Nước ta có nguồn quặng apatit tương đối phong phú, công nghiệpphân
lân cũng đã được xây dựng và đang phát triển. Tuy nhiên nhiều sản
phẩm chứa photpho như các muối photphat dùng trong chăn nuôi đến
các sản phẩm tinh khiết vẫn còn phải nhập ngoại.
Trước đây để sản xuất những sản phẩm này, người ta dùng đến axit
photphoric điều chếtừphotpho nguyên tố. Từnhững năm 60 của thếkỷ
trước đã có nhiều công trình nghiên cứu tinh chếaxit photphoric trích
ly và đến những năm 80 đã được áp dụng vào sản xuất qui mô công
nghiệp.
Bản báo cáo chuyên đềnày đềcập đến những phươngpháp tinh chế
photphoric trích ly, giới thiệu một công nghiệp tiên tiến đã được áp
dụng vào sản xuất, so sánh một sốchỉtiêu vềchi phí sản xuất của hai
phương pháp, những biện pháp nâng cao chất lượng và hạgiá thành sản
phẩm đồng thời trình bày một số ý kiến về phát triển công nghệsản
xuất axit photphoric sạch ởnước ta.
48 trang |
Chia sẻ: lvbuiluyen | Lượt xem: 3155 | Lượt tải: 2
Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Đề tài Tinh chế axit photphoric trích ly và sản xuất các sản phẩm chứa lân, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐỀ TÀI
Tinh chế axit photphoric
trích ly và sản xuất các sản
phẩm chứa lân
1. MỞ ĐẦU.......................................................................................... 3
2. PHẦN GIỚI THIỆU ....................................................................... 4
3. MỘT SỐ Ý KIẾN VỀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ.................... 39
4. KẾT LUẬN.................................................................................... 45
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................. 45
Phụ lục 1 ........................................................................................... 46
Phụ lục 2 ........................................................................................... 46
1. MỞ ĐẦU
Nước ta có nguồn quặng apatit tương đối phong phú, công nghiệp phân
lân cũng đã được xây dựng và đang phát triển. Tuy nhiên nhiều sản
phẩm chứa photpho như các muối photphat dùng trong chăn nuôi đến
các sản phẩm tinh khiết vẫn còn phải nhập ngoại.
Trước đây để sản xuất những sản phẩm này, người ta dùng đến axit
photphoric điều chế từ photpho nguyên tố. Từ những năm 60 của thế kỷ
trước đã có nhiều công trình nghiên cứu tinh chế axit photphoric trích
ly và đến những năm 80 đã được áp dụng vào sản xuất qui mô công
nghiệp.
Bản báo cáo chuyên đề này đề cập đến những phương pháp tinh chế
photphoric trích ly, giới thiệu một công nghiệp tiên tiến đã được áp
dụng vào sản xuất, so sánh một số chỉ tiêu về chi phí sản xuất của hai
phương pháp, những biện pháp nâng cao chất lượng và hạ giá thành sản
phẩm đồng thời trình bày một số ý kiến về phát triển công nghệ sản
xuất axit photphoric sạch ở nước ta.
Do nguồn thông tin truy cập được cũng có hạn, chúng tôi sẽ trình bày
những số liệu hiện có với mức cao nhất và những suy nghĩ riêng về vấn
đề này.
2. PHẦN GIỚI THIỆU
2.1. Tình hình sản xuất và sử dụng axit photphoric sạch và các sản
phẩm liên quan
Axit photphoric sạch đã được sử dụng trong nhiều ngành công nghiệp
như xử lý kim loại, sản xuất natri tripolyphotphat, thức ăn khoáng bổ
sung cho gia súc, gia cầm và thủy sản, công nhiệp thực phẩm, công
nghiệp dược...
Những năm gần đây nhu cầu để xử lý kim loại giảm mỗi năm khoảng 3
- 5% do vật liệu kim loại ngày càng được thay thế bằng chất dẻo, nhất
là trong công nghiệp sản xuất ôtô. Ngoài ra, lượng axit dùng để sản
xuất natri tripolyphotphat cũng giảm vì vấn đề ô nhiễm nước thải.
Trong khi đó nhu cầu axit photphoric cho xử lý nước và nhất là công
nghiệp thực phẩm lại tăng đáng kể.
Một trong những lĩnh vực cũng sử dụng nhiều axit photphoric sạch là
sản xuất thức ăn khoáng cho chăn nuôi.
Bảng 1. Tỷ lệ sử dụng axit photphoric sạch tại một số quốc gia và khu
vực
Sản phẩm EU Nhật
Bản
Mỹ
Xử lý kim loại - - 25
Xử lý nước - - 20
Sản xuất Natri Tripolyphotphat 40 32 -
Công nghiệp thực phẩm - - 15
Sản xuất thức ăn khoáng cho
gia súc
22 13 -
Các ngành khác 38 55 40
Công ty Potash Corp hiện đang vận hành 5 nhà máy sản xuất photpho
dùng cho chăn nuôi ở Mỹ và một nhà máy ở Braxin với sản lượng 1,3
triệu tấn/ năm:
Bảng 2. Tình hình sản xuất sản phẩm photphat của Công ty Potash
Corp
Đơn vị: 1000 tấn/năm
Tên và địa điểm Công suất, Sản xuất
ngàn t/n
Maseilles, Illinois 248 192
White spring, Florich
Monocanxi photphat 218 154
Photphat khử flo 100 89
Weeping Water, Nebraska 209 170
Kingston,North Carolina 141 63
Fosfats do Braxin 70 53
Tổng cộng 1296 724
* Số liệu năm 2001
Postash Corp là một công ty sản xuất đa dạng nhất các mặt hàng về
muối photphat axit photphoric tinh chế dùng cho sản xuất thực phẩm
và đồ uống, xử lý kim loại, chất tẩy rửa tổng hợp và điện tử. Do có
chiến lược đa dạng hóa và đầu tư hợp lý mà Potash Corp sản xuất axit
photphoric tinh chế và thức ăn khoáng chăn nuôi với giá rẻ nhất thế
giới. Axit photphoric tinh chế của Công ty được sản xuất ứng với 2 loại,
đó là loại "thực phẩm" dùng trong công nghiệp dược phẩm, thức uống,
thực phẩm và men và loại "kỹ thuật" dùng cho công nghệ mạ điện,
chống rỉ kim loại, sản xuất chất kết dính và chất chống cháy.
Năm 2001, riêng phần sản xuất axit photphoric tinh chế của Postash
Corp là 168000T P205. Axit photphoric tinh chế được tập trung sản xuất
ở Aurona, nơi gần nguồn quặng photphat có chất lượng tốt.
Các sản phẩm photphat dùng cho chăn nuôi được sản xuất dưới nhiều
dạng khác nhau, trong đó chủ yếu là monocanxiphotphat (52%),
photphat khử flo (15%), natri photphat (3%) và một lượng nhỏ
MAP/DAP (1%). Một phần đáng kể (29%) sản phẩm photphat được
sản xuất dưới dạng dung dịch.
Sản lượng photphat dùng cho chăn nuôi đạt 2,07 tỷ USD (2001), chiếm
11% doanh số của Postash Corp. Lợi nhuận thu được khoảng 48 triệu
USD, chiếm 12% tổng số lợi nhuận.
Braxin cũng có chiến lược mở rộng nhanh, thị trường thức ăn chăn nuôi.
Khu vực thương mại nông nghiệp chiếm khoảng 40% GDP của Braxin,
tương đương gần 320 tỷ USD/năm. Lĩnh vực chăn nuôi có ý nghĩa quan
trọng với khoảng 8,5 triệu km2 được sử dụng cho chăn nuôi. Tổng số
đàn gia súc khoảng 170 triệu con, gồm 30 triệu con nuôi lấy sữa và 140
triệu con lấy thịt, gấp đôi tổng đàn gia súc của Mỹ. Năm 2000, Braxin
đã xuất khẩu 615 ngàn tấn thịt bò, chủ yếu sang châu Âu (62%) và
Trung Đông (21%).
Chăn nuôi gia cầm ở Braxin cũng phát triển mạnh. Năm 2001 nước này
đã xuất khẩu 250 ngàn tấn, tăng gấp đôi năm 2000. Hiện tại Braxin
hướng tới mục tiêu sẽ đạt tới 7 triệu tấn sản phẩm gia cầm/năm.
Do nhu cầu tăng mạnh nên thị trường thức ăn chăn nuôi ở Braxin xảy
ra cạnh tranh sôi nổi. Các công ty của Braxin như Sernana (bộ phận của
Bunge) cạnh tranh với Cargill và Ajimoto; công ty Fosfatos do Braxin
cũng phải cạnh tranh để phát triển và đang là một đối thủ mạnh, chiếm
được 8-10% thị phần. Công ty này đã bán được 750-800 ngàn tấn
dicanxi photphat (DCP) và thu được khoảng 150 triệu USD/năm.
Tương tự các nhà đầu tư ở São Vieente sẽ mở rộng công suất lên 80b
ngàn tấn/năm DCP đạng hạt để thay cho sản phẩm bột hiện có, như
đang được sử dụng rộng rãi ở Mỹ.
Ở Trung Quốc, liên quan đến sản xuất axit photphoric phải kể đến hơn
400 nhà máy sản xuất MAP, DAP, TSP quy mô nhỏ từ 30 ngàn đến 60
ngàn tấn/năm và khoảng 10 nhà máy DAP công suất từ 150 ngàn đến
450 ngàn tấn/năm trên cơ sở nhập khẩu công nghệ của các công ty
nước ngoài.
Tình hình sản xuất axit photphoric và phân chứa lân trên cơ sở axit
photphoric như sau:
Bảng 3. Tình hình sản xuất các sản phẩm chứa lân ở Trung Quốc
Đơn vị: 1000 tấn P2O5/năm
Tên sản
phẩm
2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Axit
photphoric
4.101 4.080 4.610 4.793 5.093 5.374 5.374
DAD 2.287 2.287 2.487 2.671 2.921 3.142 3.142
MAD 1.062 1.062 1.338 1.338 1.338 1.338 1.338
TSP 115 115 115 115 115 115 115
NPK 1.735 1.758 1.758 1.758 1.758 1.958 1.958
Trong đó có công ty Nanjing chemical Industial Corp sản xuất canxi
photphat với thương hiệu tam giác đỏ. Công ty Yunnan Phosphate
Fertilizer liên doanh với Cargill Fertilizer sản xuất 130.000 tấn axit
photophoric/năm (tính theo P2O5) và đang xây dựng một nhà máy
180.000 tấn/năm ở gần Côn Minh. Còn công ty Sino - Arab chemical
Fertilizer Co là liên doanh với PIC (Cô - oet) và GCT (Tuynidi) ở tỉnh
Hà Bắc để sản xuất 480.000 tấn DAP trên cơ sở axit photphoric trích ly
nhập từ Tuynidi.
Hiện tại Trung Quốc vẫn phải nhập công nghệ để nâng công suất sản
xuất axit photphoric.
Còn ở các nước khác trong khu vực như Thái Lan, Indonexia, Philippin,
Bangladesh, ôxtrâylia, Nhật Bản, Hàn Quốc, Ấn Độ người ta cũng sản
xuất và buôn bán axít photphoric nhưng không có số liệu cụ thể. Danh
sách các Công ty kinh doanh trong lĩnh vực này được ghi ở phần phụ
lục.
Hiện tại axit photphoric sạch được sản xuất theo 2 phương pháp là
phương pháp đi từ photpho vàng nhiệt điện (H3PO4 nhiệt) và axit được
tinh chế từ axit photphoric trích ly (H3PO4 tinh chế). Hiện nay, theo
đánh giá, sản lượng axit sạch của các nước trên thế giới khoảng hơn 2,2
triệu tấn/năm, trong đó lượng axit tinh chế từ H3PO4 trích ly khoảng 1,7
triệu tấn/năm. Tỷ lệ giữa 2 loại axit này đã được sử dụng ở các châu lục
(không kể sản xuất thức ăn khoáng) theo tỷ lệ được trình bày ở bảng 4.
Bảng 4. Tỷ lệ sử dụng 2 loại axit photphoric sạch tại một số khu vực
Đơn vị: %
Các vùng H3PO4 nhiệt H3PO4 tinh
chế
Bắc Mỹ 86 14
Tây âu 31 69
Châu Á 49 51
Châu Phi 24 76
Mỹ La Tinh 52 48
ôxtrâylia và Châu Đại
Dương
26 74
Nguyên liệu để sản xuất axit photphoric nhiệt là photpho nguyên tố với
chi phí cho nguyên liệu chiếm tới 95,5% tổng chi phí sản xuất axit
nhiệt. Người ta thấy càng ngày càng giảm phần axit photphoric nhiệt là
do giá nhiên liệu và giá điện tăng, đồng thời vốn đầu tư cơ bản cho sản
xuất axit nhiệt cũng tăng.
Do vậy, người ta đã nghiên cứu và phát triển công nghệ tinh chế axit
photphoric trích ly và sản phẩm tinh chế từ axit photphoric trích ly
ngày càng đáp ứng đầy đủ cả về lượng và chất đối với các nhu cầu sử
dụng.
2.2. Một số phương pháp tinh chế axit photphoric trích ly
2.2.1. Các tạp chất thường có trong axit photphoric trích ly
Axit photphoric trích ly thường chứa những ion của tạp chất hòa tan có
trong quặng photphat và trong axit sunfuric (tác nhân phản ứng phân
hủy quặng photphat) cùng với những tạp chất do ăn mòn thiết bị khi
sản xuất.
Ở Nga có 3 tiêu chuẩn về axit photphoric tinh chế, còn theo tiêu chuẩn
của Hãng Fison đã được tiêu chuẩn hóa và áp dụng vào tiêu chuẩn công
nghiệp về axit photphoric như sau (bảng 5, 6):
Bảng 5. Tiêu chuẩn về axit tinh chế của Nga
Đơn vị: %
Thành phần Mac T2 Mac T3 Loại nâng
cấp
P2O5 39,5 53,5 54,0
SO4 0,12 0,14 0,185
Fe 0,016 0,022 0,022
F 0,08 0,024 0,004
Pb - - 5,6 ppm
As - 1,75 ppm
TBP 4 ppm
SS 0 0 0
T2: TY 2142 - 001 - 00209450 - 95
T3: TY 2142 - 001 - 00209450 - 95
Loại nâng cấp: TY 2142 - 002 - 00209450 - 96
Bảng 6. Tiêu chuẩn axit photphoric tinh chế của Fison, hạng S.L.R
Đơn vị: %
Thành phần Tỷ lệ Thành phần Tỷ lệ
H3PO4 85% min Niken (Ni) <0,002
Canxi (Ca) <0,02% Kali (K) <0,01%
Đồng (Cu) <0,002% Kẽm (Zn) <0,002
Sắt (Fe) <0,005 Tổng lưu huỳnh <0,01
Chì (Pb) <0,002 Tổng silic <0,005
Magiê (Mg) <0,005 Tổng clorua <0,005
Khi nghiên cứu điều chế axit photphoric trích ly từ quặng apatit nguyên
khai Lào Cai (HITACHI ZOSEN, Test report on Lao-Kay apatite for
photphoric acid production, PAT Fertilizer Project July - 1975) người
ta đã thu được axit có thành phần hóa học như sau (bảng 7):
Bảng 7. Thành phần axit photphoric trích ly từ quặng apatit Lào Cai
Đơn vị: %
Tên thành phần Trong apatit Trong axit H3PO4
trích ly
P2O5 32,46 28,96
SO3 0,03 3,52
CaO 43,68 0,02
MgO 1,73 1,56
Fe2O3 1,54 1,14
Al2O3 1,54 1,17
SiO2 9,98 0,46
F 2,93 1,27
MnO 1,05 0,03
Na2O 0,07 0,03
K2O 0,66 0,10
Cl 0,02 0,02
Pb 24 ppm 0,4 ppm
V 40 ppm 57 ppm
As 16 ppm 6 ppm
Hg 1 ppm 0,1 ppm
Cd 0,00 0,0
Từ bảng 7 có thể thấy để đưa axit photphoric trích ly về dạng axit sạch
cần tách loại các tạp chất và cô đặc axit.
2.2.2. Một số phương pháp tinh chế axit photphoric
Hiện có 4 phương pháp tách tạp chất có trong axit photphoric trích ly là
phương pháp trao đổi ion, phương pháp kết tinh, phương pháp trung
hoà và kết tủa, phương pháp chiết bằng dung môi hữu cơ hoặc polyme
hữu cơ. Sau đây là 3 phương pháp phổ biến hơn cả:
2.2.2.1. Phương pháp trao đổi ion và hấp phụ
Theo phương pháp này, người ta dùng nhựa trao đổi anionit để loại tạp
chất anion SiF62- và SO42- dùng cationit để loại các tạp chất cation.
Tách loại tạp chất anion trong axit photphoric trích ly
Người ta đã nghiên cứu chi tiết quá trình hấp phụ anion chứa flo và ion
SO42- từ axit photphoric cô đặc hoặc axit điều chế theo phương pháp
dihydrat, hemihydrat. Khi tồn tại đồng thời của nhiều anion tạp chất
trong axit photphoric thì khả năng hấp thụ của các anion sẽ giảm theo
dãy NO3->SiF62-> SO42-> PO43-.
Sau khi hấp thụ, để giải hấp có thể dùng dung dịch amoniac, amoni
cacbonat, diamoni phophat. Trường hợp dùng diamoni phophat, flo
tách ra ở dạng (NH4)2SiF6 hoà tan tốt, còn khi dùng hai chất đầu thì
dung dịch (NH4)2SiF6 bị thuỷ phân thành amoni florua và SiO2.
Ở giai đoạn đầu, flo trong axit photphoric được loại bằng cách kết tủa
dạng Na2SiF6. Hàm lượng flo trong axit giảm 0,2 - 0,4%. Sau đó tiếp
tục tinh chế bằng anionit. Hàm lượng flo sau khi tinh chế không quá
0,006%.
Axit đã tách flo bằng phương pháp trao đổi ion thích hợp để sản xuất
thức ăn khoáng bổ sung cho gia súc. Nhưng do phức tạp về tái sinh
anionit và thu hồi flo nên tốt nhất là kết hợp loại sơ bộ flo bằng cách
kết tủa, sau đó làm sạch bằng anionit.
Một phương pháp đơn giản cũng dùng để loại flo là cho kết hợp cô đặc
axit photphoric trích ly và hấp phụ bằng than hoạt tính, sau đó loại
anion sunfat bằng stronti cacbonat. Bằng phương pháp này có thể thu
được các loại sản phẩm axit sạch với hàm lượng tạp chất như ở bảng 8:
Bảng 8. Một số loại sản phẩm axit photphoric sạch được điều chế theo
phương pháp hấp phụ kết hợp kết tủa.
Hàm lượng
tạp chất, %
Loại axit
P2O5 F SO4 SiO2 Al2O3 Fe2O3
Axit Kỹ thuật 39 0,052 0,12 1,35 0,017 0,02
Axit tinh chế 54 0,008 0,01 0,017 0,0075 0,007
Tách các tạp chất cation trong axit photphoric trích ly
Các tạp chất canxi, magiê có trong axit photphoric trích ly nếu không
được loại bỏ thì quá trình cô đặc axit sẽ gặp khó khăn do độ nhớt và
điểm sôi tăng cao. Để loại bỏ magiê, người ta dùng cationit, thí dụ như
loại bỏ cationit KY - 2. Khi đó, canxi bị loại hoàn toàn còn magiê giảm
xuống tới 0,14% và có thể cô đặc axit tới 60 - 65% P2O5.
Trường hợp không khử canxi, magiê trong axit, khi cô đặc đến nồng độ
55% P2O5 mức độ khử flo sẽ không vượt quá 42%. Việc tách canxi,
magiê cho phép nâng mức độ khử flo đến 80 - 85%.
2.2.2.2. Phương pháp trung hoà và kết tủa tạp chất.
Người ta dùng silic oxit hoạt tính để phản ứng với ion flo trong axit
thành SiF4 chuyển vào pha khí. Khi cô đặc axit, dùng natri sunfit để
khử các cation kim loại nặng và bari cacbonnat để kết tủa ion sunfat.
Tuy nhiên phương pháp này không loại triệt để được các tạp chất và chỉ
được dùng để loại sơ bộ hoặc kết hợp với các phương pháp khác hay áp
dụng cho trường hợp điều chế axit photphoric ở mức độ sạch không
cần quá cao như sản xuất natri tripolyphotphat dùng chất tẩy rửa tổng
hợp.
2.2.2.3. Phương pháp chiết bằng dung môi hữu cơ
Giới thiệu chung
Phương pháp tinh chế axit photphoric trích ly bằng chất cách chiết với
hữu cơ có nhiều ưu điểm là tính chọn lọc cao, có thể tiến hành quá trình
liên tục, tự động hoá cao. Nhưng nhược điểm cơ bản của phương pháp
này là khả năng dễ gây cháy nổ bởi tác nhân chiết hữu cơ.
Về nguyên tắc, có thể chia ra hai phương pháp chiết bằng dung môi
hữu cơ.
Theo phương pháp thứ nhất (chiết thuận), H3PO4 chuyển vào pha hữu
cơ, còn tạp chất ở lại pha nước. ưu điểm của phương pháp này là giá
thành tương đối thấp và tác nhân chiết dễ được đáp ứng. Nhưng nhược
điểm của phương pháp là tiêu hao nhiều dung môi và gây tổn thất
H3PO4 , vì một lượng đáng kể H3PO4 còn lại trong pha nước. Ngoài ra
việc tái sinh dung môi hữu cơ khá khó khăn do khó tách triệt để chúng
khỏi H3PO4 .
Theo phương pháp thứ hai (chiết ngược), flo và các tạp chất khác được
tách khỏi H3PO4 bằng dung môi hữu cơ. Phương pháp này kinh tế hơn
vì giảm chi phí và giảm tổn thất dung môi, nhưng lại đòi hỏi những
dung môi có tính chọn lọc cao với các tạp chất.
Tách H3PO4 bằng dung môi hữu cơ (chiết thuận)
Quá trình chiết xảy ra theo cơ chế solvat - hydrat với sự tạo phức
HC.H3PO4.H2O (HC - là dung môi hữu cơ).
Người ta đã nghiên cứu hơn 40 dung môi thuộc loại rượu mạch thẳng,
mạch vòng, keton, aldehyd, este đơn và phức, các amin và và
hydrocacbon. Các dung môi được nghiên cứu theo sự biến đổi hệ số
phân bố axit H3PO4 xếp theo dãy: rượu, keton, este, aldehyd,
hydrocacbon.
Khả năng chuyển vào dung môi của các axit vô cơ ở vào điều kiện cân
bằng bền giảm theo dãy: HNO3, HCl, H2SO4, H3PO4. Sự có mặt các
axit khác trong dung dịch sẽ thúc đẩy sự chuyển H3PO4 vào pha dung
môi. Những hợp chất của nhôm, magiê và sắt có trong axit photphoric
trích ly cũng có tác dụng làm giảm độ tan của H3PO4 theo dãy: Al, Fe,
Mg.
Khả năng hòa tan của các rượu mạch thẳng đối với H3PO4 sẽ tăng với
sự tăng độ điện môi. Tác nhân tách hiệu quả hơn cả là rượu propylic và
izopropylic. Rượu propylic giá thành sẽ cao, nên hợp lý hơn là dùng
rượu izopropylic (RIP).
Tinh chế H3PO4 bằng RIP: Khi bổ sung rượu vào axit photphoric trích
ly các tạp chất vô cơ sẽ tách ra ở dạng kết tủa nhầy (gel), khó tách loại
bằng phương pháp cơ học. Để dễ tách kết tủa gel người ta điều chỉnh
môi trường chiết bằng kiềm (NaOH, NH3, sođa).
Với mục đích tăng khả năng làm sạch axit photphoric trích ly, người ta
đã nghiên cứu ảnh hưởng của các muối như sunfat nhôm và magiê đến
quá trình tinh chế do tạo thành hợp chất florua của nhôm và magiê
không tan.
Hiện nay người ta quan tâm nhất là dung môi hữu cơ photpho hữu cơ.
H3PO4 khan hoàn toàn trộn lẫn với tributylphotphat (TBP). Khi đó, tạo
thành phức 3 TBP. H3PO4.6H2O. Mặc dù TBP đắt hơn rượu RIP nhưng
tái sinh khá đơn giản.
Người ta dùng những dung dịch alkyl, aryl hoặc alkylarylphophat trong
chất pha loãng hữu cơ. Tác nhân chiết tốt hơn cả là dung dịch TBP
trong kerosin (dầu hỏa) và hexan. Việc tái chiết được thực hiện bằng
nước.
ưu điểm cơ bản của việc dùng dung môi photpho hữu cơ là độ hoà tan
của tác nhân chiết trong pha nước thấp và dễ tái sinh. Nhược điểm làm
sạch không cao và còn phải xử lý sơ bộ axit H3PO4 để ngăn ngừa tạo
thành gel H2SiO3.
Quá trình tinh chế axit photphoric trích ly bằng rượu có giai đoạn
chưng cất tiêu hao nhiều năng lượng, vì vậy trong những trường hợp
cần điều chế photphat natri hoặc amôni với độ tinh khiết dùng cho công
nghiệp thực phẩm người ta thay giai đoạn chưng cất bằng cách trộn tác
nhân chiết hữu cơ với chứa RIP, H3PO4 và nước với NaOH hoặc NH3.
Thí dụ, khi trộn tác nhân hữu cơ với dung dịch NaOH 50% sẽ thu được
2 pha lỏng dễ tách riêng. Pha ở trên chứa RIP được quay về công đoạn
chiết, pha ở dưới là dung dịch mononatri photphat được đem đi sấy.
Sản phẩm thu được chứa 52,9 % P2O5; 0,02 % F; Vết các ion SO42-,
Al3+, Fe3+, Mg2+ và Ca2+.
Theo hướng này, hiện nay người ta đã dùng polyme hữu cơ, thí dụ
polyetylenglycol giá rẻ và dễ tái sinh, ít tổn thất hơn.
Sơ đồ công nghệ một chu trình sản xuất natri hydrophotphat từ axit
photphoric trích ly gồm 4 giai đoạn (hình 4) là: trung hòa một phần
H3PO4 bằng sôđa, chiết dung dịch NaHPO4 bằng polyetylenglycol và
tách riêng pha mới, cô đặc pha hữu cơ và kết tinh NaHPO4 (có thể tái
kết tinh), cuối cùng là tái sinh dung dịch polyetylenglycol.
Hàm lượng các nguyên tố tạp chất trong natri hydrophophat thu được
khi dùng polyetylenglycol có khối lượng phân tử 1500 và 2000, được
ghi trong bảng 9:
Bảng 9. Thành phần tạp chất trong các mẫu NaHPO4
Nguyên
tố
Natri
hydrophotphat
GOST 4174-76%
K.lg
Sản phẩm (khi
dùng PEG
1500), % khối
lượng
Sản phẩm
(khi dùng
PEG 2000), %
khối lượng
V 5.10-4 1.1.10-3 1.1.10-3
C - < mẫu CN < mẫu CN
Cr 5.10-4 1.0.10-5 5.4.10-6
Mn 5.10-4 5.4.10-3 3.4.10-3
Fe 5.10-4 2.4.10-3 1.2.10-3
Co 5.10-4 3.4.10-5 1.9.10-5
Ni 5.10-4 1.3.10-4 8.5.10-5
Cu 5.10-4 2.3.10-4 1.3.10-4
Zn 5.10-4 4.1.10-4 1.5.10-4
As 5.10-4 7.4.10-5 7.4.10-5
Cd 5.10-4 < mẫu CN < mẫu CN
Sr 5.10-4 1.6.10-4 9.6.10-5
Zr 5.10-4 6.9.10-5 5.3.10-5
Pb 5.10-4 9.8.10-6 4.4.10-4
Th 5.10-4 7.4.10-6 5.1.10-6
U 5.10-4 5.9.10-5 6.8.10-5
Tách tạp chất từ H3PO4 trích ly bằng tác nhân chiết hữu cơ (chiết
ngược)
Để tách tạp chất ra khỏi axit photphoric trích ly bằng phương pháp
chiết, người ta thường dùng amin có khối lượng phân tử lớn và các hợp
chất amin