t
I
;.v
(
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC T ự NHIÊN
TRẦN THỂ HỒ
NGHIÊN C ú n SẢN XUẤT AXIT PHOTPHORIC
T ừ QUẶNG APATIT LAO CAI BANG PHƯƠNG PHÁP TRÍCH LI
LUẬN ÁN THẠC s ĩ KHOA HỌC HOÁ HỌC
CHUYÊN NGÀNH : HOẢ VÔ cơ
MẢ só : 1 - 04 - 01.
Ị ÕÃĨ HOC C J O r G1A MÀ NOI
' TRWii; - l v , ĩ n i n ■ TIN THU VIỆN
ị
V -
l e / l ệ ỗ
.
'í !>«.— . -~.A iX.
.....
..
....
.
■ < • 11^*'
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC :
1. PGS. HOÀNG NHẢM
2. PTS. NGÒ SỸ LƯƠNG
HA NỘI - 19QS.
MỤC LỤC
Trang
Phần m ở đầu. 1
Chương 1. Tổng quan lí thuyết. 2
I. Tính chất của axit photphoric. 2
n. Nguyốn liệu sản xuất. 2
m . Phương pháp sản xuất. 3
1. Phương pháp nhiệt. 3
2. Phương pháp trích li. 5
2.1. Cơ sở hoá lí. 6
2.2. Phương pháp đihyđrat. 10
2.3. Vấn đề ân mòn và xử lí chất thải. 14
Chương 2. Đối tượng nghiẻn cứu và phương pháp xác định
các thông số kĩ thuật. 17
I. Đối tượng nghiên cứu. 17
n . Phương pháp xác định các thông số kĩ thuật. 17
1. X ác định thành phần quặng apatit. 17
2. X ác định thành phần axit photphoric. 22
3. X ác định thành phần C aS04.2H20 . 24
Chương 3. Phần thực nghiệm- 27
I. X ác định thành phần quặng apatit Lao cai. 27
n . sản xuất axit photphoric. 30
1. Phân huỷ quặng apatit bằng H2S 0 4.
2. Phân huỷ quặng apatit bằng hỗn hợp H2S 0 4 và H3P 0 4
3. X ác định thành phần bã thải C aS0 4.2H 20 .
m . Tính toán công nghệ.
Phần kết luận.
Tài liệu tham khảo.
1
PHẦN MỞ ĐẦU
Axit photphoric là một axit vô cơ cơ bản của công nghiệp hoá
chất , nó được ứng dụng để sản xuất phàn bón hoá học : Supephotphat
kép, phân phức hợp (amophot, nitrophot,nitroamophot).Ngoài ra, nó
còn ứng dụng để sản xuất các muối photphat kiểm, các muối này được
ứng dụng trong công nghiệp dược phẩm, chăn nuôi, làm mẻm nước,
chất tẩy rửa. Mặt khác, axit photphoric và muối của nó được ứng dụng
để photphat hoá bề mật một số kim loại như sắt, nhôm, kẽm v.v...để
bảo vệ các kim loại đó khỏi bị ăn mòn.
Nước ta là một nước nông nghiệp, nẻn việc phát trién công
nghiệp sản xuất phân bón hoá học, đặc biệt là các loại phân bón hoá
học giàu các chất dinh dưỡng, góp phần quan trọng để thúc đẩy nông
nghiệp phát triển. Axit photphoric là m ột trong những ngyuên liệu cơ
bản sứ dụng để sản xuất supephotphat kép. Để sản xuất axit photphoric,
trong công nghiệp có hai phương pháp sản xuất: phương pháp nhiột và
phương pháp trích li.
Chúng tôi nghièn cứu sản xuất H3P 0 4 trích li bằng phương pháp
đihyđrat, kết tinh CaSOị dưới dạng hai nước-CaS04.2HoO, để ứng dụng
nó trong sản xuất phân bón hoá học phục vụ nông nghiệp.Trẻn cơ sở
nghiên cứu thực nghiệm phản ứng phân huỳ quặng apatít Lao cai. để
xác định các điẻu kiện kĩ thuật thích hợp ứng dụng vào sản xuất.
2
CHUÔNG I
TỔNG QUAN LÍ THUYẾT.
I. TÍNH CHẤT CỦA AXIT PHOTPHORIC [3,6,20].
Trong các axit photphoric: octhophotphoric, pyrophotphoric,
metaphotphoric thì axit octhophotphoric là axit quan trọng nhất và
được ứng dụ n g n hiểu nhất. Axit o c th o p h o tp h o ric có công thức: H3P 0 4 ,
nó là chất kết tinh không màu, nóng chảy ở 42,5°c. ơ trạng thái rắn và
lỏng, các phân tử kết hợp với nhau bằng liên kết hyđro, chính vì vậy
dung dịch H3PO4 đặc có tính nhớt. H3P 0 4 tan vô hạn trong nước, do có
sự tạo thành liên kết hyđro giữa những phân tử H3P 0 4 với các phân tử
nước: P — 0---H — OH
Trong dung dịch nước, H3PO4 là axit ba nấc, có độ mạnh trung
bình (K t = 7 ,6 .10'3; K2 = 6,2.10’8 và K3 = 4,4.10"13). Nó tạo nên ba loại
muối: muối dihydrophotphat (chứa anion H2P 0 4"), muối
monohydrophotphat (chứa anion H P 042‘) và muối photphat trung tính
(chứa anion P 0 43').
II. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT [1,7,10,114*]'
Nguyên liệu chủ yếu sử dụng để sản xuất axit photphoric trích li
là quặng ph o tph at: quặng apatit và quặng photphoriL
1.Quặng apatit.
Quặng apatit có công thức chung Ca5X (P 0 4)3(X=F,Cl,0H ), thông
dụng hơn cả vẫn là floapatit Ca5F (P 0 4)3 hoặc viết khác đi :
3Ca3(P0 4)2CaF2. Các thành phần chủ yếu của quặng apatit :
4 2 % P i0 5,55%Ca0,3% F. Quặng apatit thường tồn tại dưới dạng tinh
thể hình lục giác, nó là tập hợp các tinh thể có kết cấu chắc mịn. Quặng
apatit có màu sắc hơi xanh, vàng nhạt hay vàng lục. Màu sắc này là do