CHƯƠNG 5: SẢN XUẤT MUỐI KHOÁNG VÀ PHÂN HÓA HỌC 5.1. Giới thiệu chung Sản xuất các muối vô cơ là một mảng quan trọng ngành công nghiệp hóa chất của tất cả các nước trên thế giới. Muối vô cơ được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực nông nghiệp, công nghiệp, tiêu dùng. Các muối vô cơ được sử dụng rất đa dạng ví dụ như: dùng làm nguyên liệu sản xuất thủy tinh, xoda, clo, xút, thuốc nhuộm, chất dẻo, cao su, thuốc tẩy. Trong công nghiệp luyện kim, muối vô cơ dùng để làm giàu quặng, làm tác nhân các quá trình thủy luyện, hỏa luyện, điện phân, để gia công bề mặt kim lọai, hàn kim loại và hợp kim. Phân khoáng hay phân hóa học có nguốn gốc vô cơ là các muối khoáng được sử dụng rộng rãi trong nông nghiệp nhằm làm tăng độ phì nhiêu của đất, tăng năng suất cây trồng đồng thời làm tăng chất lượng sản phẩm. Các muối vô cơ còn là nguyên liệu chính trong công nghiệp gốm sứ, vật liệu chịu lửa,công nghiệp dệt tơ, len, dạ, công nghiệp mỏ,CN gỗ giấy… 5.2 Các phương pháp sản xuất muối vô cơ Các phương pháp sản xuất được xếp vào 3 nhóm công nghệ chính là: (1) công nghệ khai thác và tinh chế, (2) công nghệ hóa học và (3) công nghệ điện hóa. 5.2.1. Khai thác và chế biến muối thiên nhiên hòa tan Khai thác và chế biến muối hòa tan trong tự nhiên là tổ hợp các quá trình hóa tách, hóa hơi, kết tinh và làm mất nước. Muối hòa tan tự nhiên thường gặp ở dạng: muối vỉa hoặc nước muối tự nhiên ở hồ biển và các nguồn nước ngầm. Các vỉa muối hay nước hồ mặn có thành phần: natri clorua, natri sunfat, clorua và sunfat kali, magiê, canxi, các muối brôm, bo và cacbonat.  Một trong những phương pháp khai thác muối là làm bay hơi nước biển: nước biển chứa muối NaCl, MgCl và hàm lượng nhỏ một số các muối khác như muối Ca, K, Sr. Quá trình được tiến hành như sau: Trước hết người ta làm những sân chạt lớn (ruộng muối) rồi dẫn nước biển vào, nhờ năng lượng mặt trời làm bay hơi nước, nồng độ muối tăng dần. Qua vài lần cứ dẫn thêm nước biển vào rồi lại phơi nắng, nồng độ muối vượt quá nồng độ bão hòa; muối sẽ kết tinh và chìm xuống dưới. Khi lượng muối kết tinh được một lớp đủ để thu gom, người ta sẽ tháo nước chạt xuống một hố chứa và tiến hành thu họach muối. Khi muối đã được lấy lên hết, nước chạt được đổ trở lại sân phơi, thêm nước biển và tiếp tục chu trình sản xuất tiếp theo.  Phương pháp chính để khai thác mỏ muối rắn là đào và hòa tách dưới đất: +Đào muối theo phương pháp lộ thiên hay ngầm phụ thuộc và độ sâu của vỉa. +Hòa tách dưới đất là khai thác muối dưới dạng nước muối ( chủ yếu là muối ăn) Quá trình hòa tách dưới đất tiến hành như sau: rửa vỉa quặng bằng cách bơm nước qua lỗ khoan. Nước muối tự nhiên sẽ được ra do sự hòa tan các vỉa quặng bằng nước bơm. Khai thác nước muối bằng cách dùng những bơm hút sâu hoặc bơm nén khí mạnh. Dung dịch muối ăn tự nhiên được dùng trược tiếp làm nguyên liệu cho các nhà máy xoda và clo hay đem cô bay hơi để làm muối ăn. 5.2.2. Quá trình chuẩn cho công nghiệp muối Các quá trình sản xuất muối khoáng rất khác nhau. Tuy nhiên sơ đồ công nghiệp để sản xuất đa số các muối được thâu tóm trong quá trình chuẩn chung cho công nghiệp muối. Gồm các bước: -Nghiền các vật liệu rắn - Làm giàu nguyên liệu - Sấy - Nung - Thiêu kết - Hòa tách - Lắng - Lọc - Cô hóa hơi - Làm lạnh dung dịch - Kết tinh Phần lớn các quá trình sản xuất muối xảy ra trong vùng khuếch tán và được biểu diễn bằng phương trình chuyển khối. Để tăng tốc độ quá trình có thể dùng các biện pháp tăng động lực ∆C và phát triển bề mặt tiếp xúc pha. U=k∙∆C∙F 1. Tăng bề mặt tiếp xúc pha: đối với công nghệ muối thì các quá trình thường xảy ra trong hệ lỏng –rắn (L-R). Đề tăng bề mặt tiếp xúc pha có thể thể dùng phương pháp khuấy trộn hay sục khí những hạt rắn nghiền mịn trong pha lỏng. 2. Tăng ∆C:để tăng động lực quá trình người ta thường dùng những biện pháp tăng nồng độ đầu của các tác nhân rắn, lỏng, khí. 3. Tăng hệ số k:có thể dùng biện pháp khuấy trộn hoặc tăng nhiệt độ. Khi tăng nhiệt độ đôi khi làm tăng vọt hệ số khuếch tán và bề mặt tiếp xúc giữa tác nhân do sự chuyển pha của tác nhân. Trong công nghệ muối đặc biệt không sử dụng các quá trình xúc tác. Khi chế biến các khóang tự nhiên, ngòai các phương pháp vật lý như hòa tách, cô đặc, kết tinh người ta còn dùng phương pháp phân hủy trao đổi và oxy hóa khử. Ví dụ: khi chế biến photphat tự nhiên bằng các lọai axit, người ta đã chuyển photphat không tan thành dạng tan được trong nước. 5.2.3. Phân loại các loại phân bón Phân vô cơ là những muối khóang có chứa các nguyên tố cần thiết tạo nguồn dinh dưỡng cho cây trồng và bồi bổ cho đất trồng trọt để thu được mùa màng có năng suất cao. Trong số các chất khoáng, đặc biệt quan trọng đối với cây là nitơ, photpho và kali. Những chất này tăng cường khả năng trao đổi trong các tế bào thực vật, sự phát triển của cây và đặc biệt đối với quả. Chúng tăng hàm lượng cấu tử quý (tinh bột, trong khoai tây, đường trong củ cải đường, protit trong hạt), tăng độ chịu giá rét, chịu khô hạn của cây cũng như tăng sức đề kháng chống sâu bệnh. Khi trồng trọt lâu ngày thì đất dần dần bị bạc màu,bị giảm những chất khóang cho cây. Sự bạc màu của đất trồng làm cho mùa màng kém năng suất. Vì vậy bón phân hóa học là cách bổ sung chất màu trong đất và công nghiệp hóa học có nhiệm vụ cung cấp hàng chục triệu tấn phân bón hóa học phục vụ nông nghiệp. Có nhiều cách phân lọai phân bón hóa học: a) Theo ý nghĩa nông hóa: phân bón được chia thành trực tiếp và gián tiếp -Trực tiếp là phân bón có chứa cấu tử dinh dưỡng ở dạng trực tiếp làm mạnh lên cho cây. -Gián tiếp là phân bón dùng để huy động những chất dinh dưỡng đã có sẵng trong đất trồng trọt, để kích thích những tính chất lý học, hóa học và sinh học của đất. Các phân bón trực tiếp lại chia thành nhóm nguyên tố dinh dưỡng như: +Phân lân chứa P +Phân đạm chứa N + Phân Kali + Phâm magiê b) Theo số lượng Theo số lượng của cấu tử dinh dưỡng chính mà phân bón hóa học được chia thành phân đơn hay phân phức hợp. -Phân đơn chứa một nguyên tố. -Phân phức chứa 2 hay 3 và nhiều nguyên tố. c) Nhóm đặc biệt Là phân hóa học vi lượng. Nhóm này chứa các nguyên tố Bo, Mangan, kẽm, đồng cần cho cây trồng với số lượng rất nhỏ nhằm mục đích kích thích sự phát triển. d) Theo phương pháp sản xuất -Phân hỗn hợp là phân hóa học có chứa vài nguyên tố dinh dưỡng và được sản xuất bằng cách trộn lẫn cơ học những lọai phân hóa học khác nhau. -Phân phức cũng chứa vài nguyên tố dinh dưỡng nhưng được nhận trên cơ sở phản ứng hóa học. e) Theo mức độ hòa tan Theo mức độ hòa tan các phân hóa học được chia thành: -Hòa tan trong nước là tất cả các phân nitơ, kali. Những phân hóa học này dễ được cây trồng hấp thụ nhưng cũng nhanh chóng bị nước mưa rửa khỏi đất trồng. -Những phân hóa học tan trong axit thổ nhưỡng phần lớn chứa photphat. Chúng chuyển rất chậm thành dạng hòa tan nhưng cũng được giữ lại trong đất trồng lâu hơn. f) Theo tác dụng sinh học Phụ thuộc vào tác dụng sinh học lên đất trồng mà phân hóa học được chia thành: - Axit - Kiềm - Trung tính g) Theo hình dáng bên ngòai: được chia thành - Dạng bột. - Dạng hạt. Dạng hạt ít bị hút ẩm, không bị vón vào khi bảo quản, không bị bay theo gió khi bón xuống đất, khi gặp nước mưa thì hạt giữ trong đất lâu hơn. 5.3. Các loại phân photpho (phân lân) Phân lân là những hợp chất chứa nguyên tố photpho. Chất lượng hay hiệu quả của phân lân được đánh giá bằng hàm lượng P 2 O 5 hữu hiệu chứa trong nó mà cây có thể hấp thụ được. Hàm lượng này thường nhỏ hơn hàm lượng tổng số P 2 O 5 có trong nó theo lí thuyết. Supephôtphat là loại phân lân được dùng phổ biến. Tùy theo mức độ hòa tan mà người ta chia phân phôtphat thành 2 loại: loại hòa tan trong nước và loại không hòa tan Phôtphát là lớp khoáng chứa phôtpho chủ yếu dạng fluorapatit và các tạp chất khác. Hàm lượng P 2 O 5 trong quặng phôtphat khoảng 20-30%. Muốn điều chế phân phôtpho dễ dàng ngấm thấu để có thể sử dụng ở bất kỳ loại đất nào phải tiến hành chuyển muối phôtphat không hòa tan thành muối hòa tan hoặc dễ dàng ngấm thấu. Đó là mục đích chủ yếu của kỹ thuật phân lân. - Supephôtphat đơn Ca(H 2 PO 4 ) 2 .CaSO 4. 2H 2 O: còn chứa CaSO 4 . - Supephôtphat kép Ca(H 2 PO 4 ) 2 . 2H 2 O: không chứa CaSO 4 . 5.3.1. Nguyên liệu Nguyên liệu để sản xuất phân lân là các photphat tự nhiên( apatit, photphorit) và dung dịch axit sunfuric. Apatit: là nhóm các khoáng vật phosphat công thức chung là Ca 5 (PO 4 ) 3 X ( X = Cl, F, OH‾). Tinh thể apatit thuộc hệ lục giác, có màu sắc khác nhau ( xanh, xám, vàng, lục, lam, tím) tùy theo lọai quặng. Tỷ trọng 3,18 – 3,21g/cm 3 . Nhiệt độ nóng chảy 1400 – 1500 o C. Khó tan trong nước. Ở Việt Nam có quặng apatit Lào Cai có nhiều lọai khác nhau với hàm lượng P 2 O 5 từ 7% đến 37%. Photphorit: là khoáng trầm tích được tạo thành do quá trình trầm tích của canxiphotphat từ nước biển, có chứa photpho ở dạng florapatit và các tạp chất khác. [xCa 10 (PO 4 ) 6 F 2 + yCa 10 P 5 CO 23 (F,OH) 3 ] Khóang photphoric có mà nâu hoặc vàng. Ít hút ẩm, không kết dính nhưng độ phân tán kém. Một phần nguyên liệu photphat được dùng làm phân bón trực tiếp sau khi nghiền mịn và được gọi là bột photphorit. Để nhận được phân photpho dễ hấp thụ dùng cho bất kì loại cây trồng nào đòi hỏi phải chuyển các muối không tan của photphat tự nhiên thành dạng dễ tan trong nước hay dễ hấp thụ. Độ hòa tan của muối photpho tăng lên theo độ tăng của axit. Vì vậy khi sản xuất photpho cố gắng nhận được photpho dưới dạng monocanxiphotphat Ca(H 2 PO 4 )- là muối tan trong nước. Để chuyển các muối tự nhiên không tan thành dạng tan được có thể dùng các biện pháp sao: - Phân hủy bằng axit hoặc kiềm. - Nung chảy. Ngòai yêu cầu kỹ thuật nhận được các muối tan người ta còn cố gắng sản xuất những muối có nồng độ P 2 O 5 cao hơn. 5.3.2. Sản xuất supephotphat (lân đơn) Supephotphat đơn là loại phân khóang phổ biến nhất, được sản xuất ra với lượng lớn nhất. Đó là bột (hay hạt) màu xám, thành phần cơ bản là Ca(H 2 PO 4 ) 2 .CaSO 4. 2H 2 O. Superphotphat đơn có hàm lượng P 2 O 5 hữu hiệu khoảng 14-20%. Cơ sở lí thuyết Bản chất kỹ thuật sản xuất supephotphat là phân hủy các quặng photphat tự nhiên không tan thành các muối photphat axit tan trong nước bằng axit sunfuric. Quà trình sản xuất supephotphat là quá trình dị thể nhiều pha, xảy ra trong vùng khuếch tán. Phản ứng giữa H 2 SO 4 và quặng fluorcanxi apatit Ca 5 F(PO 4 ) 3 có thể chia thành 2 giai đoạn: - Giai đoạn 1: phân hủy quặng tạot hànhaxit photphoric Đầu tiên phản ứng tiến hành trên bề mặt các hạt quặng, H 2 SO 4 dư do đó tạo thành H 3 PO 4 tự do, CaSO 4 kết tinh tách ra dưới dạng khan và nằm lại trong phân lân Ca 5 F(PO 4 ) 3 + 5H 2 SO 4 = 3H 3 PO 4 + 5CaSO 4 + HF + Q Phản ứng này diễn ra với tốc độ rất nhanh so với tốc độ của phản ứng sau. Thường kết thúc sau 20 đến 40 phút kể từ khi trộn quặng apatit với dung dịch H 2 SO 4 . Nều phản ứng thực hiện hòan tòan thì khỏang 70% apatit bị phân hủy ở giai đọan này. Những yếu tố ảnh hưởng: - Nồng độ H 2 SO 4 : rất quang trọng đối với quá trình sản xuất supephotphat. Trong điều kiện khuấy trộn liên tục, nồng độ axit thích hợp là 62 - 69%, thấp hoặc cao hơn đều không thuận lợi. Hình 6.1 Sự phụ thuộc của mức độ phân hủy quặng vào nồng độ axit sunfuric Không thể dùng axit có nồng độ thấp được vì nó chứa nhiều nước làm sản phẩm bị ẩm, hàm lượng P 2 O 5 bị giảm. - Nhiệt độ phản ứng duy trì khoảng 110-120 0 C Để đảm bảo nhiệt độ này t 0 ban đầu của dung dịch H 2 SO 4 dao động từ 60 - 70 o C tuỳ thuộc thời tiết từng mùa và nồng độ H 2 SO 4 . - Với nồng độ axit như trên thì thời gian lưu của hỗn hợp phản ứng 2-4 phút. - Độ nhỏ hạt quặng: để tăng diện tích tiếp xúc, nghiền quặng. Theo tiêu chuẩn cỡ hạt > 150 μm không vượt quá 14%, cỡ hạt < 75 μm không ít hơn 47 – 48%. - Thời gian lưu bùn trong thùng phản ứng. - Giai đoạn 2: H 3 PO 4 sinh ra tiếp tục tác dụng với quặng apatit tạo thành muối canxi photphat, là giai đoạn quyết định chất lượng của phân lân superphotphat. 7H 3 PO 4 + Ca 5 F(PO 4 ) 3 + 5H 2 O →5Ca(H 2 PO 4 ) 2 . H 2 O + HF + Q Ở giai đoạn 2, monocanxiphotphat đầu tiên tạo thành trong dung dịch, khi bão hòa thì bắt đầu kết tinh. Lúc đầu phản ứng xảy ra rất nhanh, khi nồng độ Ca(H 2 PO 4 ) 2 tăng lên thì tốc độ chậm dần và kết thúc sau khi ủ supe trong kho 6 - 25 ngày đêm tuỳ thuộc vào nguyên liệu, nhiệt độ ủ 35-45 0 C. Đây lá quá trình chậm chạp nhất. Muốn tăng nhanh tốc độ quá trình này có thể dùng biện pháp làm lạnh khối supephotphat và làm bay hơi nước. Để đạt được mục đích trên có thể dùng biện pháp phun và đảo trộn supephphotphat. Sau khi ủ một lượng H 3 PO 4 tự do còn thừa phải qua gia đoạn trung hoà. Axit này sẽ làm tăng khả năng hút ẩm của supephotphat. Để trung hòa axit tự do có thể dùng biện pháp trộn supephotphat với các phụ gia rắn như bột xương, bột đá vôi hoặc đem amôn hóa bằng khí NH 3 : CaCO 3 + 2H 3 PO 4 = Ca(H 2 PO 4 ) 2 + CO 2 + H 2 O NH 3 + H 3 PO 4 = NH 4 H 2 PO 4 Supephôtphat đơn phải đảm bảo các yêu cầu chất lượng sau: P 2 O 5 không dưới 14-19% Độ ẩm không quá 13-15% H 3 PO 4 tự do (tính theo P 2 O 5 ) ≤ 5-5,5% Hiện nay có 3 phương pháp sản xuất: -Gián đọan; -Liên tục, -Bán liên tục. Ngày nay chủ yếu là thiết kế nhà máy theo phương pháp liên tục: Tinh quặng đã được nghiền được đưa từ kho vào thùng cân liều lượng tự động (2). Sau khi cân xong tinh quặng được đưa vào thùng trộn lẫn (1) họat động liên tục. Axit sunfuric 75% liên tục được pha lõang bằng nước trong thùng đo liều lượng axit (5) đến nồng độ 68% H 2 SO 4 , sau đó axit được đưa vào thùng trộn lẫn (1). Trong thùng trộn lẫn có các cánh khuấy cơ học để trộn lẫn axit với tinh quặng photphat. Trong thùng trộn lẫn tạo ra một lớp bùn nhão. Bùn nhão được đưa vào buồng hóa thành họat động liên tục. Tại đây quá trình tạo thành supephotphat được thực hiện. Từ bồn hóa thành, supephotphat tạo thành được chảy xuống băng tải và đưa sang kho ủ. Tại đây nhờ máy phun (8) mà supephotphat được phân bố đều, Để tăng tốc quá trình ủ, người ta dùng các gàu ngọam để đảo lộn supephotphat trong kho. Khi phân hủy quặng photphat bằng axit sunfuric sẽ giải phóng khí HF. Khí HF sẽ tác dụng với oxyt silic SiO 2 có chứa trong photphat và tạo ra khí tetraflorua silic SiF 4 và axit hexaflosilisic H 2 SiF 6 . Khí HF có lẫn H 2 SiF 6 đưa qua cửa phía trên nắp buồng hóa thành, qua các ống hút để vào thiết bị hấp thụ và được dùng để sản xuất florosilicat natri Na 2 SiF 6 . Hình 5.2- Cấu thạo thiết bị buồng hóa thành: 1. Trụ; 2. Đáy; 3. Băng tải; 4. Tấm chắn cố định; 5. Ống tháo sản phẩm; 6. Dao gạt; 7. Hệ thống cắt sản phẩm; 8. Nạo; 9. Nắp cố định. Buồng hình trụ đứng bằng bê tông cốt sắt có vỏ thép và bên trong có lót điaba là gạchchịu axit, quay chậm (một vòng hết 1,5 – 2,5 giờ) quanh ống cố định ở tâm làm nhiệm vụ tháo sản phẩm. Ống nối với nắp cố định và với tắm chắn gang để phân chia thiết bị thành các vùng nạp liệu và tháo sản phẩm. Bùn nhão từ thùng trộn được nạp liên tục qua cửa phía trên nắp buồng. Bên trong buồng có một hệ thống dao gạt quay ngược chiều với chiều quay của buồng với tốc độ 8-10 vòng/ phút. Khối supephotphat được dao gạt vào ống trung tâm rơi xuống băng tải đến máy phun rồi vào kho ủ. Supe đơn rất khó bón bằng máy vì nó dẻo, dễ vón cục và dính bết. Ngòai ra hạt supe nhỏ dễ bị rữa trôi nhanh và dễ phản ứng với các oxit tạo thành photphat khó tan. Người ta khắc phục nhược điểm này bằng cách tạo hạt. Trong thiết bị tạo hạt supephotphat được làm ẩm bằng nước để phân bón dẻo dễ ve viên thành hạt. Sau đó được sấy khô và sang để phân chia theo cỡ hạt và đóng bao. 5.4 SẢN XUẤT AXIT PHOTPHORIC VÀ SUPEPHOTPHAT KÉP 5.4.1 Các tính chất hóa lí: Axit photphoric chúng ta thường gọi là axit tri-hydrophotphoric hay ortophotphoric H 3 PO 4 . Axit photphoric tinh khiết có thể kết tinh dưới dạng các tinh thể rắn, không ngậm nước có tỷ trọng là 1,88 và điểm nóng chảy là 43,2 o C, tự chảy rữa trong không khí ẩm. Dung dịch axit axit photphoric đặc (98%) không màu, sánh như xiro, có tỷ trọng khoảng 1,84 g/cm 3 ở 20 o C. H 3 PO 4 tan trong nước với bất kì tỷ lệ nào. Axit photphoric hiện nay được sản xuất chủ yếu bằng hai phương pháp: (1) phương pháp chiết H 3 PO 4 từ các photphat tự nhiên nhờ các axit khác nhau (thông qua phản ứng trao đổi giữa quặng photphat và axit mạnh như H 2 SO 4 ), (2) phương pháp nhiệt phân ( đốt photpho và đồng thời hợp nước) Nguyên liệu: Nguyên liệu gốc để sản xuất axit photphoric là các quặng photphat như apatit Ca 5 (PO 3 ) 4 X, photphorit Ca 3 (PO 4 ) 2 hoặc than xương có chứa nhiều photphat. Nguyên liệu thứ cấp là photpho nguyên tố. Photpho nguyên tố là sản phẩm nhiệt khử từ các khoáng chứa photpho nói trên. Đây là lọai nguyên liệu tốt nhất để sản xuất axit photphoric chất lượng cao. Phương pháp chínhđể điều chế axit photphoric là chiết bằng axit sunfuric. 5.4.2. Sản xuất axit H 3 PO 4 theo phương pháp trao đổi (trích ly): - Đầu tiên tinh quặng photphat tự nhiên đem nghiền nhỏ, sau đó đem chế biến với lượng dư axit sunfuric để nhận được axit photphoric và canxi sunfat. Các quặng này chứa photpho dưới dạng canxi photphat, nên khi trao đổi với axit sunfuric ta dễ dàng thu dược axit photphoric vì canxi photphat hình thành sau phản ứng là chất ít tan trong nước, dễ cho việc tách ra khỏi dung dịch. Quá trình được thực hiện theo phản ứng: Ca 3 (PO 4 ) 2 + 3H 2 SO 4 ↔ 3CaSO 4 + H 3 PO 4 Hay Ca 5 (PO 4 ) 3 F + 3H 2 SO 4 ↔5CaSO 4 + 3H 3 PO 4 + HF Đây là phản ứng dị thể xảy ra trên bề mặt của các hạt quặng photphat chuyển hóa canxi photphat hầu như không tan trong nước thành canxi sunfat ít tan và axit photphoric. Các tinh thể canxi sunfat có thể tạo thành lớp vỏ bao xung quanh các hạt quặng và ngăn chặn các quá trình khuếch tán qua lại. Để tránh những hiện tượng bất lợi trên và tăng cường hiệu suất của phản ứng, người ta phải khuấy trộn hỗn hợp liên tục và tránh không sử dụng dung dịch axit sunfuric quá đặc (nồng độ thường dùng là axit sunfuric 75%). Mặt khác để tăng bề mặt tiếp xúc người ta nghiền thật nhỏ nguyên liệu) và ở giai đọan đầu quá trình chiết thì tăng nhiệt độ Sản phẩm ra khỏi thiết bị có dạng dung dịch huyền phù của photphogips (kết tủa tạo thành sau phản ứng) trong axit photphoric, được dẫn qua máy lọc, rửa kết tủa. Sản phẩm axit thu được thường có nồng độ 40 – 50% (sau khi lọc gạn còn 30%). Nếu sử dụng làm phân bón thì sản phẩm axit hầu như không cần phải xử lý gì tiếp theo ngòai việc cô đặc để đạt nồng độ yêu cầu. [...]... để làm sạch các sản phẩm dầu mỏ, trong công nghiệp giấy, sơn màu dệt da… Xôđa Na2CO3 là muối tính chất kiềm Công nghệ sản xuất xôđa là kiểu mẫu của kỹ thuật sản xuất muối dựa trên cơ sở những quá trình hấp thụ hóa học trong hệ lỏng – khí 5. 6.2 Sản xuất xoda bằng phương pháp amiac Solvay Đâu là phương pháp phổ biến để sản xuất Na2CO3 Người ta chuyển hóa dung dịch muối ăn bằng ammoniac và khí CO2 Nguyên... đang trở thành loại phân đạm chủ yếu - Tất cả các loại phân đạm đều hòa tan trong nước, thực vật hấp thụ tốt, dễ ngấm sâu vào đất Thực tế mọi loại phân đạm đều sản xuất từ amoniac, mà giá amoniac chiếm khoảng 60- 75% tổng giá thành Do đó chi phí sản xuất một tấn phân đạm các loại đều gần bằng nhau Dưới đây ta xét công nghệ sản xuất hai lọai phân đạm chính: amôn nitrat và urê 5. 5.1 Sản xuất nitrat amôn... tạo hạt Thiết bị dùng sản xuất lân kép cũng tương tự như để sản xuất phân đơn Trong một số sơ đồ sản xuất lân kép, quá trình đóng rắn bùn nhão được thực hiện trên băng tải chuyển sản phẩm vào khi chứa (phương pháp không dùng buồng) Theo đó, bùn nhão được đưa trực tiếp từ thùng trộn vào thiết bị tạo hạt và buồng sấy Sản phẩm hạt thì không qua giai đọan ủ Hình 5. 5 Sơ đồ công nghệ sản xuất supephotphat kép... đem trộn với phấn bột và vào thiết bị trung hòa (11) để trung hòa axit dư  Supe vụn ( < 1mm) được đưa vể máy tạo hạt (13) 5. 5 Các loại phân nitơ (phân đạm) Trong ba loại phân khóang chính (đạm , lân, kali) thì phân đạm là loại có tốc độ phát triển cao nhất, đồng thời cũng chiếm một tỷ trọng cao nhất trong sản lượng phân bón thế giới Phân đạm là tên gọi chung của các loại phân bón vô cơ cung cấp đạm... Hiệu suất NaHCO3 ( tính theo NaCl) khỏang 65 – 75% Gía trị hiệu suất này phụ thuộc vào nhiệt độ, hàm lượng NaCl trong nước muối, mức độ bão hòa NH3, CO2 và những yếu tố khác Muốn tăng mức độ chuyển hóa (tính theo NaCl) cần tăng hàm lượng NaCl và NH3 trong dung dịch muối đã amon hóa, 4) Giai đoạn cacbon hóa nước muối amôn hóa: Trong công đọan này, nước muối amôn hóa tác dụng với CO2 tạo thành huyền phù... những muối cacbon –amôn khác nữa Sau khi chưng cất khỏi ammoniac dung dịch urê khỏang 65% đem cô bay hơi trong thiết bị bay hơi (6) đến 99 ,5% và kết tinh tạo hạt urê trong tháp tạo hạt(8) Khí chưng (ra chứa 56 -57 % NH3, 32 – 33% CO 2và 10 – 11 % hơi nước) đem đi tái sinh Các sơ đồ sản xuất urê thường khác nhau do dùng những phương pháp khác nhau để phân chia và tái sinh lại các khí này: sử dụng chúng để sản. .. nồng độ bất kì và có độ sạch cao + Nguyên liệu đa dạng hơn Có thể dùng những photphat nghèo mà không cần làm giàu Nhược điểm chính của phương pháp này là tiêu tốn nhiều điện năng 5. 4.4 Sản xuất supephotphat kép Supephotphat kép được sản xuất trên cơ sở phân hủy quặng photphat bằng axit photphoric 70-80% Các phản ứng cơ bản xảy ra khi sản xuất superphotphat kép: 7H3PO4 + Ca5F(PO4)3 + 5H2O = 5Ca(H2PO4)2.H2O... lắng 3) Giai đọan amon hóa: Mục đích của công đọan này là cho nước muối hấp thụ ammoniac để thành nước muối amôn hóa Amoniac tái sinh từ thiết bị chưng cất, và các khí thải của các thiết bị khác nhau trong xưởng (các tháp hấp thụ, carbonat hóa và lọc có chứa ammoniac) Để bù vào lượng ammoniac bị tổn thất người ta đưa nước ammoniac vào tháp hấp thu (cứ sản xuất 1 tấn soda cần 2 .5 kg ammoniac bổ sung)... áp suất 180- 200 atm, nhiệt độ 180 – o 200 C và không dùng chất xúc tác Việc nâng nhiệt độ cao hơn bị hạn chế do sự ăn mòn thiết bị Nguyên liệu sản xuất urê là khí sản phẩm của CN sản xuất ammoniac chứa đến 90% CO 2 và ammoniac lỏng 100 – 1 25% so với tỷ lệ lý tưởng Hình 6 .5 Sơ đồ sản xuất urê 1 Bơm; 2 Máy nén; 3 Tháp tổng hợp; 4 Buồng phản ứngbên trong; 5 Cột chưng cất; 6 Thiết bị bay hơi; 7 Hộp thu... bị khác có chứa những phần ammoniac và CO2 còn lại Từ công đọan hấp thụ I, nước muối đã amôn hóa được đưa vào tháp cacbon hóa (8) Khí CO2 đậm đặc từ lò nung CaCO3 được làm sạch khỏi bụi và làm lạnh trong tháp rửa (2) có hàm lượng 38% CO2 và khí lò lõang từ các lò vôi được máy nén (5) nén từ đáy tháp lên, ngược dòng với nước muối amôn hóa Nhờ nước muối đã được amôn hóa nên CO 2 được hấp thụ hòan tòan . CHƯƠNG 5: SẢN XUẤT MUỐI KHOÁNG VÀ PHÂN HÓA HỌC 5. 1. Giới thiệu chung Sản xuất các muối vô cơ là một mảng quan trọng ngành công nghiệp hóa chất của tất cả các nước trên thế giới. Muối. phương pháp sản xuất -Phân hỗn hợp là phân hóa học có chứa vài nguyên tố dinh dưỡng và được sản xuất bằng cách trộn lẫn cơ học những lọai phân hóa học khác nhau. -Phân phức cũng chứa vài nguyên. triệu tấn phân bón hóa học phục vụ nông nghiệp. Có nhiều cách phân lọai phân bón hóa học: a) Theo ý nghĩa nông hóa: phân bón được chia thành trực tiếp và gián tiếp -Trực tiếp là phân bón có