Luận án tiến sĩ: Tách MgO từ quặng apatit loại 2 Lào Cai theo phương pháp hóa học và ứng dụng

• Tác giả: Vũ Quang Dương
• Người hướng dẫn: PGS. Lê Xuân Thành
• Trường học: Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội
• Chuyên ngành: Kỹ thuật hoá học
• Đề tài: Nghiên cứu tách MgO từ quặng apatit loại 2 Lào Cai theo phương pháp hoá học và ứng dụng
• Loại tài liệu: Luận án tiến sĩ
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• 1. MỞ ĐẦU
• 1.1. Nguồn gốc hình thành quặng phosphat
• 1.2. Phân bố quặng phosphat trên thế giới
• 1.3. Trữ lượng và tài nguyên quặng phosphat trên thế giới
• 1.4. Tình hình khai thác và sử dụng quặng phosphat trên thế giới
• 1.5. Đặc điểm chung quặng apatit loại 2 Lào Cai
• 1.5.1. Đặc điểm mỏ quặng apatit loại 2 Lào Cai
• 1.5.2. Thành phần khoáng vật
• 1.5.3. Thành phần hóa học
• 1.5.4. Tính chất vật lý
• 1.6. Các phương pháp làm giàu quặng phosphat-cacbonat
• 1.6.1. Phương pháp nghiền và phân cấp hạt
• 1.6.2. Phương pháp tách tĩnh điện
• 1.6.3. Phương pháp tuyển từ
• 1.6.4. Phương pháp nhiệt
• 1.6.5. Phương pháp nhiệt - hóa
• 1.6.6. Phương pháp tuyển nổi
• 1.6.7. Phương pháp hoá học
• 1.7. Một số công trình làm giàu quặng apatit loại 2 Lào Cai
• 1.7.1. Làm giàu bằng phương pháp nghiền và phân ly
• 1.7.2. Làm giàu bằng phương pháp nung
• 1.7.3. Làm giàu bằng phương pháp tuyển nổi
• 1.7.4. Làm giàu quặng apatit loại 2 theo phương pháp hóa học
• 1.8. Một số sản phẩm từ quặng apatit
• 1.8.1. Axit phosphoric trích ly
• 1.8.2. Dicanxi phosphat CaHPO4
• 1.8.3. Canxi cacbonat CaCO3
• 1.8.4. Magie cacbonat MgCO3 và magie oxit MgO
• 1.8.5. Những nhận xét rút ra từ tổng quan và định hướng nghiên cứu của đề tài
• 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM
• 2.1. Đối tượng nghiên cứu
• 2.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2.3. Nghiên cứu tách MgO từ quặng apatit loại 2 bằng dung dịch hỗn hợp H3PO4, Mg(H2PO4)2 và ứng dụng
• 2.4. Nghiên cứu hòa tách chọn lọc MgO từ quặng apatit loại 2 bằng axit sunfuric và ứng dụng
• 2.5. Nghiên cứu phân hủy quặng apatit loại 2 bằng dung dịch HCl và ứng dụng
• 2.6. Thiết bị, dụng cụ, phương pháp phân tích sử dụng trong nghiên cứu
• 2.6.1. Thiết bị, dụng cụ
• 2.6.2. Các phương pháp phân tích
• 2.6.3. Hóa chất sử dụng
• 3. KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN
• 3.1. Nghiên cứu tách MgO từ quặng apatit loại 2 bằng dung dịch hỗn hợp H3PO4, Mg(H2PO4)2 và ứng dụng
• 3.1.1. Nghiên cứu tách MgO từ quặng apatit loại 2 bằng dung dịch hỗn hợp H3PO4 và Mg(H2PO4)2
• 3.1.2. Nghiên cứu điều chế H3PO4 từ tinh quặng sau khi tách MgO
• 3.1.3. Nghiên cứu điều chế phân bón canxi magie phosphat từ dung dịch sau tách MgO bằng dung dịch hỗn hợp axit H3PO4 và Mg(H2PO4)2
• 3.2. Nghiên cứu hòa tách chọn lọc MgO từ quặng apatit loại 2 bằng dung dịch axit sunfuric và ứng dụng
• 3.2.1. Nghiên cứu hòa tách chọn lọc MgO trong quặng apatit loại 2 bằng axit sunfuric
• 3.2.2. Nghiên cứu điều chế DCP từ tinh quặng apatit loại 2 sau tách chọn lọc MgO bằng axit sunfuric
• 3.2.3. Nghiên cứu điều chế MgO từ dung dịch sau khi tách MgO từ quặng
• 3.3. Nghiên cứu phân hủy quặng apatit loại 2 bằng dung dịch HCl và ứng dụng
• 3.3.1. Nghiên cứu phân hủy quặng apatit loại 2 bằng dung dịch HCl
• 3.3.2. Điều chế DCP từ dung dịch thu được. Điều chế CaCO3 và MgO
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu về quặng apatit loại 2 Lào Cai

Quặng apatit loại 2 Lào Cai là một nguồn tài nguyên khoáng sản quan trọng tại Việt Nam, tập trung chủ yếu ở tỉnh Lào Cai. Quặng này có thành phần chính là khoáng chất apatit, chứa hàm lượng P2O5 thấp và MgO cao, gây khó khăn trong việc sử dụng trực tiếp làm nguyên liệu sản xuất phân bón. Quặng apatit loại 2 thường được làm giàu bằng phương pháp tuyển nổi, nhưng hiệu quả không cao, dẫn đến tổn thất quặng lớn. Do đó, việc nghiên cứu tách MgO từ quặng này bằng phương pháp hóa học là cần thiết để nâng cao giá trị sử dụng của quặng.

1.1. Đặc điểm của quặng apatit loại 2

Quặng apatit loại 2 Lào Cai có thành phần khoáng vật chủ yếu là apatit, canxit, và dolomit. Thành phần hóa học của quặng bao gồm P2O5, CaO, MgO, và các tạp chất khác. Hàm lượng MgO cao trong quặng gây khó khăn trong quá trình sản xuất axit phosphoric và các sản phẩm phân bón. Tính chất vật lý của quặng cũng ảnh hưởng đến hiệu quả của các phương pháp làm giàu và tách khoáng.

1.2. Tình hình khai thác và sử dụng

Hiện nay, quặng apatit loại 2 chủ yếu được sử dụng để sản xuất phân lân nung chảy và phốt pho vàng. Tuy nhiên, do hàm lượng P2O5 thấp và MgO cao, quặng này chưa được sử dụng rộng rãi trong sản xuất DAP hoặc supe phosphat. Việc nghiên cứu các phương pháp làm giàu và tách MgO từ quặng là cần thiết để tận dụng nguồn tài nguyên này một cách hiệu quả.

II. Phương pháp hóa học tách MgO từ quặng apatit loại 2

Phương pháp hóa học được sử dụng để tách MgO từ quặng apatit loại 2 Lào Cai bao gồm các quy trình sử dụng axit phosphoric, axit sunfuric, và axit clohydric. Các phương pháp này tập trung vào việc hòa tách chọn lọc MgO từ quặng, đồng thời thu hồi các sản phẩm phụ như axit phosphoric, DCP, và MgO. Quá trình này không chỉ giúp làm giàu quặng mà còn tạo ra các sản phẩm có giá trị cao trong công nghiệp.

2.1. Sử dụng dung dịch hỗn hợp H3PO4 và Mg H2PO4 2

Phương pháp này sử dụng dung dịch hỗn hợp H3PO4 và Mg(H2PO4)2 để hòa tách MgO từ quặng. Quá trình này được thực hiện ở nhiệt độ và thời gian phản ứng tối ưu, đảm bảo hiệu suất tách MgO cao. Sau khi tách, dung dịch thu được có thể được sử dụng để điều chế axit phosphoric và các sản phẩm phân bón khác.

2.2. Sử dụng axit sunfuric

Axit sunfuric được sử dụng để hòa tách chọn lọc MgO từ quặng. Quá trình này được thực hiện ở các điều kiện nhiệt độ và nồng độ axit khác nhau, đảm bảo hiệu suất tách cao. Dung dịch sau khi tách được sử dụng để điều chế DCP và MgO, mang lại giá trị kinh tế cao.

2.3. Sử dụng axit clohydric

Phương pháp này sử dụng axit clohydric để phân hủy quặng và tách MgO. Quá trình này được thực hiện ở nhiệt độ và thời gian phản ứng tối ưu, đảm bảo hiệu suất tách cao. Dung dịch thu được được sử dụng để điều chế CaCO3 và MgO, mang lại hiệu quả kinh tế cao.

III. Ứng dụng của các sản phẩm sau tách MgO

Các sản phẩm thu được sau quá trình tách MgO từ quặng apatit loại 2 Lào Cai có nhiều ứng dụng quan trọng trong công nghiệp và nông nghiệp. Axit phosphoric được sử dụng trong sản xuất phân bón DAP và supe phosphat. DCP được sử dụng làm phụ gia thức ăn chăn nuôi. MgO và CaCO3 được sử dụng trong các ngành công nghiệp khác như sản xuất vật liệu xây dựng và hóa chất.

3.1. Ứng dụng trong sản xuất phân bón

Axit phosphoric thu được từ quá trình tách MgO được sử dụng để sản xuất các loại phân bón như DAP và supe phosphat. Các sản phẩm này có vai trò quan trọng trong việc cung cấp dinh dưỡng cho cây trồng, góp phần nâng cao năng suất nông nghiệp.

3.2. Ứng dụng trong công nghiệp

MgO và CaCO3 thu được từ quá trình tách MgO được sử dụng trong các ngành công nghiệp như sản xuất vật liệu xây dựng, hóa chất, và luyện kim. Các sản phẩm này mang lại giá trị kinh tế cao và góp phần phát triển bền vững ngành công nghiệp Việt Nam.