Tìm hiểu về công nghệ sản xuất phân lân nung chảy và vấn đề môi trường

Trường đại học Bách khoa hà nội
Viện KH- CN Môi trường
Bài tập chuyên đề: Quá trình sản xuất cơ bản
Tên chuyên đề: Tìm hiểu về công nghệ sản xuất phân lân nung chảy và
vấn đề môi trường.
Thành viên thực hiện: Trần Cát Linh
Tống Duy Cương
Nguyễn Thị Ngọc Ánh
Đinh Thu Hằng
Hà nội ngày 19\10\08
I.Tình hình sản xuất phân lân nung chảy hiện nay trên thế giới và trong
nước.
- Thực tế hiện nay, nhu cầu sử dụng phân bón trong sản xuất nông
nghiệp ở các quốc gia là rất lớn.Theo số liệu năm 2006-2007, số lượng phân
bòn được sử dụng ở:
Trung Quốc la 48,8 triệu tân
Ấn Độ là 22,045 triệu tấn
Mỹ là 20,821 triệu tấn
EU là 13,86 triệu tân
Thái Lan là 1,69 triệu tấn.
Việt Nam là 2,604 triệu tấn.Trong đó lượng phân lân sử dụng là
0,634 mới đáp ứng được 30% nhu cầu sử dụng.
- Muốn đáp ứng được nhu cầu phân bón hiện tại và sự phát triển sản
xuất nông nghiệp trong những năm sau này thì không thể theo con đường
nhập khẩu ngày một tăng về phân bón mà phải phát triển sản xuất để đáp
ứng tối đa nhu cầu của nông nghiệp và cải thiện chất lượng phân bón giúp
người nông dân không cần bón nhiều mà vẫn đạt hiệu quả.
Một trong những công nghệ sản xuất phân bón mang lại hiệu quả tương đối
cao hiện nay la công nghệ sản xuất phân lân bằng phương pháp nhiệt nói
chung và phân lân nung chảy nói riêng.Đây là công nghệ đơn giản, đầu tư tư
bản thấp,giá thành sản phẩm hạ.Tùy thuộc vào nguyên liệu và phương pháp

chế biến mà sản phẩm có hàm lượng 16-36% P
2
O
5
hữu hiệu.
 Nguyên lý sản xuất phân lân nung chảy:
Cơ sở của phương pháp là dùng nhiệt nung nóng biến lân từ dạng vô
định hình ( cây không hấp thụ được , khó tiêu, khó tan ) thành dạng vô định
hình mà cây có thể hấp thụ được.
Căn cứ vào nguyên lý trên: đem phối trộn quặng apatit với các chất
phụ gia theo một tỉ lệ nhất định sau đó nung trong lò cao ở nhiệt độ từ 1400-
1500
0
C…làm cho hỗn hợp quặng và phụ gia hóa lỏng. Liệu lỏng được lấy
ra và được làm lạnh đột ngột bằng nước có áp lực cao ( lưu lượng nước gấp
15-20 lần sản phẩm ) nhằm phá vỡ tinh thể trong quặng chuyển P
2
O
5
trong
quặng thành dạng dễ tan trong axit yếu (có thể tan 98% trong axit citric 2%
chứa trong dịch mà cây tiết ra) thu được bán thành phẩm phân lân
Quá trình này chủ yếu là kết quả hình thành trạng thái thủy tinh vô
định hình. Ở nhiệt độ 1400-1500
0
C hỗn hợp quặng ở trong lò ở dạng kết
tinh bị hóa mềm chảy lỏng linh động, mạng tinh thể bị phá vỡ , sau đó liệu
lỏng được làm lạnh đột ngột để chất lỏng không trở về trạng thái ban đầu
( tinh thể bền vững ). Ta thu được sản phẩm ở dạng thủy tinh .
Quá trình tạo phân nung chảy thực chất là quá trình chuyển hóa

-Ca
3
(PO
4
)
2
từ dạng kết tinh thành dạng “ thủy tinh “ .
 Giới thiệu về phân lân nung chảy:
Phân lân nung chảy là một hỗn hợp photphat silicat(Ca và Mg).Thành
phần của phân lân nung chảy gồm chủ yếu là:
4(Ca,Mg)O.P
2
O
5
5(Ca,Mg)O.P
2
O
5
.SiO
2
Tóm lại trong thành phần của phân lân nung chảy gồm chủ yếu là
nguyên tố P, nguyên tố
Ca,Mg và một số nguyên tố vi lượng như Fe, Co, Mn, Cu, Mo,…
Thực tế trong quá trình sản xuất phân lân sẽ được phối trộn để tạo ra
nhiều loại phân mà khi hòa tan có độ pH từ 6-8 phù hợp với các loại đất
khác nhau.
 Ưu điểm của phân lân nung chảy:
- Trong thành phần có bổ xung nhiều nguyên tố dinh dưỡng trung
lượng như :
Mg: chất chủ yếu tạo nên diệp lục tố của cây , giúp cây tổng hợp P ,

đường và chất béo.Đất đồi thoái hóa , đất xám và đất bạc màu, đất phù sa
sông thường thiếu Mg. Nó rất có lợi cho phẩm chất của cây lấy đường ,
cây lấy dầu , cây họ đậu , vv
Silic : tích lũy trên cây hòa thảo ( ngô , lúa , cao lương ) làm cây cứng
cáp , giảm sâu bệnh.
- Mặt khác đây là loại phân có tính kiềm thích hợp với các loại đất
phèn ,đất chua.
- Lân trong phân lân tồn tại ở dạng không hòa tan trong nước nên hiệu
quả đối với cây trồng chậm hơn phân supe nhưng lại có hiệu quả bền
lâu vì không bị chuyển thành dạng cây khó hấp thụ
- Với các loại đất có dung tích hấp thụ lớn và giữ lân như đất phù sa
chua , đất phèn , đất pheralit chua, …vv thì hiệu quả của lân nung
chảy cao hơn rất nhiều so với supe lân.
II. Đặc điểm sử dụng nguyên,nhiên vật liệu trong sản xuất phân lân
nung chảy.Một số công nghệ sản xuất phân lân nung chảy hiện nay
1.Về nguyên liệu
Nguyên liệu chính dùng trong sản xuất phân lân nung chảy gồm
có:quặng apatit và đá secpentin.
- Quặng apatit có công thức cấu tạo là Ca
10
F
2
(PO
4
)
6
và Ca
5
F(P0
4

)
3
Trong đó thành phần dao động gòm có: CaO:43%
P
2
O5:31-35%
Fe
2
O
3
: 1,7-2,0%
Al
2
O
3
: 2-2,2%
MgO: 1,7-2,0%
SiO
2
: 2,5-3%
F: 1,7-2,0%
CO
2
: 1,9-2,3%
Quặng Flo apatit có đặc điểm:màu xám,nâu;khối lượng riêng d =
3,18-3,21 g/cm3;tnc = 1400-1559
0
C.
Kích cỡ của quặng để đưa vào lò cao là 11-90mm
- Đá secpentin có công thức cấu tạo là 3MgO.2SiO

2
.2H
2
O .Ngoài ra
trong đá secpentin còn có một số nguyên tố vi lượng như Ni, Mn, Cu, …. Có
lợi cho cây trồng
Kích thước của đá sau khi nghiền đập và sàng để đưa vào lò cao là 11-
90mm.
-Ngoài 2 nguyên liệu chính trên, còn sử dụng thêm một số loại đá và
quặng khác như:
+Đá sa thạch:thành phần SiO
2
> 90%,cỡ hạt từ 11-90mm
+Quặng bánh: là sản phẩm tận thu của các loại quặng dá có kích
thước < 10mm, trộn thêm chất kết dính (xi măng 7%) dùng máy ép thành
bánh
2.Về nhiên liệu
Than được sử dụng trong quá trinh đốt lò để sản xuat phân lân nung
chảy là thanh có chất lượng tốt, hàm lượng chất bốc nhỏ, cường độ chịu
nhiệt cao, nhiệt năng lớn
Có 2 loại than hiện đang sử dụng là than Antraxit, và thanh Cốc
- Than Atraxit:Hàm lượng tro chiếm < 12%, cỡ hạt là 40-90mm.Hiện
có ở Na Dương Thanh Hóa.
- Than Cốc:trữ lượng nhiệt tốt nhất, lượng tro chiếm dưới 18%, cỡ hạt
là 40-90mm (dùng trong lò cao), 11-30mm (dùng cho lò đốt khí CO).Than
Cốc hiện phải nhập ngoại từ Trung Quốc vì loại than này không có trong
nước
3.Công nghệ sản xuát phân lân nung chảy
Hiện nay,trong nước ta có 2 qui trình công nghệ sản xuất phân lân
nung chảy chinh

-Công nghệ 1:Là công nghệ được đưa từ Trung Quốc sang với việc sử
dụng nguyên liệu là Quặng Apatit loại I với thành phần P
2
0
5
là 28-40%, sử
dụng nhiên liệu than Cốc.Kích thước hat nguyên liệu khi đưa vào lò là 25-
80mm
-Công nghệ 2: Là công nghệ với việc sử dụng nguyên liệu là Quặng
Apatit loại II với thành phần P
2
0
5
18-25%, sử dụng nhiên liệu than
Antraxit.Kích thước hạt nguyên liệu khi dưa vào lò là 11- 90mm