Luận văn Thạc sĩ Hóa học: Nghiên cứu sản xuất axit photphoric từ quặng apatit Lao Cai bằng phương pháp trích li

Trên cơ sở tìm hiểu tổng quan về axít Photphoríc và vai trò của nó trong sản xuất phân bón hoá học, trong sản xuất các muối Photphat kiềm..., tác giả tiến hành nghiên cứu thực nghiệm sản xuất axít Photphoríc trích li theo phương pháp Đihyđrat, kết tinh CaSO4 dưới dạng hai nước, ứng dụng trong sản xuất phân bón hóa học phục vụ nông nghiệp.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Luận văn Thạc sĩ Hóa học: Nghiên cứu sản xuất axit photphoric từ quặng apatit Lao Cai bằng phương pháp trích litI ;.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 c ơ MẢ s ó : 1 - 04 - 01. ỊÕÃĨHOC C J O r G1A MÀ NOI TRWii; - lv , ĩ n i n ■T IN THU VIỆN ị V - le /lệ ỗ . í !>«.— .-~.A iX............. ■ MỤC LỤC TrangPhần m ở đầu. 1Chương 1. T ổng quan lí thuyết. 2 I. T ính ch ất củ a axit photphoric. 2 n . N g u y ố n 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. V ấn đề ân m òn và xử lí ch ất thải. 14C hương 2. Đ ối tượng nghiẻn cứu và phương pháp xác định các thông số k ĩ thuật. 17 I. Đ ối 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 a S 0 4.2H 20 . 24C hương 3. Phần thực nghiệm- 27 I. X ác định thành phần quặng apatit L ao cai. 27 n . s ả n x u ất axit photphoric. 30 1. Phân huỷ quặn g apatit bằng H 2 S 0 4. 2. Phân huỷ quặng apatit bằng hỗn hợp H 2 S 0 4 v à H 3 P 0 4 3. X ác định thành phần bã thải C a S 0 4 .2H 2 0 . m. Tính toán công nghệ.Phần k ết luận.T ài liệu tham khảo. 1 PHẦN MỞ ĐẦU A xit photphoric là một axit vô cơ cơ bản của công nghiệp hoáchất , nó được ứng dụng để sản xuất phàn bón hoá học : Supephotphatkép, phân phức hợp (amophot, nitrophot,nitroam ophot).N goài ra, nócòn ứng dụng để sản xuất các muối photphat kiểm , các muối này đượcứng dụng trong công nghiệp dược phẩm , chăn nuôi, làm mẻm nước,chất tẩy rửa. M ặt khác, axit photphoric và muối của nó được ứng dụngđể photphat hoá bề m ật một số kim loại như sắt, nhôm , kẽm v.v...đểbảo vệ các kim loại đó khỏi bị ăn mòn. Nước ta là m ột nước nông nghiệp, nẻn việc phát trién côngnghiệp sản xuất phân bón hoá học, đặc biệt là các loại phân bón hoáhọc giàu các chất dinh dưỡng, góp phần quan trọng để thúc đẩy nôngnghiệp phát triển. A xit photphoric là m ột trong những ngyuên liệu cơbản sứ dụng để sản xuất supephotphat kép. Để sản xuất axit photphoric,trong công nghiệp có hai phương pháp sản xuất: phương pháp nhiột vàphương pháp trích li. C húng tôi nghièn cứu sản xuất H 3P 0 4 trích li bằng phương phápđihyđrat, kết tinh CaSOị dưới dạng hai nước-C aS0 4.2HoO, để ứng dụngnó trong sản xuất phân bón hoá học phục vụ nông nghiệp.Trẻn cơ sởnghiên cứu thực nghiệm phản ứng phân huỳ quặng apatít Lao cai. đểxác 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]. T rong các axit photphoric: octhophotphoric, pyrophotphoric,m etaphotphoric thì axit octhophotphoric là axit quan trọng nhất vàđược ứng d ụ n g n h iể u nhất. Axit o c th o p h o tp h o ric có công thứ c: H 3P 0 4 ,nó là chất kết tinh không màu, nóng chảy ở 42,5°c. ơ trạng thái rắn vàlỏng, các phân tử kết hợp với nhau bằng liên kết hyđro, chính vì vậydung dịch H 3PO 4 đặc có tính nhớt. H3P 0 4 tan vô hạn trong nước, do cósự tạo thành liên kết hyđro giữa những phân tử H 3P 0 4 với các phân tửnước: P — 0 - - - H — OH Trong dung dịch nước, H 3PO 4 là axit ba nấc, có độ m ạnh trungbình (K t = 7 ,6 .103; K 2 = 6 ,2 .10’8 và K 3 = 4 ,4 .1013). N ó tạo nên ba loạimuối: m uối dihydrophotphat (chứa anion H 2P 0 4), muốim onohydrophotphat (chứa anion H P 0 42‘) và m uối photphat trung tính(chứa anion P 0 43). II. NGUYÊN LIỆU SẢN XUẤT [1,7,10,114*] N guyên liệu chủ yếu sử dụng để sản xuất axit photphoric trích lilà quặng p h o tp h a t: quặng apatit và quặng photphoriL 1.Quặng apatit. Q uặng apatit có công thức chung Ca 5X (P 0 4) 3(X = F ,C l,0H ), thôngdụng hơn cả vẫn là floapatit Ca 5F (P 0 4)3 hoặc viết khác đi :3 Ca 3(P0 4) 2C aF2. Các thành phần chủ yếu của quặng apatit :4 2 % P i0 5,55% C a0,3% F. Quặng apatit thường tồn tại dưới dạng tinhthể hình lục giác, nó là tập hợp các tinh thể có kết cấu chắc mịn. Quặngapatit có m àu sắc hơi xanh, vàng nhạt hay vàng lục. M àu sắc này là do 3sự biến đổi thành phần hoá học của CaO có trong quặng. Ngoài thànhphần chủ yếu ra, quặng apatit còn có các tạp khoáng:tuanm anhetit(FeTi 0 3 .m Fe 304),nephelin[(N a,K ) 00 .A 1^03 . 2Si0 2], sphen(C aT iS i05), đolom it[(C a,M ...