Quặng photphorit là một trong những tài nguyên quan trọng đối với sản xuất nông công nghiệp. Vậy quặng photphorit là gì? Thành phần, công thức, ứng dụng của chúng vào đời sống như thế nào? Hãy cùng tìm hiểu về loại quặng này trong bài viết dưới đây chuthapdoquangninh.org.vn nhé!
Quặng photphorit là gì?
Quặng photphorit là một loại đá trầm tích có chứa từ 33% – 50% các khoáng vật canxi photphat thuộc vào nhóm apatit ở dạng vi tinh hoặc ẩn tinh. Chính vì thế cũng có nhiều người gọi quặng photphorit là các quặng photphat trầm tích.
Hình ảnh quặng photphorit
Công thức quặng photphorit
Công thức quặng photphorit hóa học là: Ca3(PO4)2
Thành phần chính của quặng photphorit là gì?
Quặng Photphorit có nguồn gốc từ quặng photphat trầm tích, có chứa khoáng vật apatit. Thế nhưng, hàm lượng khoáng vật lại không giống nhau tạo nên sự khác biệt. Vì vậy, tùy theo hàm lượng apatit khác nhau mà sẽ chia làm 2 loại là quặng photphorit hay quặng apatit.
Trong đó, quặng photphorit là mẫu đá trầm tích với khoáng vật canxi photphat thuộc nhóm apatit nên không thể thiếu thành phần chính là P2O5. Tuy nhiên, tùy theo từng bản chất khoáng vật có trong đá mà hàm lượng P2O5 này sẽ khác nhau. Thông thường, P2O5 có hàm lượng tối thiểu dao động trong khoảng tối thiểu từ 12 – 18%. Nếu áp dụng vào công nghệ sản xuất thì sẽ cần điều chỉnh hàm lượng này sao cho phù hợp theo nhu cầu sử dụng.
Thành phần chính của quặng photphorit là P2O5
Bên cạnh đó, quặng photphorit còn được hình thành trong quá trình biến đổi giữ floapatit với cacbonat floapatit xảy ra rất thường xuyên. Ngoài ra, quá trình này còn gây ra sự thay thế đồng hình giữa CO2-3 cho PO3-4.
Trong quặng photphorit còn diễn ra quá trình biến đổi của các hợp chất hóa học có trong quặng. Chẳng hạn như: OH– thay cho F–, Na+ thay cho Ca2+,… Sự biến đổi này có thể làm tăng kích thước độ hòa tan trong axit, làm giảm kích thước của tinh thể khoáng vật Photphat.
Xem thêm:
- Thành phần chính của quặng dolomit là gì? Ứng dụng của quặng dolomit
- Quặng boxit là gì? Thành phần, công thức, ứng dụng của quặng boxit
- Beri là kim loại hay phi kim? Tính chất, điều chế, ứng dụng cụ thể
Ứng dụng của quặng Photphorit trong thực tế
Quặng photphorit với thành phần chính là P được tồn tại dưới dạng hạch hoặc vỉa trong đá trầm tính. Chính vì vậy, quặng này được ứng dụng phổ biến để làm phân bón photphat.
Ứng dụng quặng photphorit chủ yếu là phân bón photphat
Thông qua một số kỹ thuật chuyên biệt người ta sử dụng quặng photphorit trong nhiều mục đích khác nhau như:
- Ứng dụng trong chế biến hóa học qua loại quặng với tỷ lệ tạp chất nhất định bằng cách trộn quặng apatit với quặng nghèo.
- Sử dụng các vi sinh vật trong hợp chất có chứa lân của quặng để làm phân giải một số chất.
- Tùy từng tiêu chuẩn, yêu cầu, chất lượng quặng khác nhau mà chúng được ứng dụng và mở rộng với nhiều mục đích. Ví dụ như sản xuất axit photphoric sẽ trích ly từ quặng giàu apatit, sau đó dùng axit này để phân giải quặng nghèo và sản xuất ra dimonocanxi photphat hay sản xuất monocanxi photphat từ nguyên liệu chính là axit photphoric.
Ngay cả những quặng nghèo hay quặng giàu như apatit đều được tận dụng và tối ưu hóa hiệu quả vào kinh tế. Điều này giúp ích rất nhiều cho ngành nông nghiệp khi ngày nay quặng tự nhiên đang càng ngày càng khan hiếm.
Các bài tập về quặng photphorit
Sau khi đã hiểu rõ quặng Photphorit là gì, các bạn hãy cùng tham khảo về một số bài tập liên quan dưới đây:
Bài tập 1: Sản xuất supephotphat đơn với hàm lượng phần trăm là 20,52% bằng cách dùng quặng Photphorit tác dụng với dung dịch acid sunfuric đặc. (Trong đó, tạp chất không chứa photpho). Cũng với quặng trên, cho phản ứng với acid photphoric để điều chế phân supephotphat kép được hàm lượng bao nhiêu?
Một số bài tập hóa học về quặng photphorit
Lời giải:
Cho quặng Photphorit tác dụng với acid sunfuric đặc được phương trình phản ứng sau:
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2 CaSO4
Dựa vào phương trình phản ứng, cân bằng số mol như sau:
nP2O5 = nCa3(SO4)2 = 1 và nH2SO4 = 2
Vậy m phân supephotphat đơn = 1.142/20,52% = 692 gram
Khi đó, m của acid sunfuric đặc = (2.2 + 31 + 16.4).2 = 196 gram
Quặng Photphorit = 692 – 196 = 496 gram
Ta có phương trình phản ứng với acid photphoric để điều chế phân supephotphat kép như sau:
Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 → 3Ca(H2PO4)2
Vậy m phân supephotphat kép = 496 + (1.3 + 31 + 16.4).4
= 496 + 98.4 = 888 gram
Phần trăm dinh dưỡng của phân supephotphat kép là:
3.(40 + 1.2 + 31 + 16.4)/888 = 3.142/888 = 47,97%
Bài tập 2: Để điều chế 1,56 tấn sufephotphat kép chứa 75% canxihidrophotphat với hiệu suất 80% thì khối lượng quặng photphorit chứa 77,5% Ca3(HPO4)2 là bao nhiêu?
Lời giải:
Ta có phương trình phản ứng: Ca3(PO4)2 + 3H2SO4 → 2H3PO4 + 3CaSO4
Ca3(PO4)2 + 4H3PO4 → 3Ca(H2PO4)2
Số mol của Ca3(PO4) là 1/3. Theo định luật bảo toàn khối lượng, số mol của Ca(H2PO4), H2SO4, Ca3(PO4)2 lần lượt là 0,5 mol, 2/3 mol và 0,5/3 mol.
Theo phương trình, khối lượng của quặng photphotit là:
310.1/3 + 310.0,5/3 = 1,55 tấn
Tuy nhiên, hiệu suất phản ứng chỉ có 80%. Khối lượng quặng sẽ là: 1,55/0,8 = 1,9375 tấn.
Vậy khối lượng quặng photphorit chứa 77.5% Ca3(HPO4)2 là: 1,9375/0,775 = 2,5 tấn
Đáp án: 2,5 tấn
Bài tập 3: Cho m gam quặng photphorit tác dụng với acid sunfuric đặc. Trong đó có 7% là tạp chất trơ nhưng không chứa photpho để sản xuất supephotphat đơn. Vậy tỷ lệ phần trăm supephotphat đơn sau phản ứng là bao nhiêu?
Lời giải:
Phương trình phản ứng:
Ca3(PO4)2 + 2H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + 2CaSO4
Ca(H2PO4)2 → P2O5
Gọi m quặng = 100gram
Khi đó m Ca3(PO4)2 = 93gr → n Ca3(PO4)2 = 0,3 mol
→ n CaSO4 = 0,6 mol, n Ca(H2PO4)2 = 0,3 mol, n H2SO4 = 0,6 mol
n Ca(H2PO4)2 = n P2O5 = 0,3 mol
→ m P2O5 = 42,6 gram
→ Tỷ lệ phần trăm supephotphat đơn sau phản ứng là 42,6/(100 + 0,6.98) = 26,8%
Hy vọng những chia sẻ trong bài viết trên đây đã giúp bạn hiểu rõ phần nào về quặng Photphorit là gì, các thành phần, công thức và ứng dụng của chúng trong cuộc sống. Để tìm hiểu thêm về các loại quặng khác hãy thường xuyên truy cập vào chuthapdoquangninh.org.vn để không bỏ lỡ nhiều bài viết mới hay và thú vị nhé!
