REPORT TIỂU LUẬN CÁC LOẠI PHÂN PHOTPHAT KHÁC

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THỰC PHẨM TP.HCM KHOA CÔNG NGHỆ HÓA HỌC

---------o0o----------

TIỂU LUẬN MÔN Đề tài 12:CÁC LOẠI PHÂN PHOTPHAT KHÁC: PHÂN LÂN KẾT TỦA, PHÂN LÂN NUNG CHẢY, PHÂN LÂN THIÊU KÊT, PHÂN LÂN KHỬ FLO, PHÂN LÂN URÊ SUPPERPHOTPHAT GVHD: Đặng Thanh Phong SVTH: Nguyễn Thị Thu Trang

2004120053

Nguyễn Chí Linh

2004120269

Thạch Thị Thu Sương

2004120004

Thành phố Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2015

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

MỞ ĐẦU Phân bón là thức ăn của cây trồng, thiếu phân cây không thể sinh trưởng và cho

N

năng suất, phẩm chất cao. Phân bón có vai trò rất quan trọng trong việc thâm canh

N

Phân lân là một trong ba loại phân bón đa lượng chủ yếu cho cây trồng. Phân lân

H

Ơ

tăng năng suất, bảo vệ cây trồng và nâng cao độ phì nhiêu của đất.

U Y

cung cấp nguyên tố P cho cây dưới dạng ion photphat (PO34-).Độ dinh dưỡng của

.Q

phân lân được đánh giá theo tỉ lệ % khối lượng P2O5 tương ứng với lượng P có trong

TP

thành phần của nó.Nước ta lại có nguồn quặng apatit dồi dào để sản xuất phân lân

ẠO

nung chảy (FMP), superphosphate đơn (SSP), superphosphate kép (TSP) và các loại

Đ

phân lân khác. Mỗi loại phân lân này có những đặc tính riêng trong mối quan hệ với

G

hệ sinh thái thổ nhưỡng, cây trồng với khí hậu ở nước ta. Với đề tài tìm hiểu các loại

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

phân photphat, nhóm em xin trình bày những kiến thức mà chúng em tìm hiểu được về phân lân kết tủa, phân lân nung chảy, phân lân thiêu kết, phân lân khử flo và phân

TR ẦN

lân urê supperphotphat.

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Đặng Thanh Phong đã tận tình giúp đỡ

B

chúng em trong thời gian qua để chúng em có thể hoàn thành môn học này. Trong quá

10 00

trình tìm hiểu đề tài, nhóm chúng em còn hạn chế về nhiều mặt kiến thức và thời gian, rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến và nhận xét của thầy để kiến thức được hoàn Nhóm xin chân thành cám ơn thầy!

Nhóm thực hiện NHÓM 12

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

thiện hơn.

GVHD: Đặng Thanh Phong SVTH: 03 Tú Sưu tầm bởi GV.Nhóm Nguyễn Thanh

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận Phân Bón

N

Khoa Công nghệ Hóa học

Vai trò của phân lân ................................................................................................ 1

1.2.

Mốt số loại phân lân ................................................................................................ 1

U Y

N

1.1.

H

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PHÂN LÂN ..................................................................... 1

Ơ

MỤC LỤC

Dựa vào độ hòa tan của các loại lân ................................................................. 1

1.2.2.

Dựa theo quá trình chế biến.............................................................................. 1

TP

.Q

1.2.1.

ẠO

CHƯƠNG 2: PHÂN LÂN KẾT TỦA................................................................................. 3 2.1. Giới thiệu về phân lân kết tủa ..................................................................................... 3

Đ

2.2. Quy trình sản xuất ...................................................................................................... 3

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

2.3. Ứng dụng ................................................................................................................... 5

H Ư

CHƯƠNG 3: PHÂN LÂN NUNG CHẢY .......................................................................... 6 Giới thiệu về phân lân nung chảy ............................................................................ 6

3.2.

Đặc điểm về nguyên liệu và nhiên liệu sản xuất ...................................................... 6

TR ẦN

3.1.

3.2.1.

Về nguyên liệu ................................................................................................. 6

3.2.2.

Về nhiên liệu.................................................................................................... 7 Công nghệ sản xuất phân lân ............................................................................. 7

10 00

B

3.3.

3.3.1.

Sơ đồ nguyên lý sản xuất phân lân nung chảy .................................................. 8

3.3.2.

Thuyết minh sơ đồ ........................................................................................... 8 Ưu điểm của phân lân nung chảy ................................................................... 12

H

3.3.3.

Ó

A

3.3.3. Cấu tạo thiết bị chính ......................................................................................... 10

-L

Í-

3.3.4. Vấn đề ô nhiễm trong quá trinh sản xuất phân lân nung chảy và phương pháp giải quyết .................................................................................................................... 12 CHƯƠNG 4: PHÂN LÂN THIÊU KẾT .......................................................................... 16

ÁN

CHƯƠNG 5: PHÂN LÂN KHỬ FLO .............................................................................. 17

TO

CHƯƠNG 6: PHÂN LÂN URÊ SUPPERPHOTPHAT .................................................. 19 6.1. Giới thiệu ................................................................................................................. 19

D

IỄ N

Đ

ÀN

6.2. Xác định sản phẩm phản ứng .................................................................................... 19 6.3.Phát triển của quá trình .............................................................................................. 19 6.4.Phẩm chất của các sản phẩm: 20 - 10 0 USP .............................................................. 20 6.5. Cách lưu trữ USP...................................................................................................... 20 6.6.Sự liên quan đến nông học ......................................................................................... 20

TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................. 22

GVHD: Đặng Thanh Phong SVTH: 03 Tú Sưu tầm bởi GV.Nhóm Nguyễn Thanh

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU VỀ PHÂN LÂN 1.1. Vai trò của phân lân

N

Lân có vai trò quan trọng trong đời sống của cây trồng. Lân có trong thành phần

H

N

gia vào thành phần các enzim, các protein, tham gia vào quá trình tổng hợp các axit

Ơ

của hạt nhân tế bào, rất cần cho việc hình thành các bộ phận mới của cây. Lân tham

U Y

amin. Lân kích thích sự phát triển của rễ cây, làm cho rễ ăn sâu vào đất và lan rộng ra

.Q

chung quanh, tạo thêm điều kiện cho cây chống chịu được hạn và ít đổ ngã. Lân kích

TP

thích quá trình đẻ nhánh, nảy chồi, thúc đẩy cây ra hoa kết quả sớm và nhiều. Lân làm

Đ

hạn, chịu độ chua của đất, chống một số loại sâu bệnh hại v.v…

ẠO

tăng đặc tính chống chịu của cây đối với các yếu tố không thuận lợi: chống rét, chống

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Ở một số loại đất trên nước ta, lân trở thành yếu tố hạn chế đối với năng suất cây

H Ư

trồng. Đặc biệt ở hầu hết các loại đất trồng lúa ở các tỉnh phía Nam. Thiếu lân không

TR ẦN

những làm cho năng suất cây trồng giảm mà còn hạn chế hiệu quả của phân đạm. Hiệu suất của phân lân khá cao. Trên một số loại đất ở Tây Nguyên bón 1 kg P2O5 cho hiệu quả thu được 4,3 – 7,5 kg cà phê nhân, 8,5 kg thóc. Ở các vùng đất phèn mới khai

10 00

B

hoang, hiệu suất của phân lân càng cao hơn, 1 kg P2O5 mang lại 9,0 kg thóc, ở mức bón 40 – 60 kg P2O5/ha. Bón quá nhiều phân lân trong nhiều trường hợp có thể làm

A

cho cây bị thiếu một số nguyên tố vi lượng. Vì vậy, cần bón thêm phân vi lượng, nhất

H

Ó

là Zn.

Í-

1.2. Mốt số loại phân lân

-L

Có nhiều cách để phân loại lân:

ÁN

1.2.1. Dựa vào độ hòa tan của các loại lân

ÀN

TO

Có 3 loại lân:

Phân lân hòa tan trong nước: supe lân (SP), điamôn photphat (DAP).

Phân lân ít hòa tan trong nước, chỉ hòa tan trong axit yếu như axit xitric

D

IỄ N

Đ

2 % axit foomic hay xitrat amôn, phân lân nung chảy, phân lân kết tủa (dicanxi photphat) và phân lân chậm tan (phân lân axit hóa một phần).

Phân lân khó tan. Đó là các loại quặng tự nhiên khai từ mỏ lên đem

nghiền để bón trực tiếp như apatit, photphorit, bột xương động vật...

1.2.2. Dựa theo quá trình chế biến

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

1 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

Phân lân tự nhiên: là sản phẩm khai thác từ các mỏ, nghiền bột đem sử dụng, không qua quá trình chế biến. Phần lớn phân lân tự nhiên là phân khó hòa tan: apatit photphorit, vivianit.

-

Hòa tan trong axit yếu: phân lân kết tủa, phân lân chậm tan.

N

Hòa tan trong nước: supe lân, điamôn photphat.

U Y

-

H

Ơ

N

Phân lân chế biến bằng axit. Có hai loại:

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Đ

ẠO

TP

.Q

Phân lân sử dụng nhiệt năng để chuyển hóa: Các loại phân lân nung chảy.

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

2 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

CHƯƠNG 2: PHÂN LÂN KẾT TỦA 2.1. Giới thiệu về phân lân kết tủa

N

Thị trường thế giới thường gọi với tên precipitated (calcium photphote). Thành

H

N

giống như vôi bột. Trong phân lân kết tủa có tỷ lệ lân nguyên chất cao 27 – 31%, một

Ơ

phần chủ yếu là dicamxi photphat CaHPO4.2H2O dạng bột màu trắng, xốp nhẹ trông

U Y

lượng ít chất canxivà lượng P2O5 khoảng 30-42 %. Phân lân rất khó tan trong nước, vì

.Q

vậy cũng không hút ẩm nên dễ bảo quản, nhưng lại tan trong dung dịch xitrat amoni,

TP

hiệu quả phân bón đối với đất axit (chua) không kém SP. Dùng bón lót, bón thúc.

ẠO

Có thể chế tạo loại chất lượng cao, không có độc tố, hàm lượng As2O3 dưới

Đ

0.001 %, fluo dưới 0,2 %, dùng làm thức ăn gia súc.

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

2.2. Quy trình sản xuất Ở các nước ôn đới do sợ rằng clo sẽ tích lũy trong đất gây hại cho hệ sinh vật đất, ảnh hưởng xấu đến chất lượng sản phẩm và làm cho phân ướt nên tìm cách loại

TR ẦN

CaCl2. Trước hết sử dụng HCl tác động lên apatit để tạo ra axit photphoric sau đó dùng sữa vôi để kết tủa. Sản phẩm tạo thành là dicanxi photphat và vì vậy gọi là phân

B

lân kết tủa.

10 00

Nguyên tắc của phương pháp chế tạo phân lân là dùng sữa vôi (vôi huyền phù trong nước), hoặc đá vôi huyền phù trong nước để kết tủa dung dịch axit photphoric

Ó

A

(chiết), lọc, sấy, sàng được sản phẩm.

H

Theo phản ứng chính sau:

Í-

Ca(OH)2 + 2H3PO4 Ca(H2PO4) + 2H2O

-L

CaCO3 + 2H3PO4 Ca(H2PO4)2 + CO2 + H2O

ÁN

Khi axit bị trung hòa, trong môi trường axit yếu, monocanxi photphat thủy

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

phân kết tủa dicanxi photphat: Ca(H2PO4)2 + 2H2O CaHPO4.2H2O + H3PO4 Hoặc phản ứng gián tiếp: Ca(OH)2 + Ca(H2PO4)2 + 2H2O 2[CaHPO4.2H2O] CaCO3 + Ca(H2PO4)2 + 3H2O 2[CaHPO4.2H2O] + CO2 Nếu quá dư CaO, vượt quá tỷ lệ trọng lượng tính theo lý thuyết (CaO : P2O5= 0,79), tương ứng độ PH của dung dịch bằng 6,3 sẽ xảy ra phản ứng sau: 4CaHPO4 Ca(H2PO4)2 + Ca3(PO4)2 GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

3 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

Như vậy một phần chuyển sang dạng tricanxi photphat không tan trong nước cũng như dung dịch xitrat.

Một số tạp chất trong axit xảy ra phản ứng phụ:

Ơ

N

H2SO4 + Ca(OH)2 CaSO4.2H2O

N

U Y

R2(SO4)3 + 3Ca(OH)2 + 2H3PO4 + 4H2O 2(RPO4.2H2O) + 3(CaSO4.2H2O)

H

H2SiF6 + 3Ca(OH)2 3CaF2 + SiO2 + 4H2O

.Q

Cũng như với SP, tạp chất kết tủa gây hiệu quả xấu với tính chất hóa học cũng

TP

như vật lý của sản phẩm.

Tốc độ của phản ứng trung hòa rất cao, dễ tạo thành lớp tricanxi photphat trên

ẠO

mặt vôi, ảnh hưởng xấu tới độ hòa tan của vôi, do vậy trong công nghiệp thường đưa

Đ

sữa vôi từ từ vào axit và khuấy trộn rất mạnh.

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Khi đưa 50 % lượng sữa vôi tính toán vào axit, độ PH của dung dịch khoảng 3-

H Ư

3,2, bắt đầu kết tủa sản phẩm.

TR ẦN

Tiếp tục đưa sữa vôi, pH tăng lên 4,6 -4,8 từ đó độ pH tăng rất nhanh theo lượng sữa vôi đưa vào, dễ kết tủa Ca3(PO4)2.

Thực ra tốc độ phản ứng nhanh nhất là với sữa vôi, đến pH = 3,8 – 4 tốc đọ

10 00

B

pahnr ứng giảm nhanh.

Giữa CaHPO4.2H2O và CaHPO4, độ hòa tan của tinh thể ngậm 2 nước lớn hon,

A

cây trồng dễ hấp thụ hơn. Vì vậy với sữa vôi, phản ứng tiến hành ở 400C.

H

Ó

Với CaCO3 phản ứng ở nhiệt độ cao hơn (500C). Trên 600C tinh thể 2 nước sẽ

Í-

mất nước, hình thành muối khan. Độ axit sau phản ứng càng cao, khả năng kết tủa

-L

tricanxi photphat càng ít.

ÁN

Công nghiệp thường dùng sữa vôi với hàm lượng CaO = 50 ÷ 100 g/l, độ mịn

TO

2 %, không lọt sàng 1600 lỗ/cm2.

ÀN

Nếu dùng CaCO3 chọn loại trên 95 %, tỉ lệ lỏng/rắn =1,5.

Cũng như phản ứng hệ thống không đồng nhất lỏng rắn phản ứng diễn ra trong

D

IỄ N

Đ

một chuỗi thùng trộn- thường 5 thùng, thời gian dừng ở mỗi thùng từ 40-60 phút.

Sản phẩm qua lọc – thường dùng loại trống quay sấy ở 1000C, cao hơn sẽ tách

nước, thậm chí ở 400 0C xảy ra phản ứng: Có thể chia 2 giai đoạn: giai fđoạn 1 phản ứng khoảng 30-35 % lượng CaO theo lý thuyết. Khi đó một loại tạp chất F-, SO42-, R2O3… đều kết tủa cùng sản phẩm.

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

4 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

Sản phẩm này dùng làm phân bón.

Tiếp tục phản ứng ở giai đoạn II, được sản phẩm tinh khiết hơn, có thể dùng làm thức ăn gia súc.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

đất chua hoặc dùng để làm thức ăn gia súc.

H

Phân lân kết tủa thường dùng để sản xuất các loại phân phức dùng cho đất phền,

Ơ

N

2.3. Ứng dụng

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

5 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

CHƯƠNG 3: PHÂN LÂN NUNG CHẢY 3.1. Giới thiệu về phân lân nung chảy Phân lân nung chảy còn là phân photphat canxi magie nung chảy (Fused calcium

N

magnesim photphate- CMP), là một hỗn hợp photphat silicat(Ca và Mg).Thành phần

H

Ơ

của phân lân nung chảy gồm chủ yếu là:

N

4(Ca,Mg)O.P2O5

U Y

5(Ca,Mg)O.P2O5.SiO2

.Q

Tóm lại trong thành phần của phân lân nung chảy gồm chủ yếu là nguyên tố P,

TP

nguyên tố Ca,Mg và một số nguyên tố vi lượng như Fe, Co, Mn, Cu, Mo,…

ẠO

Thực tế trong quá trình sản xuất phân lân sẽ được phối trộn để tạo ra nhiều loại

Đ

phân mà khi hòa tan có độ pH từ 6-8 để phù hợp với các loại đất khác nhau.

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Từ lâu, loại phân này được sản xuất ở Trung Quốc, Triều Tiên, Đài Loan, Nam

H Ư

Phi, Brazin và lớn nhất ở Nhật (sản lượng khoảng 500.000 tấn/ năm). Ở nước ta có nhà máy Phân Lân Văn Điển (Hà Nội) sản lượng khoảng 10.000 tấn/ năm.

TR ẦN

Chất lượng của phân bón phụ thuộc vào hàm lượng vật chất ở trạng thái thủy tinh.

B

3.2. Đặc điểm về nguyên liệu và nhiên liệu sản xuất

10 00

3.2.1. Về nguyên liệu

Nguyên liệu chính dùng trong sản xuất phân lân nung chảy gồm có: quặng apatit

Ó

A

chất lượng kém và đá serpentin.

Í-

H

Quặng apatit có công thức cấu tạo là Ca10F2(PO4)6 và Ca5F(P04)3.

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Trong đó thành phần dao động gồm có: CaO:43% P2O5:31-35% Fe2O3: 1,7-2,0% Al2O3: 2-2,2% MgO: 1,7-2,0% SiO2: 2,5-3%

D

F: 1,7-2,0% CO2: 1,9-2,3%

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

6 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

Quặng apatit có đặc điểm: màu xám nâu, có khối lượng riêng d = 3,18-3,21 3

g/cm , t0nc =1400-1559 0C.Kích cỡ của quặng để đưa vào lò cao thường là 11-90mm. Đá secpentin có công thức cấu tạo là 3MgO.2SiO2.2H2O.Ngoài ra trong đá Kích thước của đá sau khi nghiền đập và sàng để đưa vào lò cao là 11-90mm.

U Y

N

Ngoài 2 nguyên liệu chính trên, còn sử dụng thêm một số loại đá và quặng khác

H

Ơ

N

secpentin còn có một số nguyên tố vi lượng như Ni, Mn, Cu, …. Có lợi cho cây trồng.

.Q

như:

TP

Đá sa thạch:thành phần SiO2> 90%,cỡ hạt từ 11-90mm.

Quặng bánh: là sản phẩm tận thu của các loại quặng đá có kích thước nhỏ hơn

ẠO

10mm, trộn thêm chất kết dính (xi măng 7%) dùng máy ép thành bánh.

Đ

3.2.2. Về nhiên liệu

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Than được sử dụng trong quá trình đốt lò để sản xuất phân lân nung chảy là than

H Ư

có chất lượng tốt, hàm lượng chất bốc nhỏ, cường độ chịu nhiệt cao, nhiệt năng lớn.

-

TR ẦN

Có 2 loại than hiện đang sử dụng là than Antraxit và than cốc.

Than Atraxit: Hàm lượng tro chiếm dưới 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

10 00

B

-

(dùng trong lò cao), 11-30mm (dùng cho lò đốt khí CO). Than cốc hiện phải nhập

Ó

Công nghệ sản xuất phân lân

H

3.3.

A

ngoại từ Trung Quốc vì loại than này không có trong nước.

Í-

Một trong những công nghệ sản xuất phân bón mang lại hiệu quả tương đối cao

-L

hiện nay là công nghệ sản xuất phân lân bằng phương pháp nhiệt nói chung và phân

ÁN

lân nung chảy nói riêng.Đây là công nghệ đơn giản, chi phí đầu tư thấp, giá thành sản

TO

phẩm lại không cao.Tùy thuộc vào nguyên liệu và phương pháp chế biến mà sản phẩm Cơ sở của phương pháp là dùng nhiệt nung nóng biến lân từ dạng vô định hình

Đ

ÀN

có hàm lượng 16-36% P2O5 hữu hiệu.

D

IỄ N

(cây không hấp thụ được, khó tiêu, khó tan) thành dạng vô định hình mà cây có thể

hấp thụ được.Hiện nay,nước ta có 2 qui trình công nghệ sản xuất phân lân nung chảy chính:Công nghệ đưa từ Trung Quốc sang, với việc sử dụng nguyên liệu là quặng Apatit loại I với thành phần P205 là 28-40%, sử dụng nhiên liệu than cốc. Kích thước hạt nguyên liệu khi đưa vào lò là 25-80mm.

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

7 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

- Công nghệ sử dụng nguyên liệu là quặng Apatit loại II với thành phần P205 1825%, sử dụng nhiên liệu than Antraxit. Kích thước hạt nguyên liệu khi đưa vào lò là 11- 90mm.

Sàng khô

Rửa

U Y

Kẹp hàm đập

.Q

Nguyên liệu

N

H

Ơ

N

3.3.1. Sơ đồ nguyên lý sản xuất phân lân nung chảy

Lò cao 1450÷15000C

N

Bãi rửa

TR ẦN

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Rửa bụi

Xử lý

Sấy

Thái

Nghiền

Sàng

Lọc bụi

Sản phẩm

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

Khí thải

H

Ó

A

10 00

B

Ca(OH)2

Tưới nước 3 ÷ 5atm

G

Đ

ẠO

TP

Lọc bụi

D

IỄ N

Đ

3.3.2. Thuyết minh sơ đồ Quặng apatit, đá secpentin được đưa về bãi chứa và nhờ máy xúc chuyển về phễu

của máy đập nhằm gia công nguyên liệu về kích thước cần thiết, rồi được qua sàng khô, sàng ướt để loại bỏ các hạt dưới cỡ.Lượng mịn được tập trung vào bãi chứa.Than được chọn lọc, đảm bảo chất lượng và kích cỡ chuyển về lò cao.

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

8 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

Đem phối trộn quặng apatit với các chất phụ gia theo một tỉ lệ nhất định. Trong lò cao diễn ra các quá trình sấy, hóa mềm chảy lỏng và quá nhiệt, chuyển hoá quặngở nhiệt độ từ 1400-15000Clàm cho hỗn hợp quặng và phụ gia hóa lỏng đáchứa lân thành

Ơ

U Y

N

quặng chuyển P2O5 trong quặng thành dạng dễ tan trong axit yếu (có thể tan 98%

H

có áp lực cao (lưu lượng nước gấp 15-20 lần sản phẩm) nhằm phá vỡ tinh thể trong

N

dạng vô định hình.Nguyên liệu lỏng được lấy ra và được làm lạnh đột ngột bằng nước

.Q

trong axit citric 2% chứa trong dịch mà cây tiết ra) thu được bán thành phẩm phân lân.

TP

Quá trình này chủ yếu là kết quả hình thành trạng thái thủy tinh vô định hình. Ở nhiệt độ 1400-15000C, hỗn hợp quặng ở trong lò ở dạng kết tinh bị hóa mềm chảy

ẠO

lỏng linh động, mạng tinh thể bị phá vỡ, sau đó nguyên liệu lỏng được làm lạnh đột

Đ

ngột để chất lỏng không trở về trạng thái ban đầu (tinh thể bền vững), rồi được cần

N

bãi ráo. Ta thu được sản phẩm ở dạng thủy tinh.

H Ư

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

trục múc từ bể tôi bán thành phẩm đưa vào phễu chứa, nhờ hệ thống băng tải đưa về

dạng kết tinh thành dạng “ thủy tinh”.

Nguyên liệu

CaO

10 00

P2O5

B

Ở Việt Nam:

TR ẦN

Quá trình tạo phân nung chảy thực chất là quá trình chuyển hóa -Ca3(PO4)2 từ

Tỉ lệ phối tử

1

3-4

MgO

SiO2

2-3

2-3

A

Bán thành phẩm ở bãi ráo tự nhiên (độ ẩm < 7%) được cầu trục mức đưa vào

H

Ó

phễu rồi theo hệ thống băng tải chuyển vào máy sấy thùng quay. Ở đây, bán thành

Í-

phẩm được sấy với nhiệt độ 600-7000C, sau khi ra bán thành phẩm có độ ẩm < 1%

-L

được đi gia công chế biến theo yêu cầu:

ÁN

+ Để sản xuất lân nghiền: bán thành phẩm được chuyển vào máy nghiền

+ Để sản xuất lân hạt: bán thành phẩm được chuyển sang sàng thu được sản

phẩm hạt.

Sản phẩm được đóng bao nhãn, xếp kho, xuất cho khách hay chuyển sang tổ sản xuất khác.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

đến độ mịn 50-70% tùy theo yêu cầu của sản xuất.

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

9 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

3.3.3. Cấu tạo thiết bị chính

1.Cửa nạp liệu

N

2.Thùng chứa của bộ phận nạp liệu

Ơ

3.Lớp cách nhiệt của vỏ lò

N

H

4.Gạch chịu nhiệt của vỏ lò

U Y

5.Vỏ thân lò

.Q

6.Ống phân phối gió

TP

7.Bọc nước làm mát

ẠO

8.Lớp bột chịu lửa bảo vệ bọc nước

Đ

9.Cửa tháo liệu

G N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

10.Ống gió vào lò

H Ư

11.Ống thoát khí

TR ẦN

12.Chuông nạp nhiên liệu thứ 2 13.Phễu chứa liệu đỉnh lò

Hình 2.1 Sơ đồ cấu tạo lò cao.

Các quá trình hóa lý xảy ra trong lò cao:

10 00

B

Có thể chia từ đỉnh lò đến đáy lò làm 4 khu vực: -

Khu vực I: sấy phối liệu- khu vực đỉnh lò:Khu vực này nhiệt độ khống chế

A

trong khoảng nhiệt độ 150-7000C.Nếu thấp hơn hoặc bằng nhiệt độ bay hơi nước sẽ

H

Ó

làm ngưng tụ hơi nước, bụi than sẽ bị kết tinh. Nước kết tinh được thoát ra. Ở nhiệt độ

Í-

lớn hơn 1500C nhiên liệu vào lò bắt đầu bị bốc hơi.

-L

Ở nhiệt độ lớn hơn 5000C thì nước kết tinh trong Secpentin thoát ra.

ÁN

Ở nhiệt độ lớn hơn 650oC thì nước kết tinh bay hết theo khí lò, Secpentin bắt đầu

TO

bị phân hủy theo phản ứng: 3MgO.2SiO2

2MgO.SiO2+MgSiO2+2H2O

ÀN

Ở các nhiệt độ lớn hơn 6500C sẽ tạo thành 3Mg2SiO4 theo phản ứng:

D

IỄ N

Đ

2(3MgO.2SiO2) -

3Mg2SiO4+2MgSiO3

Khu vực II: phân giải muối cacbonat:

Nhiệt độ khoảng 730- 9200C, xảy ra các phản ứng phân giải muối cacbonat và phản ứng hoàn nguyên kim loại Fe, Ni. C MgCO3 730  → MgO+CO2 0

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học 0

C CaCO3 900  →

CaO+CO2

C Fe2O3+C 800  → 2Fe+3CO 0

N

2Fe+3CO

Ni+CO2

N

Vì tỷ trọng của Fe và Ni lớn hơn rất nhiều so với tỷ trọng phối liệu nên Fe và Ni

Ơ

NiO+CO

H

Fe2O3+3CO

U Y

lắng xuống đáy tạo thành xỉ feroniken (xỉ gang niken).Hợp chất này được lấy ra ở cửa Khu vực III: hóa mềm và chảy lỏng:

TP

-

.Q

tháo liệu hoặc đáy lò.

ẠO

Khi nhiệt độ bắt đầu đạt 8000C, quặng bắt đầu mềm và tiếp tục mềm dần cho tới

Đ

nhiệt độ 12000C thì nó bắt đầu chảy.Nhưng ở nhiệt độ này quặng vẫn chưa đủ linh

G

động nếu lấy ra ngay sẽ rất khó khăn và rất chậm.

2C+O2

Phản ứng phụ:

C+H2O CO+2H2 + Q

TR ẦN

Phản ứng chính:

2CO+O2 2CO2+Q

2CO+Q

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Tại đây oxy không khí và than cháy mạnh hơn.Trong lò xảy ra các phản ứng:

B

Và phản ứng khử F, hoàn nguyên Ni và P:

10 00

2Ca5F(PO4) +SiO2+H2O 3Ca3(PO4)2 +CaSiO2+HF 4Ca5F(PO4) +3SiO2 6Ca3(PO4)2+2CaSiO3 +SiF4

Ó

A

Hoặc dạng tổng quát:

H

Ca10F2(PO4)+3(3MgO.SiO2.2H2O) 3(3MgO.3CaO.SiO2.P2O5.CaF)+6H2O

Í-

Trong đó, một phần CaF2 phản ứng với SiO2 và hơi nước: Khu vực IV: quá nhiệt: Nằm từ vùng tâm mắt gió trở xuống (nồi lò).

ÁN

-

-L

CaF2+SiO2+H2O CaSiO3+2HF

TO

Nguyên nhiên liệu sau khi được chảy lỏng nhờ quá trình cháy tiếp tục được nâng

ÀN

lên nhiệt độ từ 1300-15000C.Tại nhiệt độ này, chất lân sẽ ở trạng thái lỏng và rất linh

D

IỄ N

Đ

động (vô định hình), hiệu suất chuyển hóa cao.Chất lân ở trạng thái này được tháo ra bởi 2 cửa tháo liệu, làm lạnh đột ngột rồi tưới nhanh bằng nước có áp lực cao(lưu lượng nước gấp 15-20 lần lượng sản phẩm), ta thu được bán thành phẩm phân lân có chất lân ở dạng vô định hình tan tốt trong axit xitric 2% có trong thành phần của nhựa các cây tiết ra, giúp cây hấp thụ tốt. Bán thành phần được nước áp lực cao đẩy về bể tôi.

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

11 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

3.3.3. Ưu điểm của phân lân nung chảy

Trong thành phần có bổ sung 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 Nó rất có lợi cho phẩm chất của cây lấy đường, cây lấy dầu, cây họ đậu, …

U Y

N

Silic : tích lũy trên cây ngô, lúa, cao lương, … làm cây cứng cáp, giảm sâu

H

Ơ

N

chất béo.Đất đồi thoái hóa, đất xám và đất bạc màu, đất phù sa sông thường thiếu Mg.

.Q

bệnh.

TP

Mặt khác đây là loại phân có tính kiềm thích hợp với các loại đất phèn, đất chua.

ẠO

Phân lân tồn tại ở dạng không hòa tan trong nước nên hiệu quả đối với cây

Đ

trồng chậm hơn phân supe nhưng lại có hiệu quả bền lâu vì không bị chuyển thành

G N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

dạng cây khó hấp thụ.

H Ư

Với các loại đất có dung tích hấp thụ lớn và giữ lân như đất phù sa chua, đất

TR ẦN

phèn, đất pheralit chua, … thì hiệu quả của lân nung chảy cao hơn rất nhiều so với supe lân.

3.3.4. Vấn đề ô nhiễm trong quá trinh sản xuất phân lân nung chảy và phương

10 00

B

pháp giải quyết 3.3.4.1. Khí thải

Khí CO, CO2 sinh ra trong quá trình đốt nhiên liệu.

-

Khí H2S, HF sinh ra trong quá trình đốt nguyên liệu trong lò cao.

H

Ó

A

-

Í-

Các khí này rất độc hại đến môi trường và sức khỏe con người.

-L

Để xử lý khí thải, hỗn hợp khí được đưa qua tháp phân ly bụi, ở đây bụi được

ÁN

tách ra, khí được tiếp tục hấp thụ.Các khí CO2, H2S, HF được hấp thụ nhờ có dung

TO

dịch sữa vôi được lắng xuống tại bể chứa hấp thụ, khí thải được tiếp tục đi vào tháp

D

IỄ N

Đ

ÀN

tách nước để tách nước trước khi vào lò đốt CO.Tại lò đốt diễn ra quá trình cháy: 2CO+O2=CO2 Sau đó khí thải theo ống khói và thải ra môi trường.Nhiệt độ đốt CO được tận

dụng để nung gia nhiệt cho không khí cấp vào lò nhờ quạt cao áp. Khí nóng khi ra khỏi thiết bị có nhiệt độ từ 300-4000C được dùng để sấy nguyên liệu đầu vào, vừa làm tăng hiệu suất lò cao, vừa giảm được tiêu hao nhiên liệu.

3.3.4.2. Chất thải rắn

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

12 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

Chất thải rắn trong sản xuất phân lân chủ yếu là quặng mịn, trung bình cứ 1 tấn phân bón tỉ lệ loại bỏ sẽ vào khoảng 0,25-0,35 tấn quặng mịn.Quặng mịn sinh ra trong quá trình đập nguyên liệu, sàng nguyên liệu trước khi đưa vào lò cao để nung lên.

Ơ

U Y

N

giá thành sản phẩm.Hiện nay, ở một số nhà máy, điển hình là nhà máy phân lân Văn

H

ngày một cao như núi, vừa gây ô nhiễm môi trường, vừa lãng phí tài nguyên, vừa tăng

N

Trước đây, lượng quặng mịn thường vứt bỏ, làm cho bãi thải chứa quặng mịn

.Q

Điển,có giải pháp là tạo chất kết dính vô cơ đóng bánh toàn bộ lượng quặng mịn thải

TP

ra thành nguyên liệu đạt tiêu chuẩn theo kích cỡ nguyên liệu đưa vào lò cao.Quặng mịn quay trở lại sản xuất giúp tận dụng gần 300.000 tấn quặng mịn đưa vào sản

ẠO

xuất.Lượng chất thải rắn từ chỗ tồn đọng nhiều năm không kiểm soát được, nay đã vơi

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

quyết ô nhiễm môi trường, vừa hạ giá thành sản phẩm

G

Đ

dần và trở thành nguyên liệu phục vụ sản xuất, vừa tiết kiệm tài nguyên, vừa giải

H Ư

Ngoài ra, phải kể đến lượng bụi sinh ra trong quá trình nghiền nguyên liệu, sau

TR ẦN

khi sàng khô, người ta xử lý bằng cách tiến hành sàng ướt để khử bụi tận gốc. Để xử lý bụi phát sinh trong quá trình sấy bán thành phẩm, tiến hành tạo ẩm hợp lý cho nguyên liệu(để lượng ẩm <5%), để không phải qua công đoạn sấy nữa.

10 00

B

Với bụi phát sinh trong quá trình nghiền sàng và đóng bao bì sản phẩm, ở công đoạn này người ta lắp đặt 6 hệ thống xyclon rửa bụi, 4 hệ thống hút, xử lý bụi máy

A

đóng bao bì thu hồi triệt để bụi, không để cho bụi phát sinh ra ngoài đảm bảo cho môi

H

Ó

trường.

Í-

Lượng bụi lại đem rửa qua lắng lọc trong hệ thống thu hồi làm phân lân mịn.

-L

Ngoài ra còn lượng chất thải rắn là cặn lắng lại sau quá trình trung hòa khí H2S,

ÁN

HF bằng sữa vôi.Cặn lắng lại này chính là CaF2.Cặn được xử lý bằng cách đem dùng

TO

làm nguyên liệu trong sản xuất HF, nguyên liệu trong quá trình sản xuất gốm sứ .

ÀN

Chất thải rắn khác là xỉ Ni, Fe trong quá trình nung lò cao.Lượng xỉ này được

tháo ra định kì sau mổi mẻ nung nguyên liệu.

D

IỄ N

Đ

3.3.4.3. Nước thải

Nước thải phát sinh trong quá trình: làm lạnh lò cao, sàng ướt nguyên liệu trước khi vào lò, bơm nước làm lạnh nguyên liệu lỏng, nước của quá trình trung hòa khí thải.

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

13 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

Phương án xử lý: phải lắp đặt hệ thống thu triệt để các nước thải trên dẫn ra các bể lọc.

- Đối vớinước thải từ việc làm lạnh lò cao, sàng ướt nguyên liệu trước khi vào

Ơ

U Y

N

thể quay trở lại làm nguyên liệu như quặng mịn. Còn nước sau khi đã được xử lý có

H

chủ yếu là bụi quặng nên sau khi qua các bể lắng lọc thu triệt để lượng bụi này để có

N

lò, bơm nước làm lạnh nguyên liệu có thể dẫn trong cùng một đường ống , trong nước

.Q

thể tuần hoàn trở lại làm 3 nhiệm vụ: làm lạnh lò, sàng ướt nguyên liệu, bơm nước

TP

làm lạnh liệu lỏng. Nước này qua bộ phân trao đổi nhiệt để hạ đến nhiệt độ theo yêu cầu.

HF + Ca (OH)2 CaF2 +

H2O

N

G

H2S + Ca (OH)2 CaS2 + H2O

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ẠO

Còn nước thải của quá trình trung hòa khí:

Đ

-

H Ư

Nước sau quá trình này có độ pH nằm trong vùng axit sẽ dẫn qua bể trung hòa để

TR ẦN

đạt đến môi trường trung tính rồi mới được thải ra môi trường. Thực tế nước này có chứa một số nguyên tố vi lượng nên được phép thải ra môi trường thủy sinh có lợi cho thủy vật.

10 00

B

Nước thải có độ pH từ 6,5- 7,5 vì lượng khí HF trong nước thải chỉ được xác định một cách tương đối nên quá trình trung hòa nước thải bằng sữa vôi không thế làm

A

được một cách triệt để. Nước thải sau khi sử lý có thể hơi kiềm hơn hoặc hơi axit

H

Ó

hơn.Biện pháp sử lý là cho lượng nước thải đi qua một bể trung hòa lần cuối cùng để

Í-

đảm bảo lượng nước thải thải ra môi trường là trung tính.

-L

3.3.4.4. Tiếng ồn

ÁN

Tiếng ồn từ máy nghiền, máy sàng rất lớn cần phải lắp đặt thêm các hệ thống

TO

giảm tiếng ồn và các trấn động ở các máy nghiền, máy sàng…

ÀN

Trồng một vành đai cây xanh xung quanh nhà máy vừa giảm tiếng ồn vừa góp

phần lọc không khí.

D

IỄ N

Đ

3.3.4.5. Ô nhiễm môi trường đất

Tình trạng chung là nông dân Việt Nam sử dụng phân bón không hợp lí, bón quá nhiều làm lượng phân mà cây không hấp thụ được sẽ tồn dư trong đất quá lâu trở thành một nhân tố gây ô nhiễm, làm biến đổi thành phần đất, mất cân bằng các yếu tố trong đất.

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

14 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

Chính vì thế đòi hỏi cả nhà sản xuất và người sử dụng phải có ý thức bảo vệ môi

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

trường, sản xuất sạch và sử dụng hợp lý.

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

15 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

CHƯƠNG 4: PHÂN LÂN THIÊU KẾT

Phân lân thiêu kết (“Rhenania photphat” hoặc “alkaline thermophosphate”) đượcchế tạo bằng cách nung chảy ở nhiệt độ cao, thường trong lò quay khoảng

Ơ H

U Y

SiO2 phản ứng với CaO bị thay thế thành canxi silicate theo phảm ứng chính sau:

N

hoặc muối kali).Bổ sung thêm SiO2 và soda. Na2O thay thế CaO trong canxi photphat,

N

photphat với soda hoặc muối kiềm (sunfat kim loại kiềm, sunfit của kim loại kiềm

.Q

2Ca3(PO4)2 + SiO2 + 2Na2CO3 2[Na2O.2CaO.P2O5] +2CaO.SiO2 + 2CO2

TP

Canxi photphat và silicate hình thành một loại khoáng:5CaO.P2O5.SiO2,

ẠO

Na2O.4CaO.P2O5.SiO2, hoặc nếu dư CaO và thiếu SiO2 còn hình thành khoáng: 4CaO.P2O5

G

Đ

Hầu hết các khoáng trên đều tan trong axit citric. Nếu dùng sunfat kiềm, phản

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

ứng diễn ra tương tự:

H Ư

Ca5(PO4)3F +SiO2 +2Na2SO4 +2C 3CaNaPO4 +Ca2SiO4 +CO +2SO2 + NaF 10CaO.2Na2O.3P2O5.SO3.2SiO2.

TR ẦN

Nếu dư Na2SO4 và có tạp chất thì sản phẩm có thể dược viết dưới dạng:

B

Nếu dùng sunfat (ở những nước giàu sunfat thiên nhiên) có thể liên hợp sản xuất

10 00

axit sunfiric. Cũng có nơi dùng aragonite (CaCO3) hoặc silicate kim loại kiềm thay thế soda hoặc sunfat.

A

Phương pháp chế tạo không phức tạp. Nghiền quặng photphat với soda, đưa vào

H

Ó

lò quay, nung ở 1100-12000C, sản phẩm ở dạng thiêu kết thành khối, làm lạnh và

Í-

nghiền tới hạt dưới 0,15mm.

-L

Sản phẩm có hàm lượng P2O5 trong miền 28-30%, hầu hết đều tan trong axit

ÁN

citric, ngay cả khi còn lượng đáng kể Flo trong phân bón. Một số nơi còn bổ sung Mg

TO

và Bo trong quá trình tạo hạt từ kieserite (MgSO4.H2O; tường có trong nước lót trong Một số nước nhiệt đới cho rằng với vùng đất axit của họ sử dụng loại phân kiềm

Đ

ÀN

công nghệ muối biển) và Borax (Na2B4O7.10H2O , một loại khoáng kết tinh đơn tà).

D

IỄ N

này cò tốt hơn supper phophat. Ví dụ: Costarica, Liberia, Congo, Zaia, Malawi….

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

16 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

-

Một là: Nung nóng chảy Apatit ( Flo), cát trong hơi nước tách Fluo

-

Hai là: Cũng như phương pháp thứ nhất, song lượng hơi nước tham gia môi

N

CHƯƠNG 5: PHÂN LÂN KHỬ FLO Hiện có hai phương pháp chế tạo phân lân khử Flo:

N

H

Ơ

trường phảm ứng rất lớn.

.Q

2Ca5(PO4)3F +H2O +0,5SiO2 3Ca3(PO4)2 +0,5 Ca2SiO4 +2HF

U Y

Có thể viết phương trình phản ứng dạng tổng quát như sau:

TP

Cũng có một số nghiên cứu gải thích cơ chế của phản ứng như sau: Nếu không

ẠO

có SiO2 trong hơi nước, ở nhiệt độ 14000C nhóm hydroxyl sẽ thay thế fluo, chuyển fluo apatit thành hydroxyl apatit và tách fluo.

G

Đ

Ca5(PO4)3F +H2O Ca5(PO4)3OH +HF

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Sau đó hydroxyl apatit tiếp tục phân hủy:

H Ư

2Ca5(PO4)3OH 2Ca3(PO4)2 + 4CaO.P2O5 + H2O

TR ẦN

Ở nhiệt độ cao dạng -tricanxi photphat qua điểm chuyển dạng tinh thể11800C, chuyển dạng -tricanxi photphat. Như vậy ở nhiệt độ thấp chủ yếu dạng , chỉ có

B

dạng tan trong axit citric và citrate.Khi có SiO2 sẽ kết hợp với hydroxyl apatit:

10 00

2Ca5(PO4)3(OH) + 0,5SiO2 3Ca3(PO4)2 + 0,5Ca2.SiO4 +H2O Có silic nhiệt độ chuyển từ dạng sang thấp hơn nhiều và tốc độ chuyển pha

Ó

A

do đó cũ ng rất thấp. kết quả sản phẩm nung luyện cho dù làm lạnh ở nhiệt độ môi

H

trường vẫn giữ nguyên dạng -tan trong axit citic.

Í-

Có SiO2 có thể thấy chắc chắn sẽ giúp cho quá trình tách Fluo dạng SiF4 như

-L

thường gặp ở các quá trình chế tạo phân lân từ fluo apatit.

ÁN

Đứng về mặt cân bằn pha trên hệ: CaO:SiO2:P2O5 thấy rõ, có khả năng hình

TO

thành nhiều pha khoáng, tùy thuộc lượng SiO2 tham gia phản ứng. Thực tế sản xuất

ÀN

cho thấy chỉ cần một lượng nhỏ SiO2 bổ sung vào phản ứng, ví dụ: theo hệ số tỉ lượng

D

IỄ N

Đ

cua phan ứng dạng tổng quát, ở 14500C thậm chí ít hơn: ví dụ 2% (so với tổng lượng

khoáng-theo trọng lượng) cao nhất là 3-8% là đủ để chuyển hết P2O5 sang dạng hòa tan trong axit citric hoặc citrate. Với loại phân lân khử flo có 18- 38% P2O5 cò 0,050,4%F loại sản phẩm này có thể sử dụng làm thức ăn gia súc.

Có những nghiên cứu đã đưa vào sản xuát bổ sung H3PO4 vào phối liệu nhằm nâng cao hàm lượng P2O5 hữu hiệu của phân bón điều này không làm thay đổi cơ chế

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

17 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

phản ứng và chắc hiệu quả ít, ngoài ra cũng có một số công trình nghiên cứu về tôc độ của phản ứng về ảnh hưởng của SiO2, hơi nước đối với tốc độ của phản ứng trên một loại khoáng apatit cụ thể. Song cũng chưa thấy neeu được một quan hệ mang tính định phản ứng.

U Y

N

Ví dụ sản xuất trên quặng apatit kola-apatit gốc macma(40,84% P2O5,53,46%

H

Ơ

N

lượng mà có tính chất thực nghiệm. tuy vậy cũng có giá trị tham khảo để thiết kế lò

.Q

CaO, 3,10% F), bổ sung 2%SiO2 , nung trong lò quay ở nhiệt độ 14200C hơi nước

TP

chiếm 10-15% trọng lượng pha khí, thời gian phản ứng 20 phút được sản phẩm phân bón 32-36% P2O5 hữu hiệu, 0,1-0,3% fluo.

ẠO

Nâng hàm lượng SiO2 leen5-8% kết quả giảm hàm lượng P2O5 tổng xuống rất

Đ

nhiều, thậm chí tới 20%

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Hiện sử dụng lò đứng, lò quay, lò cyclone để thực hiện phản ứng, tùy điều kiện

H Ư

cụ thể. Có thể dùng các loại nhiên liệu khí ,lỏng , trường hợp dùng dầu FO quá trình

TR ẦN

đốt hình thành hơi nước, không cần bổ sung them hơi nước. Ở nước ta một số cán bộ đã sản xuất thử nghiệm trên lò quay của nhà máy xi

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

măng, song chưa đưa được vào sản xuất

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

18 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

CHƯƠNG 6: PHÂN LÂN URÊ SUPPERPHOTPHAT 6.1.

Giới thiệu

N

Phân USP được tìm thấy bởi AZF Grande Paroisse và công bố trong cuộc họp kỹ

H

N

vì urê sẽ gây thoái hóa lân, các sản phẩm của phản ứng dễ kết khối và tạo một hỗn

Ơ

thuật IFA ở Amman vào năm 1994. Mặc dù trộn urê và supperphotphat là không nên

U Y

hợp dính, nhưng Grande Paroisse và đối tác của họ đã sớm tìm ra vào năm 1934 khi

TP

CO(NH2)2.H2SO4 và 2CO(NH2)2. H2SO4

.Q

urê và axit sunfuaric phản ứng với nhau tạo ra các phức sau:

ẠO

Có 2 E1 và E2 tương ứng với 3,6 mol ure cho 1 mol H2SO4 và 1,8 mol ure cho 1

Đ

mol axit. Trong đó điểm nóng chảy của ure là 132,70C, cả 2 đều có điểm nóng chảy là

G

100C.

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

Chuẩn bị hỗn hợp gồm ure, axit sunfuaric và nước theo số mol 3,6:1 và 1,8:1, tỏa nhiệt trong cả 2 trường hợp. Nhiệt độ với đầu tiên thấp hơn so nhiệt độ thứ 2 và cho

TR ẦN

phép việc chuẩn bị các hỗn hợp trong điều kiện ổn định và đáng tin cậy ở một nhiệt độ cân bằng 60- 700C, đó là nhiệt lý tưởng để 1 phần đá photphat tạo phức.

B

Trong sản xuất USP, các phản ứng xảy ra như sau:

10 00

Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 + (8a + 2f)CO(NH2)2 + (e + 2bx)H2O 2a(CaSO4.

4CO(NH2)2) + 2b(CaSO4. xH2O) +eCa(H2PO4)2. H2O + f(Ca(H2PO4)2. 2CO(NH2))

Ó

A

Với a + b = 1, và e + f = 1

H

Qua đó cho thấy rằng, urê được kết hợp với Canxi sulfatte hơn là nước hydrat

Í-

hóa.

-L

Tuy nhiên, tỷ lệ acid sulfua là không thay đổi.

Xác định sản phẩm phản ứng

ÁN

6.2.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

Phân tích X-ray của sản phẩm cho thấy:

6.3.

-

Kém hoạt động hơn ure

-

có một lượng đáng kể calclum sulfate

-

P2O5 của monacalcium phosphate có thể liên kết với 2 urea

Phát triển của quá trình Quá trình này đã được nghiên cứu trên quy mô phòng thí nghiệm và fur-ther

developedin một nhà máy thí điểm với công suất 100kg usb mỗi giờ. nó cũng đã được

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

19 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

chứng minh trong các nhà máy công nghiệp với mức thuế suất 15 TPH. nhà máy suerphosphate sử dụng để trình diễn này đã được trang bị với một máy trộn cánh khuấy là bộ cánh khuấy lớn màu đen.

Ơ

U Y

N

những người của các nhà máy thí điểm. các residencetime là khoảng 1 giờ. Sự biến

H

94% axit sunfuric và urê đã được giới thiệu. điều kiện hoạt động cũng tương tự như

N

Nó là cần thiết để thêm một chỉ 12m3, 316L thép không gỉ bể kích động, vào đó

.Q

đổi của khí đã được phát hiện, quan sát này được xác định bởi flo. các flo chứa trong

TP

đá là hoàn toàn recov-đến khía cạnh trong các sản phẩm bột.

Sau delumping, usp bột được làm thức ăn cho một vòng lặp granu-lation. nó đã

ẠO

được hạt một mình và với Addï-tion của các vật liệu khác như phosphoric và / hoặc

Đ

axit sunfuric, muối amoniac kali (bất kỳ phân bón, trừ các muối nitrat) phụ như thạch

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

cao và cát, và mi-cronutrients, phân bón hợp chất sau đây đã được sản xuất 14-14-14,

Phẩm chất của các sản phẩm: 20 - 10 0 USP USP đồng thời cung cấp urê nitơ, lưu huỳnh, canxi và phosphate: 95% của

TR ẦN

6.4.

H Ư

14-7-14,8-18-26,8-15-22. tỷ lệ tái chế là 2,5-4, tùy thuộc vào việc xây dựng sử dụng.

B

phosphate hòa tan citrate.

10 00

6.5. Cách lưu trữ USP USP có thể được sử dụng như sản xuất, tức là ở dạng bột, hoặc như là một loại

Ó

A

vật liệu dạng hạt. Trong trường hợp thứ hai, tính chất vật lý của nó là khá tương tự

H

như urê - dựa NP và NPK lớp. Các sản phẩm cất trữ tốt. Độ ẩm tương đối quan trọng

Sự liên quan đến nông học Để xác định xem loại phân bón mới này với urê trong cấu trúc phân tử có đặc

ÁN

6.6.

-L

Í-

của nó là 65-70% ở 200C; do đó, nó là thích hợp cho việc lưu trữ số lượng lớn.

TO

tính nông học điển hình của phân bón truyền thống, kiểm tra nông học đã được thực USP đã được thử nghiệm so với cùng quanti- quan hệ của nitơ và photphat cung

D

IỄ N

Đ

ÀN

hiện với ngô và lúa. cấp bởi DAP và urê. Trong cả hai trường hợp cùng một đầu vào của kali được cung

cấp bởi kali clorua (KCl) chứa 60% K2O. Các thử nghiệm được tiến hành trong năm kết hợp khác nhau của đất sét và cho tất cả các loại đất khác.

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

20 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

Sự gia tăng năng suất đã được tìm thấy tại đầu vào nitơ tối ưu. Như vậy, đối với một sản lượng 11.500 kg / ha ngô, tỷ lệ thụ tinh có thể được giảm 40 kg / ha đạm khi sử dụng USP

Ơ

.Q

khuyến khích trong thụ tinh truyền thống, không còn cần thiết với USP.

U Y

N

một đất mùn gồm đất sét, cát và bùn. Với tỷ lệ thụ tinh cùng 140kg / ha nitơ, được

H

gồm ammonium sulphate, TSP, và kali clorua. Chỉ có một loại đất là để so sánh này:

N

USP của lớp 20-10-0 với 60% K2O kali clorua được so sánh với một hỗn hợp

TP

Các thử nghiệm đã chỉ ra rằng USP ảnh hưởng đến ngô và thụ gạo rất tích cực.

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Đ

ẠO

Tại sản lượng hằng số tiêu thụ của nitơ có thể được ít nhất 10%.

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

21 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial

www.twitter.com/daykemquynhon www.google.com/+DạyKèmQuyNhơn Trường ĐH Công Nghiệp Thực Phẩm Tp.HCM

www.facebook.com/daykem.quynhon www.daykemquynhon.blogspot.com Tiểu Luận: Phân Bón

Khoa Công nghệ Hóa học

TÀI LIỆU THAM KHẢO

D

IỄ N

Đ

ÀN

TO

ÁN

-L

Í-

H

Ó

A

10 00

B

TR ẦN

H Ư

N

www.daykemquynhon.ucoz.com Produced by Nguyen Thanh Tu

G

Đ

ẠO

TP

.Q

U Y

N

H

Ơ

N

1. Nguyễn Hoa Toàn, Phân bón hóa học, nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật Hà Nội 2011.

2. IFDC/ UNIDO, Fertilizer Manual Published, December 1979.

GVHD: Đặng Thanh Phong Nhóm SVTH: 03

Sưu tầm bởi GV. Nguyễn Thanh Tú

22 www.facebook.com/daykemquynhonofficial www.facebook.com/boiduonghoahocquynhonofficial