1. 37
CHƯƠNG VI
CÔNG NGH S N XU T PHÂN KHOÁNG
§1/ Khái ni m chung:
Phân bón chia thành:
→ Phân khoáng: có ngu n g c vô cơ ñư c s n xu t trong công nghi p
→ Phân h u cơ: phân chu ng, các s n ph m ch bi n t ñ ng th c v t
→ Khoáng - h u cơ: có c hai lo i trên: than bùn, ch t th i h u cơ.
- Phân khoáng → phân ñơn: ñ m, lân, kali
→ phân ph c h p: có t hai nguyên t dinh dư ng tr lên
- Phân khoáng ñư c s d ng ñ tăng ñ phì c a ñ t, tăng năng su t cây tr ng,
ñ ng th i tăng ch t lư ng s n ph m.
- Tiêu chu n quan tr ng nh t c a phân khoáng là hàm lư ng ch t dinh dư ng, tính
b ng % tr ng lư ng c a N, P2O5, và K2O. N ng ñ ch t dinh dư ng cao thì phân khoáng
càng có giá tr .
- Phân khoáng hi n nay ñư c s d ng dư i d ng r n, c h t t 1-4 mm. Ngoài ra
tính háo nư c là ch t lư ng quan tr ng, nó quy t ñ nh kh năng s d ng phân, ñi u ki n
ñóng gói và b o qu n.
§2/ Công ngh s n xu t phân khoáng:
A. Phân ñơn:
I. Công ngh s n xu t phân ñ m:
* ð i cương v phân ñ m:
- Trong ba lo i phân chính: ñ m, lân, và kali thì ñ m là lo i có t c ñ phát tri n
cao nh t, chi m m t t tr ng cao nh t s n lư ng phân bón th gi i.
- Phân d m ñư c s d ng d ng r n, trong ñó 80% d ng phân ñơn và 20%
d ng ph c h p.
- Phân ñ m ch y u có hai lo i: → amôn nitrat: nguyên t dinh dư ng NH4+
→ ure': nguyên t dinh dư ng NH2
1/ Sơ ñ lưu trình công ngh s n xu t amôn nitrat (Hình 6.1)

2. 38
9
10
11
12
5
Thi t b trung hoà (Hình 6.2)
cái c c, có các l
phía dư i và h th
hoàn h n h p ph n ng. ð gi m nhi
Nhi t ph n ng làm cho h n h p ph n
b ng thép, bên trong có m t b ph n gi ng hình
ng ñ o phía trên. Cơ c u này có tác d ng tu n
t ñ t n hao, thi t b ñư c b c ch t cách nhi t.
ng tăng nhi t ñ lên 110-135oC.

3. 39
Thuy t minh lưu trình:
- Axit HNO3 45-50% có nhi t ñ 50oC và NH3 có nhi t ñ 60-80oC, áp su t 2.53.8 atm ñưa voà thi t b trung hoà (1).
- Dung d ch NH4NO3 ra kh i (1) còn axit dư, nên ñ tránh hi n tư ng ăn mòn
thi t b và t n d ng axit nên ñư c ñưa vào thi t b trung hoà hoà (2) ñ trung hoà ti p
b ng NH3.
- Ra kh i (2) dung d ch NH4NO3 có n ng ñ 64% và NH3 < 0.5 g/l, ñư c ñưa lên
thùng cao v (3), t ñó ñưa qua thi t b cô ñ c (4) ñư c cô ñ c b ng hơi nư c t thi t b
trung hoà (1) sang.
- Ra kh i thi t b cô d c, n ng ñ NH4NO3 lên ñ n 82-84%, ñư c ñưa vào b
ch a (5). T (5) ñư c bơm lên thùng cao v (6) ñ t ñó ñưa sang thi t b cô ñ c l n hai
thi t b cô ñ c n m ngang (7) b ng hopưi nư c cao áp (dư i 9 atm) ñ cô ñ c dung d ch
NH4NO3 ñ n n ng ñ 98-98.5%. Nư c ngưng (7) ra ñư c ñưa qua thi t b gi n n (8)
ñ t o hơi nư c ñ ñưa sang thi t b cô ñ c (4) ñ t n d ng h t.
- S n ph m (7) ra ñưa sang thi t b phân li (9) ñ tách hơi th . Hơi th này ti p
t c ñưa sang thi t b phân li (10) ñ phân li l n th hai. T i ñây dung d ch NH4NO3 loãng
ñư c tách ra và ñưa v b ch a (5).
- S n ph m (9) ra, qua máng (11) vào thùng ch a (12), t ñó qua vòi phun (13)
ñ phun dung d ch NH4NO3 thành tia xu ng tháp t o h t (14). Các gi t NH4NO3 rơi
xu ng g p lu ng không khí ñư c hút t dư i lên b i qu t hút (15), h nhi t ñ và k t tinh
và ñư c s y khô m t ph n. ð tránh hi n tư ng vón c c, nhi t ñ c a s n ph m ra kh i
tháp càng nh càng t t, thư ng t 30-35oC. Các h t s n ph m rơi xu ng băng t i (16) ñưa
vào kho và ñóng bao.
2/ Công ngh s n xu t phân ure':
- Ure' s ch CO(NH2)2 là nh ng tinh th không màu, có hàm lư ng nitơ tính theo lí
thuy t 46.6%.
- Ure' kĩ thu t có màu tr ng hơi vàng.
- Ure' hoà tan nhi u trong nư c, m t ph n t o thành (NH4)2CO3. Trong ñi u ki n
nhi t ñ và ñ m thông thư ng ure' không háo nư c, còn khi ñ m cao (95%) thì ure'
háo nư c m nh.
- Ure' ít vón c c, không cháy n .
- Ure' có hàm lư ng ñ m cao, ñư c dùng làm phân bón. Ngoài ra, ñư c dùng ñ
ñi u ch nh a formaldehyd, t y d u m , s i t ng h p.
- Ure' ñư c t ng h p t khí CO2 và NH3 g m hai giai ño n:
Giai ño n 1: 2NH3 + CO2
H2N-CO-ONH4
Giai ño n 2: kh nư c c a amôn cacbamat ñ t o thành ure':
H2N-CO-ONH4
H2N-CO-NH2
- Trong công nghi p có nhi u lưu trình ñi u ch ure', khác nhau ch y u là
phương pháp thu h i và s d ng khí NH3 và CO2 chưa ph n ng.
+ N u các khí trên tu n hoàn tr l i g i lưu trình kín (ñư c s d ng r ng rãi nh t).
+ N u các khí trên dùng ñ ñi u ch các s n ph m khác g i lưu trình h .
+ N u các khí trên tu n hoàn m t ít g i lưu trình n a kín.

4. 40
* Sơ ñ lưu trình công ngh s n xu t ure' theo phương pháp kín, chưng hai
c u t (Hình 6.3.)
- NH3 l ng t thùng ch a (1) qua thi t b l c (2) ñư c bơm (3) nén t i áp su t
200atm vào thi t b gia nhi t (5), sau ñó vào tháp t ng h p (4).
- Tương t CO2 t thùng ch a qua thi t b l c (6) ñ tách t p ch t, ñư c máy nén
khí (7) nén ñ n 200atm, sau ñó vào tháp t ng h p ure' (4).
- T i (4) ph n ng ñư c th c hi n 180-200oC, P = 200atm v i hi u su t t o ure'
62%.
- S n ph m nóng ch y t (4) ra ch a 35% ure', 35% NH3, 20% H2N-CO-ONH4,
10% H2O ñư c gi m áp su t ñ n 18-25 atm và cho vào tháp chưng l n m t (8).
- Tháp (8) ñư c gia nhi t b ng hơi nư c (13). T i ñây ngư i ta thu ñư c hai s n
ph m:
+ S n ph m khí g m: NH3 dư, ít CO2, H2O (h) bay hơi. H n h p khí này cho vào
tháp tách phân ño n (9). (9) ñư c tư i b ng NH3 l ng và b ng nư c. T i ñây, m t
ph n hơi nư c và NH3 ngưng t và cùng các mu i amôn cũng hoà tan trong NH3. Dung
d ch này ñư c ñưa tr l i (8) ho c ñư c ñưa ñi x lí khí chưng. Khí bay ra (9) g m:
40% NH3, CO2, H2O (h), N2 ñư c ñưa qua tháp ngưng t NH3 (10). T i (10), ñ u tiên
ñư c làm l nh b ng nư c, sau ñó b ng NH3 l ng. Amoniac ñư c ngưng t ph n l n và
ñư c ñưa v b ch a (1) ñ tu n hoàn tr l i, ph n nh ñư c bơm (11) ñưa vào tháp (9).

5. 41
+ S n ph m l ng (8) ra g m: 46-47% ure', 25% H2N-CO-ONH4, 13-14% H2O
và 15-16% NH3. H n h p nóng ch y ñư c gi m áp su t xu ng 4 atm, sau ñó cho vào
tháp chưng l n hai (12) nhi t ñ 150oC (gia nhi t b ng hơi nư c (13)). T i ñây,
cacbamat chưa ph n ng và các mu i amôn khác b phân hu thành NH3 và CO2. ð quá
trình phân hu ñư c hoàn toàn, ngư i ta cho thêm hơi nư c vào tháp. H n h p khí tháp
(12) ra g m: 56-57% NH3, 32-33% CO2 và 10-11% H2O (h) ñư c tách riêng NH3 và CO2
ñ tu n hoàn tr l i. Còn pha l ng ch a trên 65% ure' ñư c ñưa ñi cô ñ c ñ n n ng ñ
99.5%, sau ñó cho vào tháp t o h t, ñưa vào kho và ñóng gói.
II. Công ngh s n xu t phân lân:
- Nguyên li u ch y u ñ s n xu t phân lân là qu ng phôtphat. Xác ñ nh ch t
lư ng qu ng theo hàm lư ng P2O5. nư c ta ngu n qu ng phôtphat ch y u là m apatit
Lào Cai (Hoàng Liên Sơn).
- Phân lân ñơn ch y u là sunpephôtphat ñơn và sunpephôtphat kép.
1/ Công ngh s n xu t sunpephôtphat ñơn:
- Sunpephôtphat ñơn d ng b t hay h t có màu xám tr ng hay s m. Thành ph n
1
tương ñ i ph c t p g m [Ca(H2PO4)2.H2O],CaSO4(CaSO4. H2O),SiO2.nH2O(keo
2
silicat), qu ng chưa phân hu .
- Ch t lư ng c a sunpephôtphat ñư c xác ñ nh b i hàm lư ng P2O5 h p th g i là
P2O5 h u hi u, có trong phân bón dư i h p ch t tan trong nư c [Ca(H2PO4)2; H3PO4,
Mg(H2PO4)2] và trong dung d ch xitrat (CaHPO4; MgHPO4, Fe3(PO4)2, Al(PO4)3). P2O5
h u hi u có trong sunpephôtphat ñơn kho ng 14-21%.
- Sunpephôtphat ñơn ñư c ñi u ch b ng cách dùng axit H2SO4 phân hu qu ng
apatit. ðoa là quá trình chuy n mu i Ca3(PO4)2. CaF2 ho c Ca5(PO4)3F t n t i trong
qu ng thành các mu i ph t phát axit tan trong nư c mà ch y u là Ca(H2PO4)2.
Quá trình phân hu apatit b ng H2SO4 x y ra hai giai ño n:
Giai ño n 1: Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 = 3H3PO4 + 5 CaSO4 + HF
Giai ño n này ti n hành kho ng 30-40 phút. ð u tiên t o thành CaSO4. 1 H2O
2
nhưng nhi t ñ cao, chuy n thành CaSO4.
Giai ño n 2: H3PO4 t o thành phân hu qu ng ñ t o ra monocanxiphootphat:
Ca5(PO4)3F + 7H3PO4 + 5H2O = 5Ca(H2PO4)2.H2O + HF
N u ph n ng th c hi n hoàn toàn thì giai ño n ñ u apatit phân hu 70%, còn l i
s phân hu ti p giai ño n sau. Nhi t ñ phân hu duy trì kho ng 110-120oC. ð ñ m b o
nhi t ñ này, nhi t ñ ban ñ u c a H2SO4 kho ng 60-70oC. nhi t ñ này, t c ñ phân
hu cao, ñ m c a s n ph m th p. N ng ñ axit ñưa vào cũng r t quan tr ng, thông
thư ng trong ñi u ki n có khu y liên t c thì n ng ñ t t nh t cho quá trình phân hu
qu ng là 68-68.5% (vì n ng ñ th p thì có ch a nhi u nư c, làm cho s n ph m b m,
hàm lư ng P2O5 b gi m ñi, còn n u quá cao thì CaSO4 s k t t a, hao phí qu ng ph t
phát, làm ch m quá trình phân hu ).
V i các ñi u ki n trên thì axit H3PO4 t o thành có n ng ñ kho ng 46%. ðây là
n ng ñ t i ưu cho giai ño n hai c a quá trình phân hu qu ng. Giai ño n này x y ra v i
t c ñ gi m d n. Trong s n ph m còn có H3PO4 t do và qu ng chưa ph n ng, nên c n
ph i có m t th i gian dài quá trình phân hu qu ng m i k t thúc. Tuỳ theo nguyên li u và
ñi u ki n s n xu t, th i gian này t 5-20 ngày. Nhi t ñ thích h p nh t cho giai ño n

6. 42
này là 35-45oC. Trong giai ño n này ngư i ta thư ng ñánh tơi s n ph m ñ t c ñ phân
hu qu ng ñư c nhanh hơn.
Khi xu t xư ng, ngư i ta dùng g u xúc phân vào bunke → sàng → xu t xư ng (
dang d o → d vón c c, dính k t).
Sunpephôtphat ñơn ph i ñ m b o các yêu c u v ch t lư ng sau:
P2O5 ≥ 14-15'%
ð m ≤ 13-15%
H3PO4 t do (tính theo P2O5) ≤ 5-5.5%
- Sunpephôtphat h t có nhi u ưu ñi m v m t nông hoá, ñ c bi t là khi dùng
vùng ñ t chua, giàu oxyt s t và nhôm. N u các h t sunpephôtphat quá nh s ti p xúc
nhi u v i ñ t. Do ñó, ph n l n P2O5 tan ñư c trong nư c d dàng ph n ng v i các oxyt
t o thành các phôt phat khó tan, khi n r cây khó h p th . Ngoài ra, có hi n tư ng trôi,
ch y và nhi u nguyên nhân khác khi n hi u qu phân bón b gi m.
B ng bi n pháp t o h t, P2O5 tan ch m hơn, r cây k p h p th ph n l n P2O5 tan
ñư c trong nư c, hi u qu phân bón tăng lên.
* Qui trình t o h t:
Sunpephôtphat ñơn sau khi và trung hoà (khi H3PO4 t do còn 1-2.5%) →
bunke → máy ti p li u ñ ñ nh lư ng → thi t b t o h t → thi t b s y thùng quay →
máy sàng hai l p → bunke có th i không khí l nh → ñóng bao.
Kích thư c h t kho ng 1-4 mm.
2/ Công ngh s n xu t sunpephôtphat kép:
- V hình d ng bên ngoài cũng như v thành ph n sunpephôtphat kép v căn b n
không khác sunpephôtphat ñơn. Nó ch h u như không có CaSO4.
- Sunpephôtphat kép là lo i phân ñ m ñ c có hàm lư ng P2O5 h u hi u 42-48%,
t n t i ch y u dư i d ng monophôtphat. Ưu ñi m là lư ng ch t vô ích th p.
- Sunpephôtphat kép ñư c ñi u ch như sau:
Ca5(PO4)3F + 7H3PO4 + 5H2O = 5Ca(H2PO4)2.H2O + HF
CaCO3 + 2H3PO4 = Ca(H2PO4)2.H2O + CO2
MgCO3 + 2H3PO4 = Mg(H2PO4)2.H2O + CO2
Fe2O3 + 2H3PO4 + H2O = 2FePO4.2H2O
Al2O3 + 2H3PO4 + H2O = 2AlPO4.2H2O
ðá vôi có hàm lư ng kho ng 5% apatit thêm vào ñ t o thành CO2 trong quá trình
phân hu làm cho s n ph m tơi, x p.
- Trong công nghi p có hai phương pháp ch y u ñ s n xu t sunpephôtphat kép:
→ Phương pháp bu ng: gi ng phương pháp s n xu t sunpephôtphat ñơn (dùng
axit H3PO4 ñ m ñ c 52.5-55.5%) .
→ Phương pháp dây chuy n: không c n , s n ph m ñư c ñi u ch dư i d ng h t
(dùng axit H3PO4 25-32%).

7. 43
* Lưu trình công ngh s n xu t sunpephôtphat kép theo phương pháp dây
chuy n (Hình 6.4)
- B t qu ng phôt phat (apatit) t bunke (1) theo hai nhánh xu ng các cân (2) và
vít t i (3) vào thi t b tr n (4) cùng v i axit H3PO4 nóng t thùng cao v (5) xu ng. Qua
trình ph n ng t thi t b tr n này x y ra trong 1 gi
nhi t ñ 60-80oC v i hi u su t
phân hu 52-53%. T (4) h n h p ñư c chia làm hai ph n:
+ M t nhánh kho ng n a lư ng bùn theo máng (6) xu ng máy s y (7) ñư c ñánh
tơi b ng khí lò 700oC. T (7) ra s n ph m d ng b t, có ñ m < 3% và nhi t ñ 45oC
qua g u nâng (8) lên thi t b t o h t (9).
+ M t phân n a bùn khác cho vào (9).
- Thi t b (9) có tác d ng tr n phôtphat t o h t v a là vít t i. K t qu t o ñư c s n
ph m d ng h t có ñ m 21-22% ñư c ñưa xu ng máy sáy ki u tr ng quay (10), s y
b ng khí lò.
- H t s y khô ñư c g u nâng nâng lên sàng (11) phân làm ba lo i:
+ H t thô (kích thư c > 4mm) ñưa sang máy nghi n (12) sau khi nghi n xong
ñư c g u nâng nâng lên sàng (11).
+ H t v n (kích thư c < 1mm) ñư c ñưa v h p v i b t khô máy s y (7) ra.
+ H t có kích thư c t 1-4 mm ñư c tr n v i ph n b t t bunke (13) qua băng t i
(14) ñưa vào thi t b trung hoà ki u thùng quay (15) ñ trung hoà axit dư. Sau ñó s n
ph m ñư c băng t i (16) ñưa vào kho.
III. Công ngh s n xu t phân kali:
- Phân kali có hai nhóm: → nhóm clor (d ng clorua): KCl (chi m 80%)
→ nhóm không có clor: K2SO4.

8. 44
- Nguyên li u ñ s n xu t phân kali là qu ng chưa kali
- Phân kali kém phát tri n vì m t s ít nư c có m và chi phí s n xu t l n.
1/ Phân kaliclorua:
- Nguyên li u ñ ñi u ch phân KCl là qu ng ch a kaliclorua, hi n ñư c s d ng
nhi u nh t là Xinvinit (hõnn h p c a KCl và NaCl). Cũng có th nghi n qu ng Xinvinit
nghi n tr n v i KCl k thu t ñ làm phân bón (lo i này ít ñư c s d ng).
- Phương pháp ñi u ch phân KCl ch y u tách KCl ra kh i qu ng Xinvinit b ng
phương pháp hoà tan r i k t tinh phân ño n ho c tuy n n i.
a/ Phương pháp k t tinh r i hoà tan phân ño n:
Nguyênlí c a phương pháp này là d a vào ñ tan KCl tăng nhanh theo nhi t ñ ,
còn ñ tan NaCl h u như không ñ i. Do ñó, làm l nh ch có KCl k t tinh.
Phương pháp này g m các công ño n như sau:
Nư c nóng
Qu ng Xinvinit → nghi n → hoà tan ddKClbh → b l ng → thùng ch a → thùng ch a


dd
Ch t không tan
NaCl nh , ñ t ñá, bùn
cô ñ c
tr n
c n
l c
nư c nóng
dd bão hoà KCl
kho ← xyclon ← s y ← tinh th ← l ng ← k t tinh chân không
dd
bay hơi → mu i nh
b/ Phương pháp tuy n n i:
Có ưu ñi m là t o ñư c h t tinh th l n hơn, ít tón kém (quá trình ti n hành
nhi t ñ thư ng).
Nguyên lí c a phương pháp này là d a vào ñ th m nư c khác nhau c a các h t
qu ng ñ tách riêng KCl. Ch t tuy n n i thư ng dùng là hydroclorua octadexilamin
(C18H37NH2.HCl). Ch t tuy n n i cũng h p th các h t ñ t sét có trong qu ng Xinvinit
t o thành l p b c b n, c n tr quá trình tuy n qu ng. Do ñó, ñ ñ t n ch t tuy n n i c n
ph i tách sơ b ñ t sét trong bùn qu ng. Như v y, quá trình tuy n n i KCl ñư c th c hi n
qua hai giai ño n:
• Lo i ñ t sét ra kh i qu ng Xinvinit (b ng phương pháp tuy n n i)
• Tách KCl ra kh i qu ng

9. 45
Sơ ñ công ngh có th tóm t t như sau:
Dd bão hoà
KCl+NaCl
ch t tuy n ñ t sét
(xô ña, tinh b t, d u ho )
Qu ng Xinvinit → nghi n → phân lo i → hoà tan → tuy n n i bun cô ñ c
→
Các h t sét, ít qu ng
S n ph m (KCl 92-95%) ← s y ← tinh th KCl ← ly tâm ← r a ←Tuy n n i qu ng
Ch t tuy n n i qu ng
2/ Phân kali sunphát:
- Nguyên li u ch y u ñ s n xu t phân kali sunphát là qu ng Canit-Xinvinit có
ch a các khoáng ch t tan trong nư c như Canit và Xinvinit và các mu i không tan ho c
khó tan khác.
- Tuỳ theo t l gi a Canit và Xinvinit mà trong quá trình ch bi n qu ng ta có th
thu ñư c s n ph m dư i d ng K2SO4 ho c Xênit (K2SO4.MgSO4.6H2O) ho c h n h p
c a chúng.
* Xét lo i phân kalimagiezi:
+ Lo i phân này ch a ch y u là lo i Xênit (K2SO4.MgSO4.6H2O), khi s n xu t
lo i phân bón này còn thu ñư c mu i ăn, dung d ch MgCl2.
+ Lo i phân bón này hình thành khi t l K/Mg trong qu ng là 1.6.
+ Ph n ng t o thành phân kalimagiezi như sau:
2(K2SO4.MgSO4.6H2O) + nH2O = K2SO4.MgSO4.6H2O + MgCl2 (dd)
Sơ ñ công ngh có th tóm t t như sau:
Qu ng nghi n → hoà tan b ng nư c → l ng → k t tinh chân không → cô ñ c
(65-75oC)
bùn
qu ng không tan → mu i ăn , MgCl2
Kho ← xyclon ← kh nư c ← kalimagiezi ← l c ly tâm
B. Phân ph c h p:
- Có t hai ñ n ba lo i ch t dinh dư ng ch y u: ñ m, lân, kali
- Phân ph c h p chia làm hai lo i → phân tr n: tr n sơ h c các lo i phân ñơn
→ phân h n h p: ñi u ch b ng ph n ng hoá
h c gi a các ch t ñ u.
- Phân ph c h p hi n ñư c s d ng khá r ng rãi vì hi u qu kinh t hơn phân
ñơn. Ngoài ra cung c p các nguyên t dinh dư ng ñ ng ñ u hơn.
I. Phân h n h p: có nhi u lo i
- Lo i ñi t axit photphoric: amônphôt (NH4H2PO4 (80-90%), (NH4)2HPO4);
diamônphôt; nitroamônphôt; diamônitrôphôt; nitrôamônphôtka; diamônitrôphôtka.

10. 46
- Lo i ñi t s n ph m c a quá trình phân hu
nitrophôtka (ñ m, lan, kali); nitrophôt (ñ m, lân).
- các lo i phân h n h p khác.
II. Phân tr n:
Có hai phương pháp tr n: → tr n khô
→ tr n ư t
M t s phân tr n ph bi n:
phôtphat b ng axit nitric:
STT
Lo i phân tr n
1
Amônitrat; amônphôt; sunpephôtphat kép; kaliclorua.
2
Ure'; amôphôt; kaliclorua
3
Amônphôt; amônitrat; kaliclorua
N
16
10
6
19.3
17.2
4
Sunpephôtphat kép; amônitrat; kaliclorua; ph gia trung hoà
13.9
P2O5
16
20
24
19.3
17.2
K2O
16
20
24
19.3
17.2
13.9
13.9