Nghiên cứu tính chất quặng apatit nghèo và động học quá trình xử lý axít nguyên liệu
26/04/2021
Tóm tắt:
Thành phần hóa học, tính chất hóa lý của quặng Apatit nghèo Lào Cai được nghiên cứu. Các phương pháp phân tích hiện đại như SEM-EDX, XRD, TGA/DSC/DTG, BET được sử dụng trong nghiên cứu đã xác định được quặng Apatit có thành phần P2O5 hữu ích là 13,5%, tạp chất chính là silic đioxit 32,5%, đồng thời đã xác định được thành phần pha, quá trình phân hủy nhiệt, diện tích bề mặt cũng như thể tích lỗ xốp của mẫu nguyên liệu. Nghiên cứu động học của quá trình phân hủy nguyên liệu bằng axit đã xác định được phản ứng có bậc 1, một số thông số tối ưu của quá trình đã được lựa chọn như tốc độ khuấy, nồng độ axít và nhiệt độ.
Từ khóa: Apatit nghèo, động học, tính chất hóa lý, axít
1. Mở đầu
Quặng Apatit Việt Nam tập trung ở khu vực tỉnh Lào Cai với tổng trữ lượng lên tới hơn 2 tỷ tấn, thời gian khai thác khoảng trên 20 năm. Hiện tại, quặng apatit không được phép xuất khẩu, chủ yếu cung cấp cho sản xuất lân, phốt pho vàng trong nước. Với tình hình khai thác và sử dụng như hiện nay, quặng apatit giàu sẽ cạn kiệt nhanh chóng. Theo đánh giá, trữ lượng quặng nghèo chiếm khoảng 60% tổng trữ lượng quặng apatit. Nguồn quặng nghèo này trước đây hầu như bỏ đi, không sử dụng, trong khi các công ty phải đầu tư lớn mua sắm thiết bị, tổ chức khai thác xuống sâu để lấy quặng giàu. Vì vậy, cần phải nâng cao năng lực tuyển và làm giàu quặng apatit.
Có nhiều nghiên cứu được tiến hành để có thể làm giàu quặng apatit. Dựa trên thực tiễn công nghiệp đã chứng minh rằng việc chế biến photphat tự nhiên với hàm lượng P2O5 ít nhất 28% bằng axit sulfuric và ít nhất 24% bằng axít nitric là hợp lý về mặt kinh tế trong sản xuất phân bón chứa phốtpho [1]. Trong các trường hợp khác, cần sử dụng các phương pháp làm tăng hàm lượng thành phần mục tiêu bằng cách làm giàu cơ học, rửa, tuyển nổi hoặc nung. Khó khăn của quá trình làm giàu nằm ở chỗ các tạp chất đan xen dầy đặc với các khoáng chứa phốtpho, điều này giảm hiệu suất của phương pháp tách phân đoạn cũng như phương pháp tuyển nổi.
Tại Việt Nam, nghiên cứu tuyển quặng apatit loại III nghèo ở các bãi chứa bằng thuốc tập hợp thế hệ mới [dạng Ankyl succinat] của Viện Hóa học Công nghiệp Việt Nam chế tạo cho kết quả đạt hàm lượng P2O5 trong tinh quặng ≥32%, thực thu ≥ 70% [2]. Nghiên cứu lựa chọn sơ đồ hợp lý để tuyển quặng Apatit loại III nghèo có hàm lượng P2O5 nguyên khai dưới mức thiết kế [α