SẢN XUẤT AXIT PHOTPHORIC THEO PHƯƠNG PHÁP ƯỚT

SẢN XUẤT AXIT PHOTPHORIC
THEO PHƯƠNG PHÁP ƯỚT.
GV: TS. BÙI THỊ VÂN ANH
SV: HOÀNG VIỆT ANH
NGUYỄN TUẤN ANH
PHẠM ÍCH TUẤN
VŨ DOÃN ĐỒNG
1


I. Giới thiêu chung

II. Dây chuyền sản xuất

III. Ứng dụng
2


I. GIỚI THIỆU CHUNG

- Có khối lượng phân tử là 97,994.
- Là chất không màu, tỷ trọng
1,88g/cm3 (85% có d=1,74g/ cm3).
- Nhiệt độ nóng chảy là 41,750C.
- Là chất không độc, dễ tan trong
nước và etanol, có độ nhớt lớn.

3


I. GIỚI THIỆU CHUNG

H3PO4 phân ly trong nước theo hằng số phân ly ở 25oC như sau:
H3 PO4 ↔ H+ + H2PO4H2PO42- ↔ H+ + HPO42HPO42- ↔ H+ + PO43-

K1 = 7,52 x 10-3
K2 = 6,31 x 10-8
K3 = 1,26 x 10-12

4


I. GIỚI THIỆU CHUNG

Độ hòa tan của H3PO4 trong nước thay đổi theo nhiệt độ
5


II. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

1. Cơ sở phương pháp.
Cho quặng photphat phản ứng với axit tạo thành H 3PO4
Ca5 F(PO4)3 + 5H2SO4 + 1,5H2O → 3H3 PO4 + 5CaSO4.0,5H2O + HF
Lượng pha rắn sau phản ứng chứa 1 phần CaSO4 và 1 phần khoáng
chưa bị phân hủy gọi là bã thạch cao.

6


II. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

Lưu ý:
- Trong quá trình hòa tách, các muối của Fe có thể tham gia
trao đổi với H3PO4 làm tổn thất P2O5, do đó không sử dụng
quặng có Fe2O3 > 12%.
- Để có được nồng độ H3 PO4 cao cần sử dụng quặng giàu P2O5
- Kết tủa thạch cao thu được ở dạng dễ lọc, dễ rửa.

7


II. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

2. Nguyên liệu
Nguyên liệu chính để sản xuất H3PO4 bao gồm:
- Quặng apatit 32% P2O5
- Axit sunfuric H2SO4 98%
- Tiêu hao nguyên liệu riêng là 1,33 tấn quặng / 1 tấn H3PO4
và 1,19 tấn axit sunfuric / 1 tấn H3PO4.

8


II. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

2.1 Chọn quặng
- Sử dụng quặng apatit, ở đây là quặng apatit Lào Cai.
- Quặng apatit Lào Cai thuộc hệ apatit- dolomit, có
chiều dày 200m, rộng từ 1-4km, dài 100km nằm trong
địa phận Việt Nam từ Bảo Hà ở phía Đông Nam đến
Bát Xát ở phía Bắc

9


II. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
Phân loại
• Quặng loại I: Là loại quặng aptatit hầu như đơn khoáng thuộc
phần không phong hóa của tầng quặng KS5 hàm lượng
P2O5 chiếm khoảng từ 28-40%.
• Quặng loại II: Là quặng apatit-dolomit thuộc phần chưa phong
hóa của tầng quặng KS5 hàm lượng P2O5 chiếm khoảng 18-25%.
• Quặng loại III: Là quặng apatit-thạch anh thuộc phần phong
hóa của tầng dưới quặng KS4 và trên quặng KS6 và KS7, hàm
lượng P2O5 chiếm khoảng từ 12-20%, trung bình khoảng 15%.
• Quặng loại IV: Là quặng apatit-thạch anh-dolomit thuộc phần
chưa phong hóa của tầng dưới quặng KS4 và các tầng trên quặng
KS6 và KS7 hàm lượng P2O5 khoảng 8-10%
10


II. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT
Trữ lượng
Căn cứ vào trữ lượng quặng apatit được thăm dò, tỷ lệ
quặng apatit tại Lào Cai được phân bổ như sau: Quặng loại I là
28,3 triệu tấn (5,6%), quặng loại II là 126 triệu tấn (25,3%),
quặng loại III là 192,4 triệu tấn (38,5%), quặng loại IV là
152,9% (30,6%).
Tuy nhiên quặng loại I và loại III ngày càng khan hiếm, cần
sử dụng hợp lý và có biện pháp sử dụng quặng thay thế thích
hợp.

11


II. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

Trong sản xuất H3 PO4 , chọn quặng là 1 khâu rất quan trọng
do:
- Ảnh hưởng của hàm lượng P2 O5 đến chất lượng sản phẩm
- Ảnh hưởng của tạp chất trong quặng:
+ Tỉ lệ CaO: P2O5
+ Hàm lượng MgO có trong quặng.
+ Hàm lượng Fe2O3 + Al2O3.

12


II. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

Thành phần của quặng thương mại:

13


II. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

2.2 Tính toán lượng axit yêu cầu:
Tính toán axit tiêu hao là khâu quan trọng. Tùy theo
loại quặng mà sẽ có giá trị axit tiêu hao khác nhau. Giá trị
axit tính toán thường đủ cho mục đích kế hoạch sản xuất
và lấy thêm 1 lượng nhất định

14


II. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

3. Dây chuyền sản xuất
Sơ đồ dây chuyền sản xuất H3PO4 theo phương pháp ướt:
H2SO4 98,5%

Quặng tuyền
apatit
Chuẩn bị
bùn quặng

Công đoạn
phản ứng

Công đoạn
phân hủy

Kho chứa

Cô đặc tạo
axit sản
phẩm

Lọc tạo axit
loãng 25%

Nước thải
bãi gyp

15


II. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

16


II. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

17


II. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

18


II. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

19


II. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT

20

III. ỨNG DỤNG

1. Nguyên liệu cho ngành sản xuất phân bón
2. Nguyên liệu cho ngành công nghiệp thực phẩm
3. Trong công nghiệp
4. Trong công nghệ răng hàm mặt
5. Một số ứng dụng khác

21


III. ỨNG DỤNG
1. Nguyên liệu cho ngành sản xuất phân bón
• Axit photphoric đậm đặc
có thể chứa tới 70-75%
P2O5 để sản xuất phân bón,
rấ là quan trọng với một
nước nông nghiệp như Việt
Nam.
• Nhu cầu phân bón toàn cầu
đã dẫn đến sự tang trưởng
đáng kể của ngành sản
xuất phốt phát những năm
trở lại đây.
22


III. ỨNG DỤNG
2. Nguyên liệu cho ngành công nghiệp thực phẩm

•

Là chất cấp dưỡng và điều
chỉnh độ axit trong thực
phẩm lên men.
• Được ứng dụng trong
hương liệu, thực phẩm
đóng hộp.
• Là thành phần chủ yếu
cung cấp vị đắng cho cocacola và pepsi nước sô đa.
• Sử dụng trong thức ăn
khoáng bổ sung cho gia
súc gia cầm và thủy sản.

23


III. ỨNG DỤNG
3. Trong công nghiệp
Trong công nghệ gia công xử lí bề mặt kim lọaị, được sử dụng như gỉ
chuyển đổi, bằng cách ứng dụng trực tiếp cho sắt gỉ, thép công cụ hoặc các
bề mặt, chuyển đổi màu nâu đỏ của sắt (III) Fe2O3 bị gỉ đen thành FePO4.

24


III. ỨNG DỤNG
4. Trong công nghệ răng hàm mặt
• Được sử dụng trong nha

khoa và chỉnh hình răng
hàm mặt, là một giải pháp
để làm sạch và thô bề mặt
của răng nơi các thiết bị
nha khoa hoặc chất hàn
được đặt lại.
• Dùng trong chất làm trắng
răng, loại bỏ mảng bám
trên răng.
25