Báo cáo Thực tập tại Công ty Supe phốt phát và Hoá chất Lâm Thao

khí vào: 34.840 m3/h. Khí vào: Nhiệt độ ≤ 180 0C. Áp suất 1180 mmH2O. Khí ra: Nhiệt độ ≤ 80 0C. Áp suất 1060 mmH2O. Lưư lượng axit tưới: 360 m3/h. Nồng độ axit tưới: 98,3 % ± 0,4. Nhiệt độ axit tưới/chảy: 45 – 55/65 – 75 0C. Hiệu suất hấp thụ: 99,9 %. Tháp hấp thụ cuối 255 Lưu lượng khí vào: 31.330 m3/h. Khí vào: Nhiệt độ ≤ 180 0C. Áp suất 290 mmH2O. Khí ra: Nhiệt độ ≤ 80 0C. Áp suất 170 mmH2O. Lưu lượng axit tưới: 360 m3/h. Nồng độ axit tưới: 98,3 % ± 0,4. Nhiệt độ axit tưới/chảy: 45 – 50/60 – 65 0C. Hiệu suất hấp thụ: 99,9 %. Biện pháp duy trì chế độ kỹ thuật Nồng độ axit sấy được duy trì bằng cách bổ sung axit mônô vào thùng sấy. Mức axit trong thùng chứa sấy được điều chỉnh bằng cách đưa axit về trộn. Nồng độ axit tưới 2 tháp hấp thụ được điều khiển bằng lượng nước công nghệ bổ sung vào thùng chứa, ngoài ra tháp hấp thụ trung gian còn được điều chỉnh thêm bằng một lượng axit sấy. Các công đoạn phụ Công đoạn trộn Nồng độ axit được duy trì bằng cách bổ sung axit vào thùng chứa. Việc điều chỉnh nồng độ axit trộn có thể thực hiện bằng tay hoặc tự động. Công đoạn lọc nước hoá học Nước từ sông đưa vào lọc huyền phù và sắt bằng cách cho qua các thiét bị lọc cơ học có chứa than antraxit nghiền và qua thiết bị lọc cation có chứa cation sunfua carbon (CK-1). Nước được bơm qua tất cả hệ thống bằng bơm. Nước sau máy lọc cation sắt được liên tiếp đi qua thiết bị lọc cation nấc 1, nấc 2 (chứa CK-1) và anion (có chứa anion AN-31). Trong các thiết bị lọc cation hydro, các ion Ca2+, Mg2+ được giữ lại. Các anion sinh ra sau máy lọc cation được giữ lại trong các máy lọc anion. Nước sau quá trình lọc có chứa CO2 hoà tan được đưa qua thiết bị thổi CO2 rồi được bơm đưa về thùng chứa thông nhau. Kho mazut Mazut vận chuyển bằng ôtô xitec hoặc tàu hoả được bơm tuần hoàn vào thùng chứa. Dầu từ thùng chứa được hút theo đường hút qua thiết bị lọc thô vào bơm tuần hoàn, qua thiết bị hâm nóng (sử dụng hơi nước 5 – 6 at để gia nhiệt), qua thiết bị lọc tinh ròi về thùng chứa hoặc qua bơm trục vít để cấp cho nơi tiêu thụ. Đối với dầu FO, dầu được bơm từ xitec về trực tiếp thùng chứa không qua thiết bị trao đổi nhiệt. Máy nén không khí Không khí ngoài trời đi qua thiết bị lọc vào ống hút của máy nén. Sau nén cấp 1, không khí qua làm lạnh trung gian và vào nén cấp 2. Không khí có áp suất 8 at đi qua thiết bị làm lạnh kiểu vòng, ở đây không khí được làm lạnh đến nhiệt độ thường. Từ thiết bị làm lạnh, không khí được đưa vào bình chứ rồi vận chuyển vào mạng lưới vào chuyển vào block sấy. CÂN BẰNG VẬT LIỆU (kg/h) Điểm 1 2 4 5 6 7 8 S 5000,00 SO3 0 0 7.564,24 7.564,24 10.492,34 10.492,34 SO2 9.990,00 9.990,00 3.796,20 3.796,20 1.398,60 1.398,60 O2 4.878,11 4.878,11 3.365,90 3.365,90 2.786,52 2.786,52 N2 32.472,58 32.472,58 32.472,58 32.472,58 32.472,58 32.472,58 ∑ 5000,00 47.340,69 47.340,69 47.198,92 47.198,92 47.144,04 47.144,04 t0C 140 1020 420 600 454 524 455 Điểm 9 11 12 14 15 17 18 S SO3 11.663,58 11.663,58 116,64 116,64 636,62 636,62 0,64 SO2 439,56 439,56 439,56 439,56 13,79 13,79 13,79 O2 2.546,37 2.546,37 2.546,37 2.546,37 2.442,42 2.442,42 2.442,42 N2 32.472,58 32.472,58 32.472,58 32.472,58 32.472,58 32.472,58 32.472,58 ∑ 47.122,04 47.122,04 35.575,15 35.575,15 35.565,41 35.565,41 34.929,43 t0C 484 180 85 425 432 180 85 NHẬN XÉT, KIẾN NGHỊ VÀ GIẢI PHÁP Nhận xét Dây chuyền tự động, công suất 12 vạn tấn/năm. 2 dây chuyền sản xuất axit số 1 và số 2 chỉ khác nhau ở thiết bị quá nhiệt 309. Dây chuyền axit 2 sử dụng hơi bão hoà để hạ nhiệt, còn dây chuyền axit 1 sử dụng không khí lạnh bổ sung để hạ nhiệt. Dây chuyền axit 2 sản xuất axit kép hấp thụ 2 lần, nhờ đó hiệu suất đạt giá trị tối ưu. Dây chuyền axit 2 cải tạo sử dụng nguyên liệu đầu là S nguyên tố vừa có giá trị kinh tế, vừa bảo vệ môi trường. Dây chuyền axit có các thiết bị tận dụng nhiệt: nồi hơi nhiệt thừa 202, tháp tiếp xúc 306 và thiết bị quá nhiệt 309, do đó có ý nghĩa lớn về mặt năng lượng. Các dạng chất thải chính của xí nghiệp + Chất thải khí: chủ yếu là SO2 thải ra từ ống khói chính của xí nghiệp, lượng SO2 sinh ra do hở đường ống, rò rỉ hoặc phì khí do các sự cố kỹ thuật, mất điện. + Chất thải rắn: chủ yếu là bụi thu hồi từ nồi hơi nhiệt thừa, xyclon. + Nước thải: Nước sinh ra từ bộ phận lọc nước hoá học, từ giàn làm mát axit. + Các vấn đề khác: Ô nhiễm do tiếng ồn tại các khu vực máy nén khí, các bơm nước, bơm axit, quạt hút gió … Ô nhiễm nhiệt tại khu vực lò đốt, tháp tiếp xúc. Kiến nghị và giải pháp Các dàn làm lạnh đang dần được thay thế bởi thiết bị làm lạnh kiểu tấm có năng suất lớn (gấp 3 lần), diện tích nhỏ gọn. Nên thay thế nốt các thiết bị cũ. Một số thiết bị, đường ống có nhiệt độ rất cao nhưng không có bảo ôn, dẫn đến bị tổn thất nhiệt và có thể gây nguy hiểm cho công nhân, cán bộ kỹ thuật. Vì vậy nên thiết kế thêm các hệ thống trao đổi nhiệt để tận dụng nhiệt và lắp thêm bảo ôn để bảo vệ tính mạng người đi lại. Một số đường ống khi bị hỏng phải sửa chữa bằng cách hàn lại, nhưng mối hàn chưa đảm bảo, gây hiện tượng bắn các tia axit (nồng độ cao) ra không gian xung quanh (dù thường xuyên kiểm tra), gây nguy hiểm cho người đi lại. Cần có biện pháp sửa chữa đảm bảo độ kín của các đường ống một cách hiệu quả hơn. Một số chỗ khí phóng không, do lưu lượng khí lớn, đường kính ống thoát lại nhỏ, gây ra ô nhiễm tiếng ồn. Cần thiết kế lại ống thải khí. Do dây chuyền cũ được cải tạo lại nên việc sắp xếp các thiết bị, máy móc chưa thích hợp. Do diện tích mặt bằng nhỏ nên việc đi lại, sửa chữa các thiết bị, đường ống cũng gặp khó khăn. Việc bố trí lại mặt bằng là rất khó, nhưng nên rút kinh nghiệm. PHẦN 3: DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT SUPE PHỐT PHÁT SỐ 1 SẢN PHẨM Thành phần hoá học Là sản phẩm của quá trình phân hủy quặng apatit bằng axit sunfuric. Là loại phân lân phổ biến nhất, có thành phần chủ yếu gồm các muối của axit octo photphoric, axit sunfuric, một lượng axit octo photphoric tự do và apatit chưa bị phân huỷ. Công thức hoá học của các thành phần như sau: + Mono canxi photphat Ca(H2PO4) + Canxi sunfat khan CaSO4 + Axit photphoric tự do H3PO4 + Photphat sắt FePO4.2H2O + Photphat nhôm AlPO4.2H2O + Đicanxi photphat CaHPO4 + Apatit chưa phân huỷ Ca5F(PO4)3 Ngoài ra còn có các muối của Mg, một số chất khoáng trong nguyên liệu không bị phân huỷ, gen SiO2.nH2O. Hiện nay supe photphat đơn sản xuất tại Công ty Supe Phốt phát và Hoá chất Lâm thao là dạng bột rời có trung hoà bằng chính quặng apatit. Tính chất lý hoá cơ bản của supe phốt phát Tính chất hoá học Supe photphat là một loại bột tơi,xốp, có màu xám sẫm hoặc xám nhạt, trọng lượng riêng đổ đống của supe photphat từ 1,4¸1,5 tấn/m3. Hàm lượng các hợp chất photphat trong supe được tính ra phần trăm anhydrit photphoric tức P2O5. Phần P2O5 trong supe photphat ở dạng hoà tan trong nước mà tan monocanxi photphat và axit photphoric tự do. Phần P2O5 trong supe photphat ở dạng không hoà tan trong nước mà tan trong xitrat amôn gồm có: photphat sắt, photphat nhôm, đicanxi photphat. Chất lượng của supe photphat được đánh giá theo hàm lượng P2O5 hữu hiệu là tổng các dạng P2O5 hoà tan trong nước và P2O5 hoà tan trong xitrat. P2O5 chung trong supe photphat bằng tổng P2O5 hữu hiệu và P2O5 không hoà tan trong nước hoặc xitrat. Tỷ lệ phần trăm của P2O5 hữu hiệu đối với P2O5 chung trong supe photphat biểu thị mức độ phân huỷ apatit bởi axit sunfuric và gọi là hệ số phân huỷ K. Tính chất lý học Supe photphat đơn ở dạng bột rời không trung hoà có tính hút ẩm mạnh và dễ bị dính kết, vón cục, đóng rắn. Supe photphat đã trung hoà, đảo trộn, ủ đúng quy trình thì gần như không bị dính kết, vón cục, đóng rắn. Khi dùng lực cơ học tác dụng lên supe photphat đơn thì pha lỏng tiết ra ngoài, làm cho các hạt nhỏ dính kết lại với nhau. Ứng dụng của supe phốt phát đơn Supe photphat đơn được ứng dụng chính để làm phân bón có chứa photpho ở thể dinh dưỡng làm tăng lượng bột ở các loại cây có củ, có hạt, tăng cường lượng đường ở các loại cây có quả, làm cây cứng cáp, chống được sâu bệnh. Cho cây trồng nông nghiệp hay công nghiệp phát triển khoẻ mạnh, cho năng suất cao, chất lượng cao. Ngoài ra, supe photphat đơn còn dùng để sản xuất các loại phân bón hỗn hợp PK hoặc NPK, dùng sản xuất chất khoáng bổ sung thức ăn cho gia súc. NGUYÊN LIỆU Nguyên liệu để sản xuất supe photphat đơn có quặng chứa photpho và axit sunfuric. Quặng chứa photpho bao gồm các loại: apatit, photphoric và photphat thiên nhiên. Ở nước ta để sản xuất supe đơn quặng được dùng chủ yếu là apatit. Nguyên liệu chính dung sản xuất supe photphat đơn tại Công ty supe photphat và hoá chất Lâm Thao là quặng apatit và axit sunfuric, nguyên liệu để trung hoà supe photphat cũng là bột apatit. Ngoài ra trong quá trình sản xuất supe photphat đơn còn sản xuất sản phẩm phụ là Na2SiF6 (sản phẩm của quá trình hấp thụ khí thải khi sản xuất supe photphat đơn) và muối ăn NaCl. Nguyên liệu để trung hoà nước thải trong quá trình sản xuất supe photphat đơn là vôi sống CaO. Nguyên liệu chính Apatit Người ta gọi apatit là khoáng có thành phần được biểu thị bởi công thức chung Ca10R2(PO4)6 hoặc rút gọn Ca5R(PO4)3. Trong đó R là F, Cl, OH hoặc CO3. Phổ biến nhất là Flo apatit; rất hiếm Clo apatit, đôi khi một bộ phận canxi được thay thế bởi các kim loại như: Ba, Sr, Mg, Mn, Fe. Quặng có màu nâu sẫm hoặc màu nâu vàng, không hoà tan trong nước nhưng hoà tan trong các axit vô cơ. Tỷ trọng từ 1,5 ÷ 2,2 tấn/m3. Nhiệt độ nóng chảy từ 1550 ÷ 1570°C Công thức hoá học của các thành phần chính trong quặng apatit như sau: Ca5F(PO4)3 Flo apatit Na3F(SiO3) Nê E ghêtin (Na,K)AlSiO4.nSiO2 Nê fê lin Ca.Ti.SiO5 Sphen (Ca,Mg)CO3 Đôlômít mFe2O4.nFeTiO3.TiO2 Titan ma nhê tít Hàm lượng các chất có chứa photpho trong quặng được quy ra phần trăm anhydrit photphoric gọi là P2O5 chung trong apatit. Tuỳ theo hàm lượng P2O5 trong quặng ta chia quặng apatit ra làm bốn loại: + Quặng loại I Là loại quặng giàu, chứa phần lớn là flo apatit Ca5F(PO4)3 có hàm lượng P2O5 từ 33 ÷ 38%. Quặng này đã được sử dụng ở Công ty supe photphat và hoá chất Lâm Thao từ năm 1962 đến nay. + Quặng loại II Quặng này có hàm lượng P2O5 từ 24 ÷ 26%. Trong quặng loại I cấp cho Công ty supe photphat và hoá chất Lâm Thao có chứa một lượng quặng này dưới dạng các cục to. + Quặng loại III Là loại quặng được bóc ra trong quá trình khai thác quặng loại I. Hàm lượng P2O5 của quặng này từ 15 ÷ 18% quặng được đưa sang Nhà máy tuyển quặng để nâng hàm lượng P2O5 lên 32 ÷ 33%. + Quặng loại IV Quặng này có hàm lượng P2O5 từ 8 ÷ 12%. Quặng này tồn tại trong các mỏ photphorit lắng đọng trong các hang núi đá vôi nằm rải rác khắp đất nước, trữ lượng nhỏ. Quặng được đưa vào sản xuất tại Công ty supe photphat và hoá chất Lâm Thao có hai loại: + Quặng nguyên khai: Quặng này chưa làm giàu không đồng nhất về kích thước và phẩm chất thường chứa 81 ÷ 90% flo apatit và phân bố không đều. Các tạp chất nhiều và không ổn định, độ ẩm cũng cao thấp thất thường. Apatit Lào Cai theo kết quả phân tích có hàm lượng trung bình của các thành phần như sau: % P2O5 % CaO % F % H2O % Al2O3 % Fe2O3 % MgO % SiO2 % CO2 32 ÷ 33 43 ÷ 46 2 ÷ 2,5 8 ÷ 12 2 ÷ 3 2 ÷ 2,7 2 ÷ 2,5 12 ÷ 14 0,3 Quặng này có ưu điểm là xốp nên khi sấy hơi nước dễ thoát ra, độ cứng nhỏ nên dễ nghiền, bột apatit nghiền mịn, khô thì có tính trôi lớn. Quặng này sau khi sấy nghiền thành bột mịn phải đạt các yêu cầu sau: Hàm lượng P2O5 trung bình: 32 ÷ 33% Độ ẩm: 1,5 ÷ 3% H2O Độ mịn: lượng còn lại trên sàng 0,16mm không lớn hơn 5%. + Quặng tuyển ẩm: Quặng này có ưu điểm là dễ tách nước để giảm độ ẩm đặc biệt là khi được đảo trộn tốt. Khi độ ẩm giảm thì tơi không dính bết. Tiêu chuẩn chất lượng của loại quặng này như sau: Hàm lượng P2O5 trung bình: 32 ÷ 33% Độ ẩm: 15 ÷ 18 % H2O Kích thước: 0,074 mm. Axit sunfuric Axit sunfuric có công thức hoá học là H2SO4, trọng lượng phân tử là 98. Trong kỹ thuật, hỗn hợp theo tỷ lệ bất kỳ của SO3 với H2O đều gọi là axit sunfuric. Thông thường dung dịch axit sunfuric đưa sang điều chế supe photphat đạt: Nồng độ: 75 ÷ 77 %; thường là 76 % Nhiệt độ: 40 ÷ 45 °C Nguyên liệu phụ Muối ăn NaCl Hàm lượng: 90 % NaCl Dung dịch muối bão hoà có nồng dộ: 23 % NaCl Tỷ trọng: 1,16 ÷ 1,17 g/cm3. Vôi trung hoà CaO Hàm lượng: ≥ 70 % CaO. NHIÊN LIỆU Dầu FO Nhiệt trị: 9500 ÷ 9800 kcal/kg Độ tro: không lớn hơn 0,1 % Tạp chất cơ học không lớn hơn 0,15 % H2O không lớn hơn 1 % Tỷ trọng ở 20 °C: 844 kg/m3 Nhiệt độ: 30 °C. Than cám 3b ÷ 3c Nhiệt trị: 6500 ÷ 6900 kcal/kg Độ ẩm toàn phần: ≤ 12 % Độ tro khô: từ 18 ÷ 22 % Độ bốc khô: 6,5 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ SẢN XUẤT SUPE PHỐT PHÁT Các giai đoạn phản ứng Trong quá trình sản xuất supe đơn, phản ứng giữa apatit và axit sunfuric xảy ra theo phương trình tổng quát sau: 2Ca5F(PO4)3 + 7H2SO4 + 3H2O = 3Ca(H2PO4)2.H2O + 7CaSO4 + 2HF Nhưng thực chất nó tiến hành theo hai quá trình: Quá trình 1: Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 2,5H2O = 3H3PO4 + 5CaSO4.0,5H2O + HF Quá trình 2: Ca5F(PO4)3 + 7H3PO4 + 5H2O = 5Ca(H2PO4)2.H2O + HF Hai giai đoạn phản ứng tiến hành kế tiếp nhau không phải xen kẽ, đồng thời vì trong dung dịch không có sự tồn tại đồng thời của axit sunfuric và mono canxi photphat: Ca(H2PO4)2 + H2SO4 = CaSO4 + 2H3PO4 Giai đoạn thứ nhất của phản ứng Khuếch tán axit sunfuric tới các hạt apatit. Quá trình này kèm theo phản ứng hoá học nhanh trên bề mặt các hạt. Ca5F(PO4)3 + 5H2SO4 + 2,5H2O = 3H3PO4 + 5CaSO4.0,5H2O + HF Phản ứng này bắt đầu ngay từ khi trộn quặng apatit với axit H2SO4, tuỳ theo mức độ phản ứng mà nồng độ H2SO4 giảm dần, nồng độ H3PO4 tăng lên, bột sệt được tạo thành nhanh chóng và chảy xuống phòng hoá thành, khi đó khoảng 60 ÷ 80 % lượng axit cho vào đã tham gia phản ứng, xuống phòng hoá thành phản ứng này tiếp tục xảy ra và nó kết thúc sau khoảng 20 ÷ 40 phút ở trong phòng hoá thành, khối phản ứng dần dần đông kết lại. Giai đoạn này kết thúc khi tiêu tốn hết axit và kết tinh sunfat canxi: 2CaSO4.0,5H2O → 2CaSO4 + H2O. Giai đoạn thứ hai của phản ứng Khuếch tán axit photphoric tạo thành vào trong các mao quản của những hạt apatit không phân huỷ. Axit H3PO4 được tạo thành ở giai đoạn I tiếp tục phân huỷ apatit theo phản ứng: Ca5F(PO4)3 + 7H3PO4 + 5H2O = 5Ca(H2PO4)2.H2O + HF Giai đoạn thứ II của phản ứng được bắt đầu sau khi tiêu hao toàn bộ axit H2SO4 (sau khi supe từ thùng trộn xuống hoá thành khoảng 20 ÷ 40 phút). Mono canxi photphat được tạo thành lúc đầu trong dung dịch và sau khi quá bão hoà thì bắt đầu kết tinh. Giai đoạn II của quá trình được bắt đầu sau 20 ÷ 40 phút ủ supe trong phòng hoá thành và kéo dài trong suốt thời gian ủ nó trong kho từ 6 – 25 ngày tuỳ thuộc vào loại nguyên liệu dùng cho sản xuất và điều kiện ủ ở kho. Tốc độ phân giải ở giai đoạn II chậm và kéo dài do những nguyên nhân sau: Những hạt quặng chưa phân giải là các hạt có kích thước lớn mà axit H3PO4 lại là axit chủ yếu. Lượng canxi sunfat kết tinh ra quá nhiều làm cho axit H3PO4 khó tiếp xúc với hạt quặng. Mono canxi sunfat tan trong dung dịch H3PO4 sẽ dần dần tạo thành dung dịch bão hoà, dẫn đến làm giảm hoạt độ của ion H+ trong pha lỏng, và tăng độ nhớt của dung dịch. Mono canxi sunfat kết tinh tạo thành vỏ mịn bao bọc hạy quặng làm giảm sự tiếp xúc pha. Các yếu tố ảnh hưởng tới quá trình sản xuất supe photphat đơn Nồng độ và nhiệt độ của axit sunfuric : Độ phân huỷ phốt phát ~ 63% Nồng độ axit sunfuric Sự phụ thuộc mức độ phân huỷ photphat vào nồng độ axit sunfuric đầu được thể hiện qua đồ thị sau: Khi nâng cao nồng độ axit H2SO4 loãng (bắt đầu từ 0) và khi giảm nồng độ axit đậm đặc (từ 100 % H2SO4) thì hoạt độ của chúng tăng lên, do đó tốc độ và mức độ apatit phân huỷ tăng lên. Mức độ phân huỷ đạt được của quặng apatit bằng axit nồng độ thấp thì cao, nhưng việc sử dụng axit nồng độ thấp không cho phép vì lượng nước đưa vào theo nó quá lớn do đó làm cho sản phẩm có độ ẩm cao, sản phẩm nhão không khô kết được. Khi nâng cao nồng độ axit thì tốc độ phân huỷ bị chậm lại và đạt đến cực tiểu, sau đó lại tăng lên. Ở những nồng độ axit thấp hơn 63% thì pha lỏng bị bão hoà ở mức độ nhỏ hơn, do đó các tinh thể CaSO4 kết tinh lớn hơn, chúng sẽ tạo thành vỏ xốp trên các hạt apatit, như thế axit xâm nhập vào bề mặt phản ứng của hạt apatit ít khó khăn hơn do vậy mà phản ứng tiến hành nhanh, sản phẩm thu được khô xốp. Khi phân huỷ apatit bằng axit có nồng độ cao hơn 63% thì pha lỏng nhanh chóng bị bão hoà bởi canxi sunfat vì thế mà phần lớn các tinh thể CaSO4.0,5H2O và CaSO4 kết tinh ở dạng hình kim mảnh, chúng tạo thành vỏ bao phủ hầu như toàn bộ bề mặt của các hạt apatit, phản ứng bị kìm lại, supe đông kết không tốt, pha lỏng sẽ nằm lại trên bề mặt các hạt rắn và sản phẩm thu được có tính chất lý học xấu, không tơi xốp mà bị dính bết. Tuy nhiên người ta vẫn dùng axit có nồng độ cao hơn để giảm độ ẩm của sản phẩm. Khi nâng cao nồng độ axit ban đầu, độ ẩm của sản phẩm bị giảm do đó tăng hàm lượng P2O5 (trong đó khi giảm độ ẩm của supe 1% thì tương ứng tăng được khoảng 0,2% P2O5 chứa trong nó). Tuy nhiên khi nâng cao nồng độ H2SO4 quá mức thì lại gây nên sự tạo thành vỏ canxi sunfat mịn do độ bão hoà của nó trong dung dịch lớn, do đó dẫn đến giảm tốc độ phản ứng phân huỷ quặng, ngoài ra tốc độ phản ứng giảm còn do hoạt độ của axit đậm đặc nhỏ hơn. Đối với quá trình sản xuất liên tục, cho phép nâng cao nồng độ axit vì khi đó axit và apatit vào thùng trộn cùng với khối phản ứng ở dạng bùn, nồng độ axit H2SO4 giảm, nồng độ axit H3PO4 tăng. Độ tan của CaSO4 trong axit H3PO4 cao hơn trong H2SO4 nên sự quá bão hoà và kết tinh canxi sunfat chậm hơn, làm cho màng canxi sunfat xốp. Trong quá trình sản xuất liên tục, nồng độ axit ban đầu thường cao hơn sản xuất gián đoạn từ 5 ÷ 7 %. Nhiệt độ ban đầu của axit cũng ảnh hưởng tới vận tốc phân huỷ. Khi nhiệt độ tăng thì tốc độ phản ứng ban đầu tăng nhưng do quá trình bão hoà canxisunfat nhanh tạo màng ngăn cách, tốc độ phản ứng bị giảm mạnh. Theo công nghệ sản xuất liên tục, nồng độ và nhiệt độ axit có liên hệ chặt chẽ với nhau. Nồng độ cao thì nhiệt độ phải giảm. Bởi vậy nó tồn tại một khu vực nồng độ axit thích hợp, giới hạn của khu vực ấy tuỳ thuộc vào nhiệt độ. Độ mịn hạt quặng Quặng càng mịn thì bề mặt riêng càng lớn do đó tốc độ phân huỷ càng nhanh. Tuy nhiên nếu quặng quá mịn thì chi phí cho việc sấy nghiền sẽ tốn kém ảnh hưởng tới giá thành. Cường độ khuấy trộn Việc khuấy trộn làm mất khả năng bão hoà cục bộ, tạo sự tiếp xúc pha tốt hơn, do đó tăng cường khuấy trộn sẽ tăng tốc độ phản ứng. Nhưng khi khuấy trộn mạnh quá thì sự cọ sát giữa quặng và axit kém đi, làm giảm hiệu suất phản ứng. Giữa cường độ khuấy trộn và độ mịn có mối liên hệ chặt chẽ với nhau. Thời gian lưu của bột sệt trong thùng trộn Thời gian lưu của bùn sệt trong thùng trộn tuỳ thuộc vào thành phần của quặng và nồng độ axit đưa vào phân huỷ (thành phần pha lỏng ngay lúc bắt đầu tác dụng) và được khống chế bằng tấm chắn thùng trộn. Nồng độ axit ban đầu càng cao, mức độ phân huỷ quặng càng lớn thì cần phải duy trì tỷ số H2SO4 : H3PO4 trong bùn từ thùng trộn chảy ra phải càng nhỏ để không tạo thành vỏ CaSO4 mịn trên các hạt supe. Đối với apatit Lào Cai có hàm lượng trung bình từ 32 ÷ 33 % P2O5 và axit có nồng độ 67 ÷ 68 % H2SO4 thì thời gian lưu của bùn sệt trong thùng trộn là 3 ÷ 5 phút. Nhiệt độ khối phản ứng ra khỏi thùng trộn sẽ là 110 ÷ 115 °C. Ủ supe photphat ở kho ủ Việc ủ chín supe trong kho để có tốc độ phân huỷ apatit ở kho ủ tăng nhanh hơn khi hạ thấp nhiệt độ của khối supe xuống còn 40 ÷ 50 °C, bởi khi làm nguội thì Ca(H2PO4)2.H2O sẽ kết tinh khỏi pha lỏng, độ quá bão hoà pha lỏng giảm hoạt độ axit tăng làm cho tốc độ phản ứng tăng. Trong thực tế sản xuất người ta làm nguội supe bằng cách đánh tung supe trong không khí trên đường vận chuyển từ phòng hoá thành đến kho ủ, và định kỳ đảo trộn supe trong kho bằng cầu trục. Việc đảo trộn, đánh tơi supe nhằm mục đích: Làm nguội supe đến nhiệt độ thích hợp Hơi nước và khí Flo dễ thoát ra làm giảm độ ẩm của supe và hạ nhiệt độ Supe được đảo trộn đều, tơi, xốp và đồng nhất hơn do đó tính chất vật lý của supe được tăng lên. Trung hoà supe photphat Sản phẩm supe photphat có chứa một lượng axit photphoric tự do. Axit này sẽ làm tăng khả năng hút ẩm của supe photphat. Để trunghoà axit tự do có thể dùng biện pháp trộn supe photphat với các chất phụ gia rắn trung tính (bột xương, bộ apatit, bột đá vôi, đôlômit …) hoặc đem amôn hoá, tức là chế biến với hơi NH3. Các biện phát này làm cho tính chất vật lý của supe photphat tốt hơn : giảm độ ẩm, độ hút ẩm, độ kết tinh. Khi amôn hoá thì tăng thêm một nguyên tố dinh dưỡng cho cây trồng. DÂY CHUYỀN SẢN XUẤT Sơ đồ dây chuyền sản xuất Các công đoạn chính Công đoạn dỡ quặng Quặng apatit từ Lào Cai được vận chuyển bằng những toa xe lửa về Công ty được dỡ xuống và vận chuyển vào kho apatit. Gồm có 3 loại quặng: Quặng apatit nguyên khai loại được vận chuyển đến toa N. Quặng apatit nguyên khai loại 3 được vận chuyển đến toa N. Quặng tuyển có độ ẩm 15 ÷ 18 % được vận chuyển bằng toa H. Các toa quặng được đầu máy kéo vào khu dỡ của xí nghiệp, sau đó từng toa quặng nguyên khai và quặng tuyển sẽ được bộ phận tời kéo toa di chuyển vào đúng vị trí dỡ. Đối với quặng nguyên khai, sau khi toa quặng đã vào vị trí dỡ, quặng trên toa được bàn ủi của máy ủi quặng nguyên khai ủi xuống bunke. Quặng có kích thước nhỏ hơn 200x200 mm lọt qua mặt sàng trên bunke. Quặng từ bunke được băng tải cao su dưới bunke vận chuyển đổ vào máy nghiền má. Tại đây quặng có kích thước > 100x100 mm được máy nghiền má đập nhỏ sau đó cùng với quặng có kích thước < 100x100 mm đổ xuống băng tải cao su máy nghiền má và được vận chuyển vào kho apatit nguyên khai. Đối với quặng tuyển, sau khi toa quặng đã vào vị trí dỡ, quặng trên toa được cầu trục 10 tấn dỡ ở kho ngoài, sau khi ráo nước lại được cầu múc lên bunke và được băng tải cao su vận chuyển vào kho apatit tuyển. Một phần quặng đã ráo nước tại kho ngoài, được cầu trục 10 tấn múc lên bunke quặng trung hoà. Sau đó nhờ hai băng tải cao su vận chuyển sang kho supe để trung hoà. Quặng apatit nguyên khai và tuyển sau khi đổ vào kho được hai cầu trục 5 tấn múc lên và đổ thành từng đống trong các gian kho hợp lý. Công đoạn sấy nghiền Công đoạn sấy nghiền sơ bộ Quặng apatit nguyên khai loại 1 và loại 3 từ trong kho được cầu trục trộn với nhau theo tỷ lệ 59 % loại 1 và 7 % loại 3, múc lên các bunke chứa các hệ thống máy cung cấp xích, từ các bunke chứa, quặng được định lượng theo năng suất quặng cần sấy rồi được hệ thống băng tải xích vận chuyển đổ xuống hệ thống băng tải cao su. Từ hệ thống các băng tải cao su vận chuyển quặng, quặng apatit theo ống dẫn quặng đổ vào thùng sấy. Quặng được sấy đến độ ẩm 1,5 ÷ 3 %. Từ bunke than tại các lò đốt, than được xả xuống sàn thành đống và được làm ẩm, sau đó được tung vào lò bằng xẻng. Người ta dùng quạt thổi lò để cung cấp gió cho lò đốt. Khí nóng ở lò đốt vào thùng sấy có nhiệt độ từ 350 ÷ 800 °C, nhờ quạt hút ở cuối hệ thống được vận chuyển sang thùng sấy để sấy quặng sau khi đã lắng bụi than và xỉ bay theo khí tại ngăn lắng của lò đốt. Lò làm việc dưới áp suất âm 5 ÷ 10 mm H2O nhờ quạt hút. Khí nóng ra khỏi thùng sấy có nhiệt độ từ 100 ÷ 110 °C. Để vật liệu sau khi sấy có máy nghiền không quá nóng, ở đây ta thực hiện biện pháp sấy xuôi chiều, vật liệu ẩm và khí nóng cùng vào đầu thùng sấy, vật liệu khô và khí nguội ra ở phía cuối thùng sấy. Quặng tuyển có độ ẩm 15 ÷ 18 % từ kho chứa được múc lên bunke của hệ thống sấy 1, qua băng tải xích định lượng xuống băng tải cao su, sau đó qua băng tải cao su tắt sấy 1 không qua máy sấy rồi vào băng tải 57-1 sang trộn với apatit nguyên khai qua sấy nghiền thành hỗn hợp có độ ẩm 10 ÷ 12 % vào bunke điều chế. Sau sấy nguyên khai: sau khi được sấy tới độ ẩm 1,5 ÷ 3 %, quặng ra khỏi thùng sấy được đổ vào máy búa. Tại đây nhờ các lá búa quặng được đập nhỏ sơ bộ từ kích thước < 100x100 mm xuống còn 15÷30 mm. Quặng apatit có kích thước đạt tiêu chuẩn qua ghi sàng xuống băng tải cao su và được vận chuyển vào máy nghiền bi, còn quặng to tiếp tục được các lá búa đập tiếp. Khí có bụi quặng apatit và bụi được dẫn vào hệ thống xiclon theo phương tiếp tuyến, chúng được lắng chủ yếu tại xiclon nhóm 4 và xiclon nhóm 2 trước nhóm 4. Apatit do xiclon lắng xuống được đưa xuống băng tải quặng sau sấy. Khí và bụi còn lại đưa vào thiết bị khử bụi màng nước và đi vào thiết bị tách giọt hình trụ theo phương tiếp tuyến. Nước và các hạt bụi bị thấm ướt được lắng lại ở thành thiết bị chảy xuống đáy theo đường ống ra ao lắng tuần hoàn. Khí đã được làm sạch bụi theo ống khói thải ra ngoài trời. Công đoạn nghiền mịn Quặng apatit sau khi qua máy nghiền bùa được vận chuyển đổ vào máy nghiền bi để nghiền mịn. Sau khi qua máy nghiền bi, quặng được nghiền nhỏ nhờ lực va đập giữa bi thép có đường kính Φ 40 ÷ Φ 70 và vỏ đệm ở thành máy nghiền và được đưa lên sàng phân ly tĩnh đặt phía trên máy nghiền nhờ quạt cao áp nghiền ở phía cuối hệ thống. Trong thiết bị phân ly, các hạt to mất động năng sẽ rơi xuống quay trở về máy nghiền,