Bài giảng Công nghệ sản xuất các chất vô cơ cơ bản - Chương IV: Sản xuất photpho và axit H3PO4

nvhoa102@gmail.com 1
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
TÀI LIỆU:
1. Lâm Quốc Dũng, Huỳnh Thị Đúng, Ngô Văn Cờ. 
Chuyên đề một số hợp chất vô cơ và điện hóa. 
ĐH Bách Khoa Tp.HCM, 1985.
2. Rodney Gilmour. Phosphoric acid: Purification, 
uses, technology, and economics. CRC Press, 
2014.
3. UNIDO & IFDC. Fertilizer manual, 1979.
nvhoa102@gmail.com 2
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
NỘI DUNG:
1. Nguyên liệu chứa photpho
2. Tính chất và ứng dụng của P và H3PO4
3. Sản xuất photpho
4. Sản xuất axit photphoric
4.1. Sản xuất H3PO4 bằng phương pháp nhiệt
4.2. Sản xuất H3PO4 bằng phương pháp trích ly
nvhoa102@gmail.com 3
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
1. Nguyên liệu chứa photpho
1.1. Quặng apatit (3Ca3(PO4)2.CaX2)
• Tinh thể apatit thuộc hệ lục giác, có màu sắc khác
nhau (xanh, xám, vàng lục, lam, tím) tuỳ theo loại
quặng.
• Tỷ trọng: 3,18 – 3,21
• Nhiệt độ nóng chảy: 1400 – 15700C
• Khó tan trong nước
• Thành phần hóa học của tinh quặng apatit: 
42,22% P2O5; 55,59% CaO; 3,77% F 
nvhoa102@gmail.com 4
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Bảng thành phần của quặng photphat ở các khu vực khác 
nhau, sau khi làm giàu: tuyển nổi hoặc nung.
a cacbon hữu cơ; b photphat Hill, tiểu bang Queensland
c khảo sát của công ty British Sulphur Corporation, 1980
d
Khourigba;
e
Youssoufia–calcined; f khai thác hiện nay.
Nguồn: Phosphoric Acid: Purification, Uses, Technology, and Economics, 2014
nvhoa102@gmail.com 5
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Thành phần (%) Quặng 1 Quặng 2 Tinh quặng tuyển Quặng 3 Quặng 4
P2O5 32  34 22  24 32  34 14  18 10
CaO 43  46 40  44 37  40 18  22
SiO2 8  16 5  8 12  15 46  50
Fe2O3 1,5  2 1,8  2 1,5  1,7 3,5  4
Al2O3 2  2,5 2  2,5 0,6  1 3,2  4
H2O 12 4 18  22 18
Bảng đặc tính kỹ thuật quặng apatit (Công ty Apatit VN)
Apatit ở Lào Cai: Loại 1: 33 – 38% P2O5 chiếm 12,5%;
Loại 2: 24 – 26% P2O5 chiếm 45,25%;
Loại 3: 12 – 18% P2O5 chiếm 42,25%;
Loại 4: 8 – 12% P2O5
nvhoa102@gmail.com 6
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
1.2. Khoáng photphorit
• Là khoáng được tạo thành do quá trình trầm tích
của caxiphotphat từ nước biển.
[xCa10(PO4)6F2 + yCa10P5CO23F3(OHF2)] 
• Màu nâu hoặc nâu vàng.
• Ít hút ẩm, không kết dính nhưng độ phân tán kém.
1.3. Các dạng photphat thiên nhiên khác
Phân chim, Xương động vật
nvhoa102@gmail.com 7
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
2. Tính chất, ứng dụng của P và H3PO4
2.1. Photpho
Photpho trắng P4: không bền P đỏ; phát quang; độc
Photpho đỏ P∞: Chất bột có mạng polime; thăng hoa khi
đun nóng; không độc.
Photpho đen: Là chất bán dẫn, bền hơn P đỏ và P trắng
0
200 300
12000
C
atm
  
0250 C,khoâng co ùKK
P P Pñoû ñentraéng
nvhoa102@gmail.com 8
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
2.2. Axit photphoric
Tên axit
Tỷ lệ
H2O:P2O5
Hàm lượng %
P2O5 H3PO4
Octophotphoric (H3PO4)
Pyrophotphoric (H4P2O7)
Tripolyphotphoric (H5P3O10)
Tetrapolyphotphoric (H6P4O13)
Pentapolyphotphoric (H2P4O12)
Metaphotphoric (HPO3)4
3:1
2:1
1,66:1
1,5:1
1,4:1
1:1
72,4
79,8
82,7
83,9
84,9
88,8
100
110
114,1
115,8
117,1
121,9
H3PO4 + H2O ⇌ H3O
+ + H2PO4
- K1 = 7,52.10
-3
H2PO4
- + H2O ⇌ H3O
+ + HPO4
2- K2 = 6,31.10
-8
HPO4
2- + H2O ⇌ H3O
+ + PO4
3- K3= 2,2.10
-13
nvhoa102@gmail.com 9
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
2.3. Ứng dụng của P và axit H3PO4
Quặng photphatĐiện Than cốc SiO2 H2SO4 NH3 Kali
P H3PO4 trích ly
Photpho
sunfua
Cl2S
Photpho
clorua
H3PO4
nhiệt
Tinh chế
H3PO4
Phân bón
-Dùng trực tiếp quặng
-SSP; TSP;
-MAP; DAP; NPK
Dẫn xuất P
-Hóa chất nông nghiệp
-Chống cháy
-Trung gian
-Phụ gia bôi trơn
-Dược phẩm
Sản phẩm H3PO4
-Cấp độ thực phẩm
-Cấp độ cola
-Cấp độ dược phẩm
-Bán cấp độ
-Pyrophotphoric
-Polyphotphoric
H3PO4
nhiệt
H3PO4
tinh chế
H3PO4
cấp độ kỹ thuật và thực phẩm
Photphat nhôm monoalumin photphat Vật liệu chịu lửa
Photphat canxi mono-,di-,tricanxi pyrophotphat
polyphotphat
Thực phẩm, thuốc đánh răng, 
dược phẩm, xúc tác, chất chảy
Photphat liti Liti photphat Men sứ, xúc tác, pin
Photphat magie Di-, trimagie photphat Thuốc đánh răng
Photphat kali mono-,di-,trikali pyrophotphat
polyphotphat
Phạm vi sản phẩm rộng bao
gồm cả chất chống đông
Photphat natri
Các dạng mono-, di-, trinatri hoặc
clorua trinatri của di-, 
tetrapyrophotphat hoặc polyphotphat
hoặc hexametaphotphat
Thực phẩm, dược phẩm, làm
sạch (dùng trong xà phòng), 
xử lý nước
nvhoa102@gmail.com 10
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
nvhoa102@gmail.com 11
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
3. Sản xuất photpho
• Phương pháp lò cao (không còn dùng từ 1938)
• Phương pháp lò nhiệt điện, gồm các giai đoạn:
 Chuẩn bị nguyên liệu
 Thăng hoa P trong lò nhiệt điện
 Ngưng tụ P
nvhoa102@gmail.com 12
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
M1-máy trộn; BC2, BC6, BC11-
băng tải; G3-máy đập má ngàm; 
GR4-máy nghiền búa; SC5-sàng;
X7-lò sấy lưới; H8-sấy thùng quay; C9-tháp rửa 
khí flo; E10-làm nguội; H12-lò điện; S13-thiết bị 
lọc điện; T14-bể lắng P; E15-ngưng tụ P
Photphat
Hạt mịn
Nước Khí thải CO
Nước
Nước
Bụi
P lỏngSiO2
Photphat 
nung
C
Bunke
Nước làm mát vỏ lò
nvhoa102@gmail.com 13
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Lò nung lưới
Quạt 
hút
Phễu 
nhập 
liệu
Ghi lò
Ống hút khí
Lớp hạt
Máng 
trượt
Băng tải thu gom vật liệu rơi vãi
nvhoa102@gmail.com 14
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Nguyên liệu:
 Quặng photphat
Cỡ hạt: 6 – 40 mm
Độ ẩm < 2%
Thành phần hóa học
 Than
Than cốc hoặc than antraxit; cỡ hạt 3-25mm
 Chất trợ dung SiO2: cát, đá quắc-zit
nvhoa102@gmail.com 15
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Cơ sở quá trình thăng hoa photpho:
- Không có SiO2:
Ca3(PO4)2 + 5C P2 + 5CO + 3CaO -(413419) Kcal)
- Có SiO2:
2Ca5(PO4)3F + 15C + 6SiO2 3P2 + 15CO +
3(3CaO.2SiO2) + CaF2 -(349369) Kcal)
Giai đoạn 1: Ca5(PO4)3F + SiO2 Ca3(PO4)2 + 3CaO.2SiO2
+ SiF4 + CaF2
Giai đoạn 2: Ca3(PO4)2 + 5C 3CaO + P2 + 5CO
3CaO + 2SiO2 3CaO.2SiO2
1100
15000C
1000
14000C
>10000C
nvhoa102@gmail.com 16
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Giản đồ nóng chảy hệ CaO – SiO2
Tỷ lệ các chất sử
dụng trong thực tế:
SiO2:CaO = 0,8-1,0
P2O5:C = 2,3-2,6
nvhoa102@gmail.com 17
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Các phản ứng phụ:
2CaF2 + SiO2 2CaO + SiF4
3SiF4 + 3H2O 2H2SiF6 + H2SiO3
4Fe2O3 + 12C + P4 12CO + 4Fe2P
CO3
2- CO2 + O
2-
CO2 + C 2CO
Nếu dư nhiều cacbon
Ca3(PO4)2 + 8C Ca3P2 + 8CO
Ca3P2 + 6C CaC2 + P2
Ca3P2 + H2O Ca(OH)2 + PH3
H2O + C H2 + CO
nvhoa102@gmail.com 18
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Các vấn đề khác:
 Sử dụng khí CO làm nhiên liệu
 Sử dụng fero photpho
 Tận thu photpho trong bùn
 Xỉ lò
nvhoa102@gmail.com 19
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
4. Sản xuất axit photphoric
4.1. Sản xuất H3PO4 bằng phương pháp nhiệt
P
4
+ 5O
2
= 2P
2
O
5
∆H = -3012 kJ/mol
P
2
O
5
+ 3H
2
O = 2H
3
PO
4
∆H = -188 kJ/mol
nvhoa102@gmail.com 20
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Quy trình sản xuất H3PO4 nhiệt
H1 - Buồng đốt
B2 - Quạt không khí
R3- Thiết bị hydrat hóa
S4 - Venturi
C5 - Tháp tách
T6 - Thùng chứa axit
loãng
P7, P8 - Bơm
E9 - Thiết bị làm nguội
axit
C10 - Bộ phận tách
giọt
C-10
P4 lỏng
Về kho
Axit sản 
phẩm
Ống 
khói
Nước 
KK
1800 -
20000C
500 -10000C
Sơ đồ công nghệ sản xuất H3PO4 nhiệt và P2O5 rắn
P4 lỏng
Không khí khôHơi nước
Nước
Khí thải 
đến ống khói
Về kho
Không
khí 
P2O5 rắn đưa
đi đóng bao
1
2
3
7
4 5
6
8
9
10
Dầu
nvhoa102@gmail.com 21
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
1- lò đốt photpho
2- vỏ áo
3- TB ngưng tụ
4- tháp rửa khí
5- tháp sấy khô KK
6- thùng chứa axit
7- vít tải; 8- TB tạo hơi nước; 9- quạt; 10- bơm axit
nvhoa102@gmail.com 22
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
4.2. Sản xuất H3PO4 bằng phương pháp ướt
Ca3(PO4)3 + 6HNO3 → 3Ca(NO3)2 + 2H3PO4 22,25 Kcal
Ca3(PO4)3 + 4HNO3 → 2Ca(NO3)2 + Ca(H2PO4)2 20,2 Kcal
Ca(H2PO4)2 + 2HNO3 → Ca(NO3)2 + 2H3PO4 2,05 Kcal
Ca5(PO4)3F + 10HCl → 5CaCl2 + 3H3PO4 + HF
Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 +5nH2O 5CaSO4nH2O + 3H3PO4 + HF
nvhoa102@gmail.com 23
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Các dạng canxi sunfat có thể tạo thành
Ảnh hưởng của nhiệt độ, nồng độ P2O5 đến sự tạo thành canxisunfat
Dihydrat (CaSO4.2H2O)
70 – 850C; 26 – 32% P2O5
Anhydric (CaSO4)
105-1180C; 47% P2O5
nvhoa102@gmail.com 24
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Các phương pháp sản xuất thường dùng
Dạng kết
tinh
Số bước
tách(a)
Nồng độ
axit, %P2O5
Nhiệt độ
phản ứng, 0C
Nhiệt độ tái
kết tinh, 0C
Dihydrat 1 26 – 32 70 – 85 -
Hemihydrat 1 40 – 50 85 – 100 -
Hemihydrat
Dihydrat
1 26 – 30 90 – 100 50 – 60
Hemihydrat
- Dihydrat
2 40 – 50 90 – 100 50 – 65
Dihydrat -
Hemihydrat
2 35 – 38 65 – 70 90 – 100
(a) Số bước lọc hoặc ly tâm
nvhoa102@gmail.com 25
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Các vấn đề về nguyên liệu quặng photphat
 Hàm lượng P2O5
 Tỷ lệ CaO : P2O5
 Hàm lượng MgO
 Tổng hàm lượng Fe2O3, Al2O3
 Hàm lượng SiO2, F
-
 Hàm lượng CO3
2-, các hợp chất hữu cơ
 Hàm lượng clorua, sunfua.
 Các kim loại nặng
nvhoa102@gmail.com 26
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Thành phần các loại quặng thương mại
Thành phần Khoảng hàm lượng, % Hàm lượng trung bình, %
P2O5 29-38 33
CaO 46-54 51,02
SiO2 0,2-8,7 2,0
Fe2O3 + Al2O3 0,4-3,4 1,4
MgO 0,1-0,8 0,2
Na2O 0,1-0,8 0,5
CO2 0,2-7,5 4,5
F 2,2-4,0 3,7
Cl 0,0-0,5 < 0,02
SO3 0,0-2,9 1,0
Tỷ lệ CaO:P2O5 1,35-1,70 1,5
nvhoa102@gmail.com 27
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
M1: Thiết bị hỗn hợp; C2: Thiết bị rửa khí; B3: Quạt hút khí; E4: Thiết bị làm nguội 
chân không; R5: Thiết bị phản ứng; P6: Bơm; F7a – F7d: Thiết bị lọc; E8: Thiết bị 
bay hơi chân không (cô đặc)
4.2.1. Phương pháp dihydrat
nvhoa102@gmail.com 28
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
4.2.1.1 Các vấn đề phản ứng
Phản ứng chính: 
Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 +10H2O 5CaSO4.2H2O + 3H3PO4 + HF
Các phản ứng phụ: 
- Ca,Mg(CO3)2 + 2H2SO4 Ca,Mg(SO4)2.2H2O + CO2
- SiO2 + 4HF SiF4 + 2H2O
SiF4 + 2HF H2SiF6 (Na2SiF6, K2SiF6)
- R2O3 + 3H2SO4 R2(SO4)3 + 3H2O
R2(SO4)3 + 2PO4
3- RPO4 + 3SO4
3-
nvhoa102@gmail.com 29
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
• Hàm lượng chất rắn trong bùn: 35% - 45%
Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 + nH3PO4 + 10H2O 
(n+3)H3PO4 + 5CaSO4.2H2O + HF
• Lượng axit sunfuric:
 Tính theo lý thuyết dựa vào [CaO] trong quặng
N – kg H2SO4 100% / 100kg quặng
[CaO] – hàm lượng CaO trong quặng
98
[ ] 1,75 [ ]
56
N CaO CaO 
nvhoa102@gmail.com 30
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
 Tính theo thực nghiệm dựa vào lượng P2O5
trong sản phẩm H3PO4
3
2 5 2 5
1,732 100
( 1, 225 0,062)
0,02 100 %
SOCaO
S
P O CaO P O SL
S - tấn H2SO4 100% / mỗi tấn P2O5 sản xuất ra
CaO - phần khối lượng của CaO trong quặng
P2O5 - phần khối lượng P2O5 trong quặng
SO3 - phần khối lượng của SO3 trong quặng
%SL - tỷ lệ phần trăm P2O5 hòa tan bị tổn thất
nvhoa102@gmail.com 31
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Ví dụ: lượng axit H2SO4 100% cần thiết để phân 
hủy quặng Morrocan Khourigba nhằm thu được 1 
tấn P2O5 sản phẩm, giả định 1,5% P2O5 hòa tan bị 
mất mát.
1,732 0,52 0,012 100
( 1, 225 0,062) 2,79
0,34 0,02 0,52 0,34 100 1,5
S
 taán
nvhoa102@gmail.com 32
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
4.2.1.2. Hệ thống phản ứng
Đảm bảo:
• Thu hồi tối đa P2O5 trong quặng thành H3PO4
• Tinh thể thạch cao có hình dạng và kích thước dễ
lọc, rửa
⇒ Tuần hoàn bùn
⇒ Tránh tiếp xúc trực tiếp giữa quặng và axit H2SO4
⇒ Tạo sự hỗn loạn của bùn
⇒ Thời gian lưu hợp lý
nvhoa102@gmail.com 33
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Thiết bị phản ứng trong quy 
trình Prayon Mark IV Bơm hoàn lưu
nvhoa102@gmail.com 34
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Quy trình sản xuất H3PO4
Rhone-Poulenc Speichim DIPLO
nvhoa102@gmail.com 35
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Thiết bị phản ứng Raytheon Isothermal
T1 – thùng trộn quặng – bùn; P2 – bơm; R3 – thiết bị phản ứng Raytheon 
Isothermal; X4 – hệ thống chân không; T5 – thùng cấp đến thiết bị lọc
nvhoa102@gmail.com 36
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Thiết bị phản ứng SomervilleThiết bị phản ứng Kellogg-Lopker
nvhoa102@gmail.com 37
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
• Thời gian phản ứng từ 15 giây đến 3 phút và thời 
gian lưu từ 1,5 đến 12 giờ.
4.2.1.3 Quá trình lọc rửa
Thiết bị lọc quay 
kiểu máng nghiên
nvhoa102@gmail.com 38
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Thiết bị lọc bàn quay
nvhoa102@gmail.com 39
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Thiết bị lọc kiểu băng tải
nvhoa102@gmail.com 40
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
4.2.1.4 Cô đặc
 Axit photphoric sản phẩm 26 – 32%P2O5 ⇒ sử
dụng trong 1 số quy trình sản xuất phân bón.
 Nhưng phần lớn sử dụng H3PO4 có %P2O5 cao hơn:
Sử dụng Nồng độ
axit, %P2O5
Sử dụng Nồng độ
axit, %P2O5
TSP-den process 50 – 54 MAP 40 – 54
TSP-slurry process 38 – 40 Vận chuyển (cấp độ
buôn bán)
50 – 60
DAP Khoảng 40 Axit superphotphoric
cho vận chuyển hoặc
sản xuất phân lỏng
68 – 70
nvhoa102@gmail.com 41
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Sơ đồ cô đặc axit H3PO4
E1 – thiết bị trao đổi nhiệt C4 – thiết bị rửa khí
E2 – thiết bị cô đặc E5 – thiết bị ngưng tụ
S3 – thiết bị phân ly P6 – bơm chân không
nvhoa102@gmail.com 42
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
4.2.2. Phương pháp hemihydrate (HH)
R-1a – thiết bị phản ứng 1a R-1b – thiết bị phản ứng 1b
R-2 – thiết bị phản ứng 2 F3 – thiết bị lọc nằm ngang
Bã
NướcH2SO4Quặng photphat
H3PO4
40-50%P2O5
98-1000C
nvhoa102@gmail.com 43
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
So với phương pháp dihydrat thì phương pháp HH
Ưu điểm
 Giảm chi phí đầu tư hệ thống cô đặc
 Sản phẩm H3PO4 tinh khiết hơn
 Yêu cầu quặng nghiền thấp hơn
Nhược điểm
 Tốc độ lọc thấp hơn
 Mất mát P2O5 nhiều hơn
 Ăn mòn thiết bị cao hơn
 Đóng cặn trong đường ống và thiết bị
nvhoa102@gmail.com 44
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
4.2.3. Phương pháp hemihydrate – dihydrat với
lọc trung gian (HDH)
R-1a,1b,2 – các thiết bị phản ứng F-3 – thiết bị lọc HH
T-4,5 – các thùng chuyển hóa F-6 – thiết bị lọc DH
Nước
Bã
H2SO4Quặng photphat
H3PO4 (45%P2O5)
H2SO4
nvhoa102@gmail.com 45
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Ưu điểm của phương pháp HDH
 Sản phẩm H3PO4 có nồng độ cao (∼ 45%P2O5) 
nên không cần cô đặc.
 Thạch cao thu được sạch hơn quá trình HH, DH.
Nhược điểm của phương pháp HDH
 Thêm bước lọc làm tăng thêm chi phí và độ phức
tạp của nhà máy.
nvhoa102@gmail.com 46
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
4.2.4. Phương pháp dihydrat – hemihydrate (DHH)
Nước
Phân hủyPhản ứng
Tạo hemihydrat
Làm nguội phun
Lọc tách
Chân không
CaSO4.½H2O
sạch
Lọc 
hemihydrat
Hơi nước
Photphat
H3PO4 32 – 36% P2O5
Axit tuần hoàn
H2SO4
nvhoa102@gmail.com 47
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
Ưu điểm của phương pháp DHH
 Sản phẩm phụ CaSO4.½H2O hữu ích hơn CaSO4.2H2O.
 Các ưu điểm khác giống như phương pháp HDH
Nhược điểm của phương pháp DHH
 Sản phẩm H3PO4 có nồng độ thấp hơn so với HDH.
 Các nhược điểm khác giống phương pháp HDH
nvhoa102@gmail.com 48
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
4.3. Sử dụng sản phẩm phụ thạch cao
 Sản lượng toàn cầu: 40 triệu tấn P2O5 (H3PO4) / năm. 
 Trong đó: 4,5 – 5,0 tấn thạch cao / 1 tấn P2O5 (H3PO4).
Chỉ 15% được sử dụng:
• Chất độn trong sản xuất phân bón
• Sản xuất phân SA theo phương pháp Merselburg
• Sản xuất thạch cao; làm khuôn, tấm thạch cao.
• Chất chậm đông trong xi măng
• Sản xuất axit sunfuric và xi măng.
nvhoa102@gmail.com 49
BC1 băng tải thạch cao; T2 thùng rửa thạch cao; F3 thiết bị lọc tách nước thạch cao; R4 thiết 
bị phản ứng sơ cấp; R5 thiết bị phản ứng thứ cấp; F6 thiết bị lọc CaCO3; T7 thùng chứa amoni 
carbonat; S8 bể lắng gạn dung dịch sunfat; P9a, P9b bơm cấp vào thiết bị bay hơi; CR10a, 
CR10b thiết bị bay hơi – kết tinh chân không; S11 thiết bị cô đặc bùn; S12 máy ly tâm gián 
đoạn hoặc liên tục; SC13 vít tải sấy khô; D14 sấy thùng quay; SC15 vít tải sản phẩm; C16, 
C17 các tháp amoni carbonat hoá; E18, E19 thiết bị trao đổi nhiệt; P21a, P21b bơm
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
nvhoa102@gmail.com 50
CHƯƠNG IV: SẢN XUẤT PHOTPHO VÀ AXIT H3PO4
1-cấp liệu; 2-lò nung; 3-tháp rửa khí; 4-nghiền búa; 5,6-sấy; 7-silo chứa; 8-cấp liệu; 9-băng tải; 10-nghiền 
bi; 11-trộn; 12-máy vê viên; 13-lò nung; 14-làm nguội; 15-cyclon khô; 16-lọc điện khô; 17-làm nguội; 18-
nghiền ximăng; 19-tháp rửa khí; 20-lọc điện ướt; 21-tháp sấy; 22-làm nguội axit; 23,24-trao đổi nhiệt; 25-
chuyển hoá; 26-tháp hấp thu; 27-tách mù axit; 28-làm nguội axit
14000C