Hội đồng đánh giá Giải thưởng sáng tạo KHCN Việt Nam năm 2017 làm việc tại Công ty Cổ phần Supe Phốt phát và Hóa chất Lâm Thao
Năm 2017, Ban tổ chức giải thưởng Sáng tạo khoa học công nghệ Việt Nam đã xét trao giải cho 41 công trình, trong đó có công trình “Xây dựng các giải pháp công nghệ xử lý axít H2SiF6 dây truyền sản sản xuất supe phốt phát nhằm giảm chi phí xử lý môi trường” đạt giải nhất Lĩnh vực Công nghệ nhằm ứng phó với biến đổi khí hậu, bảo vệ môi trường và sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên của Công ty Cổ phần Supe Phốt phát và Hóa chất Lâm Thao. Để thông tin rõ hơn tới quý bạn đọc quan tâm, sau đây xin giới thiệu một số kết quả nổi bật của công trình đã đạt được:
Trong công nghệ sản xuất supe lân đơn, phản ứng giữa apatit và axit sunfuric sinh ra hợp khí gồm: Không khí, hơi nước, CO2, SiF4, HF, H2SiF6. Để thu hồi khí flo thoát ra công ty đã thực hiện quá trình hấp thụ khí bằng nước tạo dung dịch H2SiF6 ở hai dây chuyền sản xuất supe lân đơn.
Để xử lý Axit H2SiF6 là vấn đề tương đối nan giải về công nghệ vì: Axit H2SiF6 không tách được ở trạng thái tự do (khỏi nước); bền trong dung dịch nước, không màu (nồng độ cực đại là 61% về khối lượng), chưng cất được, không phân hủy dưới dạng dung dịch 13,35%, không bị axit loãng phân hủy. Trung hòa kiềm, hiđrat ammoniac, phản ứng với cacbonat kim loại kiềm, kiềm thổ.
Hiện nay tại công ty đang sử dụng công nghệ xử lý dung dịch axit H2SiF6 bằng dung dịch NaCl bão hoà 20 - 23% NaCl, tỷ trọng d = 1,16 - 1,17 ở nhiệt độ 25oC, để sản xuất sản muối trừ sâu natriflosilicat (Na2SiF6), tuy nhiên phương pháp này còn có các tồn tại như: Nước thải sau xử lý của quá trình sản xuất Na2SiF6 chứa một số thành phần rất khó xử lý như: Cl-, keo SiO2.H2O,...) chủ yếu là ion Cl- với nồng độ rất lớn 6.000 - 10.000 mg/l (Theo Bảng 1 trong QCVN40:2011/BTNMT. Đối với nồng độ ion Cl-: C = 500 mg/l ở cột A , C = 1.000 mg/l ở cột B). Bên cạnh đó hiện nay thuốc trừ sâu vô cơ ít được sử dụng nên giá bán của Na2SiF6 thấp, hàng năm công ty phải chịu lỗ gần 30 tỷ đồng/năm. Nếu xử lý bằng các biện pháp trung hòa bằng các loại dung dịch muối kim loại kiềm, kiềm thổ đòi hỏi đầu tư dây chuyền phức tạp, chi phí vận hành lớn.
Vì vậy việc tìm ra hướng đi mới, sáng tạo ra công nghệ mới trong xử lý axit H2SiF6 chuyển sang dạng hợp chất của Flo (CaF2, MgF2) không độc, được phép tồn tại trong sản phẩm cùng với việc có tuần hoàn nước thải và có điều kiện công nghệ, thiết bị phù hợp với cơ sở hạ tầng hiện có mang lại ý nghĩa thiết thực, giải quyết triệt để vấn đề xử lý nước thải tồn tại nhiều năm nay chưa giải quyết được của công ty.
Với phương hướng mục tiêu như trên chủ nhiệm dự án và tập thể cán bộ kỹ thuật của công ty đã đưa ra 8 phương án xử lý Axit H2SiF6 và tiến hành thí nghiệm để tìm hiểu và đánh giá chế độ công nghệ. Trên cơ sở kết quả thí nghiệm lựa chọn phương án phù hợp đó là sử dụng quặng apatit nguyên khai loại II có độ ẩm ≤ 8% để xử lý H2SiF6 với tỷ lệ rắn/lỏng = 1/1 tạo ra bán thành phẩm. Bán sản phẩm thu được trong quá trình xử lý H2SiF6 sẽ được sử dụng để trung hòa supe lân tươi. Đã tổ chức sản xuất thử nghiệm trên quy mô pilot và đề xuất phương án công nghệ, thiết bị phù hợp với điều kiện sản xuất của công ty để có thể nhanh chóng triển khai vào thực tế sản xuất.
Qua việc triển khai đề tài thành công đã đưa ra được các giải pháp công nghệ đảm bảo mục tiêu tuần hoàn 100% nước thải ra, sản phẩm (bán thành phẩm) của công đoạn xử lý axit H2SiF6 đảm bảo các điều kiện, tiêu chuẩn tiếp tục là nguyên liệu sản xuất supe lân ở công đoạn tiếp theo. Chất lượng sản phẩm supe lân vẫn đạt tiêu chuẩn, quy chuẩn chất lượng cơ sở đã công bố.
Việc sử dụng quặng apatit nguyên khai loại 2 để xử lý axit H2SiF6 trong quá trình sản xuất supe lân đã xử lý hết lượng axit H2SiF6 sinh ra khoảng 120 tấn/ngày trong quá trình sản xuất supe lân tại 02 dây chuyền sản xuất supe và đây là phương án hầu như không phải đầu tư máy móc thiết bị nhiều và có thể thực hiện nhanh chóng việc xử lý nước thải (đảm bảo quy chuẩn môi trường qui định), đồng thời chất lượng sản phẩm supe lân vẫn đảm bảo. Nguyên liệu dùng để xử lý H2SiF6 là quặng apatit nguyên khai loại 2 có giá thành rẻ, lấy từ dưới sàng của dây truyền sản xuất lân nung chảy nên giảm cả chi phí đóng bánh nếu lượng quặng này tiếp tục được sử dụng làm nguyên liệu cho sản xuất lân nung chảy, bên cạnh đó tận dụng được nhiều thiết bị hiện có tại công ty đã đã đem lại hiệu quả kinh tế rất lớn, theo tinh toán sơ bộ mỗi năm công ty tiết kiệm được 64 tỷ đồng/năm. Tiết kiệm quặng apatit tuyển và quặng apatit nguyên khai loại I, hiện nay trữ lượng còn rất ít. Sử dụng hợp lý nguồn tài nguyên của đất nước do hiện nay quặng apatit nguyên khai loại II trữ lượng còn rất nhiều.
Việc tuần hoàn nước thải trong xử lý axit H2SiF6 đã giải quyết được triệt để nước thải ra môi trường từ công đoạn xử lý H2SiF6 mà nhiều năm trước đây chưa giải quyết được nên góp phần giảm ô nhiễm và cải thiện chất lượng nguồn nước sông Hồng. Cải thiện được điều kiện lao động cho người công nhân, tiến tới có thể xác nhận hệ thống quản lý môi trường hoặc triển khai ISO 14001.
Mang lại hiệu quả lớn về môi trường nước thải của Công ty, giúp Công ty xử lý dứt điểm vấn đề nước thải tại 2 dây chuyền sản xuất supe lân đơn, Chất lượng supe lân khi trung hòa supe lân tươi bằng bán thành phẩm supe đạt chất lượng như Tiêu chuẩn cơ sở công bố sản phẩm supe lân của Công ty và đạt chất lượng supe lân theo quy định của Nghị định số 108/2017/NĐ-CP ngày 20 tháng 9 năm 2017 của Chính phủ.
Giải pháp công nghệ xử lý axít H2SiF6 dây chuyền sản xuất supe lân nhằm giảm chi phí xử lý môi trường đã được áp dụng thành công vào sản xuất quy mô công nghiệp tại Xí nghiệp supe thuộc Công ty cổ phần supe phốt phát và Hóa chất Lâm Thao. Giải pháp của đề tài hoàn toàn có thể áp dụng đối với việc xử lý axít H2SiF6 ở dây chuyền sản xuất supe lân tại các nhà máy sản xuất phân bón khác trên cả nước.
Tác giả bài viết: Hà Ngọc Anh