phẩm K 2 SO 4

7 CÁC NỘI DUNG CHÍNH VÀ GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI

7.2 Giới hạn của đề tài

Do thời gian thực hiện đề tài tương đối ngắn nên chỉ có thể nghiên cứu trên quy

mô phòng thí nghiệm và chưa có điều kiện áp dụng vào thực tế

8 Yêu cầu hỗ trợ cho việc thực hiện đề tài

Hướng dẫn của cán bộ hướng dẫn, phòng thí nghiệm, thiết bị, hóa chất, kinh phí

và một số dụng cụ cần thiết khác

Phan Trường Tiền

DUYỆT CỦA HỘI ĐỒNG THI & XÉT TỐT NGHIỆP

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC   

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1 Cán bộ hướng dẫn: Phan Trường Tiền 2 Tên đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất kali sulphate từ amoni sulphate và kali clorua” 3 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hoàng Tiển MSSV: 2102398 4 Lớp: Công Nghệ Hóa Học – Khóa 36 5 Nội dung nhận xét: a Nhận xét về hình thức luận văn tốt nghiệp:

b Nhận xét về nội dung luận văn tốt nghiệp:  Đánh giá nội dung thực hiện đề tài:

 Những vấn đề còn hạn chế:

c Nhận xét đối với sinh viên tham gia thực hiện đề tài:

d Kết luận, đề nghị và điểm:

Cần Thơ, ngày tháng 12 năm 2014

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CẦN THƠ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA CÔNG NGHỆ Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BỘ MÔN CÔNG NGHỆ HÓA HỌC   

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN 1 Cán bộ hướng dẫn: Phan Trường Tiền 2 Tên đề tài: “Nghiên cứu quy trình sản xuất kali sulphate từ amoni sulphate và kali clorua” 3 Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hoàng Tiển MSSV: 2102398 4 Lớp: Công Nghệ Hóa Học – Khóa 36 5 Nội dung nhận xét: a Nhận xét về hình thức luận văn tốt nghiệp:

b Nhận xét về nội dung luận văn tốt nghiệp:  Đánh giá nội dung thực hiện đề tài:

 Những vấn đề còn hạn chế:

c Nhận xét đối với sinh viên tham gia thực hiện đề tài:

d Kết luận, đề nghị và điểm:

Cần Thơ, ngày tháng 12 năm 2014

CÁN BỘ PHẢN BIỆN

LỜI CẢM ƠN

Để tôi có thể tích lũy kiến thức qua bốn năm học đại học để hôm nay có thể thực hiện tốt luận văn tốt nghiệp này là nhờ sự giúp đỡ của nhiều người thân bên cạnh Con xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất đến gia đình, những người đã nuôi dạy, tạo điều kiện học tập và luôn ủng hộ và động viên con

Em xin gởi lời cảm ơn chân thành và sự tri ân sâu sắc đối với quý Thầy, Cô trường Đại học Cần Thơ, đặc biệt là quý Thầy, Cô khoa Công nghệ đã tạo điều kiện cho em thực tập ở khoa để em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Và em cũng xin chân thành cảm ơn thầy Nguyễn Việt Bách, anh Nguyễn Công Huân, anh Phan Trường Tiền và chị Trầm Trung Bích Thảo đã nhiệt tình hướng dẫn và tạo điều kiện cho em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến tất cả các bạn lớp Công Nghệ Hóa Học khóa 36

và các em Hóa Dược khóa 37, những người luôn bên cạnh và cùng tôi trải qua nhiều kỉ niệm trong suốt thời gian qua Cảm ơn tất cả đã luôn quan tâm, động viên tôi trong thời gian thực hiện luận văn

Mặc dù đã rất cố gắng để thực hiện đề tài một cách tốt nhất, tuy nhiên do kiến thức và kinh nghiệm còn nhiều hạn chế nên đề tài vẫn không thể tránh khỏi những sai sót Vì thế với vai trò là người thực hiện đề tài tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến của quý Thầy Cô và các bạn sinh viên để đề tài có thể mang lại kết quả tốt nhất Cuối cùng em kính chúc quý Thầy, Cô dồi dào sức khỏe và thành công trong sự nghiệp cao quý Đồng kính chúc các Cô, Chú, Anh, Chị tại Công ty Cổ Phần Phân bón Hóa chất Cần Thơ luôn dồi dào sức khỏe, đạt được nhiều thành công trong công việc

Xin chân thành cảm ơn!

Cần Thơ, ngày 04 tháng 12 năm 2014

Sinh viên thực hiện Nguyễn Hoàng Tiển

MỤC LỤC

PHIẾU ĐỀ NGHỊ ĐỀ TÀI TỐT NGHIỆP CHO SINH VIÊN i

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN iii

NHẬN XÉT VÀ ĐÁNH GIÁ CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN iv

LỜI CẢM ƠN v

MỤC LỤC vi

TÓM TẮT viii

DANH MỤC HÌNH ix

DANH MỤC BẢNG x

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT xi

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY CỔ PHẦN PHÂN BÓN VÀ HÓA CHẤT CẦN THƠ 1

1.1 Quá trình hình thành và phát triển của công ty 1

1.2 Một số sản phẩm chính của công ty 2

1.2.1 Nhóm phân bón 2

1.2.2 Nhóm hóa chất 3

1.2.3 Nhóm thức ăn chăn nuôi và thủy sản 4

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 5

2.1 Phân bón 5

2.1.1 Tổng quan về phân bón 5

2.1.2 Thành phần của phân bón 6

2.1.3 Phân loại phân bón 7

2.1.4 Một số loại phân bón phổ biến và vai trò của phân bón 9

2.2 Kali sulphate (K2SO4) 15

2.2.1 Tổng quan về K2SO4 15

2.2.2 Các phương pháp sản xuất K2SO4 phổ biến 16

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM 18

3.1 Địa điểm và thời gian thực hiện đề tài 18

3.2 Thiết bị, dụng cụ và hóa chất 18

3.2.1 Thiết bị 18

3.2.2 Dụng cụ 18

3.2.3 Hóa chất 19

3.2.4 Pha hóa chất 20

3.3 Phương pháp thí nghiệm 22

3.4 Tiến hành thí nghiệm 22

3.4.1 Phương pháp kiểm tra hàm lượng clorua (Cl-) 25

3.4.2 Phương pháp xác định hàm lượng K2O 26

3.5 Thu hồi sản phẩm phụ 27

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 29

4.1 Khảo sát thời gian phản ứng 29

4.2 Khảo sát nhiệt độ phản ứng 31

4.3 Rửa kali sulphate bằng dung môi 33

4.4 Kiểm soát hàm lượng SA dư thêm vào hỗn hợp phản ứng để sản phẩm tối ưu 35

4.5 Sự phụ thuộc giữa hàm lượng K2O và hàm lượng clorua (Cl-) 36

4.6 Hiệu chỉnh kết quả và đánh giá 36

4.6.1 Hàm lượng K2O trong mẫu sản phẩm 36

4.6.2 Hiệu suất của phản ứng 37

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 39

5.1 Kết luận 39

5.2 Kiến nghị 39

TÀI LIỆU THAM KHẢO 40

PHỤ LỤC 41

TÓM TẮT

Kali tồn tại khá nhiều trong tự nhiên Các khoáng chất kali hòa tan trong nước quan trọng nhất là KCl với 62% K2O, K2SO4 với 50% K2O và KNO3 với 44% K2O Tuy nhiên, nhiều loại cây trồng rất nhạy cảm với clorua như khoai tây, cà chua, ớt đỏ, cây có múi, thuốc lá và các loại cây có tính gây nghiện, Các loại cây trồng này chỉ thích hợp với loại phân kali chứa ít hàm lượng clorua (Cl- ≤ 1%)

Do đó, nhiều quy trình đã được sử dụng để chuyển đổi gốc clorua (trong kali clorua) với sự hiện diện của gốc sulphate thành kali sulphate Kali sulphate được khuyến khích để được sử dụng như một loại phân bón thay thế kali clorua

Cũng theo xu hướng đó đề tài “Nghiên cứu quy trình sản xuất kali sulphate từ anoni sulphate và kali clorua” được thực hiện

Các nội dung chính đề tài tập trung nghiên cứu gồm:

- Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian phản ứng trong quá trình tạo

và tách muối kép (K2SO4)8((NH4)2SO4)2

- Kiểm tra hàm lượng clorua và hàm lượng K2O trong sản phẩm K2SO4

DANH MỤC HÌNH

Hình 1-1 Một số loại phân bón phục vụ trong nước 3

Hình 1-2 Một số loại phân bón xuất khẩu 3

Hình 1-3 Một số sản phẩm tẩy rửa 4

Hình 1-4 Thức ăn cho cá tra và gia súc 4

Hình 2-1 Quy trình sản suất phân bón 8

Hình 2-2 Nhà máy sản xuất phân bón 6

Hình 3-1 Cân phân tích 19

Hình 3-2 Cân sấy ẩm 19

Hình 3-3 Máy khuấy cơ và bể điều nhiệt 19

Hình 3-4 Tủ sấy 20

Hình 3-5 Lò nung 20

Hình 3-6 Máy QK.ngọn lửa 20

Hình 3-7 Bơm hút chân không 20

Hình 3-8 Dung dịch Ag2CrO4 và K2CrO4 22

Hình 3-9 Sơ đồ phương pháp thí nghiệm 23

Hình 3-10 Sơ đồ quy trình sản xuất K2SO4 từ SA và KCl 24

Hình 4-1 Đồ thị hàm lượng clorua (%) trong kali sulphate theo thời gian phản ứng 30

Hình 4-2 Đồ thị hàm lượng clorua trong K2SO4 theo nhiệt độ phản ứng tạo muối kép31 Hình 4-3 Đồ thị hàm lượng clorua trong K2SO4 theo nhiệt độ phản ứng tách muối kép 32

Hình 4-4 Đồ thị hàm lượng clorua trong K2SO4 khi thay đổi lượng KCl bão hòa 33

Hình 4-5 Đồ thị hàm lượng clorua trong K2SO4 khi thay đổi nhiệt độ rửa EG 34

Hình 4-6 Hàm lượng clorua trong K2SO4 khi thay đổi lượng dư SA (sau khi rửa EG) 35 Hình 4-7 Sự phụ thuộc giữa hàm lượng K2O và hàm lượng clorua (Cl-) 36

Hình 4-8 Sơ đồ quy trình công nghệ 38

DANH MỤC BẢNG

Bảng 3-1 Các thiết bị sử dụng 18

Bảng 3-2 Các dụng cụ cần thiết 18

Bảng 3-3 Các hóa chất cần thiết 19

Bảng 3-4 Độ tan của một số hóa chất (g mL-1) 24

Bảng 4-1 Hàm lượng clorua (%) trong kali sulphate theo thời gian phản ứng 29

Bảng 4-2 Hàm lượng clorua (%) trong kali sulphate theo nhiệt độ phản ứng tạo muối kép 31

Bảng 4-3 Hàm lượng clorua (%) trong kali sulphate theo nhiệt độ phản ứng tách muối kép 32

Bảng 4-4 Hàm lượng clorua trong K2SO4 khi thay đổi lượng KCl bão hòa 33

Bảng 4-5 Ảnh hưởng của nhiệt độ khi rửa EG 34

Bảng 4-6 Tỉ lệ EG và kali sulphate trong hỗn hợp rửa 35

Bảng 4-7 Hàm lượng clorua (%) trong kali sulphate khi thay đổi lượng dư SA (sau khi rửa EG) 35

Bảng 4-8 Sự phụ thuộc giữa hàm lượng K2O và hàm lượng clorua (Cl-) 36

Bảng 5-1 Kết quả kiểm tra sản phẩm 39

Bảng 5-2 Tiêu chuẩn kali sulphate 39

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU VỀ CÔNG TY

CỔ PHẦN PHÂN BÓN VÀ HÓA CHẤT CẦN THƠ

1.1 Quá trình hình thành và phát triển của công ty

Công ty Cổ phần Phân bón và Hóa chất Cần Thơ – Đơn vị thành viên của Tập đoàn Hóa chất Việt Nam, được thành lập từ năm 1977, tiền thân là Nhà máy nghiền Apatid Hậu Giang (http://cfccobay.com)

Sau hơn 30 năm phát triển, bằng hệ thống sản xuất công nghệ cao “Công nghệ sản suất NPK tạo hạt bằng hơi nước”, hệ thống quản lý chất lượng ISO 9001:2008, hệ thống quản lý môi trường ISO 14001:2004, cùng đội ngũ nhân viên trên 760 người dày dạn kinh nghiệm, chuyên nghiệp, địa thế thuận lợi về giao thông thủy bộ Công ty Cổ phần Phân bón và Hóa chất Cần Thơ là một trong những công ty hàng đầu tại Việt Nam trong lĩnh vực sản xuất và kinh doanh phân bón (nhãn hiệu Cò bay), hoá chất (zeolite, bột giặt ), thức ăn chăn nuôi, thủy sản tại thị trường trong nước và khu vực Asean

Công ty Cổ phần Phân bón và Hóa chất Cần Thơ luôn quan tâm đến việc ứng dụng công nghệ sản xuất mới, không ngừng cải tiến chất lượng phục vụ, chất lượng sản phẩm để tạo cho mình lợi thế trước các đối thủ cạnh tranh trong và ngoài nước trong điều kiện nền kinh tế Việt Nam hội nhập với nền kinh tế Quốc tế Tin học hóa các quy trình quản lý kinh doanh và sản xuất, áp dụng hệ thống quản lý đạt tiêu chuẩn Quốc tế (ISO 9001:2000) để cung cấp cho thị trường những sản phẩm tốt nhất, tin tưởng nhất và giá cạnh tranh nhất

Trong năm 2009 công ty đã mở các lớp tập huấn về môi trường cho các CNV – NLĐ và các cấp quản lý về tiêu chuẩn quản lý môi trường ISO 14000 Công ty luôn hướng tới các tiêu chí thân thiện môi trường, định hướng một nền nông nghiệp hiện đại, an toàn, bền vững

Với nguồn nhân lực luôn được trẻ hóa, đào tạo chính quy chuyên nghiệp, sự hỗ

trợ của các chuyên viên, chuyên gia có nhiều năm kinh nghiệm, cùng với đội ngũ công nhân lành nghề, ý thức kỷ luật cao, công ty luôn nghiêm khắc với chính mình nhằm đảm bảo tối đa cho chất lượng và hiệu quả của công việc

Mục tiêu

- Cung cấp cho khách hàng sản phẩm có chất lượng tốt với giá cả hợp lý nhất

- Nghiên cứu giúp người nông dân tăng năng suất cây trồng, tăng phẩm chất nông sản và tăng lợi nhuận

- Kinh doanh linh hoạt, luôn sáng tạo, tiến bộ cùng với khách hàng và nông gia

Mạng lưới phân phối

Với lợi thế về vị trí địa lý, đội ngũ kinh doanh chuyên nghiệp mỗi năm Công ty

Cổ phần Phân bón Hóa chất Cần Thơ cung ứng: 250000 tấn phân NPK Cò bay các loại; 15000 tấn chất tẩy rửa; 30000 tấn phân khoáng tự nhiên (dolomite, phân vôi nghiền) cho thị trường trong nước và xuất khẩu sang các nước khu vực: Taiwan, Philippines, Myanmar, Cambodia…

Định hướng phát triển đến năm 2015

- Mục tiêu phát triển bền vững đạt tăng trưởng hơn 20% hàng năm Giá trị xuất khẩu đạt 15 – 20% trong tổng doanh thu

- Tập trung dòng sản phẩm chủ đạo là phân bón NPK và hữu cơ đậm đặc; đồng thời phát triển thị trường bột giặt, thức ăn chăn nuôi – thủy sản tại các thị trường mục tiêu tiềm năng, mở rộng năng lực sản xuất zeolite, silicat

- Mở rộng đầu tư, cải tiến và tối ưu hóa công nghệ sản xuất kinh doanh hiện có

- Đồng hành và chia sẻ với nông dân

1.2 Một số sản phẩm chính của công ty

1.2.1 Nhóm phân bón

Là mặt hàng chủ lực của công ty Với khả năng cung ứng 300000 tấn phân bón NPK trong đó có trên 150000 tấn phân bón/năm bao gồm hơn 80 chủng loại phân bón NPK được sản xuất bằng công nghệ "tạo hạt bằng hơi nước", thương hiệu sản phẩm

phân bón NPK “Cò bay” của Công ty Cổ phần Phân bón và Hoá Chất Cần Thơ là một trong những thương hiệu mạnh tại thị trường Việt Nam (http://cfccobay.com)

Các sản phẩm được sản xuất phục vụ cho nhu cầu trong nước và xuất khẩu

Hình 1-1 Một số loại phân bón phục vụ trong nước

Hình 1-2 Một số loại phân bón xuất khẩu

1.2.2 Nhóm hóa chất

Chủ yếu là bột giặt, ngoài ra còn có nước rửa chén, zeolite 4A và silicate

Dòng sản phẩm chất tẩy rửa: với khả năng sản xuất hơn 25000 tấn/năm sản

phẩm chất tẩy rửa Sản phẩm bột giặt của công ty đang cung ứng cho nhu cầu của thị trường vùng đồng bằng sông Cửu Long và xuất khẩu sang các nước khu vực: Philippines, Taiwan…

Dòng sản phẩm Zeolite: gồm các sản phẩm Zeolite A, Zeolite X – P là các sản

phẩm được tổng hợp bằng quá trình hóa học có tính năng và phẩm chất cao hơn hẳn so

với các loại zeolite trong tự nhiên Những sản phẩm này được sử dụng rộng rãi trong nuôi trồng thủy sản và làm nguyên liệu trong công nghiệp sản xuất chất tẩy rửa Công suất hiện tại của dây chuyền này là 6000 tấn/năm

Hình 1-3 Một số sản phẩm tẩy rửa

Sản phẩm khác: ngoài các dòng sản phẩm trên, hiện tại công ty đang mở ra

thêm hướng kinh doanh các mặt hàng hóa chất nguyên liệu các lọai nhằm đáp ứng cho nhu cầu của vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long

1.2.3 Nhóm thức ăn chăn nuôi và thủy sản

Một số thức ăn cho ngành chăn nuôi và thủy sản

Hình 1-4 Thức ăn cho cá tra và gia súc

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN

Quy trình sản xuất phân bón phổ biến:

Hình 2-1 Quy trình sản suất phân bón

Nguyên liệu DAP URE SA…

Sàng 1 Làm nguội

Hình 2-2 Nhà máy sản xuất phân bón

2.1.2 Thành phần của phân bón

2.1.2.1 Yếu tố dinh dưỡng vô cơ

a) Yếu tố dinh dưỡng đa lượng: gồm đạm ký hiệu N (tính bằng N tổng số); lân ký

hiệu P (tính bằng P2O5 hữu hiệu) và kali ký hiệu K (tính bằng K2O hữu hiệu) dạng dễ tiêu cây trồng có thể dễ dàng hấp thu được

b) Yếu tố dinh dưỡng trung lượng: gồm canxi (tính bằng Ca hoặc CaO), magiê

(tính bằng Mg hoặc MgO), lưu huỳnh (tính bằng S) và silic (tính bằng Si hoặc SiO2 hoà tan) dạng dễ tiêu cây trồng có thể dễ dàng hấp thu được

c) Yếu tố dinh dưỡng vi lượng: gồm có bo (tính bằng B), coban (tính bằng Co),

đồng (tính bằng Cu hoặc CuO), sắt (tính bằng Fe), mangan (tính bằng Mn hoặc MnO), molipđen (tính bằng Mo) và kẽm (tính bằng Zn hoặc ZnO) dạng dễ tiêu cây trồng có thể dễ dàng hấp thu được

d) Yếu tố dinh dưỡng đất hiếm: gồm 17 nguyên tố: scandium (STT 21), yttrium

(STT 39) và các nguyên tố trong dãy Lanthanides (STT 57-71): lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium,

dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, lutetium) trong bảng tuần hoàn Mendêleép

2.1.2.2 Yếu tố dinh dưỡng hữu cơ

Gồm: chất hữu cơ, axit amin, vitamin, axit humic, axit fulvic, …

2.1.2.3 Yếu tố vi sinh vật

Gồm các VSV có lợi như VSV cố định đạm, phân giải lân, phân giải xenlulo…

2.1.2.4 Các yếu tố hạn chế sử dụng

Gồm các kim loại nặng: asen (As), cadimi (Cd), chì (Pb), thủy ngân (Hg), titan

(Ti), crom (Cr), các vi khuẩn gây bệnh: vi khuẩn E.coli, salmonella hoặc các chất độc

hại khác: biuret, axit tự do với hàm lượng cho phép được quy định tại quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

2.1.3 Phân loại phân bón

2.1.3.1 Phân loại theo thành phần

Gồm phân bón vô cơ, phân bón hỗn hợp, phân bón VSV

2.1.3.1.1 Phân bón vô cơ: gồm phân khoáng thiên nhiên hoặc phân hoá học, trong

thành phần có chứa một hoặc nhiều yếu tố dinh dưỡng vô cơ Bao gồm: phân khoáng đơn, phân phức hợp, phân khoáng trộn

a) Phân khoáng đơn: là loại phân trong thành phần chỉ chứa một yếu tố dinh dưỡng

đa lượng N hoặc P2O5 hữu hiệu hoặc K2O hữu hiệu

b) Phân phức hợp: là loại phân được tạo ra bằng phản ứng hoá học, có chứa ít nhất

hai yếu tố dinh dưỡng đa lượng

c) Phân khoáng trộn: là loại phân được sản xuất bằng cách trộn cơ học hai, ba loại

phân khoáng đơn hoặc trộn với phân phức hợp, không dùng phản ứng hoá học

2.1.3.1.2 Phân hỗn hợp: là loại phân bón trong thành phần có chứa từ hai yếu tố

dinh dưỡng khác nhau (vô cơ, hữu cơ, VSV,…) trở lên, gồm các loại phân hữu cơ chế biến công nghiệp, phân hữu cơ sinh học, phân hữu cơ khoáng, phân hữu cơ vi sinh

a) Phân hữu cơ chế biến công nghiệp: là loại phân bón được sản xuất từ nguyên

liệu hữu cơ, được chế biến theo quy trình công nghệ lên men công nghiệp, có hàm lượng chất hữu cơ, ký hiệu là HC (tính bằng HC tổng số) và các chỉ tiêu chất lượng đạt quy định của quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

b) Phân hữu cơ sinh học: là loại phân bón được sản xuất từ nguyên liệu hữu cơ,

được xử lý lên men bằng VSV sống có ích hoặc được xử lý bằng các tác nhân sinh học khác có các chỉ tiêu chất lượng đạt quy định của quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

c) Phân hữu cơ khoáng: là loại phân bón được sản xuất từ phân hữu cơ chế biến

công nghiệp hoặc hữu cơ sinh học trộn thêm một hoặc một số yếu tố dinh dưỡng vô

cơ, trong đó có ít nhất một yếu tố dinh dưỡng vô cơ đa lượng đạt quy định của quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

d) Phân hữu cơ vi sinh: là loại phân bón được sản xuất từ nguyên liệu hữu cơ có

chứa ít nhất một loại VSV sống có ích, có mật độ và hoạt tính đạt quy định của quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

2.1.3.1.3 Phân vi sinh vật: là loại phân bón trong thành phần có chứa một hoặc

nhiều loại VSV sống có ích bao gồm: nhóm VSV cố định đạm, phân giải lân, phân giải xenlulo, VSV đối kháng, VSV tăng khả năng quang hợp và các VSV có ích khác có mật độ và hoạt tính đạt quy định của quy chuẩn kỹ thuật quốc gia

2.1.3.2 Phân loại theo chức năng

Gồm phân bón lá và phân bón rễ

2.1.3.2.1 Phân bón lá: là các loại phân bón thích hợp cho việc phun trực tiếp vào

thân, lá và thích hợp cho cây hấp thu dinh dưỡng qua thân, lá

Lưu ý khi sử dụng phân bón lá

Bón tốt nhất khi bón bổ sung hoặc bón thúc nhằm đáp ứng nhanh yêu cầu dinh dưỡng của cây, pha loãng phân theo đúng tỷ lệ trên bao bì; nhiệt độ quá cao, đất bị khô hạn nặng không nên dùng phân bón lá vì dễ làm rụng lá

Không sử dụng phân bón lá lúc cây đang ra hoa, lúc trời nắng vì sẽ làm rụng hoa

trái và làm giảm hiệu lực phân

Không nên nhầm lẫn giữa phân bón lá và chất kích thích sinh trưởng, nếu trong phân bón lá có chất kích thích sinh trưởng thì trong phân này đã có chất dinh dưỡng, nếu chỉ dùng kích thích sinh trưởng thì phải bổ sung thêm dinh dưỡng để cây tăng trưởng tương ứng với sự kích thích đó

2.1.3.2.2 Phân bón rễ: là các loại phân bón được bón trực tiếp vào đất hoặc vào

nước để cung cấp chất dinh dưỡng cho cây trồng thông qua bộ rễ

2.1.4 Một số loại phân bón phổ biến và vai trò của phân bón

Trên thị trường phân bón hiện nay, thành phần cũng như tên gọi các loại phân bón rất đa dạng Bao gồm một số loại sau:

2.1.4.1 Phân vô cơ đa lượng

2.1.4.1.1 Phân đạm: là loại phân bón vô cơ cung cấp đạm cho cây Bón đạm thúc

đẩy quá trình tăng trưởng của cây, giúp cây ra nhiều nhánh, phân cành, ra lá nhiều, lá

có kích thước to, xanh, quang hợp mạnh do đó làm tăng năng suất cho cây

Có các loại phân đạm thường dùng sau:

a) Phân urê CO(NH 4 ) 2 : là loại phân có tỉ lệ N cao nhất chứa 44 – 48% N nguyên

chất Có hai loại phân urê có chất lượng giống nhau: loại tinh thể màu trắng, hạt tròn,

dễ tan trong nước, có nhược điểm hút ẩm mạnh; loại dạng viên, nhỏ Loại này có thêm chất chống ẩm nên dễ bảo quản, vận chuyển do đó được dùng nhiều trong nông nghiệp Phân urê có khả năng thích ứng với nhiều loại đất và cây trồng khác nhau, thường được dùng để bón thúc

b) Phân amôn nitrat (NH 4 NO 3 ): chứa 33 – 35% N, dạng tinh thể muối kết tinh,

màu vàng xám, dễ tan trong nước, dễ vón cục, khó sử dụng và bảo quản Là loại phân sinh lý chua, nhưng có thể bón cho nhiều loại cây trồng trên nhiều loại đất khác nhau

c) Phân đạm sulphate ((NH 4 ) 2 SO 4 ): còn gọi là phân SA, chứa 20 – 21% N, dạng

tinh thể, mịn, màu trắng ngà hoặc xanh xám, mùi khai, vị mặn và hơi chua nên nhiều nơi gọi là phân muối diêm Dễ tan trong nước, không vón cục, dễ bảo quản, sử dụng Dùng để bón thúc cho tất cả các loại cây trồng trên nhiều loại đất khác nhau trừ đất phèn, đất chua

d) Phân đạm clorua (NH 4 Cl): chứa 24 – 25% N Dạng tinh thể mịn, màu trắng

hoặc vàng ngà, dễ tan trong nước, ít hút ẩm, không bị vón cục Là loại phân chua sinh

lý, nên bón kết hợp với phân lân và các loại phân bón khác Ở vùng khô hạn, đất nhiễm mặn không nên bón đạm clorua

e) Phân Xianamit canxi: chứa 20 – 21% N, 20 – 28% vôi, 9 – 12% than Dạng bột,

màu xám tro hoặc trắng Thường dùng để bón lót, không dùng để phun lên lá, có thể khử được đất chua

f) Phân phôtphat đạm: chứa 16% N, 20% P Dạng viên, màu xám tro hoặc trắng,

dễ chảy nước, dễ tan trong nước Được dùng để bón lót hoặc bón thúc

2.1.4.1.2 Phân lân: có vai trò quan trọng đối với cây trồng Kích thích sự phát triển

của rễ, giúp rễ đâm sâu lan rộng nên cây ít đổ ngã, kích thích quá trình ra nhánh, nảy chồi, thúc đẩy cây ra hoa kết quả sớm và nhiều, tăng đặc tính chống rét, chống hạn, chịu độ chua, chống sâu bệnh hại… Có một số loại phân lân phổ biến sau:

a) Phôtphat nội địa: dạng bột mịn, màu nâu thẫm hoặc nâu nhạt, chứa 15 – 25% P

nguyên chất Dùng để bón lót, có hiệu quả tốt ở đất chua

b) Phân apatit: dạng bột mịn, màu nâu đất hoặc xám nâu Tỉ lệ lân thay đổi tùy theo

loại: apatit giàu chứa 38% lân, apatit trung bình chứa 17 – 38% lân, apatit nghèo chứa dưới 17% lân

c) Supe lân: dạng bột mịn màu trắng, vàng xám hoặc xám thiếc, chứa 16 – 20% lân

nguyên chất và một lượng lớn thạch cao Phân dễ hòa tan trong nước nên dễ sử dụng,

có thể dùng để bón lót hoặc bón thúc đều được

d) Tecmo photphat (phân lân nung chảy, lân Vân Điển): dạng bột màu xanh

nhạt, óng ánh; chứa 15 – 20% lân, 30% canxi, 12 – 13% Mg, có khi có cả K Phân này không tan trong trong nước nhưng tan trong axit yếu, cây sử dụng dễ dàng, có thể dùng để bón lót hoặc bón thúc Phân có hiệu quả tốt cho đất cát nghèo, đất bạc màu, ít

vi lượng hoặc đất chua

e) Phân lân kết tủa: dạng bột trắng, nhẹ, xốp trong giống vôi bột, chứa 27 – 31%

lân nguyên chất và một ít canxi Phân này sử dụng tương tự như tecmo photphat

2.1.4.1.3 Phân kali: Nhóm phân bón cung cấp chất dinh dưỡng kali cho cây

Phân kali có vai trò chủ yếu trong việc chuyển hoá năng lượng trong quá trình đồng hoá các chất dinh dưỡng của cây, tăng khả năng chống chịu của cây đối với các tác động có hại từ bên ngoài và một số loại bệnh

Phân kali tạo cho cây cứng chắc, ít đổ ngã, tăng khả năng chịu úng, chịu hạn, chịu rét

Phân kali làm tăng phẩm chất nông sản và góp phần làm tăng năng suất của cây: tăng hàm lượng đường trong quả, màu sắc quả đẹp, tăng hương vị quả…; tăng chất bột trong khoai và hàm lượng đường trong mía…

Trên phương diện khối lượng, cây trồng cần nhiều K hơn N Nhưng vì trong đất

có tương đối nhiều K hơn N và P, cho nên người ta ít chú ý đến việc bón K cho cây Trong cây K được dự trữ nhiều ở thân lá, rơm rạ, nên sau khi thu hoạch kali được trả lại vào đất một lượng lớn K có nhiều trong nước ngầm, nước tưới, trong đất phù sa được bồi hàng năm Vì vậy, việc bón phân kali cho cây không được chú ý đến nhiều Tuy nhiên, trong nền nông nghiệp hiện nay có nhiều giống cây trồng có năng suất cao, những giống cây trồng này thường hút nhiều K từ đất, do đó lượng K trong đất không đủ đáp ứng nhu cầu của cây, vì vậy muốn có năng suất cao và chất lượng nông sản tốt, thì phải chú ý bón bổ sung phân kali cho cây Mặt khác, các bộ phận thân

lá cây, rơm rạ ngày càng được sử dụng nhiều để trồng nấm, làm vật liệu độn chuồng, chất đốt, do đó đã bị đưa ra khỏi đồng ruộng Vì vậy, việc bón K cho cây càng trở nên cần thiết Những nghiên cứu gần đây của các nhà khoa học cho thấy trừ đất phù sa sông Hồng có hàm lượng K tương đối cao, còn lại phần lớn các loại đất ở nước ta đều nghèo K Hàm lượng K ở các loại đất này thường là dưới 1% Ở các loại đất xám, đất cát, đất bạc màu ở miền Trung, K có ý nghĩa rất lớn trong việc làm tăng năng suất cây trồng K cũng cho kết quả tốt trên đất xám Đông Nam Bộ (Nguyễn Thị Kiều Duyên, 2011)

Để sử dụng hợp lý phân kali cần chú ý đến những điều sau đây:

Bón phân kali ở các loại đất trung tính dễ làm cho đất trở nên chua Vì vậy ở các loại đất trung tính nên kịp thời bón thêm vôi

Phân kali nên bón kết hợp với các loại phân khác

Phân kali có thể bón thúc bằng cách phun dung dịch lên lá vào các thời gian cây

ra hoa, tạo củ

Có thể bón tro bếp để thay thế phân kali

Bón quá nhiều kali có thể gây tác động xấu lên rễ cây, làm cây teo rễ Nếu bón quá thừa phân kali trong nhiều năm, có thể làm mất cân đối với natri, magiê Khi xảy

ra trường hợp này cần bón bổ sung các nguyên tố vi lượng magiê, natri hoặc giảm hàm lượng phân kali

Hiện có một số loại phân kali phổ biến sau:

a) Phân kali clorua: dạng bột màu hồng, xám đục hoặc trắng xám, chứa 50 – 60%

K nguyên chất và một ít muối ăn Là loại phân chua sinh lý, có độ rời tốt, dễ bón, có thể bón lót hoặc bón thúc, thích hợp cho nhiều loại đất, trừ đất mặn Kali clorua rất thích hợp với cây dừa vì dừa là cây ưa clo Hiện nay, phân kali clorua được sản xuất với khối lượng lớn trên thế giới và chiếm đến 93% tổng lượng phân kali

b) Phân kali sulphate: dạng tinh thể nhỏ, mịn, màu trắng, dễ tan trong nước, ít vón

cục, chứa 45 – 50% K nguyên chất, 18% S Là loại phân chua sinh lý nhưng thích hợp với nhiều loại cây trồng nhạy cảm với clo như khoai tây, cà chua, ớt đỏ, cây có múi, thuốc lá, cà phê và các loại cây có tính gây nghiện…

c) Một số loại phân kali khác:

- Phân kali – magiê sulphate: dạng bột mịn màu xám, chứa 20 – 30% K2O, 5 – 7% MgO, 16 – 22% S, được sử dụng hiệu quả trên đất cát nghèo, đất bạc màu

- Phân Agripac: dạng khô, hạt to, không vón cục, chứa 61% K2O, thường dùng

để trộn với các loại phân bón khác

- Muối kali 40%: dạng muối trắng kết tinh, chứa 40% K, sử dụng hạn chế trên đất

- Phân Amophor: tỉ lệ N:P:K là 1:1:0, chứa 18% N và 18% P2O5, dạng viên rời, dùng để bón cho đất phù sa, đất phèn

- Phân Diamophor (DAP): tỉ lệ N:P:K là 1:2.6:0, chứa 18% N, 40% P2O5, thích hợp cho đất phèn, đất bazan

- Phân hỗn hợp: 20:20:0; 23:23:0; 10:10:0 dùng để bón lót

b) Phân NK:

- Phân kali nitrat: chứa 13% N, 45% K2O, dùng để bón cho đất nghèo kali

- Phân hỗn hợp: 30:0:10; 20:0:20; 20:0:10, dùng để bón vào cuối thời kỳ sinh

trưởng của cây

- Phân Amsuka: có tỉ lệ NPK là 1:0.4:0,8, được sản xuất bằng cách trộn amôn với

supe lân đã trung hòa vào muối KCl

- Phân nitro phoska: có 2 loại:

+ Loại có tỉ lệ NPK là 1:0,4:1,3; được sản xuất bằng cách trộn muối nitrat với axit photphoric; chứa 13% N, 5,7% P2O5, 17,4% K2O

+ Loại có tỉ lệ NPK là 1:0.3:0,9; được sản xuất bằng cách trộn muối nitrat với axit sulphuric; chứa 13,6% N, 3.9% P2O5, 12,4% K2O

- Phân Amphoska: có tỉ lệ NPK là 1:0,1:0,8; chứa 17% N, 7,4% P2O5, 14,1%

K2O

- Phân viên NPK Văn Điển: có tỉ lệ NPK là 5:10:3; trong phân ngoài chứa NPK

còn có 6,7% MgO, 10 – 11% SiO2, 13 – 14% CaO

- Phân hỗn hợp NPK 3 màu: gồm các dạng: 15:15:15; 20:20:15; 15:10:15;

16:16:8; 14:8:6; 15:15:6

- Phân tổng hợp NPK gồm các dạng: 16:16:8; 14:8:6; 10:10:5; 15:15:20

2.1.4.2 Phân vô cơ trung và vi lượng

2.1.4.2.1 Phân trung lượng: các nhà máy thường không sản xuất phân trung lượng

riêng mà kết hợp chung với phân đa lượng Có một số loại phân trung lượng sau:

- Phân lưu huỳnh: phân supe lân chứa 12% S, phân supe hạt kali chứa 18% S,

amoni phân sunphate (SA) chứa 23,% S, phân kali – magie sulphate chứa 16 – 22% S

- Phân canxi: phân lân nung chảy Văn Điển chứa 28 – 32% Ca, phân lân NPK

Văn Điển chứa 13 – 14% CaO, phân supe lân chứa 22 – 23% CaO

- Phân magie: phân lân Văn Điển chứa 17 – 20% Mg, phân sunphat – magie

chứa 5 – 7% Mg, phân borat magie chứa 19% Mg

2.1.4.2.2 Phân vi lượng: gồm phân bo, phân đồng, phân mangan, phân kẽm, phân

molipđen, phân sắt, phân coban

2.1.4.4 Phân hữu cơ

a) Phân chuồng: là loại phân do gia súc thải ra như phân lợn, phân trâu bò ngựa,

phân gà vịt,… Thành phần dinh dưỡng của phân chuồng gồm các nguyên tố đa lượng

và vi lượng với hàm lượng tùy thuộc từng loại, thời gian và phương pháp ủ phân

b) Phân rác: là loại phân được chế biến từ rác, cỏ dại, thân lá cây xanh, bèo tây,

rơm rạ, chất thải rắn… được ủ với một số phân men như phân chuồng, nước giải, lân, vôi… cho đến khi hoai mục

c) Phân xanh: là loại phân sử dụng các loại bộ phận trên mặt đất của cây Phân xanh

thường được sử dụng tươi, không qua quá trình ủ Cây phân xanh thường là cây họ đậu hoặc cỏ lào, cây quỳ dại…

2.1.4.5 Phân vi sinh vật

Là những chế phẩm trong đó có chứa các loài VSV có ích như vi khuẩn, nấm, xạ khuẩn,… gồm một số loại sau:

a) Phân vi sinh vật cố định đạm: có nhiều loài VSV có khả năng cố định N từ

không khí như tảo lam (Cyanobacterium), Klebsiella, vi khuẩn Azotobacter, Bradyrhizobium, Rhyzobium, xạ khuẩn Actinomyces Trên thị trường hiện nay có một

số loại sau: phân nitragin, phân Rhidafo, phân Azotobacterin, phân Azozin…

b) Phân vi sinh vật hòa tan lân: gồm các VSV có khả năng phân hủy lân như

Aspergillus, Pseudomonas, Bacillus, Micrococens… Trên thị trường có một số loại như: Phosphobacterin, VA mycorrhiza…

c) Phân vi sinh vật kích thích tăng trưởng cây

2.1.4.6 Các loại phân khác

- Phân than bùn: như Biomix, Biofer, Komix, Compomix, lân hữu cơ sinh học

- Phân tro, phân dơi

là thành phần thường có trong phân bón hỗn hợp và phức hợp cùng với các hợp chất amoni nirat là một mối nguy hiểm lớn đối với vấn đề ô nhiễm môi trường (Abu-

Eishah, et al., 1999)

Do đó, nhiều quy trình đã được sử dụng để chuyển đổi gốc clorua trong kali clorua với sự hiện diện của gốc sulphate thành kali sulphate Kali sulphate được khuyến khích để được sử dụng như một loại phân bón thay thế kali clorua vì:

- K2SO4 là một loại phân bón hai chất dinh dưỡng (K + S), vì có chứa 50% K2O

và 18% S

- K2SO4 chứa một lượng rất thấp clorua (Cl- ≤ 1%)

- K2SO4 chứa ít muối, vì vậy phù hợp hơn để sử dụng trên các loại cây trồng nhạy cảm với nước muối

2.2.2 Các phương pháp sản xuất K 2 SO 4 phổ biến

2.2.2.1 Sản xuất kali sulphate theo công nghệ Mannheim

Phổ biến nhất là phương pháp sản xuất kali sulphate theo công nghệ Mannheim: cho kali clorua phản ứng với axit sulfuric ở nhiệt độ cao, sản phẩm phụ chủ yếu là HCl Tuy nhiên qua nhiều năm, thị trường đã cạnh tranh hơn, kali sulphate thiên nhiên với giá vốn đầu tư và vận hành thấp hơn đã bắt đầu thống trị sản lượng sản xuất loại phân này ở một số nước có nguồn muối phức thiên nhiên (Zhu-Hong Wang, 2005) Phản ứng được thực hiện qua 2 giai đoạn:

Phản ứng tỏa nhiệt

KCl + H2SO4 → KHSO4 + HCl Phản ứng thu nhiệt

KHSO4 + KCl → K2SO4 + HCl Cho kali clorua tác dụng với axit sulfuric và khuấy trộn chậm trong lò Mannheim được gia nhiệt, sinh ra K2SO4 và khí HCl Lò Mannheim được gia nhiệt bằng khí đốt thiên nhiên hay dầu nhiên liệu Kali sulphate được cho vào một thùng làm lạnh Các miếng, tảng sản phẩm từ thùng làm lạnh được xay, cán, ép hay tạo viên Tuy nhiên, giá của kali sulphate dùng làm phân bón bằng khoảng 2 lần so với kali clorua, nên việc tạo viên sẽ làm sản phẩm càng thêm đắt Khí HCl được làm nguội trong thiết bị trao đổi nhiệt graphite và được hấp thu trong nước để sản xuất sản phẩm phụ axit clohydric 33% (Zhu-Hong Wang, 2005)

Công nghệ này cho ra sản phẩm chất lượng rất cao, chứa trên 50% K2O và ít hơn 1% clorua

Nhược điểm: chi phí đầu tư cao