Theo quy hoạch giai đoạn 2015 – 2010 đã được Chính phủ phê duyệt (Quyết định số 1893/QĐ-TTg ngày 20/10/2014 của Thủ tướng chính phủ) thì với trữ lượng như hiện nay dự tính trong 30 năm tới, Việt Nam sẽ hoàn toàn khai khác hết quặng apatit loại 1 và loại 3. Trong bối cảnh quặng loại 1 ngày càng cạn kiệt, việc nghiên cứu làm giàu tăng hàm lượng P2O5 từ quặng loại 2 (trữ lượng ~1 triệu tấn) nhằm nâng cao hiệu quả sử dụng quặng này là cấp thiết.
Nguồn quặng apatit còn lại tối đa theo khảo sát tính đến 31/12/2013
Quặng apatit Lào Cai loại 2 có các đặc trưng: nguồn gốc trầm tích, thuộc kiểu apati-cacbonat, trong đó khoáng apati, dolomit và canxit có tính chất tương tự nhau nên rất khó loại bỏ khoáng dolomit và canxit bằng phương pháp tuyển vật lý. Hiện tại, với phương pháp tuyển vật lý hàm lượng P2O5 có thể tăng lên từ 30 – 32%, tuy nhiên hiệu suất thu hồi P2O5 chỉ đạt được 60%. Theo yêu cầu hiện nay, cần phải tìm ra phương pháp làm giàu không chỉ tăng hàm lượng P2O5 mà còn phải có hiệu suất thu hồi P2O5 lớn. Do vậy, việc nghiên cứu đồng thời nhiều phương pháp làm giàu quặng apatit cho phép so sánh ưu nhược điểm các phương pháp này cũng như các thông số ảnh hưởng đến quá trình, từ đó có thể chọn ra phương pháp phù hợp nhất.
Với mục đích chính là tạo ra tinh quặng có hàm lượng P2O5 cao hơn ( 30%), đáp ứng yêu cầu về tiêu chuẩn quặng photphat thương mại dùng trong công nghiệp sản xuất phân bón, các phương pháp làm giàu quặng apatit Lào Cai loại 2 đã được nghiên cứu trong luận án:
- - Phương pháp nung và trích ly bằng dung dịch amoni clorua NH4Cl: giải pháp công nghệ mới trong làm giàu quặng. Các điều kiện của quá trình được xác định, trong đó việc sử dụng NH4Cl để hòa tách CaO và MgO cho độ chọn lọc cao, vật liệu không bị kết khối khi nung, hàm lượng P2O5 đạt 31,9 % với độ thu hồi P2O5 là 97,6 %.
- - Phương pháp nung – hydrat hóa và gạn 5 bậc: với dữ liệu công nghệ mới, nâng hàm lượng P2O5 đạt 29,6 % với độ thu hồi P2O5 là 97,3 %.
- Trong cả hai phương pháp trên, CO2 giải phóng khi nung cũng như canxi và magie trong dung dịch trích ly/gạn được thu hồi thông qua việc tạo sản phẩm phụ CaCO3 và MgCO3 và tuần hoàn lại nước.
- - Phương pháp dùng axit clohydric HCl: xác định được điều kiện thích hợp cho việc hòa tách chọn lọc các khoáng cacbonat. Tinh quặng thu được có hàm lượng P2O5 đạt khoảng 31,9 % với độ thu hồi P2O5 là 97,3 %
- - Phương pháp dùng axit photphoric H3PO4: với giải pháp công nghệ mới, quặng được làm giàu tới 29,49% P2O5 và hiệu suất thu hồi đạt 97,82%; điều chế được magie hydroxit-canxi hidrophotphat dùng làm phân bón chậm tan. Hiệu suất magie và canxi đi vào kết tủa đạt 95,5%. Kết quả này cho phép tuần hoàn nước.
Sơ đồ công nghệ quá trình chế biến quặng apatit Lào Cai loại 2 bằng axit photphoric
Tinh quặng thu được cũng được sử dụng để sản xuất axit photphoric theo công nghệ dihydrat và theo đó, sản xuất được diammoni photphat (DAP) đạt hiệu suất 97%.
Như vậy, bài toán nâng cao hàm lượng P2O5 trong quặng apatit Lào Cai loại 2 đã có hướng giải phù hợp. Điều này không chỉ giải quyết được sự hợp lý trong vấn đề khai thác và sử dụng quặng apatit loại 1, 2 và 3 mà còn góp phần thúc đẩy một số lĩnh vực sản xuất trong ngành công nghiệp phân bón và hóa chất.
Các kết quả nghiên cứu trên đã được NCS. Bùi Quang Huy, dưới sự hướng dẫn của PGS. TS Lê Xuân Thành bảo vệ tại Hội đồng đánh giá luận án Tiến sĩ Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội ngày 09/02/2017.
Chúc mừng tân tiến sĩ.
Luận án và tóm tắt luận án có thể download tại đây
