Nghiên cứu thành phần bã thạch cao phosphogypsum, tách tạp chất, thu hồi thạch cao dùng trong sản xuất vật liệu xây dựng

03/06/2019

TÓM TẮT

    Thành phần bã thạch cao phosphogypsum của quá trình công nghệ dihydrat phân hủy quặng apatit Lào Cai với axit sunfuric chủ yếu là thạch cao chiếm 74,75-77,7%, P₂O₅ còn trong bã  từ 1,48-4,83%, F là 0,6-0,67%, SiO₂  chiếm 0,49-14,29 % và tạp chất hữu cơ và nhiều tạp chất khác. Nghiên cứu độ hòa tan của các tạp chất trong axit sunfuric ở các nồng độ và nhiệt độ khác nhau được tiến hành. Kết quả cho thấy, độ hòa tan của thạch cao của bã PG đạt tối đa ở axit sunfuric 10%, tăng theo nhiệt độ và làm tăng hiệu quả hòa táchtạp chất P₂O₅, F, TOC, SiO₂, Y₂O_3, SrO cho phép thu thạch cao đáp ứng TCVN 11833: 2017 và sử dụng làm vật liệu xây dựng.

Từ khóa: Phosphogypsum, thạch cao, P₂O₅, F, TOC, loại bỏ tạp chất.

1. Đặt vấn đề

   Quặng apatit nguyên liệu chính sản xuất phân bón có nhiều dạng quặng khác nhau như hidroxylapatit, floroapatit và cloroapatit. Trên thế giới, các mỏ apatit lớn là Marốc, Nga, Mỹ, Braxin, Trung Quốc. Ở Việt Nam, 90% quặng apatit Lào Cai khai thác tuyển nâng cao hàm lượng P₂O₅ cho sản xuất phân bón DAP theo quy trình công nghệ dihydrat DH (quặng phản ứng với axit sulfuric tạo axit H₃PO₄vàCaSO₄.2H₂O). Bã thạch cao phosphogypsum (PG)có thạch cao chiếm trên 70%, ngoài ra H₃PO₄, H₂SO₄ và HF tạo tính axit cao (pH<3), độ ẩm cao, chất hữu cơ(TOC) bị cháy do phân hủy với axit đặc tạo mầu đen, các tạp chất ảnh hưởng đến tính đồng nhất của xi măng [1][2][6][9][11]. Bã thải PG sau băng tảilọc đưa lưu chứa tại bãi của Nhà máy. Mỗi tấn P₂O₅ sản phẩm thì có khoảng 4,5-5 tấn bã PG [2]. Với sản lượng thiết kế của nhà máy là 162.000 tấn P₂O₅ thì hàng năm sẽ thải ra khoảng 810.000 tấn PG [10].

   Quy trình công nghệ dihydrat (DH) có ưu điểm là kết tủa CaSO₄.2H₂O tại nồng độ P₂O₅ 26-32%, nhiệt độ 70-80⁰C [2], không kén chất lượng quặng, quặng loại khô hay loại ướt, thời gian hệ thống hoạt động dài hơn, khởi động và tắt dễ dàng.Quá trình gồm: nghiền, phản ứng DH, lọc và cô đặc axit [2] và thải bã PG. Nhược điểm là tạo sản phẩm axit P₂O₅ thấp (26-32% P₂O₅), tốn năng lượng, tổn thất P₂O₅ 4-7% do đồng kết tinh với canxisulfat ở bã PG [2][6].Công nghệ hemihydrat (HH) có canxisulfat kết tủa dạng hemihydrate (HH), sản xuất P₂O₅ nồng độ 40-52%, nhiệt độ cao  94-97⁰C cho phép hạ thấp tổn thất P₂O₅ do đồng kết tủa, hiệu quả thu hồi P₂O₅ cao hơn 3-6% [2][6], bã PG sạch hơn, tiêu tốn ít năng lượng hơn. Việc nghiên cứu cải tiến công nghệ DH của các Nhà máy phân bóntạo bã PG sạch hơn, tái sử dụng thạch cao phospho PG tiết kiệm tài nguyên và bảo vệ môi trường đã trở nên cấp thiết trên toàn thế giới và tại Việt Nam. Ứng dụng rộng rãi của bã PG có hàm lượng P₂O₅ nhỏ hơn 0,5% dùng tỉ lệ 4 đến 6% làm chất chậm đông thay thế thạch cao tự nhiên cho sản xuất xi măng đã được nghiên cứu và ứng dụng[1][11]. Với nhu cầu tiêu thụ xi măng của Việt Nam vào 2020 lên đến 95 triệu tấn, năm 2030 là 115 triệu tấn thì lượng thạch cao từ bã PG sử dụng làm phụ gia cho sản xuất xi măng sẽ rất lớn [11]. Hiện chưa có nghiên cứu loại bỏ photpho đồng kết tủa (thường chiếm 50% trong P₂O_5ts) bằng axit H₂SO₄ có sẵn tại Nhà máy để loại bỏ P₂O₅ và tạp chất khỏi bã PG để thu thạch cao phospho sử dụng làm phụ gia xi măng và sản xuất tấm thạch cao. Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu thành phần hóa lý bã PG của Nhà máy phân bón DAP1 và DAP2, hòa tách tạp chất (P₂O₅, chất hữu cơ TOC, F, SiO₂, nguyên tố hiếm Y₂O₃ và một số nguyên tố khác) bằng axit H₂SO₄ở các nồng độ, nhiệt độ khác nhau, đánh giá hiệu quả loại bỏ tạp chất, thu PG làm vật liệu xây dựng.

2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

2.1. Vật liệu, hóa chất, thiết bị

    Bã PG Nhà máy phân bón DAP1 Đình Vũ - Hải Phòng và DAP2 Lào Cai lấy tại bãi chứa (kí hiệu DAP1b, DAP2b) và tại băng tải lọc (kí hiệu DAP1m, DAP2m), thời gian lấy mẫu: 3-7/2018.

    Khảo sát hình ảnh bề mặt mẫu PG bằng phương pháp hiển vi điện tử quét (JEOL JSM6500F). Thành phần pha xác định bằng phương pháp nhiễu xạ tia X (D8- Advance 5005). Khả năng hấp thụ ánh sáng đặc trưng bằng phổ hấp thụ UV-Vis (1800PC Shimadzu). Thành phần các nguyên tố có trong bã PG được xác định bằng phương pháp phổ tán xạ năng lượng tia X (Hitachi S-4700 High Resolution) và phân tích nguyên tố Flash 2000. Nồng độ P₂O₅ xác định bằng phương pháp trắc quang ở bước sóng 725nm (UV 1800, Shimadzu) có mặt amonimolipdat. Nguyên tố kim loại nặng xác định bằng quang phổ phát xạ nguyên tử ICP-OES.

2.2. Phương pháp phân tích hóa lý

    Phân tích pH theo TCVN 9339:2012, độ ẩm theo TCVN9807:2013, nước liên kết theo TCVN 8654-2011[4]. Hàm lượng SO_4­ hòa tan theo APHA 4500-SO₄^2- [5]. Hàm lượng chất hữu cơ tổng số (TOC)phương pháp Walkley Black.P_ts vàP_ht phương pháp APHA [5], F_ts, F_ht theo SPANDS, APHA 4500 F[5]. CaSO₄.2H₂O  theo TCVN 9807:2013, các chỉ tiêu sử dụng thạch cao làm VLXD theo TCVN11833:2017 và TCVN8256:2009.

2.3. Phương pháp hòa tách với axitH₂SO₄

    Mẫu bã PG sấy, nghiền, cho vào bình  phá mẫu phản ứng với dung dịch axit sunfuric 0-45% và tiến hành gia nhiệt ở 28 - 95⁰C có khuấy trộn trên bếp từ gia nhiệt. Bã PG cho vào với tỉ lệ giữa khối lượng axit/bã PG (L/R) từ 1-3, duy trì tốc độ khuấy 300 - 500 vòng/phút, duy trì nhiệt độ của hệ ổn định trong thời gian khảo sát. Bã PG sau hòa tách được để lắng. Phần dung dịch lọc được tiến hành đánh giá hiệu quả hòa tách. Rửa phần rắn bằng nước cất 3 lần, trung hòa với CaO. Sấy khô ở 45⁰C trong 5 giờ.

2.4. Phương pháp đo hiệu quả hòa tách tạp chất

    Xác định hiệu quả hòa tách tạp chất ở các nhiệt độ, nồng độ axit khác nhau trên cơ sở xác định hàm lượng tạp chất trong bã PG trước xử lý và tạp chất P₂O₅, F, TOC, SiO₂ hòa tan trong môi trường axit H₂SO_4.

3. Kết quả và thảo luận

3.1. Thành phần hóa học quặng nguyên liệu và bã PG

    Thành phần quặng apatit Lào Cai nguyên liệu và bã PG của Nhà máy phân bón (DAP1 và DAP2) sản xuất axit H₃PO₄ công nghệ dihydrat được đưa ở Bảng 1, Bảng 2. So với quặng thế giới, quặng của Việt Nam có hàm lượng P₂O₅ cao hơn nguồn quặng ở Pakistan hay Israsel do quặng được qua tuyển nổi, làm giầu thành phần P₂O₅cao trên 32% [6][7]. Hàm lượng CaO thấp hơn so với các nguồn quặng khác, tạp chất F ở mức cao (3,18%), cao so với một số nguồn quặng của Pakistan, Brazil, Venezuela. Bên cạnh đó, hàm lượng oxit nhôm và oxit sắt có giá trị cao với tổng lượng oxit nhôm và sắt đến 5,54%.

 

Bảng 1. Thành phần hóa học apatit nguyên liệu tại Việt Nam và một số nước [6]

Thành phần, %	Florida, USA	North Carolina, USA	Hazara, Pakistan	Monte Fresca, Venezuela	Araxa, Brazil	Hidalgo, Mexico	Sahara, Morocco	Ruseifa, Jordan	Oron, Israel	Lao Cai, Vietnam [7]
P2O5	31,2	29,7	28,5	34,18	35,5	43,3	34,2	33,4	29,8	32,2
CaO	45,0	47,4	41,9	42,30	47,3	46,3	50,3	51,0	51,0	40,2
Cl	0,05	0,015	0,03	–	0,001	0,02	0,02	4,2	0,03	0,03
F	3,60	3,53	2,92	2,94	2,54	–	3,8	4,9	3,8	3,18
SiO2	9,48	1,73	23,2	10,29	0,41	2,8	–	0,2	0,68
Fe2O3	1,33	0,79	1,85	0,66	2,42	–	0,22	0,3	0,2	1,72
Al2O3	1,76	0,53	1,0	1,15	0,32	1,11	0,48	–	0,3	3,82
MgO	–	0,79	0,13	0,21	0,07	2,17	0,12	–	–	0,7
Na2O	0,89	0,98	0,16	1,30	0,03	0,05	–	–	–
K2O	0,11	0,17	0,31	0,18	0,10	–	–	4,5	–
CO2	3,48	4,18	1,1	–	1,7	0,02	2,7	–	7,8	0,65
Chữu cơ	2,18	1,38	0,18	–	<0,1	–	0,06	–	0,6
Tổng S	1,05	1,1	0,18	–	1,52	–	–	–	–

 

    Các tạp chất trong nguồn liệu ảnh hưởng đến quá trình phân hủy quặng, chế biến và chất lượng axit H₃PO₄thành phẩm, các tạp chất có trong nguyên liệu lưu chứa tại bã PG, làm tăng ăn mòn, hư hỏng kim loại, nhựa của thiết bị sản xuất, gây khó khăn cho tái sử dụng bã PG làm vật liệu xây dựng [1][2][6][9][11] và gây ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng sức khỏe do phát tán chất độc hại [1][2][6] (Hình 1a).

 

Bảng 2. Thành phần bã PG Nhà máy phân bón DAP1, DAP2 trước và sau xử lý axit

Thành phần %	Thành phần bã PG trước xử lý					PG sau xử lý đáp ứng TCVN11833:2017
	DAP2b	DAP2m	DAP1b	DAP1m	DAP1m	Nhiệt độ thường	Nhiệt độ cao
Al2O3	0,59	1,06	0,29	0,33	0,95	0,33	0,23
SiO2	11,69	10,12	14,29	11,30	10,49	6,66	2,14
P2O5	1,87	4,83	1,48	1,84	1,72	0,41	0,03
K2O	0,155	0,204	0,266	0,23	0,26	0,13	0,11
CaSO4.2H2O	74,75	73,10	77,79	76,86	76,02	87,5	95,9
Na2O	0,03	0,032	0,018	0,019	0,019	0,019	0,016
TiO2	0,255	0,18	0,318	0,27	0,19	0,19	0,18
MnO	0,029	0,119	0,025	0,02	0,05	0,01	0,005
Fe2O3	0,329	0,229	0,266	0,22	0,2	0,09	KPH
F	0,62	0,67	0,61	0,62	0,6	0,4	0,02
Cl	0,04	0,05	0,03	0,03	0,034	0,02	KPH
SrO2	0,121	0,084	0,1218	0,18	0,085	0,144	0,08
Y2O3	0,022	0,01	0,026	0,02	0,01	0,01	KPH

 

KPH: Không phát hiện

+ Về mặt hình thái: Bã PG là vật liệu dạng bột, do các lỗ rỗng chứa axit dư nên bã PG có tính axit cao (pH<3), kích cỡ hạt chiếm ưu thế đường kính <0,045 mm, cấu trúc tinh thể chủ yếu là hình hộp chữ nhật và dạng sáu cạnh (Hình 1b).Thạch cao sau xử lý kích cỡ dưới 10 µm, hình hộp chữ nhật và dạng sáu cạnh (Hình 1c).

 

Hình 1a. Phổ tán sắc năng lượng tia X mẫu bã PG (DAP1b)

Hình 1b. XRD bã PG trước xử lý

Hình 1c. SEM bãPG xử lý axit

 

    Hiệu suất thu hồi P₂O₅ của quy trình công nghệ dihydrat của cả hai Nhà máy không cao nên lượng P₂O₅ tồn dư trong bã PG lớn (1,48-4,83%). Việc sử dụng trực tiếp bã PG ở bãi chứa không qua xử lý sẽ không đáp ứng tiêu chuẩn kĩ thuật TCVN 11833:2017 thạch cao phospho dùng làm phụ gia xi măng cho sản xuất vật liệu xây dựng, Bảng 2. Bã PG có chứa, các nguyên tố kim loại nặng, tuy nhiên không có nguyên tố nào vượt ngưỡng chất thải nguy hại theo QCVN07-2009, hàm lượng Sr không lớn hơn 0,2%, nguyên tố hiếm La, Y tỷ lệ thấp. Trong nghiên cứu này, chúng tôi không đánh giá hoạt độ phóng xạ của bã PG do apatit Lào Cai đã được đánh giá an toàn trước đó [8]. Mẫu DAP 2b có hàm lượng P₂O₅ cao so với DAP1b. Hàm lượng photpho hòa tan và tổng số P₂O_{5 ht} , P₂O_{5 ts} bã PG bãi chứa thấp hơn so với bã PGở dây chuyền lọc. Bã PG chủ yếu là thạch cao CaSO₄.2H₂O (chiếm 74-77%) cần tái sử dụng,lượng SiO₂(chiếm 10,19-14,29%), hàm lượng F là 0,6-0,67%.

3.2. Nghiên cứu độ hòa tan của bã PG trong axit H₂SO₄

a. Khảo sát độ hòa tan của thạch cao tinh khiết trong axit H₂SO₄

   Khảo sát cho thấy, thạch cao tinh khiết ít tan trong nước ở 25⁰C, độ tan không thay đổi nhiềukhi có axit nồng độ khác nhau.Tan tốt hơn ở nồng độ H₂SO₄ 0,5M (gần 5%) nhiệt độ thường. Tăng nhiệt độ, độ hòatan tăng lên rất rõ rệt. Đặc biệt, khi thêm axit H₂SO₄ nồng độ từ 0-1,5M, độ hòa tan tăng nhanh. Đồng thời, nhiệt độ tăng, hiệu quả hòa tan tăng gấp 5,5 lần so với nhiệt độ 25^oC, độ hòa tan cao hơn cả ở 90^oC.

b. Khảo sát hòa tách P₂O₅ của bã PG trong axit H₂SO₄

    Tương tự, cho bã PG khuấy trộn trong H₂SO₄, kết quả đưa ở Hình 2a. Nhiệt độ tăng từ 28⁰C đến 90⁰C cho thấy, hiệu suất hòa tách P₂O₅tăng._. Axit H₂SO₄ nồng độ 10%-15% cho hiệu quả hòa tách P₂O₅ tốt nhất ở nhiều nhiệt độ khảo sát, kết quả phù hợp với khảo sát đã công bố trước đó [1]. Hiệu quả hòa tan thạch cao của bã PG tăng nhanh trong khoảng nồng độ axit sunfuric khoảng sát 10-30% khi gia nhiệt (Hình 2b).

Hình 2a. Hiệu quả loại bỏ P2O5	Hình 2b. CaSO4 tan trong axit H2SO4

 

c. Hiệu quả hòa tách P₂O₅, F, SiO₂, TOC

    Hiệu quả hòa tách P₂O₅, F và TOC và SiO₂ được đưa ra ở Bảng 3. Phổ tán sắc năng lượng tia X- EDXcủa PG xử lý với axit nhiệt độ thường và gia nhiệt (Hình 3a, 3b). Kết quả cho thấy, PG hòa tách tạp trong axit H₂SO₄ 10% nhiệt độ thường đạt yêu cầu TCVN11833:2017, tạp chất dạng vết, PG hòa tách tạp nhiệt độ cao (90⁰C) loại bỏ trên 80% tạp chất, mẫu trắng sáng. Tuy phải sử dụng axit, nhưng lượng axit này quay vòng và sử dụng lại cho quá trình phân huỷ quặng.

 

Bảng 3. Hiệu quả hòa tách P₂O₅, F, TOC, SiO₂ bã thải PG của Nhà máy DAP1

Hiệu quả tách tạp chất (h) từ PG	PG trước xử lý	M1: hòa tách axit 5%, 280C	M2: hòa tách axit 10%, 280C	M3: hòa tách axit 30%, 700C	M4: hòa tách axit 45%, 900C
P2O5ht (%)	0,5	0,03	0,01	0,002	0,001
P2O5ts(%)	1,7	0,47	0,35	0,33	0,028
htách P2O5ht		94	98	99,6	99,79
htách P2O5ts		72,3	78,1	88,5	98,35
SiO2 (%)	10,9	9,79	8,59	2,92	2,13
htách SiO2(%)		10,2	21,21	73,2	80,39
Fts (%)	0,79	0,23	0,19	0,08	0,022
htách Fts (%)		70,73	75,7	89,2	97,21
TOC (% w/w)	1,1	0,99	0,94	0,55	0,1
h tách TOC, %		10	15	50,1	90,9

h: hiệu quả tách tạp chất

 

Bảng 4. Hiệu quả hòa tách Y₂O₃ và SrO ở nhiệt độ 28⁰C

Tác nhân và nguyên tố hòa tách	5% H2SO4	10% H2SO4	45% H2SO4
Hiệu quả tách Y2O3 (%)	10,25	51,45	80,51
Hiệu quả tách SrO (%)	0	20,78	66,77

 

Hình 3a bã PG xử lý với sunfuric 10% ở28⁰C vẫn còn tạp chất Fe, Al, Si, P. Hình 3b bã PG xử lý H₂SO₄ ở nhiệt độ cao tạp chất còn lại không đáng kể.

Hình 3a. Phổ tán sắc năng lượng tia X EDX - mẫu DAP1ở 280C	Hình 3b. Phổ tán sắc năng lượng tia X- EDX - mẫu DAP1xử lý axit ở 900C

 

d. Bã PG hòa tan trong axit H₂SO₄

    Hòa tan bã PG trong axit H₂SO₄ (Hình 2b) ta thấy độ hòa tan của CaSO₄ tăng khi tăng nồng độ H₂SO₄, đạt giá trị tối đa và giảm dần ở các nhiệt độ thí nghiệm. Hòa tách PG nhiệt độ thường 28⁰C cần H₂SO₄ nồng độ 10-30% để thạch cao PG tan tốt hơn, nhưng nhiệt độ cao 55-70⁰C thì chỉ cần axit 10-15% cho phép đạt độ hòa tan tối đa. Trên 30% (3M) ở trên 90⁰C khi CaSO₄ đạt mức quá bão hòa, sẽ có các dạng khác nhau calcium sulfate dihydrat (DH), hemihydrat (HH), có chuyển dịch cân bằng giữa hai dạng canxisunlfat dạng dihydrat và hemihydrat. Nghiên cứu điều kiện tối ưu, yếu tố cần khảo sát sẽ thay đổi, yếu tố còn lại giữ nguyên không đổi, khảo sát tỷ lệ axit/PG (L/R), thời gian, nhiệt độ, tốc độ khuấy, loại axit hòa tách, nồng độ axit để lựa chọn ra hòa tách với H₂SO₄ là tối ưu sẽ trình bày riêng biệt tại một nghiên cứu khác.

    Hòa tách kim loại Fe, Altrong axit H₂SO₄ có hiệu quả tốt. Độ tan của SiO₂ có cải thiện khi nhiệt độ và nồng độ axit cao. Nguyên tố SrO và nguyên tố hiếm Y₂O₃, hòa tách với axit H₂SO₄ 10% hiệu quả tốt hơn với so với H₂SO₄ 5%.  Loại bỏ SiO₂ đạt 73,2% với axit 30%, 70⁰C kèm theo tạp chất đen (TOC) loại bỏ được 50,1%. Thạch cao tinh sạch (mẫu M4) có tỷ lệ loại bỏ tạp chất P, F, Fe, Al cao trên 97%, loại SiO₂ (80,39%), TOC (90,9%) chothạch cao trắng. Bên cạnh đó chỉ cần axit H₂SO₄ 10% ở nhiệt độ thường 28⁰C, hòa tách P₂O₅, F, Y, Sr trong bã PG tốt so với axit 5%.

    Kết quả cho phép tiến hành hòa tách thử nghiệm theo mẻ bã PG với H₂SO₄ 10%, tỷ lệ L/R là 3, rửa nước 3 lần, trung hòa CaO và sấy mẫu. Mẫu PG kiểm định đáp ứng TCVN 11833:2017. Mẫu thạch cao tinh sạch loại tối đa tạp chất với axit sunfuric nồng độ cao, nhiệt độ cao 90⁰C có CaSO₄.2H₂O trên 95% và TOC<0,1%, thu thạch cao dạng dihydrat sạch làm tấm thạch cao đạt tiêu chuẩn TCVN 8256:2009.

4. Kết luận

   Kết quả cho thấy, cơ sở để cải thiện chế độ công nghệ chế biến quặng apatit và xử lý PG tại nguồn thải tạo thạch cao sử dụng trong sản xuất vật liệu xây dựng, hạn chế chất thải gồm các giải pháp kỹ thuật sau: 1) Bổ sung H₂SO₄ nồng độ cao đến 45% vào quặng phân hủy, bổ sung nhiệt 90⁰C-95⁰C để có canxisulfat tủa dạng hemihydrate (HH), khi nhiệt độ hạ sẽ tái kết tinh dạng DH với điều chỉnh nồng độ axit H₂SO₄ và nhiệt độ ở một phần bể phân hủy áp dụng kết tinh - tái kết tinh,tăng hiệu quả thu hồi P₂O₅. 2) Tăng thời gian tiếp xúcủ axit H₂SO₄với bã PG ở băng tải lọc để hòa tách P₂O₅ ra khỏi bã PG. 3) Thu hồi thạch cao photpho tại nguồn khi cho bã PG hòa tách với dòng axit H₂SO₄ 10% rửa nước và trung hòa với CaO, làm khô và sấy cho thạch cao đáp ứng TCVN 11833:2017. 4) Thu thạch cao tinh sạch (CaSO₄.2H₂O >95%), TOC<0,1%) khi cho bã PG hòa tách với axit sunfuric 45%, nhiệt độ90⁰C cùng với việc tái sử dụng axit và tận dụng nhiệt của quá trình phân huỷ quặng. Việc sử dụng axit H₂SO₄ hòa tách tạp chất cho phép thu hồi thạch cao đáp ứng TCVN11833:2017, không những tạo thạch cao sử dụng cho sản xuất vật liệu xây dựng mà còn đáp ứng các tiêu chí của hóa học xanh và sản xuất bền vững trong công nghiệp hóa chất với nguyên tắc chủ đạo là hạn chế chất thải, tiết kiệm năng lượng, giảm chất độc hại, tái sử dụng tài nguyên khigiảm chất thải phát sinh ngay tại nguồn phát thải.

Lời cảm ơn: Nghiên cứu được thực hiện với sự hỗ trợ của đề tài KHCN mã số ĐT20-2017-BXD và Công ty cổ phần DAP - Vinachem - Đình Vũ - Hải Phòng.

 

Ngô Kim Chi¹, Đặng Ngọc Phượng¹, Chu Quang Truyền¹, Nguyễn Mai Linh¹, Đặng Thị Dinh², Nguyễn Thị Hằng²_, Đỗ Thủy Tiên³, Phí Hoàng Thuý Quỳnh⁴, Trần Đại Lâm⁵

¹Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên - Viện Hàn Lâm KHCN Việt Nam, ²Đại học sư phạm II

³Đại học Bách Khoa Hà Nội,  ⁴Tổng cục Môi trường, ⁵Viện Kỹ thuật nhiệt đới - Viện Hàn Lâm KHCN Việt Nam

(Nguồn: Bài đăng trên Tạp chí Môi trường, số Chuyên đề Tiếng Việt I/2019)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. Van der Merwe EM., 2004. Purification of South African phosphogypsum for use as Portland cement retarder by a combined thermal and sulphuric acid treatment method, South African Journal of Science 100 (10), 411-414.

2. Büchel KH., (2008). Industrial Inorganic Chemistry. 2^nd ed., John Wiley & Sons, 2008. ISBN: 978-3527613335

3. TCVN 11833:2017. Thạch cao phospho dùng để sản xuất xi măng

4. TCVN 8654 2011: Phương pháp xác định hàm lượng nước liên kết

5. APHA 4500-P, F và SO₄^2- Standard method for the examination of water and wasterwater, 18^th edition 1992.

6. Benjamín Valdez Salas, (2017). Phosphoric Acid Industry - Problems and Solutions. DOI: 105772/intechopen.70031. Pages 83-99.

7. Bùi Quốc Huy (2015). Nghiên cứu làm giàu quặng apatit Lào Cai loại II bằng Axit photphoric, Tạp chí Hóa học 53 (3e12), 445-448.

8. Lê Ngọc Hùng (2017). Nghiên cứu tác động môi trường do sử dụng Apatit Lào Cai chứa phóng xạ sản xuất phân bón tại Công ty cổ phần Supe phốt phát và Hóa chất Lâm Thao. Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất. Tập 58 (2), 99-107

9. Tabikh A.A., (1971). The nature of phosphogypsum impurities and their influence on cement hydration’’, Cement and Concrete Research, 1(6):663-678.

10. http://www.dap-vinachem.com.vn/vi

11. Văn Viết Thiên Ân (2018). Ảnh hưởng của thạch cao photpho đến các tính chất cơ lý của xi măng pooc lăng PC40. Tạp chí Khoa học Xây dựng. Tập 12 (2), 98-110.

 

Study on phosphogypsum composition, impurities removal, gypsum recovery for construction material production

 

Ngô Kim Chi, Đặng Ngọc Phượng, Chu Quang Truyền, Nguyễn Mai Linh

Institute of Natural Products Chemistry - Vietnam Academy of Science and Technology

Đặng Thị Dinh, Nguyễn Thị Hằng

Hanoi Pedagogical University II

Đỗ Thủy Tiên

Hanoi University of Science and Technology

Phí Hoàng Thuý Quỳnh

Vietnam Environment Administration

Trần Đại Lâm

Institute for Tropical Technology - Vietnam Academy of Science and Technology

 

ABSTRACT

    Gypsum accounts for 74.75-77.7% in phosphogypsum of fertiliser plants, the remains are P₂O₅ is between 1,48% - 4,83%, F is 0.6-0.67%, SiO₂ is from 10.49% to 14.29%, organic and other impurities. The study of the solubility of PG impurities in sulfuric acid at different concentrations and temperatures was conducted. The results showed that the solubility of PG gypsum reached maximum at 10% sulfuric acid, increasing with temperature and increasing the efficiency of separating impurities P₂O₅, F, TOC, SiO₂, Y₂O₃, SrO and the condition allowed to collect gypsum from PG that meets TCVN11833: 2017 and could be used in construction material production.

Key words: Phosphogypsum, gypsum,  P₂O₅, F, TOC, impurity removal.