Supephotphat kép về thành phần hóa học không khác gì supephotphat đơn, chúng chỉ khác nhau vẻ thành phần vật chất trong sản phẩm và vẻ quy trình sản xuất. Tùy thuộc vào thành phần nguyên liệu mà hàm lượng P,O, trong supephotphat kép dao động,
từ 45 đến 51% với 42 đến 48% P;O; hữu hiệu ; trong khi đó supephotphat đơn chỉ có từ
14 đến 21% P,O, hữu hiệu. Hàm lượng CaSO, trong supephotphat kép chỉ vào khoảng 3 đến 6%, trong khi đó trong supephotphat đơn là 50 đến 55%. Vẻ mặt công nghệ chúng
khác nhau ở chỗ, supephotphat đơn thực hiện quá trình phân hủy quặng bằng axit
sunfuric còn supephotphat kép thì tiến hành phân hủy quặng bằng axit photphoric.
Quá trình phân hủy quặng trong sản xuất supephotphat kép xảy ra theo các phương trình sau:
CauPO,),F +7H,PO,+ 5H,O = 5[Ca(H,PO,,H,O] + HF +31,6kcal — (1229)
CaCO, + 2H,PO, = Ca(H,PO,),.H,O + CO, (12.30)
262 Chương 12. Sản xuất một số muối vô cơ quan trong
M;O; + 2H,PO, + H;O = 2(MPO,2H,O], (M là Fe, AI...) 231)
Cũng như trong sản xuất supephotphat đơn, quặng mịn được rót đồng thời cùng
với axit photphoric vào buồng trộn với lượng axit bằng 100 đến 110% so với định lượng,
chuẩn theo các phương trình phản ứng.
Ở giai đoạn đầu quá trình phân hủy xảy ra rất nhanh, sau đó chậm dản do nồng độ axit photphoric trong pha lỏng giảm xuống. Giai đoạn này sẽ kết thúc khi pha lỏng bão hòa canxi đỉhyđrophotphat. Trong thực tế sản xuất, giai đoạn này kéo dài trong, khoảng 5 đến 10 phút.
Giai đoạn tiếp theo là giai đoạn phản ứng đi kèm với sự kết tỉnh của canxi đihyđrophotphat, hình thành màng vỏ muối bọc xung quanh hạt quặng chưa phân hủy
hết. Màng này ngăn cản quá trình xâm nhập của axit vào các hạt quặng. Do đó sự phân
hủy phần quặng bên trong vỏ muối xảy ra rất chậm. Mặt khác sự hòa tan của các muối
canxi vào dung dịch chứa axit photphoric cũng gặp cản trở không kém, do sự khuếch tán chậm của ion canxi từ bề mặt hạt quặng qua lớp màng muối ra ngoài. Tốc độ kết tỉnh và thành phần muối trong lớp vỏ màng phụ thuộc vào nhiệt độ phản ứng và nồng độ của
axit photphoric ban đầu.
Tron Sấy đuổi
[| mớócthừa ||
Axit sin xuất +
bằng phương Gia công Đồng gói
trao đổi —| Côaxit Bã thải supephotphat sản phẩm
(28-32% P,O,) is
Kho axit Tron „| Ủchín
50-54% supephotphat
PO, ————
Hình 12.18. Sơ đỗ công nghệ sản xuất supephotphat kép.
“Trong sản xuất người ta thường sử dụng axit có nồng độ 50 đến 57% theo P,O, với công nghệ có buồng hóa thành và 28 đến 40% P,O, cho công nghệ không có buồng hóa thành. Điều này nhằm đáp ứng yêu cầu bảo đảm tốc độ phân hủy quặng. Vì ở giai đoạn một, tốc độ phân hủy sẽ cao khi nồng độ axit thấp và ngược lại ở giai đoạn hai We độ phân hủy sẽ cao khi nồng độ axit cao.
Như vậy khi triển khai sản xuất supephorphat kép người ta có thể đi từ hai loại avit có nồng độ khác nhau (đặc và loãng). Sơ đỏ cong nghệ sản xuất có thể tham khảo.
trên hình 12.18.
Mac dấu phương pháp sản xuất di từ axit có nông độ cao được ưa chuộng song.
van t6n tại phương pháp sản xuất đi từ axit có nóng độ thấp do điều kiện công nghệ ở
từng nơi và từng lúc khác nhau. Vẻ mặt dây chuyẻn thiết bị công nghệ, đối với sản xuất
3upephotphat kép cũng tương tự như đối với sản xuất supephotphat đơn; tuy nhiên có một số thay đổi cho phù hợp. Những thay đổi này nhằm giải quyết hai vấn để khác biệt là thời gian lưu của supephotphat kép ngắn hơn và khả năng đóng rắn của nó trong các thiết bị cũng cao hơn.
12.2.9, Sản xuất phân tổng hợp NPK
Phân tổng hợp NPK thường được sản xuất theo phương pháp phân hủy quang apatit bằng axiL nitric. Lượng axit dư được trung hòa bảng amoniac; công việc này không những để trung hòa mà còn nhằm làm tăng hàm lượng nitơ trong sản phẩm. Cuối cùng lượng kali được thêm vào dưới dạng KCI.
Phân NPK đòi hỏi thành phần các nguyên tố nitơ (N), photpho (P) và kali (K)
theo một tỷ lệ và hàm lượng nhất định. Nhưng công nghệ sản xuất NPK theo phương pháp phân hủy quặng apatit bằng axit nitric thì lượng canxi còn quá cao không đáp ứng được đòi hỏi vẻ hàm lượng N, P và K trong sản phẩm cuối cùng. Chính vì thế đã xuất
hiện nhiều phương pháp tách loại canxi ra khỏi hỏn hợp trung gian. Phương pháp thứ
nhất là làm lạnh và kết tỉnh Ca(NO,); sau khi phân hủy quang bing axit nitric. Bang cách này tỷ lệ CaO/P,O, tính theo nguyên liệu là 3.5/1.0 giảm xuống chỉ còn 2/1.
Phương pháp thứ hai là trong khi phá quậng bằng axit nitric, người ta cho thêm
axit sunfuric vào với một tỷ lệ nhất định. Canxi sunfat ít tan hơn được tạo thành và sẽ
được tách ra khỏi dung dịch theo phản ứng:
Ca(NO,), + H,SO, + 2NH, = CaSO, + 2NH,NO, (12.32)
Phương pháp thứ ba được sử dụng là tạo kết tủa canxi cacbonat đồng thời với việc trung hòa sản phẩm trung gian bằng amoniac. Kết tủa được tách ra bằng cách lọc thông thường.
Ca(NO,), + 2NH, + CO; + H,O = CaCO, + 2NH.NO, (233) Ngoài ra để loại canxi người ta còn dùng amoni sunfat thực hiện phản ứng trao đổi với canxi nitrat. Sản phẩm thạch cao (CaSO,.2H,O) hình thành rất dễ tách ra khỏi dung dịch
Ca(NO,); + (NH,,SO, + 2H,O = CaSO,2H,O + 2NH,NO, (12.34)
264 Chương 12. Sản xuất một số muôi vo co quan trọng,
Với phương pháp thứ hai và thứ ba người ta có thể loại canxi ra khỏi sản phẩm
tùy theo yêu cầu của sản xuất.
Dé tang thêm hàm lượng photpho trong phân NPK, người ta có thể cho thêm axit
photphoric vào dây chuyển sản xuất trước khi thực hiện công đoạn trung hòa bằng
amoniac.
Lưu đồ công nghệ sản xuất phân tổng hợp NPK được mô tả trên hình 12.19. ˆ
Quang
NH, KCl apatit HNO,
Phân hủy quặng,
(NH,,50, Ỳ 2 ____
PL KE tha canxi Kết tỉnh canxi nitrat
_—
v
Lọc bỏ kết tủa Lọc loại canxi nitrat
‘Trung hda bing amoniac
Sấy khô sản phẩm.
Đóng bao, nhập kho I
Hình 12.19. Sơ đồ công nghệ sản xuất phân tổng hợp NPK.