ĐỀ TÀI " Tinh chế axit photphoric trích ly và sản xuất các sản phẩm chứa lân "

Chia sẻ: banhukute

Nước ta có nguồn quặng apatit tương đối phong phú, công nghiệp phân lân cũng đã được xây dựng và đang phát triển. Tuy nhiên nhiều sản phẩm chứa photpho như các muối photphat dùng trong chăn nuôi đến các sản phẩm tinh khiết vẫn còn phải nhập ngoại. Trước đây để sản xuất những sản phẩm này, người ta dùng đến axit photphoric điều chế từ photpho nguyên tố. Từ những năm 60 của thế kỷ trước đã có nhiều công trình nghiên cứu tinh chế axit photphoric trích ly và đến những năm 80 đã được áp dụng...

Bạn đang xem 10 trang mẫu tài liệu này, vui lòng download file gốc để xem toàn bộ.

Nội dung Text: ĐỀ TÀI " Tinh chế axit photphoric trích ly và sản xuất các sản phẩm chứa lân "

ĐỀ TÀI

Tinh chế axit photphoric
trích ly và sản xuất các sản
phẩm chứa lân
1. MỞ ĐẦU.......................................................................................... 3

2. PHẦN GIỚI THIỆU ....................................................................... 4

3. MỘT SỐ Ý KIẾN VỀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ.................... 39

4. KẾT LUẬN.................................................................................... 45

TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................. 45

Phụ lục 1 ........................................................................................... 46

Phụ lục 2 ........................................................................................... 46
1. MỞ ĐẦU




Nước ta có nguồn quặng apatit tương đối phong phú, công nghiệp phân
lân cũng đã được xây dựng và đang phát triển. Tuy nhiên nhiều sản
phẩm chứa photpho như các muối photphat dùng trong chăn nuôi đến
các sản phẩm tinh khiết vẫn còn phải nhập ngoại.

Trước đây để sản xuất những sản phẩm này, người ta dùng đến axit
photphoric điều chế từ photpho nguyên tố. Từ những năm 60 của thế kỷ
trước đã có nhiều công trình nghiên cứu tinh chế axit photphoric trích
ly và đến những năm 80 đã được áp dụng vào sản xuất qui mô công
nghiệp.

Bản báo cáo chuyên đề này đề cập đến những phương pháp tinh chế
photphoric trích ly, giới thiệu một công nghiệp tiên tiến đã được áp
dụng vào sản xuất, so sánh một số chỉ tiêu về chi phí sản xuất của hai
phương pháp, những biện pháp nâng cao chất lượng và hạ giá thành sản
phẩm đồng thời trình bày một số ý kiến về phát triển công nghệ sản
xuất axit photphoric sạch ở nước ta.

Do nguồn thông tin truy cập được cũng có hạn, chúng tôi sẽ trình bày
những số liệu hiện có với mức cao nhất và những suy nghĩ riêng về vấn
đề này.
2. PHẦN GIỚI THIỆU

2.1. Tình hình sản xuất và sử dụng axit photphoric sạch và các sản
phẩm liên quan

Axit photphoric sạch đã được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp
như xử lý kim loại, sản xuất natri tripolyphotphat, thức ăn khoáng bổ
sung cho gia súc, gia cầm và thủy sản, công nhiệp thực phẩm, công
nghiệp dược...

Những năm gần đây nhu cầu để xử lý kim loại giảm mỗi năm khoảng 3
- 5% do vật liệu kim loại ngày càng được thay thế bằng chất dẻo, nhất
là trong công nghiệp sản xuất ôtô. Ngoài ra, lượng axit dùng để sản
xuất natri tripolyphotphat cũng giảm vì vấn đề ô nhiễm nước thải.
Trong khi đó nhu cầu axit photphoric cho xử lý nước và nhất là công
nghiệp thực phẩm lại tăng đáng kể.

Một trong những lĩnh vực cũng sử dụng nhiều axit photphoric sạch là
sản xuất thức ăn khoáng cho chăn nuôi.

Bảng 1. Tỷ lệ sử dụng axit photphoric sạch tại một số quốc gia và khu
vực


Sản phẩm EU Nhật Mỹ
Bản
Xử lý kim loại - - 25


Xử lý nước - - 20


Sản xuất Natri Tripolyphotphat 40 32 -


Công nghiệp thực phẩm - - 15


Sản xuất thức ăn khoáng cho 22 13 -
gia súc


Các ngành khác 38 55 40


Công ty Potash Corp hiện đang vận hành 5 nhà máy sản xuất photpho
dùng cho chăn nuôi ở Mỹ và một nhà máy ở Braxin với sản lượng 1,3
triệu tấn/ năm:

Bảng 2. Tình hình sản xuất sản phẩm photphat của Công ty Potash
Corp

Đơn vị: 1000 tấn/năm


Tên và địa điểm Công suất, Sản xuất
ngàn t/n


Maseilles, Illinois 248 192


White spring, Florich


Monocanxi photphat 218 154


Photphat khử flo 100 89


Weeping Water, Nebraska 209 170


Kingston,North Carolina 141 63


Fosfats do Braxin 70 53


Tổng cộng 1296 724


* Số liệu năm 2001

Postash Corp là một công ty sản xuất đa dạng nhất các mặt hàng về
muối photphat axit photphoric tinh chế dùng cho sản xuất thực phẩm
và đồ uống, xử lý kim loại, chất tẩy rửa tổng hợp và điện tử. Do có
chiến lược đa dạng hóa và đầu tư hợp lý mà Potash Corp sản xuất axit
photphoric tinh chế và thức ăn khoáng chăn nuôi với giá rẻ nhất thế
giới. Axit photphoric tinh chế của Công ty được sản xuất ứng với 2 loại,
đó là loại "thực phẩm" dùng trong công nghiệp dược phẩm, thức uống,
thực phẩm và men và loại "kỹ thuật" dùng cho công nghệ mạ điện,
chống rỉ kim loại, sản xuất chất kết dính và chất chống cháy.

Năm 2001, riêng phần sản xuất axit photphoric tinh chế của Postash
Corp là 168000T P205. Axit photphoric tinh chế được tập trung sản xuất
ở Aurona, nơi gần nguồn quặng photphat có chất lượng tốt.

Các sản phẩm photphat dùng cho chăn nuôi được sản xuất dưới nhiều
dạng khác nhau, trong đó chủ yếu là monocanxiphotphat (52%),
photphat khử flo (15%), natri photphat (3%) và một lượng nhỏ
MAP/DAP (1%). Một phần đáng kể (29%) sản phẩm photphat được
sản xuất dưới dạng dung dịch.

Sản lượng photphat dùng cho chăn nuôi đạt 2,07 tỷ USD (2001), chiếm
11% doanh số của Postash Corp. Lợi nhuận thu được khoảng 48 triệu
USD, chiếm 12% tổng số lợi nhuận.

Braxin cũng có chiến lược mở rộng nhanh, thị trường thức ăn chăn nuôi.
Khu vực thương mại nông nghiệp chiếm khoảng 40% GDP của Braxin,
tương đương gần 320 tỷ USD/năm. Lĩnh vực chăn nuôi có ý nghĩa quan
trọng với khoảng 8,5 triệu km2 được sử dụng cho chăn nuôi. Tổng số
đàn gia súc khoảng 170 triệu con, gồm 30 triệu con nuôi lấy sữa và 140
triệu con lấy thịt, gấp đôi tổng đàn gia súc của Mỹ. Năm 2000, Braxin
đã xuất khẩu 615 ngàn tấn thịt bò, chủ yếu sang châu Âu (62%) và
Trung Đông (21%).

Chăn nuôi gia cầm ở Braxin cũng phát triển mạnh. Năm 2001 nước này
đã xuất khẩu 250 ngàn tấn, tăng gấp đôi năm 2000. Hiện tại Braxin
hướng tới mục tiêu sẽ đạt tới 7 triệu tấn sản phẩm gia cầm/năm.

Do nhu cầu tăng mạnh nên thị trường thức ăn chăn nuôi ở Braxin xảy
ra cạnh tranh sôi nổi. Các công ty của Braxin như Sernana (bộ phận của
Bunge) cạnh tranh với Cargill và Ajimoto; công ty Fosfatos do Braxin
cũng phải cạnh tranh để phát triển và đang là một đối thủ mạnh, chiếm
được 8-10% thị phần. Công ty này đã bán được 750-800 ngàn tấn
dicanxi photphat (DCP) và thu được khoảng 150 triệu USD/năm.

Tương tự các nhà đầu tư ở São Vieente sẽ mở rộng công suất lên 80b
ngàn tấn/năm DCP đạng hạt để thay cho sản phẩm bột hiện có, như
đang được sử dụng rộng rãi ở Mỹ.

Ở Trung Quốc, liên quan đến sản xuất axit photphoric phải kể đến hơn
400 nhà máy sản xuất MAP, DAP, TSP quy mô nhỏ từ 30 ngàn đến 60
ngàn tấn/năm và khoảng 10 nhà máy DAP công suất từ 150 ngàn đến
450 ngàn tấn/năm trên cơ sở nhập khẩu công nghệ của các công ty
nước ngoài.

Tình hình sản xuất axit photphoric và phân chứa lân trên cơ sở axit
photphoric như sau:

Bảng 3. Tình hình sản xuất các sản phẩm chứa lân ở Trung Quốc
Đơn vị: 1000 tấn P2O5/năm


Tên sản 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
phẩm


Axit 4.101 4.080 4.610 4.793 5.093 5.374 5.374
photphoric


DAD 2.287 2.287 2.487 2.671 2.921 3.142 3.142


MAD 1.062 1.062 1.338 1.338 1.338 1.338 1.338


TSP 115 115 115 115 115 115 115


NPK 1.735 1.758 1.758 1.758 1.758 1.958 1.958


Trong đó có công ty Nanjing chemical Industial Corp sản xuất canxi
photphat với thương hiệu tam giác đỏ. Công ty Yunnan Phosphate
Fertilizer liên doanh với Cargill Fertilizer sản xuất 130.000 tấn axit
photophoric/năm (tính theo P2O5) và đang xây dựng một nhà máy
180.000 tấn/năm ở gần Côn Minh. Còn công ty Sino - Arab chemical
Fertilizer Co là liên doanh với PIC (Cô - oet) và GCT (Tuynidi) ở tỉnh
Hà Bắc để sản xuất 480.000 tấn DAP trên cơ sở axit photphoric trích ly
nhập từ Tuynidi.
Hiện tại Trung Quốc vẫn phải nhập công nghệ để nâng công suất sản
xuất axit photphoric.

Còn ở các nước khác trong khu vực như Thái Lan, Indonexia, Philippin,
Bangladesh, ôxtrâylia, Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn Độ người ta cũng sản
xuất và buôn bán axít photphoric nhưng không có số liệu cụ thể. Danh
sách các Công ty kinh doanh trong lĩnh vực này được ghi ở phần phụ
lục.

Hiện tại axit photphoric sạch được sản xuất theo 2 phương pháp là
phương pháp đi từ photpho vàng nhiệt điện (H3PO4 nhiệt) và axit được
tinh chế từ axit photphoric trích ly (H3PO4 tinh chế). Hiện nay, theo
đánh giá, sản lượng axit sạch của các nước trên thế giới khoảng hơn 2,2
triệu tấn/năm, trong đó lượng axit tinh chế từ H3PO4 trích ly khoảng 1,7
triệu tấn/năm. Tỷ lệ giữa 2 loại axit này đã được sử dụng ở các châu lục
(không kể sản xuất thức ăn khoáng) theo tỷ lệ được trình bày ở bảng 4.

Bảng 4. Tỷ lệ sử dụng 2 loại axit photphoric sạch tại một số khu vực

Đơn vị: %


Các vùng H3PO4 nhiệt H3PO4 tinh
chế


Bắc Mỹ 86 14
Tây âu 31 69


Châu Á 49 51


Châu Phi 24 76


Mỹ La Tinh 52 48


ôxtrâylia và Châu Đại 26 74
Dương


Nguyên liệu để sản xuất axit photphoric nhiệt là photpho nguyên tố với
chi phí cho nguyên liệu chiếm tới 95,5% tổng chi phí sản xuất axit
nhiệt. Người ta thấy càng ngày càng giảm phần axit photphoric nhiệt là
do giá nhiên liệu và giá điện tăng, đồng thời vốn đầu tư cơ bản cho sản
xuất axit nhiệt cũng tăng.

Do vậy, người ta đã nghiên cứu và phát triển công nghệ tinh chế axit
photphoric trích ly và sản phẩm tinh chế từ axit photphoric trích ly
ngày càng đáp ứng đầy đủ cả về lượng và chất đối với các nhu cầu sử
dụng.

2.2. Một số phương pháp tinh chế axit photphoric trích ly

2.2.1. Các tạp chất thường có trong axit photphoric trích ly
Axit photphoric trích ly thường chứa những ion của tạp chất hòa tan có
trong quặng photphat và trong axit sunfuric (tác nhân phản ứng phân
hủy quặng photphat) cùng với những tạp chất do ăn mòn thiết bị khi
sản xuất.

Ở Nga có 3 tiêu chuẩn về axit photphoric tinh chế, còn theo tiêu chuẩn
của Hãng Fison đã được tiêu chuẩn hóa và áp dụng vào tiêu chuẩn công
nghiệp về axit photphoric như sau (bảng 5, 6):

Bảng 5. Tiêu chuẩn về axit tinh chế của Nga

Đơn vị: %


Thành phần Mac T2 Mac T3 Loại nâng
cấp


P2O5 39,5 53,5 54,0


SO4 0,12 0,14 0,185


Fe 0,016 0,022 0,022


F 0,08 0,024 0,004
Pb - - 5,6 ppm


As - 1,75 ppm


TBP 4 ppm


SS 0 0 0


T2: TY 2142 - 001 - 00209450 - 95

T3: TY 2142 - 001 - 00209450 - 95

Loại nâng cấp: TY 2142 - 002 - 00209450 - 96

Bảng 6. Tiêu chuẩn axit photphoric tinh chế của Fison, hạng S.L.R

Đơn vị: %


Thành phần Tỷ lệ Thành phần Tỷ lệ


H3PO4 85% min Niken (Ni)
Đề thi vào lớp 10 môn Toán |  Đáp án đề thi tốt nghiệp |  Đề thi Đại học |  Đề thi thử đại học môn Hóa |  Mẫu đơn xin việc |  Bài tiểu luận mẫu |  Ôn thi cao học 2014 |  Nghiên cứu khoa học |  Lập kế hoạch kinh doanh |  Bảng cân đối kế toán |  Đề thi chứng chỉ Tin học |  Tư tưởng Hồ Chí Minh |  Đề thi chứng chỉ Tiếng anh
Theo dõi chúng tôi
Đồng bộ tài khoản