Tiết tiệm tiền tỷ nhờ sáng kiến sử dụng quặng apatit loại 2 để sản xuất supe lân

Trong bối cảnh nguồn cung quặng apatit loại 1 thiếu hụt nghiêm trọng làm quá trình sản xuất lân gặp rất nhiều khó khăn, lượng quặng nhập về thấp không đủ nhu cầu sản xuất, nhóm nghiên cứu của Công ty CP Supe Phốt phát và Hoá chất Lâm Thao đã tìm ra giải pháp: Sử dụng quặng apatit loại 2 để sản xuất supe lân làm nguyên liệu cho sản xuất NPK.

Sáng kiến sử dụng quặng apatit loại 2 để sản xuất supe lân giúp Công ty ổn định sản xuất, duy trì chất lượng sản phẩm NPK, góp phần chủ động nguyên liệu đầu vào.

Quặng apatit là nguyên liệu chính và không thể thiếu trong sản xuất supe lân. Quặng apatit cung cấp photpho, nguyên tố dinh dưỡng quan trọng cho cây trồng, là thành phần cốt lõi của phân bón thông qua việc phản ứng với axit sunfuric (H₂SO₄) để tạo ra các hợp chất lân dễ tan, như supe photphat đơn. Hàm lượng và chất lượng của quặng apatit ảnh hưởng trực tiếp đến hàm lượng photpho P₂O₅ hữu hiệu có trong sản phẩm supe lân thành phẩm. 

Tuy nhiên, trong những năm từ năm 2022, 2023 và 9 tháng 2024, nguồn cung cấp quặng apatit cho sản xuất của Supe Lâm Thao suy giảm nhanh về số lượng. Mặc dù Công ty CP Supe Phốt phát và Hoá chất Lâm Thao đã phải đặt kế hoạch (nhu cầu) quặng giảm xuống, nhưng lượng quặng về vẫn thiếu hụt, thấp nhất là 10% và cao nhất là 27%, gây nhiều khó khăn trong quá trình xây dựng kế hoạch sản xuất kinh doanh của Công ty.

Số lượng sử dụng quặng Apatit cụ thể như sau:

Sau khi nghiên cứu, nhóm tác giả do ông Phạm Thanh Tùng và ông Trần Đại Nghĩa dẫn đầu nhận thấy rằng hiện tại trữ lượng quặng Apatit loại 2 còn lớn, hàm lượng tương đối cao, hàm lượng P₂O₅ trung bình ≥ 25%, tạp chất Fe, Al thấp. Qua quá trình nghiên cứu có thể bổ sung quặng apatit loại 2 trộn với quặng tuyển để sản xuất supe lân và cấp supe lân có sử dụng quặng apatit loại 2 làm nguyên liệu cho sản xuất NPK. 

Để đưa quặng nghiền loại 2 vào sản xuất supe lân, nhóm tác giả đã tính toán và triển khai sản xuất thử nghiệm tại phòng Quản lý chất lượng để tìm ra chế độ công nghệ, phương án sản xuất tối ưu, sau đó tiến hành chạy thử và hiệu chỉnh trên dây chuyền sản xuất thực tế tại Xí nghiệp Supe 1 và Supe 2. Sau khi chạy thử thành công thì tiến hành cho sản xuất đại trà sản phẩm supe lân hàm lượng từ 14,5÷15% P₂O₅ hữu hiệu với tỷ lệ trộn 12,5% và 20% quặng loại 2 với quặng tuyển loại 1. Sau đó sử dụng nguyên liệu supe lân này để sản xuất thử nghiệm sản phẩm NPK 5-10-3 tại Xí nghiệp NPK 1. Kết quả đánh giá chất lượng, hình thức màu sắc, tính chất vật lý của sản phẩm NPK không thay đổi so với sản phẩm thông thường Công ty đang sản xuất bằng loại supe lân 16% P₂O₅ hữu hiệu.

Nhóm nghiên cứu đã khảo sát các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình điều chế supe lân như: chỉ số tiêu hao axít, nồng độ axít, tỷ lệ lỏng rắn, tỷ lệ phối trộn quặng... Mỗi lần khảo sát một yếu tố rồi mới cố định các yếu tố còn lại. Sau khi tìm ra điểm tối ưu của một yếu tố, nhóm nghiên cứu giữ nguyên điểm tối ưu của yếu tố đó và thay đổi lần lượt các yếu tố còn lại. Sau khoảng 2 tháng làm thí nghiệm tại phòng Quản lý chất lượng, kết quả tìm ra được các yếu tố tối ưu cần kiểm soát cụ thể như sau:

Căn cứ các chỉ số công nghệ tối ưu đã tìm ra được sau khi làm thí nghiệm tại phòng Quản lý chất lượng, nhóm nghiên cứu tiến hành chạy thử và hiệu chỉnh các thông số đó trên dây chuyền tại Xí nghiệp Supe 1 và Supe 2. Quá trình chạy thử và hiệu chỉnh cũng theo cách thức như trên, mỗi lần chỉ cho biến thiên 1 chỉ số, các chỉ số khác cố định.

Sau 1 tháng kết quả tìm ra chế độ công nghệ và tỷ lệ quặng bổ sung tạm thời áp dụng cho sản xuất đại trà như sau:

Sau khi triển khai thực hiện, hoàn thành quy trình và chế độ công nghệ, quá trình triển khai sản xuất supe lân bổ sung quặng 2 thương mại đại trà cụ thể như sau:

Triển khai sản xuất đại trà trong sản xuất supe lân: Tổng lượng quặng 2 nghiền đã đưa vào sản xuất khoảng 2.600 tấn cho sản xuất supe lân với tỷ lệ trộn 100% quặng 2 và 22.000 tấn quặng 2 cho sản xuất supe lân trộn với tỷ lệ 12,5% và 20%; Chế độ công nghệ chạy với nồng độ axit H₂SO₄ 93%, nhiệt độ axit 38-40oC, tiêu chuẩn axit 63±1 %. Kết quả đạt được: Chất lượng lân sản xuất đạt theo yêu cầu đề ra, tính chất vật lý chưa thấy sự khác biệt nhiều, riêng màu sắc có xu hướng xám hơi sẫm khi tăng dần tỷ lệ trộn quặng 2.

Triển khai cấp supe lân có sử dụng 10-20% quặng apatit loại 2 để sản xuất NPK: Thử nghiệm sản phẩm NPK-S 5-10-3+8S trên dây chuyền NPK1 có sử dụng lân 14,5% P₂O₅ hữu hiệu đi từ quặng loại 2. Ngày tiến hành sản xuất là ngày 21 tháng 3 năm 2024, mẫu đối chứng là mẫu sản phẩm sản xuất bằng lân 16% P₂O₅ hữu hiệu % đi từ quặng tuyển. Tổng số lượng sản phẩm thử nghiệm là: 60 (tấn). Sau khi sản xuất xong tiến hành xếp lưu, mỗi lô 30 tấn để theo dõi đánh giá về chất lượng, màu sắc và tính đóng cứng của sản phẩm. Các mẫu được đóng vào bao loại 25kg xếp lưu kho chồng cao 40 bao/hàng.

Sau 1 tháng kiểm tra, đánh giá thực tế chất lượng sản phẩm, màu sắc, tính chất vật lý của 2 mẫu, kết quả đạt được: Chất lượng, màu sắc, độ ẩm sản phẩm, hàm lượng dinh dưỡng trong sản phẩm không thay đổi so với sản phẩm thông thường Công ty đang sản xuất bằng loại lân 16% P₂O₅ hữu hiệu; Sau khi vần đập kiểm tra lấy những bao xếp từ hàng thứ 5 trở xuống bị đè nén nhiều thấy rằng các bao sản phẩm tơi, rời, không bị đóng cứng vón cục, màu sắc các hạt sản phẩm trong bao qua cảm quan đánh giá không có gì thay đổi so với lô sản phẩm có sử dụng supe lân loại 15% và 16% P₂O₅ hữu hiệu.

Đến nay việc sản xuất supe lân trộn quặng 2 đã đi vào ổn định, supe lân sản xuất ra đã được cấp toàn bộ cho sản xuất NPK và phối trộn để bán lân thương phẩm.

Với sản lượng lên đến 25.000 tấn quặng 2 được đưa vào sản xuất trong 6 tháng, Công ty đã sản xuất được 205.000 tấn lân. Sáng kiến này giúp Công ty ổn định sản xuất, duy trì chất lượng sản phẩm NPK, góp phần chủ động nguyên liệu đầu vào.

Trong điều kiện nguồn cung quặng apatit loại 1 ngày càng khó khăn, sáng kiến này không chỉ giúp Công ty tận dụng được nguồn nguyên liệu hiện có, mà còn góp phần giảm chi phí sản xuất tới hơn 8,29 tỷ đồng, đồng thời vẫn đảm bảo chất lượng sản phẩm ổn định. Đây là minh chứng tiêu biểu cho tinh thần “vượt khó bằng trí tuệ”, nơi mỗi cá nhân trong Công ty đều có thể đóng góp vào sự phát triển bền vững chung.