Nâng cao hiệu quả sử dụng quặng trong sản xuất phân DAP

Ông Vũ Việt Tiến, Tổng Giám đốc Công ty CP DAP số 2 Vinachem: Qua theo dõi, đánh giá và tổng hợp kết quả phân tích chất lượng quặng tuyển đưa vào sản xuất nhận thấy chất lượng quặng tuyển ngày càng suy giảm.

Nhiều tác động khi chất lượng quặng suy giảm

Tại Hội nghị triển khai thực hiện Quy hoạch thăm dò, khai thác, chế biến và sử dụng các loại khoáng sản thời kỳ 2021 - 2030, tầm nhìn đến năm 2050 theo Quyết định số 866/QĐ-TTg ngày 18/7/2023 của Thủ tướng Chính phủ do Tập đoàn Hóa chất Việt Nam tổ chức sáng 20/12, tại Lào Cai, ông Vũ Việt Tiến - Tổng Giám đốc, Công ty CP DAP số 2-Vinachem nêu thực trạng, theo thiết kế, xưởng sản xuất axit phosphoric (PA) của Nhà máy DAP số 2 sử dụng 100% quặng tuyển từ Nhà máy Tuyển Tằng Loỏng. Theo kết quả phân tích mẫu quặng tuyển dùng cho chạy Pilot (làm cơ sở cho việc thiết kế) của nhà bản quyền PRAYON có hàm lượng P2O5 32,8%, tổng hàm lượng oxit kim loại (Al2O3+Fe2O3+MgO) là 5,28%.

Qua theo dõi, đánh giá và tổng hợp kết quả phân tích chất lượng quặng tuyển đưa vào sản xuất nhận thấy chất lượng quặng tuyển ngày càng suy giảm. Cụ thể, hàm lượng P2O5 trong quặng giảm và hàm lượng tạp chất oxit kim loại có hại (Fe2O3, Al2O3, MgO…) trong quặng có xu hướng tăng. Chất lượng quặng giảm ảnh hưởng lớn đến hoạt động sản xuất của Công ty cổ phần DAP số 2 – Vinachem.

Cụ thể, do chất lượng quặng suy giảm dẫn đến việc để có thể duy trì được vận hành của công đoạn sản xuất axit Phosphoric, Công ty đã phải thực hiện điều chỉnh một số chỉ tiêu công nghệ trong vận hành công đoạn phản ứng như: giảm nồng độ P2O5 trong bùn phản ứng (theo thiết kế là 25%, hiện tại để duy trì được vận hành đã phải điều chỉnh về khoảng 20% -21%), giảm SS trong bùn phản ứng, các điều chỉnh này dẫn đến làm giảm công suất vận hành của hệ thống lọc phản ứng xuống chỉ còn bằng khoảng 65-70% công suất thiết kế. Do việc nồng độ P2O5 trong sản phẩm axit loãng sau lọc giảm so với thiết kế đã dẫn tới ảnh hưởng trực tiếp đến công suất vận hành của hệ cô đặc sản phẩm PA bị giảm theo cũng như gây quá tải cho trạm nước tuần hoàn làm mát nhiễm axit của xưởng PA.

Đối với định mức tiêu hao, hàm lượng P2O5 trong quặng thấp dẫn đến lượng sản phẩm thu được/tấn quặng giảm, lượng bã thải phát sinh/tấn quặng tăng so với thiết kế, làm tiêu hao quặng/đơn vị sản phẩm tăng. Chất lượng quặng giảm ảnh hưởng đến thông số công nghệ, lọc kém hơn, tổn thất P2O5 theo bã thải gyps tăng, công suất chạy máy thấp kéo dài thời gian chạy máy làm tăng định mức tiêu hao điện, nước, hơi.

Hiện nay, để đảm bảo cho sản xuất, công ty đã điều chỉnh tăng lượng SO3 dư trong bể phản ứng (theo thiết kế lượng dư này trong khoảng 25-30 g/l, hiện đang điều chỉnh nâng lên 46-48 g/l) dẫn đến tiêu hao axit sunfuric/tấn P2O5 tăng.

Chất lượng quặng giảm, hàm lượng tạp chất tăng dẫn đến hiện tượng nhanh tắc vải, quá trình lọc hút kém, tổn thất P2O5 theo bã gyps tăng cao làm tăng định mức tiêu hao quặng/tấn P2O5.

Song song với đó, do ảnh hưởng suy giảm chất lượng quặng dẫn đến không thể tuần hoàn bùn lắng sau bể lắng axit loãng tạm thời 21V501 về công đoạn phản ứng, không thu hồi được P2O5 cũng làm tăng định mức tiêu hao và lượng bùn thải từ bể chứa tạm thời ra nền kho có nguy cơ ảnh hưởng đến môi trường.

Do các hợp chất kim loại trong quặng tăng cao tạo thành các hợp chất phức khó sấy, để đảm bảo độ ẩm theo quy định phải tăng lượng dầu đốt để sấy sản phẩm DAP dẫn đến tiêu hao dầu sấy cho công đoạn sản xuất DAP tăng. “Trong sản xuất tăng gần như tỷ lệ với việc suy giảm chất lượng quặng theo các năm, trong đó tác động lớn nhất đến hiệu quả sản xuất là tăng định mức quặng apatit” – ông Vũ Việt Tiến nói.

Đối với chất lượng sản phẩm, chất lượng quặng suy giảm khiến chất lượng axit photphoric giảm (hàm lượng P2O5 giảm và hàm lượng oxit kim loại tăng) và chất lượng sản phẩm DAP giảm tương ứng. Nguyên nhân dẫn đến suy giảm chất lượng sản phẩm do yếu tố suy giảm chất lượng quặng apatit.

Các tạp chất oxit kim loại tăng cao dẫn đến không nâng được nồng độ P2O5 trong CPA (axit phot pho ric) đạt 52% theo thiết kế vì khi nâng cao nồng độ dẫn tới làm tăng SS (tổng hàm lượng chất rắn trong dung dịch), tăng độ nhớt trong CPA ảnh hưởng đến hệ thống trao đổi nhiệt (nhanh bám tắc, giảm công suất) do vậy trong sản xuất hiện nay chỉ duy trì nồng độ P2O5 trong CPA từ 44% - 45%. Đồng thời, việc không nâng được nồng độ axit CPA lên theo thiết kế dẫn đến không loại trừ hoàn toàn được lượng Flo có trong axit sản phẩm.

Để có thể duy trì vận hành được công đoạn lọc phản ứng, Công ty đã phải điều chỉnh một số thông số công nghệ, trong đó có việc tăng hàm lượng SO3 dư trong bùn phản ứng cao hơn so với yêu cầu của thiết kế ban đầu dẫn đến làm tăng lượng SO3 trong axit sản phẩm. Đồng thời, hình thành các hợp chất phức trong axit sản phẩm CPA cản trở phản ứng giữa H3PO4 và NH3.

Ông Vũ Việt Tiến nhấn mạnh thêm, chất lượng quặng xấu làm cho hệ thống đường ống, thiết bị nhanh bị bám tắc, ăn mòn, gây hư hỏng, suy giảm tuổi thọ thiết bị, rút ngắn thời gian vận hành hệ thống. Ngoài việc chi phí sản xuất tăng thêm do tăng định mức, giảm công suất, sửa chữa thiết bị.... Để có thể ổn định sản xuất, Công ty đã phải thực hiện phối trộn các nguồn quặng khác nhau để trung hòa, ổn định chất lượng nguyên liệu đầu vào, do đó đã phải sử dụng thêm nguồn quặng từ Nhà máy tuyển Bắc Nhạc Sơn để phối trộn với quặng tuyển của Nhà máy Tuyển Tằng loỏng, việc này làm phát sinh thêm chi phí vận chuyển.

Giải pháp nào ổn định sản xuất, nâng cao hiệu quả sử dụng quặng apatit tại nhà máy sản xuất phân bón DAP số 2?

Để đảm bảo sản xuất ổn định, tận dụng tối đa nguồn tài nguyên có trong quặng, Công ty DAP số 2 – Vinachem đã thực hiện các giải pháp nhằm tận dụng tối đa nguồn tài nguyên có trong quặng như sau. Công ty đã tiến hành thu hồi P2O5 từ bãi thải gyps bằng cách bơm nước gyps từ hồ chứa nước gyps vào xưởng sản xuất H3PO4 để thu hồi lượng P2O5 trong nước róc bãi gyps.

Bên cạnh đó, công ty đã tham khảo nhà bản quyền, và các nhà máy tương tự tìm các giải pháp điều chỉnh công nghệ nhằm đảm bảo sản xuất ổn định, giảm định mức tiêu hao như: tăng hàm lượng SO3 dư, giảm SS, giảm nồng độ P2O5, tăng nhiệt độ bùn phản ứng để quá trình lọc hút tốt hơn.

Nếu nguồn cung cấp và chất lượng quặng ổn định sẽ tạo điều kiện cho doanh nghiệp vận hành sản xuất hiệu quả, nâng cao chất lượng sản phẩm

Công ty đã sử dụng chất trợ lọc nhằm nâng cao hiệu quả lọc, giảm tổn thất P2O5 thất thoát theo bã gyps, nâng cao hiệu suất thu hồi P2O5 trong quặng. Tìm kiếm các nguồn quặng có chất lượng tốt hơn để phối trộn với quặng tuyển nhằm ổn định chất lượng đầu vào và nâng cao hiệu quả sản xuất.

Ông Vũ Việt Tiến nhấn mạnh, Công ty Cổ phẩn DAP số 2 – Vinachem sẽ tiếp tục chủ động nghiên cứu, tìm kiếm các giải pháp, phương án để có thể thích ứng và sử dụng có hiệu quả với nguồn nguyên liệu có chất lượng ngày càng suy giảm. Tuy nhiên, về lâu dài để ổn định sản xuất nâng cao hiệu quả sản xuất, Công ty đề nghị Công ty TNHH MTV Apatit Việt Nam sớm có các giải pháp ổn định sản xuất để đảm bảo nguồn cung cấp quặng cho Công ty sản xuất, đáp ứng kế hoạch sản lượng đề ra đồng thời có giải pháp nâng cao chất lượng quặng tuyển để Công ty cổ phần DAP số 2 - Vinachem cũng như các đơn vị có sử dụng quặng tuyển làm nguyên liệu đầu vào có điều kiện ổn định vận hành sản xuất, nâng cao hiệu quả.

Đồng thời, đề nghị Tập đoàn Hóa chất Việt Nam tiếp tục quan tâm, chỉ đạo, hỗ trợ Công ty, giới thiệu các đơn vị ngoài tìm kiếm các giải pháp giúp Công ty cải thiện điều kiện phản ứng, tận thu triệt để tài nguyên có trong quặng trong giai đoạn chất lượng quặng ngày càng suy giảm như hiện nay.

Nguyệt Anh