Bã thạch cao phốtpho (PG) là sản phẩm phụ của quá trình sản xuất H3PO4, trong đó quặng phốt phát phản ứng với H3PO4 sau khi tách lọc tạo H3PO4 và bã thải gọi chung là PG. Bã thạch cao phốt pho (PG) sau khi tách loại tạp chất có rất nhiều ứng dụng. PG được tái chế làm vật liệu xây dựng như làm phụ gia xi măng khi bổ sung vào quá trình sản xuất xi măng Portland và sản xuất thạch cao tinh sạch làm nguyên liệu sản xuất tấm thạch cao. Các quá trình xử lý có thể tinh chế bã thải PG thành các hydroxyapatite kích thước nano (HAP) kích thước 0,1 đến 0,4 micromet không có Al, Fe, P, Si, Mg dùng trong trong xây dựng các hệ xử lý chất thải, khí thải. Các nghiên cứu tái chế bã thạch cao tạo thạch cao sạch làm tấm thạch cao và tạo CaCO3 ứng dụng trong ngành sản xuất xi măng được nghiên cứu rộng rãi trên toàn thế giới và ở Việt Nam.

Việc nghiên cứu tách tạp chất bã thải thạch cao PG làm vật liệu xây dựng đã được nhóm nghiên cứu của PGS. TS. Ngô Kim Chi tại Viện hóa học các hợp chất thiên nhiên triển khai nghiên cứu trong khuôn khổ của đề tài: “Nghiên cứu công nghệ tách tạp chất bã thạch cao photpho nhà máy phân bón cho sản xuất vật liệu xây dựng”.

Đề tài hướng đến thực hiện mục tiêu nghiên cứu ảnh hưởng của các tạp chất và công nghệ tách tạp chất bã thải thạch cao photpho nhà máy hoá chất dùng làm vật liệu xây dựng.

Dưới đây là một số kết quả của đề tài:

1. Bã thải thạch cao có hàm ẩm trung bình là 30,57%, hàm lượng nước liên kết là 15,33%, hàm lượng CaSO4.2H2O trung bình là 75,30%, P2O5ts trung bình là 1,44%, Pht là 0,57%, Fts là 1,08%, Fht là 0,26%, SiO2 là 14,43%. Các tạp chất oxit kim loại Fe, Al, Ti, kim loại kiềm thổ K, Mg lớn hơn 0,2%, nguyên tố cácbon chiến trên 1%, lượng N trung bình đạt 0,87%, ngoài ra PG còn chứa một số nguyên tố hiếm là Sr và Y, Zr.

2. Thạch cao tồn tại trong PG dưới dạng CaSO4.2H2O và CaSO4.0,5 H2O, hợp chất phospho tồn tại ở dạng các muối hoà tan, dạng P đồng kết tủa trong tinh thể canxisulfat là Ca(H2PO4)2. H2O, CaHPO4.2H2O thích hợp hoà tách với môi trường axit, tận dụng axit dư trong lỗ xốp của PG mới hình thành tại bánh lọc để hoà tách loại bỏ hiệu quả.

3. Nghiên cứu xây dựng quy trình công nghệ tách tạp chất bã thải thạch cao nhà máy phân bón sử dụng môi trường axit dư tỷ lệ L/R=1, hoà tách tạp trong 1h có khuấy trộn sục khí tương tương với 175-350 vòng/phút, lắng nhanh 10 phút, tháo 1/3 dịch đen - tạp nổi, thêm nước rửa khuấy sục 3 lần, trung hoà có khuấy sục với 0,03% CaO hoặc NaOH 0,0055%, lọc, thu bã thạch cao ẩm, phơi sấy, nung 1400C- 1600C thời gian 4-6h thu thạch cao nhân tạo độ ẩm <12%.

4. Nghiên cứu khẳng định thạch cao đã xử lý của quy trình đáp ứng TCVN11833:2017 lượng sử dụng 4% - 4,5% trong chế tạo xi măng Poóc lăng PC40 cho các tính chất như lượng nước tiêu chuẩn, thời gian đông kết, độổn định thể tích và cường độnén thỏa mãn yêu cầu của TCVN 2682-2009: Xi măng Poóc lăng - Yêu cầu kỹ thuật.

5. Nghiên cứu quy trình công nghệ tách tạp chất bã thải thạch cao photpho sử dụng axit sulfuric 10%, tỷ lệ L/R=1, nhiệt độ 70-900C hoà tách tạp trong 1h có khuấy trộn 175- 350 vòng/phút, lắng nhanh 10 phút, tháo 1/3 dịch đen- tạp nổi, thêm nước rửa 3 lần, trung hoà với 0,03% CaO, lọc, thu bã thạch cao ẩm, phơi sấy, nung 1400C - 1600C 4-6 h thu TCNT CaSO4.0,5H2O. Thạch cao đã xử lý đáp ứng yêu cầu làm tấm thạch cao theo TCVN.

Nhóm nghiên cứu đề xuất xử lý chất thải thạch cao tại nguồn thải ngay khi PG mới hình thành gắn với cải tiến công nghệ sản xuất, xử lý ngay tại điểm phát sinh chất thải, tận dụng axit dư của bã thải PG hoà tách tạp chất và giảm P đồng kết tủa. Biện pháp phù hợp với cơ sở sản xuất tạo thạch cao nhân tạo sử dụng làm vật liệu xây dựng đáp ứng TCVN11833:2017 với chi phí thấp nhất

Có thể tìm đọc toàn văn Báo cáo kết quả nghiên cứu (mã số 21215/2021) tại Cục Thông tin, Thống kê.

N.P.D (NASTIS)