ĐỀ TÀI " Tình hình khai thác và sử dụng quặng phốtphat trên thế giới " ppt

ĐỀ TÀI
Tình hình khai thác và
sử dụng quặng
phốtphat trên thế giới
1. mở đầu
Quặng phôtphat là nguyên liệu chủ yếu để sản xuất phân lân và các sản phẩm
hóa chất chứa lân. Nớc ta cũng may mắn nh một số nớc khác trên thế giới có trữ
lợng đáng kể về loại quặng quý này. Tuy nhiên chất lợng quặng ở các vùng, thậm
chí ngay trong một khu mỏ cũng rất khác nhau.
Nhằm tìm những hớng chế biến các loại quặng phôtphat này một cách hợp lý
và có hiệu quả, chúng tôi xin điểm lại cách phân chia và xếp loại các loại quặng
phôtphat trên thế giới; so sánh trữ lợng quặng ở từng khu vực; giới thiệu tình hình
khai thác và các phơng pháp làm giàu một số loại quặng phôtphat điển hình ở các
nớc; hớng sử dụng quặng phôtphat ở những nớc sản xuất và các nớc nhập khẩu
quặng; kinh nghiệm sử dụng và chế biến hợp lý một số loại quặng phôtphat nghèo ở
các nớc, đồng thời liên hệ đến tình hình chất lợng các loại quặng apatit ở nớc ta và
đề xuất hớng sử dụng, chế biến hợp lý các loại quặng này.

3
2. Phân loại, trữ lợng và tình hình khai thác
quặng phôtphat trên thế giới
2.1. Phân loại quặng phôtphat
Đá phôtphat thờng chứa các khoáng vật apatit. Các mỏ quặng phôtphat đợc
chia thành 3 kiểu chính: trầm tích, macma và guano. Đến nay ngời ta đã biết khoảng
200 dạng khoáng vật phôtphat, nhiều nhất là họ apatit.
Thông thờng các quặng phôtphat nguồn gốc macma là quặng apatit, còn quặng
phôtphat trầm tích đa số là phôtphorit. ở mỏ Lào Cai, quặng apatit thực chất là một
kiểu metaphôtphorit trầm tích biển nhng đã biến chất thành quặng apatit, đợc
Sokolov (1984) xếp vào nguồn gốc biến chất.
Quặng phôtphat nguồn gốc macma (quặng apatit) thờng có kích thớc tinh thể

lớn hơn 40 micron, công nghệ tuyển thành tinh quặng thơng phẩm là công nghệ có
hiệu quả kinh tế cao hơn. Quặng apatit Lào Cai tuy có nguồn gốc trầm tích nhng do
bị biến chất nên kích thớc tinh thể floapatit của metaphôtphorit Lào Cai xấp xỉ bằng
kích thớc tinh thể floapatit của quặng apatit-nephelin Khibin (Kola) có nguồn gốc
macma, vì vậy cũng thuộc loại quặng khó hòa tan. Zverev và Faizullin (1980) chia
quặng apatit thành các loại quặng giàu (trên 18% P
2
O
5
), trung bình (8-18% P
2
O
5
),
nghèo (5-8% P
2
O
5
) và rất nghèo (3-5% P
2
O
5
).
Quặng phôtphorit đợc định nghĩa khác nhau tùy theo từng tác giả. Về mặt địa
chất thạch học, phôtphorit là một loại đá trầm tích gồm từ 33 đến 50% khoáng vật
canxi phôtphat thuộc nhóm apatit ở dạng ẩn tinh hoặc vi tinh, có kiến trúc apharit
hoặc kiến trúc hạt oolit, pellit. Tùy theo bản chất khoáng vật phôtphat trong đá, hàm
lợng P
2
O

5
tơng ứng tối thiểu là 12-18%. Còn những loại quặng có hàm lợng 1-
12% P
2
O
5
đợc gọi là đá phôtphat.
Các khoáng vật phôtphat trong đá trầm tích thờng bị biến đổi giữa floapatit
Ca
10
(PO
4
)
6
F
2
và cacbonat-floapatit hay francolit, với CO
2-
3
thay thế đồng hình cho
PO
3-
4
. Ngoài ra, Ca
2+
cũng có thể đợc thay thế bằng Na
+
, Mg
2+
, và F

-
đợc thay thế
bằng OH
-
.
Sự thay thế PO
3-
4
bằng CO
2-
3
thể hiện ở những biến đổi đáng kể về thông số
mạng a của tinh thể apatit. Khi tỉ số mol CO
2-
3
/PO
3-
4
tăng từ 0 đến 0,3 thì a giảm
xuống từ 3,70 đến 3,20 (1 = 10
-8
cm). Khi hiện tợng thay thế PO
3-
4
bởi CO
2-
3
tăng
lên thì kích thớc tinh thể khoáng vật phôtphat sẽ giảm đi, độ hòa tan của chúng trong
dung dịch xitrat và axit sẽ tăng lên.

4
Đa số khoáng vật phôtphat trong quặng phôtphorit là francolit (mức độ thay thế
phôtphat bởi cacbonat thấp) và floapatit. Thạch anh là thành phần đi kèm. Cacbonat
(đolomit, canxi) thờng tạo thành hỗn hợp cơ học hoặc nền xi măng của quặng
phôtphat-cacbonat. Quặng metaphôtphorit Lào Cai là quặng phôtphat-cacbonat ở
dạng hỗn hợp francolit hoặc floapatit với đolomit. Do biến chất và phong hóa, mất
CO
2
nên francolit thờng biến đổi thành floapatit.
Quặng phôtphorit có tuổi càng cao, càng bị biến chất nhiều thì kích thớc
khoáng vật apatit càng lớn, do đó càng khó hòa tan.
Theo Mc Clellan và Saavedra (1986), thông số tinh quang a của francolit ở các
quặng phôtphorit cổ tuổi Tiền Cambri-Cambri bằng 9,35-9,39, trong khi phôtphorit
tuổi Kainozoi có giá trị a bằng 9,32-9,35. Quặng phôtphorit tuổi Paleozoi có trị số a
trung gian bằng 9,34-9,36.
Thuật ngữ phôtphorit cũng đợc dùng cho quặng phôtphorit trầm tích chứa cả
canxi phôtphat và nhôm phôtphat, sắt phôtphat có nguồn gốc Kacxtơ, tơng tự nh
phôtphorit Vĩnh Thịnh (Lạng Sơn).
2.2. Trữ lợng quặng phôtphat trên thế giới
Các nhà địa chất đã đa ra các chỉ tiêu tính trữ lợng quặng phôtphat nh sau :
Bảng 1. Chỉ tiêu tính trữ lợng quặng phôtphat
P
2
O
5
(%)
Nhóm quặng
theo nguồn gốc
Mỏ Kiểu quặng
Hàm

lợng
biên
Hàm lợng trung
bình công
nghiệp tối thiểu
Bề dầy
công
nghiệp tối
thiểu (m)
Phôtphorit trầm
tích

Metaphôtphorit
trầm tích biến
chất
Tyesai (Caratau)

Janatas (Karatau)

Lào Cai
Phôtphorit hạt
oolit

Apatit-
đolomit
(loại II)
20

15
15

22

22-23
20
3,5
(1)


3,0
0,5
Apatit macma


Apatit macma
Khibin (Kola)


Oshurkov
Apatit
nephelin

Apatit (trong
gabro-diorit
và xienit)
5

8
25
11

13.5
36
10

10
10
(1) Bề dày nằm ngang
5
Theo thống kê, trữ lợng quặng phôtphat trên thế giới hiện vào khoảng 63,1 tỉ tấn
P
2
O
5
, đủ dùng trong 450-500 năm; trong đó 91,6% (57,8 tỉ tấn P
2
O
5
) là quặng
phôtphorit và 8,4% (5,3 tỉ tấn P
2
O
5
) ở dạng apatit. Những bể quặng apatit chủ yếu
nằm ở Nga, Cộng hòa Nam Phi, Braxin, Phần Lan, Dimbabuê, Canađa; còn phôtphorit
có ở nhiều nơi, nhất là ở Châu Phi, Bắc Mỹ.
Những khu vực có trữ lợng quặng phôtphat lớn trên thế giới là (triệu tấn P
2
O
5
):

Mỹ: 5.000 Tuynidi: 2.000
SNG: 3.000 Các nớc khác thuộc châu Phi: 7.000
Ma-rốc: 38.100 Châu á: 2.300
Xahara: 3.700 Châu úc: 2.000
Những số liệu trữ lợng này thờng xuyên thay đổi do khai thác hàng năm và kết
quả tìm kiếm thăm dò những mỏ mới.
Theo Cục Địa chất Mỹ (USGS), Trung Quốc (TQ) hiện có trữ lợng 1 tỉ tấn
quặng phôtphat (tính theo P
2
O
5
), đứng thứ 12 trên thế giới. Trữ lợng dự báo quặng
lẫn tạp chất của TQ tới 10 tỉ tấn, xếp vào hàng thứ hai chỉ sau Ma-rốc và Tây Xahara.
Trữ lợng quặng đã biết ở TQ chủ yếu ở dạng trầm tích, tập trung tại Vân Nam, Quý
Châu, Vũ Hán, Hà Bắc và Tứ Xuyên.
2.3. Trữ lợng quặng phôtphat tại Việt Nam
ở nớc ta, trữ lợng các loại quặng apatit khu mỏ Lào Cai đợc đánh giá nh sau :
Bảng 2: Tổng hợp trữ lợng các loại quặng apatit trong khu mỏ Lào Cai
Đơn vị tính: triệu tấn
Vùng thăm dò
Quặng
loại I
Quặng
loại II
Quặng
loại III
Quặng
loại IV
Cộng
1. Trữ lợng thăm dò:

- Phân vùng Bát Xát-Ngòi Bo

35,03

235,84

233,57

290,84

790,28
2. Trữ lợng tìm kiếm:
- Phân vùng Ngòi Bo-Bảo Hà

5,33

20,26

24,85

67,62

118,06
3. Trữ lợng dự báo:
- Chiều sâu 900m, phân vùng Bát
Xát-Ngòi Bo


5,00

567,0


16,0


1.077,0


1.665,0
Cộng 45,36 823,1 247,42 1.435,46 2.573,34
Hàm lợng P
2
O
5
trung bình (%)
34,66 22,04 15,08 11,04

6
2.4. Tình hình khai thác quặng phôtphat trên thế giới
Trong 30 năm qua, tình hình khai thác quặng phôtphat trên thế giới đã trải qua nhiều
dao động (hình 1). Năm 1982, sản lợng quặng phôtphat giảm 15,5% so với năm 1981,
đạt 123,5 triệu tấn quặng. Sau đó sản lợng quặng phôtphat đợc phục hồi, đạt đỉnh cao
vào năm 1988 với khoảng 51,3 triệu tấn (P
2
O
5
); nhng đến năm 1993 lại giảm 23,9% so
với năm 1992, chỉ đạt 118,6 triệu tấn.

Những đợt suy giảm đột ngột
sản lợng quặng phôtphat
trớc tiên là do tình hình kinh
tế-chính trị-xã hội diễn ra ở hàng loạt nớc Đông Âu và Liên Xô (cũ). S
ản lợng
quặng phôtphat
lại bắt đầu phục hồi nhanh từ năm 1994-1995.









0`

Hình 1. Tình hình khai thác quặng phôtphat trên thế giới
giai đoạn 1977-2007
Năm 1995, một số mỏ mới trên thế giới đã đợc đa vào khai thác: các mỏ Nam
Pactur và Nam Fort Midi tại Florida (Mỹ) với tổng công suất 5,8 triệu tấn/ năm; mỏ
Xidi Chinhian ở Khourigba (Ma-rốc) công suất 1,5 triệu tấn/ năm; mỏ El Sidia
(Gioocdani) công suất 4,6 triệu tấn/ năm, mỏ Baiovar (Pêru) công suất 0,55 triệu tấn/
năm. Arập Xêút cũng đa vào vận hành một mỏ có công suất 4,1 triệu tấn/ năm. áo
đang xây dựng mỏ công suất 0,7 triệu tấn/ năm. Cuối năm 1996, Ai Cập đa vào vận
hành mỏ Abu-Tartur với công suất ban đầu là 0,6 triệu tấn/ năm, tổng công suất thiết
kế của mỏ là 2 triệu tấn/ năm
Từ năm 2000, sản lợng của các cơ sở sản xuất axit phôtphoric trích ly ở các
nớc đã đạt gần với mức thiết kế; ngoài ra, nhiều nớc còn xây dựng một số nhà máy

axit phôtphoric và sản xuất phân lân mới, nên nhu cầu về quặng phôtphat tăng.
7
Sản xuất và tiêu thụ quặng phôtphat trên thế giới đạt mức thấp vào năm 2001;
sản lợng đạt khoảng 127,7 triệu tấn, hàm lợng P
2
O
5
trung bình 31,4%, tổng giá trị
khoảng 6,5 tỉ USD.
Châu Phi là nơi sản xuất quặng phôtphat lớn nhất, chiếm khoảng 30% sản lợng
thế giới (năm 2001). Mỹ và các nớc XHCN châu á có tổng sản lợng khoảng 40%.
Liên Xô (cũ) và Trung Đông cũng là những nhà sản xuất lớn.
Năm 2001 Mỹ tiêu thụ khoảng 26% sản lợng quặng phôtphat của thế giới. Châu
Phi và các nớc XHCN châu á tiêu thụ tổng cộng khoảng 31%. Lợng tiêu thụ đáng
kể là ở các dự án của các nớc XHCN châu á, Mỹ, châu Phi, Liên Xô (cũ) và Trung
Đông.
Từ năm 2002, ngành sản xuất quặng phôtphat trên thế giới bắt đầu thời kỳ phát
triển lâu dài với mức tăng trởng trung bình hàng năm 3,2% cho đến năm 2007.
Nhng mức khai thác và tiêu thụ năm 2007 dự báo sẽ chỉ đạt khoảng 97% của mức
năm 1990. Dự báo, mức tiêu thụ quặng phôtphat thế giới sẽ tăng đến khoảng 47,5
triệu tấn P
2
O
5
vào năm 2007, tăng 20% so với năm 2001.
Ngời ta chia các nớc khai thác quặng phôtphat thành 3 nhóm:
Nhóm 1: Những nớc khai thác khối lợng lớn nh Mỹ, TQ, Ma-rốc, các nớc
SNG chiếm 74,3% sản lợng của thế giới.
Nhóm 2: Gồm Tuynidi, Gioocđani, Ixrael, Braxin, Nam Phi, Tôgô, Xiri,
Xênêgal, ấn Độ chiếm 21,7% sản lợng thế giới.

Nhóm 3: Gồm Canađa, Ai Cập, Angiêri, Phần Lan, Mêhicô, CHND Triều Tiên,
Nauru, Việt Nam, Quần đảo Thiên Chúa Giáng Sinh (ấn Độ Dơng), Irắc, Vênêzuêla,
Dimbabuê, Pêru, Côlômbia, Xrilanca, Pakistan, áo.

Dự báo sản lợng phôtphat thế giới giai đoạn 2010-2040 :
Khoảng 90% sản lợng quặng phôtphat thế giới đợc dùng để sản xuất phân
bón. IFA (Hiệp hội Phân bón Quốc tế) đã nêu lên mối quan hệ giữa mức tăng dân số
thế giới với mức tăng sản lợng quặng phôtphat.
Theo tính toán, từ năm 1990 đến 2040 dân số thế giới sẽ tăng 87%, nhng mức
tăng dân số sau năm 2010 sẽ giảm. Khi quy mô sản xuất nông nghiệp ổn định thì mức
tăng sản lợng nông nghiệp sẽ chủ yếu do tăng năng suất mùa màng nhờ kỹ thuật
gien và tăng lợng phân bón đợc sử dụng.
8
Dự báo, đến năm 2010 dân số thế giới sẽ lên đến 7,2 tỉ ngời và đến năm 2040
sẽ đạt 9,9 tỉ (hình 2); còn sản lợng quặng phôtphat của thế giới trong giai đoạn này
cũng đợc dự báo theo 2 phơng án với mức tăng 1%/năm và 2%/ năm.
Sơ đồ dới đây trình bày phơng án 1 với mức tăng 1%/ năm, căn cứ vào tình
hình sản xuất quặng phôtphat thế giới giai đoạn 2001-2007. Theo phơng án này, đến
năm 2010 sản lợng quặng phôtphat thế giới sẽ đạt 195 triệu tấn và đến năm 2040 sẽ
đạt 263 triệu tấn.

140
B
A
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
2010
2020
2030
Nă
m
2040
2
3
4
5
6
7
8

9
10 tỉ ngời
160
180
200
220
240
260
280
300
Triệu tấ
n

Hình 2. Dự báo mức tăng dân số thế giới (A) và
sản lợng quặng phôtphat (B) giai đoạn 2010-2040

2.5. Chất lợng quặng phôtphat thơng phẩm
2.5.1. Hàm lợng P
2
O
5
Tinh quặng thơng phẩm của Nga là loại quặng có chất lợng cao nhất thế giới.
Nga chủ trơng vẫn duy trì mức chất lợng cao đối với tinh quặng apatit Khibin
(Kola). Loại tinh quặng apatit "Standard" có hàm lợng P
2
O
5
không dới 39%, còn
loại "Super" (chiếm khoảng 10% sản lợng của Liên hợp "Apatit") có hàm lợng P
2

O
5

là 40%.
Bảng 3 giới thiệu hàm lợng P
2
O
5
trung bình trong quặng phôtphat ở những nớc
có lợng quặng phôtphat xuất khẩu lớn trên thế giới. Nhìn chung chất lợng quặng
phôtphat khai thác từ năm 1995 đến 2005 đã đợc cải thiện.
9
Bảng 3. Hàm lợng P
2
O
5
trung bình trong quặng phôtphat
Hàm lợng P
2
O
5
trung bình, % Số
TT
Tên nớc
Năm 1995 Năm 2005
1 Nga 35,4 38,3
2 Marốc 31,6 31,9
3 Gioocđani 33,2 32,0
4 Tuynidi 30,1 29,0
5 Canada - 36,6

6 Phần Lan 36,4 36,1
7 TQ 22,0 30,0
8 Mỹ 29,8 28,9
Trung bình 29,7 31,2
Hình 3 cho thấy sự thay đổi của hàm lợng P
2
O
5
trong quặng phôtphat ở Nga và
Mỹ trong những năm gần đây.

28,0
1996
1998
2000
2002
2004
2006
2008
29,0
30,0
31,0
37,0
38,0
39,0
40,0
1
2
%PO
2

5











Hình 3. Sự thay đổi chất lợng nguyên liệu phôtphat ở Nga (1) và ở Mỹ (2)
Dự báo
10
2.4.2. Hàm lợng các nguyên tố độc hại và phóng xạ tự nhiên
Hàm lợng các nguyên tố độc hại và phóng xạ tự nhiên trong một số loại quặng
chủ yếu đợc sản xuất trên thế giới và của Việt Nam đợc nêu trên bảng 4. Quặng
apatit của Nga cũng đợc xếp vào loại an toàn sinh thái.
Bảng 4. Hàm lợng các nguyên tố hóa học độc hại (mg/kg) và phóng xạ tự nhiên
(B
K
/kg) trong các nguồn nguyên liệu phôtphat chủ yếu trên thế giới.
Nớc Mỏ Nguồn gốc %P
2
O
5
Cd Hg As Pb Phóng xạ
**
BauCraa Trầm tích 36,6 34,4 0,1 5,8 1 2.200-3.500

Khouribga - 32-32,5 12,8 0,1 8,8 3 2.200-3.500
Marốc
Youssofia - 14,6 40 - - - -
Sidia - 33,4-34,3 5,5 0,1 6 3,4 600-800 Gioocdani
El Khacca - 32,9-33,9 5,4 0,2 12,2 6,5 600-800
Angiêri Dzebel onc - 28,8 15,3 2,2 12,5 11 700-900
Florida - 34,3 9,4 0,1 9 18 2.000-5.000 Mỹ
Texas Gulf - 14,4 40 - - - -
Xiri Khneifiss - 31,1-32 13 0,1 20 8,7 -
Khibin Macma 39 0,5 0,1 5,3 3 < 200 Nga
Covdor - 38 0,8 0,1 4 2 < 250
Nam Phi Phalaborva - 40,3 1,8 0,2 10,3 14,8 < 250
Việt Nam Lào Cai
*
Trầm tích
biến chất
32,46 0,0 1 16 24 -
(*) Quặng apatit nguyên khai loại I, do phòng thí nghiệm Trung tâm Nhà máy
Toyma thuộc Công ty Nissan Chemical Industries, Ltd (Nhật Bản) phân tích.
(**) Tổng các đồng vị tự nhiên U
238
, Th
232
và K
40
Danh mục những kim loại nặng thờng thấy trong quặng phôtphat và hàm lợng
điển hình của chúng trong quặng và trong đất đợc giới thiệu trên bảng 5. Các số liệu
cho thấy những dải hàm lợng này dao động rất rộng do nguồn gốc và kiểu quặng
khác nhau.
Theo phơng pháp chiết quặng bằng axit sunfuric thì 80-90% thủy ngân, chì và

30-50% cađmi đợc thải theo bã phôtphogips; còn theo các phơng pháp chế biến
khác thì hầu nh tất cả các nguyên tố vi lợng đều ở lại trong phân bón.
11
Bảng 5. Hàm lợng kim loại nặng thờng thấy
trong quặng phôtphat và trong đất trồng
Hàm lợng trung bình
(mg/kg)

Nguyên tố
Hàm lợng
trung bình
*

(mg/kg P)
Phạm vi dao
động
(mg/kg quặng)
Quặng Đất
Đa vào đất do
dùng phân bón
sau 100 năm,
(mg/kg đất)
**
Asen 45 1-300 7 6 0,04
Cađmi 170 0,01-120 25 0,35 0,14
Crôm 1.000 0,3-460 150 70 0,83
Coban 13 0,5-6 2 8 0,01
Đồng 200 6-80 30 30 0,17
Chì 40 3-40 6 35 0,03
Mangan 200 6-300 30 1.000 0,17

Thủy ngân 0,2 0,01-0,10 0,03 0,06 0,0017
Molipđen 33 1-10 5 1,2 0,03
Niken 230 1-85 35 50 0,19
Kẽm 660 3-800 100 90 0,55
* - Quặng chứa 15% P
**- Lớp đất mặt (20cm), khối lợng riêng 1,2 kg/dm
3
,
hàng năm bón 20 kg P/ha sau 100 năm.
Số liệu ở bảng 5 cũng cho thấy sự di chuyển kim loại nặng vào đất sau 100 năm
dùng phân lân. Sự di chuyển vào đất của các kim loại này đợc cho là không đáng kể
so với mức hiện diện tự nhiên trong đất trung bình, ngoại trừ cađmi là đáng chú ý.
Cađmi rất độc hại với con ngời nhng ít độc với cây cối. Việc sử dụng phân lân
làm tăng dần hàm lợng cađmi trong đất trồng và qua hàng thế kỷ có thể dẫn đến mức
cađmi cao trong nông sản.
Các quy định ở châu Âu chỉ cho phép lợng cađmi trong thức ăn hàng ngày
trung bình là 20 àg; WHO khuyến cáo mức tối đa trong khẩu phần ăn hàng ngày là
70 àg.
Nếu sử dụng quặng phôtphat trầm tích làm nguyên liệu sản xuất thì phân bón có
thể chứa cađmi.

12
3. Vấn đề làm giàu và chế biến quặng phôtphat nghèo
3.1. Vấn đề làm giàu quặng phôtphat
Hiện nay đã có những phơng pháp làm giàu quặng phôtphat chủ yếu nh sau:
1. Tách tĩnh điện. Dựa trên nguyên lý là hạt phôtphat thờng có điện tích dơng,
còn silic có điện tích âm.
2. Tách theo nhóm hạt. Đá cacbonat thờng nằm ở những nhóm hạt có kích
thớc lớn, còn canxi phôtphat thờng có trong những nhóm hạt nhỏ.
3. Tách từ tính.

4. Phơng pháp thiêu nung ở nhiệt độ cao. Phơng pháp này thích hợp đối với
những quặng có hàm lợng cacbonat cao và hàm lợng silic vừa phải.
5. Phơng pháp tuyển nổi. Tùy theo loại quặng, thành phần khoáng mà lựa chọn
phơng pháp làm giàu thích hợp hoặc phối hợp các phơng pháp nêu trên.
ở Liên hợp "Apatit" (Nga)-Xí nghiệp phôtphat lớn nhất thế giới-ngời ta làm
giàu quặng apatit-nephelin vùng Khibin với hàm lợng P
2
O
5
ban đầu là 5%. Tinh
quặng thơng phẩm đạt 39-40% P
2
O
5
. Gần đây ngời ta đã thay đổi sơ đồ công nghệ
tuyển nổi với việc nghiền quặng apatit-nephelin thô hơn. Quặng chỉ cần đợc nghiền
tới kích thớc 0,5-1 mm, khi đó 90% lợng apatit đợc giải phóng khỏi kết hạch với
khoáng đi kèm. Quặng đã nghiền thô đợc phân loại theo cỡ hạt trong phạm vi 0,1-
0,15 mm, sau đó phần quặng thô và mịn đợc tuyển nổi riêng theo những chế độ tối
u về thuốc tuyển và thủy động học. Quá trình tuyển nổi apatit từ quặng thô đợc
thực hiện theo sơ đồ ngắn và đơn giản. Nhờ tốc độ tuyển nhanh và tính chọn lọc cao
nên thu đợc nhiều tinh quặng apatit hơn, ít bụi, hàm lợng quặng đạt gần 40% P
2
O
5
.
Phần quặng mịn tích tụ những quặng phong hóa khác nhau khi làm giàu, có lợng
slam lớn làm giảm tính chọn lọc tuyển nổi nên không là đối tợng cần quan tâm.
Cũng ở Nga, tại Xí nghiệp Covdor ngời ta khai thác và làm giàu quặng apatit-
magnesit chứa 7% P

2
O
5
. Sau khi tách sắt bằng tuyển từ tính quặng ớt, quặng đuôi
chứa 7-13% P
2
O
5
đợc làm đậm đặc và khử slam ở cấp hạt 0,044 mm trong xiclon
thủy lực, bánh lọc đợc nghiền trong máy nghiền bi đến kích thớc 0,074 mm rồi khử
slam trong hệ cô đặc theo cấp hạt 0,01 mm, sau đó tuyển nổi. Tinh quặng apatit
Covdor thu đợc chứa 38% P
2
O
5
, nhng đặc biệt hàm lợng flo rất thấp (dới 1%).
ở Cộng hòa Nam Phi, mỏ Phalabova khai thác 3 loại quặng apatit chứa piroxen,
phoscorit và cacbonat, hàm lợng P
2
O
5
trong quặng chỉ đạt 7-11,5%. Ngoài apatit,
những quặng đó còn chứa magnesit, đồng sulfua, badeleit (khoáng vật ziricon oxit).
13
Ba loại quặng này đợc làm giàu theo 3 dây chuyền riêng. Sau khi tách đồng sulfua
bằng tuyển nổi và tách magnesit bằng từ trờng, phần không chứa magnesit đợc tiến
hành tuyển nổi phôtphat. Quặng đuôi sau tuyển nổi đợc làm giàu theo phơng pháp
trọng lực để thu tinh quặng badeleit. Do tính đa dạng của quặng và công nghệ làm
giàu, mỏ này sản xuất 6 loại tinh quặng apatit với hàm lợng từ 36 đến 40% P
2

O
5
.
ở Braxin, ngời ta làm giàu quặng apatit-cacbonat trong 7 xí nghiệp với công suất
từ 500 đến 1.200 ngàn tấn tinh quặng/ năm. Ngoài apatit, loại quặng này còn chứa
canxit, đolomit, magnesit và các khoáng khác. Quặng đợc nghiền mịn đến cỡ hạt 0,3
mm sau đó tách bằng từ trờng để thu tinh quặng magnesit. Phần không chứa magnesit
đợc khử slam ở cấp hạt 0,02 mm và tuyển nổi để thu tinh quặng apatit. Quặng đuôi
sau tuyển nổi đợc dùng để sản xuất xi măng hoặc để cải tạo những vùng đất chua.
ở Phần Lan, ngời ta khai thác quặng apatit nghèo (4-5% P
2
O
5
) tại mỏ
Silinharvi. Quặng gồm 10% apatit, 20% canxit và đolomit, 65% flogopit (mica vàng)
và 5% khoáng silicat khác. Tinh quặng apatit tuyển nổi chứa 35-36% P
2
O
5
ở dạng
bánh với độ ẩm 8% đợc đa đi sản xuất axit phôtphoric trích ly. Quặng đuôi tuyển
nổi một phần đợc dùng để cải tạo đất.
ở Dimbabuê, tại mỏ Dorou ngời ta khai thác quặng apatit với tạp chất
magnesit, chứa 4-13% P
2
O
5
(trung bình 8%). Quặng đợc làm giàu bằng cách rửa,
nghiền, tách bằng từ trờng và tuyển nổi. Để tuyển nổi, phần không chứa magnesit
đợc nghiền đến kích thớc 0,18 mm, sau đó khử slam ở cấp hạt 0,04 mm. Trớc đây

ngời ta sản xuất tinh quặng apatit chứa 40% P
2
O
5
, những năm gần đây chất lợng
của tinh quặng giảm xuống còn 35% P
2
O
5
.
ở Udơbekistan, ngời ta áp dụng phơng pháp nung để làm giàu quặng
Czlcum có thành phần khoáng nh sau: 56% francolit; 26,5% canxit; 7,5-8,0%
quart; 4,0-4,5% fenspat; 3,5% gips; 1,0% helit; dới 1,0% zeolit; 0,5% chất hữu cơ.
Thành phần hóa học của quặng nh sau: 16,20% P
2
O
5
; 1,40% Al
2
O
3
; 0,49% Fe
2
O
3
;
0,50% FeO; 46,20% CaO; 0,60% MgO; 7,80% chất không tan; 0-1,10% Na
2
O;
0,35% K

2
O; 17,70% CO
2
; 2,65% SO
3
; 1,94% F; mất khi nung 21,34%.
Khác với quặng apatit-đolomit (quặng loại II Lào Cai), ở quặng này khoáng tạo
đá chủ yếu là canxit dạng xi măng canxit, kẹp với phôtphat (gọi là ngoại canxit), nên
hàm lợng MgO thấp.
Trong quá trình làm giàu, quặng đợc rửa, sau đó phân loại. Cỡ hạt nhỏ đợc
khử slam sau đó đem lọc rồi nung cùng với cấp hạt lớn. Tinh quặng thơng phẩm
chứa: 27,1% P
2
O
5
; 1,4% CO
2
; 52,0% CaO; 0,6% MgO; 1,5% Al
2
O
3
; 0,6% Fe
2
O
3
;
2,9% SO
3
; 2,8% F; 8,6 % chất không tan.
14

Quặng apatit Lào Cai loại II (quặng apatit-đolomit) đã đợc Công ty Techni-Fert
S.A (Cộng hòa Pháp) tiến hành thử nghiệm làm giàu theo phơng pháp nghiền và
phân loại theo nhóm hạt. Kết quả đợc nêu trên bảng 6. Quặng ban đầu chứa 24,0%
P
2
O
5
đã đợc làm giàu đến 29,6% P
2
O
5
trong nhóm hạt < 40 àm, nhng phần thải
(chiếm 51,7% khối lợng ban đầu) vẫn có hàm lợng P
2
O
5
cao (19,5%), cần phải
nghiên cứu xử lý tiếp.
Bảng 6. Hàm lợng các hợp chất trong quặng apatit loại II trớc và sau khi tuyển (%)
Hợp chất Quặng ban đầu Nhóm hạt < 40 àm Nhóm hạt > 40 àm
P
2
O
5
24,0 29,6 19,5
CaO 38,8 44,3 33,6
MgO 5,2 3,9 6,4
Al
2
O

3
1,6 1,6 1,6
Fe
2
O
3
1,5 1,3 1,6
SiO
2
14,7 7,6 21,3
Tỉ lệ khối
lợng, %
100 48,3 51,7
Công trình hợp tác nghiên cứu làm giàu quặng apatit-cacbonat Lào Cai (quặng
apatit loại II và IV) giữa Công ty Thiết kế mỏ - Hóa chất và Viện Nghiên cứu Quốc
gia về nguyên liệu mỏ - hóa chất (Liên Xô cũ) đã kết luận: Đối với quặng apatit loại
II thì sơ đồ tuyển kết hợp trọng lực và tuyển nổi là có hiệu quả và kinh tế nhất; đây là
sơ đồ tuyển không có phế thải, có thể thu đợc tinh quặng apatit để sản xuất phân bón
theo phơng pháp chế biến bằng axit, đồng thời thu đợc sản phẩm apatit dạng cục để
sản xuất phân lân nung chảy. Ngoài ra, còn thu đợc silic oxit dạng cục là quặng thải
của tuyển huyền phù, có thể dùng làm vật liệu xây dựng, và bột nghiền apatit-
cacbonat (quặng thải tuyển nổi), có thể dùng bón cho những vùng đất chua.
Đối với mẫu quặng apatit-đolomit ở khu mỏ Cóc, đã thu đợc những số liệu sau :
Thành phần hóa học của mẫu quặng apatit-đolomit ban đầu (%):
P
2
O
5
MgO CO
2

Chất không tan
24,1 5,7 12,5 8,0
Thành phần khoáng vật (%):
Apatit Cacbonat Thạch anh Felspat Mica và đất sét Sắt hydroxit và pyrit
60 30 5,3 0,5 2,3 1,8
15
Kết quả tuyển kết hợp (%):
Thu hoạch P
2
O
5
MgO CO
2
Chất không tan
- Tuyển trọng lực
hai giai đoạn
cấp tỉ trọng nặng 34,3 32,1 3,7 9,5 2,4
- Tuyển nổi tinh quặng 28,4 32,3 1,9 - 7,8
Cộng/ trung bình 62,7 32,2 2,9 4,8

3.2. Tình hình xuất nhập khẩu quặng phôtphat
Trên thế giới, phần lớn quặng phôtphat đã khai thác đợc dùng để sản xuất các
sản phẩm chứa lân sử dụng trong nớc, nhng cũng có nhiều nớc còn xuất khẩu loại
quặng này (bảng 7).
Bảng 7. Khối lợng quặng phôtphat đợc sản xuất
và xuất khẩu trên thế giới (năm 2005)
Số TT Tên nớc Sản lợng, ngàn tấn Xuất khẩu, ngàn tấn
1 Nga 11.286 3.100
2 Marốc 28.788 13.388
3 Gioocdani 6.381 4.006

4 Tuynidi 8.204 767
5 Canada 888 -
6 Phần Lan 823 -
7 TQ 30.449 2.114
8 Mỹ 35.516 -
TQ là một trong 4 nớc lớn cung cấp quặng phôtphat. Trong nhiều năm TQ hoàn
toàn cân đối đủ quặng phôtphat và đến nay đã trở thành nớc xuất khẩu quan trọng.
Những nớc nhập khẩu quặng phôtphat ở châu Âu là:
Bỉ 1.586 ngàn tấn
Nauy 709 ngàn tấn
Hà Lan 709 ngàn tấn
Đức 154 ngàn tấn
16
Các nớc châu á-Thái Bình Dơng chủ yếu nhập khẩu quặng phôtphat từ TQ:
Inđônêxia 362 ngàn tấn Hàn Quốc 1013 ngàn tấn
Philippin 271 ngàn tấn ấn Độ 1964 ngàn tấn
New Zealand 323 ngàn tấn Nhật Bản 376 ngàn tấn
ôxtrâylia 370 ngàn tấn Các nớc khác 226 ngàn tấn

Các số liệu thống kê cho thấy, các loại quặng phôtphat khai thác đợc với hàm
lợng P
2
O
5
từ 29,7 đến 32% phần lớn đợc dùng để sản xuất các sản phẩm chứa lân
sử dụng trong nớc, còn loại quặng có hàm lợng P
2
O
5
từ 32% đến 34,7% phần lớn

đợc dùng để xuất khẩu (hình 4).














29
10
20
30
40
50
60
70
80
90
X
X
X
X
X

1
2
100 %
30
31 32
33
34
2
5
35
Hàm lợng PO , %

Hình 4. Diễn biến về hàm lợng P
2
O
5
trong quặng phôtphat
dùng trong nớc (1) và xuất khẩu (2)



17
3.3. Tình hình sử dụng quặng phôtphat trên thế giới, xu hớng công nghệ đối với
quặng nghèo
3.3.1. Xu hớng chế biến quặng phôtphat
ở những nớc khai thác và sản xuất nhiều quặng phôtphat, phần lớn sản lợng
quặng đợc dùng để sản xuất phân bón, chỉ một phần nhỏ dùng để sản xuất các sản
phẩm kỹ thuật nh phôtphat dùng cho chăn nuôi gia súc, các loại muối phôtphat kỹ
thuật, axit phôtphoric sạch, phôtpho nguyên tố (bảng 8).
Bảng 8. Tỉ lệ khối lợng quặng phôtphat dùng để sản xuất các sản phẩm chứa lân

Tỉ lệ quặng dùng để sản xuất, %
Số
TT
Tên nớc Sản phẩm chủ yếu
Phân bón Sản phẩm kỹ thuật
1 Nga DAP, MAP, NP, NPK, phôtphat
chăn nuôi và kỹ thuật, H
3
PO
4

sạch
92 8
2 Ma-rốc DAP, MAP, TSP, phôtphat kỹ
thuật
> 99 < 1
3 Gioocdani DAP 100 -
4 Tuynidi DAP, TSP 100 -
5 Canada MAP 100 -
6 Phần Lan NP, NPK, phôtphat chăn nuôi,
H
3
PO
4
sạch
83 17
7 TQ DAP, MAP, NP, NPK, phân lân
đơn, phôtphat chăn nuôi và kỹ
thuật, H
3

PO
4
sạch, phôtpho
98 2
8 Mỹ DAP, MAP, NP, NPK, phôtphat
chăn nuôi và kỹ thuật, axit
H
3
PO
4
sạch
85 15

Riêng ở Braxin, để phục vụ cho kế hoạch phát triển chăn nuôi gia súc với trên
8,5 triệu km
2
đồng cỏ và chăn nuôi gia cầm xuất khẩu sang EU, ngời ta đã tổ chức
sản xuất phôtphat dùng cho chăn nuôi với sản lợng lớn.
Trong khi đó, hiện nay những nớc phải nhập khẩu quặng phôtphat lại tăng tỉ lệ
quặng dùng cho các sản phẩm phôtphat kỹ thuật. Đặc biệt là ở Bỉ, tỉ lệ quặng phôtphat
dùng để sản xuất các sản phẩm kỹ thuật chiếm tới 86%, trong khi quặng phôtphat
dùng cho sản xuất phân bón chỉ chiếm 14% (bảng 9).
18
Bảng 9. Tỉ lệ sử dụng quặng phôtphat trong các lĩnh vực sản xuất
ở các nớc nhập khẩu quặng
Tỉ lệ sử dụn
g

q
uặn

g

trong các lĩnh vực, %
Số
TT
Tên nớc Sản phẩm chủ yếu
Phân bón Sản phẩm kỹ thuật
1 Bỉ NP, NPK, phôtphat chăn nuôi và kỹ
thuật, H
3
PO
4
sạch
14 86
2 Na-uy NP, NPK 100 -
3 Hà Lan NP, NPK, phôtphat chăn nuôi và kỹ
thuật, H
3
PO
4
sạch, phôtpho vàng
66 34
4 Đức NP, NPK, phôtphat kỹ thuật 70 30
3.3.2. Tình hình sử dụng quặng phôtphat nghèo
Vấn đề sử dụng quặng phôtphat nghèo mà chủ yếu là quặng phôtphorit nghèo
đang là vấn đề hết sức cấp thiết vì những loại quặng này chiếm tới 80% tổng trữ lợng
quặng phôtphat của thế giới. Dới đây là một số kinh nghiệm cụ thể về vấn đề này
theo từng lĩnh vực sản xuất.
3.3.2.1. Sử dụng quặng phôtphat nghèo để sản xuất supephôtphat đơn
ở TQ, loại quặng phôtphorit Miên Triển tuy hàm lợng P

2
O
5
đạt 30,4% nhng
hàm lợng MgO lại lên tới 4%, tỉ lệ MgO/P
2
O
5
= 0,1315, không phù hợp cho sản xuất
supephôtphat đơn (tiêu chuẩn cho phép : MgO/P
2
O
5
không quá 0,08). Trong khi đó
loại quặng phôtphorit Túc Thông tuy hàm lợng MgO thấp nhng hàm lợng sắt,
nhôm (R
2
O
3
) lại cao, tỉ lệ R
2
O
5
/P
2
O
5
= 0,233 cũng không phù hợp để sản xuất
supephôtphat đơn (tiêu chuẩn cho phép : R
2

O
5
/P
2
O
5
không quá 0,12). Ngời ta đã tiến
hành trộn hai loại quặng này theo tỉ lệ 1 : 1 để thu đợc loại quặng có hàm lợng
27,63% P
2
O
5
, các hàm lợng MgO và R
2
O
5
đạt yêu cầu cho sản xuất supephôtphat
đơn (bảng 10).
Bảng 10. Thành phần hóa học của các loại quặng phôtphorit (%)
Loại phôtphorit P
2
O
5
Fe
2
O
3
Al
2
O

3
MgO MnO CaO SiO
2
F SO
4
CO
2
Phôtphorit Miên Triển 30,41 0,41 0,71 4,00 0,67 50,16 0,30 3,35 0,20 11,84
Phôtphorit Túc Thông 24,84 3,41 2,38 0,73 0,14 33,46 20,45 2,72 0,23 0,14
Tỉ lệ trộn 1 : 1 27,63 1,91 1,54 2,36 0,40 41,81 10,38 3,03 0,21 5,99

19
3.3.2.2. Sản xuất supephôtphat giàu từ quặng phôtphorit chất lợng thấp
ở Udơbekistan ngời ta đã xây dựng nhà máy sản xuất amôphos từ quặng
phôtphorit Caratau. Quặng phôtphorit Caratau là loại quặng chứa cacbonat tơng tự
quặng apatit loại II Lào Cai của Việt Nam, thành phần hóa học nh sau: 24,5-25,13%
P
2
O
5
; 39,0-39,71% CaO; 3,16-3,5% MgO; P
2
O
5
: R
2
O
5
=2,04-2,9; 6,25-8,00% CO
2

;
2,58-3,00% F; chất còn lại không tan 15-16%. Tỉ lệ CaO/P
2
O
5
cao (1,59) nên khi chiết
bằng axit sulfuric làm tăng khối lợng bã thải phôtphogips, hàm lợng CO
2
cao nên
sinh nhiều bọt khi phản ứng với axit, chất còn lại không tan cao gây khó lọc khi tách bã
phôtphogips, lợng tạp chất nhiều làm giảm tính chất của axit phôtphoric thu đợc.
Theo tính toán, giá thành 1 tấn P
2
O
5
sản xuất từ loại quặng này đắt gần gấp 2 lần
so với sản phẩm ở Nga dùng tinh quặng apatit Khibin. Vì vậy sản phẩm amôphos của
Udơbekistan không cạnh tranh đợc trên thị trờng.
Vì vậy, ngời ta đã chuyển sang sản xuất supephôtphat giàu trên hệ thiết bị sản
xuất amôphos trên cơ sở dùng quặng phôtphorit Caratau; axit phôtphoric trích ly cũng
đợc sản xuất từ quặng phôtphorit Caratau với nồng độ 22,4% P
2
O
5
; axit sulfuric
nồng độ 92,8% và khí NH
3
dùng để trung hòa lợng axit tự do, cuối cùng là quá trình
tạo hạt và sấy khô.
Khi tỉ lệ axit H

2
SO
4
: H
3
PO
4
nằm trong khoảng từ 2 đến 1, sẽ thu đợc
supephôtphat giàu với hàm lợng nh sau : 25,1-32,2% P
2
O
5
tổng; 24,5-31,5% P
2
O
5

hữu hiệu; 20,5-29,6% P
2
O
5
tan trong nớc; 2,8-3,7% N. Thành phần muối trong
supephôtphat giàu cũng phụ thuộc vào tỷ lệ axit H
2
SO
4
: H
3
PO
4

(bảng 11).
Bảng 11. Thành phần muối trong supephôtphat giàu, %
Tỉ lệ axit H
2
SO
4
: H
3
PO
4
Hợp chất
2 1,4 1
NH
4
H
2
PO
4
20,20 22,89 23,98
CaSO
4
. 0,5H
2
O 35,99 35,47 31,86
Ca(H
2
PO
4
) 5,01 7,10 8,37
Mg(H

2
PO
4
) 7,63 10,90 9,26
Ca
3
(PO
4
)
2
1,31 1,74 1,52
CaHPO
4
3,66 0,80 5,44
CaSiF
6
4,47 4,67 4,47
MgNH
4
PO
4
3,33 3,42 3,23
FePO
4
3,13 2,51 2,98
AlPO
4
3,82 4,06 4,06
SiO
2

6,55 7,00 6,00
20
Tính theo 1 đơn vị P
2
O
5
hữu hiệu, khi sản xuất supephôtphat giàu đã giảm đợc
18-20% lợng axit sulfuric và giảm đợc 35-45% lợng bã thải phôtphogips. Quy
trình công nghệ sản xuất cũng đơn giản hơn so với sản xuất DAP.
3.3.2.3. Sản xuất canxi đimonophôtphat
ở phần châu Âu của nớc Nga có 27 mỏ phôtphat với trữ lợng tới cấp C
2
là 292
triệu tấn P
2
O
5
. Quặng ở dạng kết hạch và biến chất trao đổi tàn d có hàm lợng P
2
O
5

trung bình 11,4-15,1%. Khi làm giàu thu đợc tinh quặng chứa 19-23% P
2
O
5
, không
thích hợp để sản xuất supephôtphat đơn, supephôtphat kép và axit phôtphoric trích ly
theo phơng pháp truyền thống vì các chỉ tiêu kinh tế kỹ thuật đạt đợc thấp.
Những năm gần đây ngời ta đã nghiên cứu sản xuất loại phân bón mới từ loại

phôtphorit này, gọi là canxi đimonophôtphat (DMCP) - hỗn hợp của hai muối
monocanxiphôtphat và đicanxiphôtphat, DMCP có đặc tính nông hóa tơng tự
supephôtphat kép. Công nghệ sản xuất DMCP cũng giống nh sản xuất supephôtphat kép.
Công nghệ này cho phép dùng nguyên liệu phôtphat tơng đối nghèo nhng giá
rẻ cho giai đoạn 2 của quá trình sản xuất (giai đoạn 1 là sản xuất axit phôtphoric trích
ly, nên dùng quặng phôtphat có chất lợng tốt). Sản phẩm thu đợc có thể đạt 43-44%
P
2
O
5
hữu hiệu.
Khi sản xuất DMCP với hàm lợng 43% P
2
O
5
hữu hiệu thì chi phí đầu t, vận
hành, lu thông và sử dụng trên một 1 đơn vị khối lợng vật lý tơng đơng với
supephôtphat kép, vì công nghệ này cho phép thu đợc sản phẩm chất lợng cao
nhng lại giảm tiêu hao axit phôtphoric trích ly nhờ tăng lợng phôtphorit sử dụng ở
giai đoạn 2 với giá rẻ hơn nhiều lần so với giá axit phôtphoric trích ly.
Nh chúng ta đã biết, supephôtphat đơn và kép chủ yếu chứa hợp chất phôtphat
hòa tan trong nớc, tỉ lệ của chúng dao động từ 85 đến 95% so với lợng P
2
O
5
hữu
hiệu. Hợp chất phôtphat hòa tan trong nớc chủ yếu là monocanxiphôtphat có dạng
tinh thể hyđrat một nớc, công thức hóa học là Ca(H
2
PO

4
)
2
. H
2
O.
Theo quan điểm nông hóa học, có thể giảm tỉ lệ P
2
O
5
hòa tan trong nớc so với
P
2
O
5
hữu hiệu trong phân bón xuống 50%. Hiệu quả nông hóa của loại phân bón này
(DMCP) hoàn toàn tơng tự tác dụng của supephôtphat kép, nhng khi đó tiêu hao
H
3
PO
4
để sản xuất hỗn hợp đicanxi và monocanxiphôtphat giảm 20-25% so với sản
xuất monocanxiphôtphat.
Biểu đồ trên hình 5 biểu thị về mặt lý thuyết sự phân giải tricanxiphôtphat-
Ca
3
(PO
4
)
2

của nguyên liệu phôtphat bằng axit H
3
PO
4
. Tùy theo tỉ lệ P
2
O
5
trong axit
phôtphoric (P
2
O
5
a) và P
2
O
5
của tricanxiphôtphat (P
2
O
5
nl) trong nguyên liệu phôtphat,
có thể thu đợc các dạng hợp chất phôtphat khác nhau. Ví dụ, khi tỉ lệ P
2
O
5
a/P
2
O
5

nl
21
bằng 1 : 2 (0,33) sẽ thu đợc sản phẩm là đicanxiphôtphat (CaHPO
4
). Khi tỉ lệ
P
2
O
5
a/P
2
O
5
nl bằng 2 : 1 (0,66) thu đợc monocanxiphôtphat (Ca(H
2
PO
4
)
2
). Giữa hai
sản phẩm này trong khoảng tỉ lệ P
2
O
5
a/P
2
O
5
nl từ 0,33 đến 0,66 sẽ thu đợc canxi
đimonophôtphat, rõ nhất là khi tỉ lệ P

2
O
5
a/P
2
O
5
nl bằng 1 : 1 (0,5).


0,1
0
20
40
60
80
100
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8 0,9
1
0
2
3
4
2

5
5
20
40
60
80
100
4
3
3
4
4
2
2
4

2

5
3
H PO
Ca(H PO )
Ca (PO )
CaHPO
H
à
m

l

ợ
n
g

P

O
Phần P O của H PO trong 1T P O sản phẩm









Hình 5. Giản đồ phân giải tricanxiphôtphat bằng axit H
3
PO
4
Vùng gạch chéo trên biểu đồ là vùng đợc quan tâm để hình thành chất lợng
DMCP tối u. Đồ thị cho thấy có thể tiết kiệm H
3
PO
4
ở mức đến 0,165 T P
2
O
5

trên
một tấn phân bón. Khi sản xuất DMCP, yếu tố quan trọng để giảm chi phí là thay thế
một phần H
3
PO
4
bằng nguyên liệu phôtphat, vì giá một đơn vị P
2
O
5
trong quặng
phôtphat rẻ hơn giá 1 đơn vị P
2
O
5
trong axit.
Để tổ chức sản xuất DMCP đối với một loại nguyên liệu phôtphat cụ thể nào đó,
cần giải quyết 3 vấn đề:
- Mức giá giới hạn của nguyên liệu phôtphat dùng cho giai đoạn 2 của quá trình
sản xuất.
- Tính cân đối giữa mức giảm tiêu hao axit H
3
PO
4
và mức tăng tiêu hao nguyên
liệu phôtphat.
- Hàm lợng P
2
O
5

hữu hiệu tối u trong DMCP, vì hàm lợng chất dinh dỡng là
chỉ tiêu cơ bản của phân bón.
Kết quả nghiên cứu thử nghiệm hiệu lực của nhiều mẫu DMCP khác nhau ngoài
đồng ruộng qua nhiều năm đã dẫn đến những kết luận sau:
22
- DMCP thích hợp cho tất cả các loại đất chủ yếu;
- Hiệu lực của DMCP đợc xác định bởi hàm lợng P
2
O
5
hữu hiệu, theo giá trị
dinh dỡng đối với cây trồng (P
2
O
5
hữu hiệu của supephôtphat kép) với điều kiện hàm
lợng P
2
O
5
tan trong nớc so với tổng hàm lợng P
2
O
5
hữu hiệu trong sản phẩm
không thấp hơn 40-50%.
3.3.2.4. Dùng tinh quặng phôtphorit thay thế một phần tinh quặng apatit để sản xuất
H
3
PO

4
trích ly
Cũng ở Nga, ngời ta đã nghiên cứu dùng tinh quặng phôtphorit Egorev có nguồn
gốc biến chất trao đổi tàn d để thay thế một phần tinh quặng apatit Khibin trong quá
trình sản xuất axit phôtphoric trích ly và DAP. Kết quả đợc đánh giá tơng tự nh hỗn
hợp quặng apatit của Nam Phi với quặng phôtphorit Marốc (bảng 12 và 13).
Bảng 12. Kết quả điều chế axit phôtphoric trích ly từ tinh quặng apatit Khibin và hỗn
hợp tinh quặng apatit với phôtphorit Egorev
Nguyên liệu
Số TT Tên chỉ tiêu Đơn vị
tính
Apatit Khibin
Apatit + 10%
phôtphat Egorev
1 Nạp liệu T/h 38-40 31
2 Chỉ tiêu công nghệ
2.1 Tiêu hao quặng phôtphat (100% P
2
O
5
) T/T 1,050 1,053
2.2 Tiêu hao H
2
SO
4
T/T P
2
O
5
2,46 2,56

2.3 Mức độ phân giải quặng % 98,66 98,44
2.4 Hệ số rửa % 98,22 98,18
2.5 Hệ số thu hồi % 96,90 96,65
3 Chất lợng H
3
PO
4

3.1 P
2
O
5
% 27,4 26,96
3.2 SO
3
% 1,40 1,41
3.3 Chất lơ lửng % 0,90 1,25
4 Chất lợng amophos
4.1 Màu sắc Trắng hơi vàng Trắng hơi xám
4.2 - N
- P
2
O
5
% 12,20
52,22
12,18
52,13
4.3 Thành phần hạt, mm
- 2,5

- < 1
%
96
3

96
3
4.4 P
2
O
5
hữu hiệu % 99,9 99,9
23
Bảng 13. Chỉ tiêu công nghệ khi sử dụng phôtphorit Egorev trong sản xuất DAP
Số
TT
Tên chỉ tiêu ĐV tính Tinh quặng
apatit
Apatit phôtphorit
Egorev
1 Định mức tiêu hao nguyên liệu
- tinh quặng apatit (39% P
2
O
5
)
- tinh quặng phôtphorit (20% P
2
O
5

)
T/T 1,3
1,265
0,046
2 Mức độ thay thế tinh quặng apatit % - 2-3
3 Thành phần hóa học của DAP
- N
- P
2
O
5

- P
2
O
5
hh/ P
2
O
5
tổng
%
18
46
100

18,3-18,0
46,1
99,7
4 Thành phần hạt, nhóm hạt, nm

- 2-5
- < 1
%
99
0

99,4
0
Từ kết quả thử nghiệm công nghiệp, ngời ta đã rút ra các u điểm và nhợc
điểm khi sử dụng hỗn hợp tinh quặng apatit và tinh quặng phôtphorit nh sau:
Nhợc điểm: Nâng cao lớp phủ các thiết bị do natri và kali silicoflorua, sinh
nhiều bọt ở vị trí nạp liệu, nhng khi hàm lợng tinh quặng phôtphorit trong hỗn hợp
lên đến 10% thì không gây ảnh hởng xấu đến các chỉ tiêu công nghệ.
Ưu điểm : Cải thiện tính chất lọc của bùn axit phôtphoric và tăng năng suất máy
lọc chân không, vì cải thiện đợc quá trình kết tinh canxi sulfat ngậm hai nớc và tính
chất lọc của tinh thể khi đồng thời phân giải hai dạng nguyên liệu phôtphat có nguồn
gốc macma và trầm tích.
Cơ sở hóa lý của hiện tợng đó nh sau:
1. Khi hàm lợng silic hoạt tính và nhôm cao thì sẽ cải thiện đợc sự liên kết của
chúng với flo hoạt động để tạo thành hợp chất Si
2-
6
và AlF
3-
, bền ảnh hởng tốt đến
quá trình kết tinh canxi sulfat và tính chất lọc.
2. Nếu hàm lợng phôtphorit dễ bị phân giải đạt mức thích hợp (hơn 5%) thì sẽ
loại trừ đợc hiện tợng quá bão hòa trong pha lỏng, đồng thời tạo điều kiện tối u để
kết tinh và phát triển các tinh thể có kích thớc đồng đều.
3.3.2.5. Dùng quặng phôtphat nghèo trong sản xuất phôtpho vàng

Phôtphorit vùng Caratau (Cadăcxtan) thuộc loại quặng nghèo, khó làm giàu
nhng có thể dùng để sản xuất phôtpho vàng. Khi khai thác ngời ta thờng thu đợc
một số loại quặng có chất lợng khác nhau với thành phần hóa học thay đổi theo hàm
24
lợng P
2
O
5
, CaO, MgO, SiO
2
, Al
2
O
3
, v.v Khi hàm lợng tạp chất tăng lên thì hàm
lợng P
2
O
5
giảm.
Trớc đây những loại quặng không đạt tiêu chuẩn cho sản xuất phôtpho vàng
thờng bị thải bỏ. Nhng ngày nay ngời ta phối hợp một cách hợp lý các loại quặng
nên đã tận thu đợc các loại quặng không đạt tiêu chuẩn, thậm chí cả các loại đá chứa
silic.
Ví dụ, có thể phối hợp giữa loại quặng có hàm lợng CaO + MgO cao với những
loại quặng có hàm lợng SiO
2
+ Al
2
O

3
cao để giảm lợng phụ gia quarzit trong quá
trình sản xuất phôtpho vàng mà vẫn đảm bảo hàm lợng P
2
O
5
cần thiết trong phối
liệu.
Quy tắc này đợc thể hiện trên giản đồ hệ 3 cấu tử P
2
O
5
-(CaO + MgO)-(SiO
2
+
Al
2
O
3
) trong hình 6.
Trên giản đồ, đờng P-M đặc trng cho môđun axit không thay đổi của hỗn hợp
các loại quặng, ký hiệu là M
a
(M
a
=SiO
2
/CaO).
Đối với quặng phôtphorit có thành phần tơng ứng điểm 1 hoặc 2, nếu muốn
chuẩn bị phối liệu có môđun axit đã cho ngời ta phải bổ sung SiO

2
. Khi đó thành
phần hóa học của hỗn hợp sẽ thay đổi theo đờng 1-S hoặc 2-S. Điểm cắt của những
đờng đó với đờng P-M sẽ tơng ứng thành phần của phối liệu có chất trợ chảy với
giá trị M
a
đã cho. Lò phôtpho thờng làm việc với M
a
= 0,80-0,90.









Hình 6. Thành phần của các loại quặng phôtphat khác nhau
1,2-Các điểm tơng ứng thành phần của 2 loại quặng; 3-6: Miền đặc trng cho
các loại quặng phôtphat khác nhau; I-I và II-II: Giới hạn của nguyên liệu phù
hợp tiêu chuẩn theo GOST-11901-66 và TY-12-18-68
25
Từ giản đồ, ta thấy rằng phối liệu đợc bổ sung SiO
2
thu đợc từ quặng
phôtphorit với thành phần nh ở điểm 2 sẽ giàu P
2
O
5

hơn so với phối liệu từ quặng
phôtphorit có thành phần đã cho nh ở điểm 1, mặc dù hàm lợng P
2
O
5
ban đầu trong
quặng phôtphorit này cao hơn (vị trí hình học của điểm 1 ở trên điểm 2). Vì vậy quy
định hàm lợng P
2
O
5
trong quặng phôtphorit không hoàn toàn phản ánh điều kiện và
khả năng dùng nó nếu không tính đến hàm lợng SiO
2
và CaO trong quặng ban đầu.
Tính thích hợp của quặng phôtphorit đợc xác định nhờ vào đờng thẳng đi qua
đỉnh S và một điểm trên đờng P-M; đờng này đáp ứng hàm lợng P
2
O
5
hợp lý nhất
về mặt kinh tế trong phối liệu. Tọa độ những điểm nằm trên đờng đó tơng ứng điều
kiện [P
2
O
5
] : [CaO] = C. Thông thờng lò phôtpho làm việc với C = 0,50-0,58, tơng
ứng hàm lợng P
2
O

5
trong phối liệu là 18-21%. Vì quarzit tiêu chuẩn thờng chứa
khoảng 5% CaO nên sự thay đổi thành phần của hỗn hợp không diễn ra theo đờng
AS mà theo đờng AS1.
Những điểm nằm trên đờng II-II tơng ứng thành phần của quặng phôtphorit và
đá silic thích hợp để chuẩn bị phối liệu cho sản xuất phôtpho (TY.6-12-18-68). Vùng
bên trái đờng P -M tơng ứng với đá axit, nghĩa là tơng ứng với những cấu tử trợ
chảy trong phối liệu; còn những điểm bên phải đờng P-M tơng ứng với nguyên liệu
phôtphat.











26