Nghiên cứu thành phần bã thạch cao phosphogypsum, tách tạp chất, thu hồi thạch cao dùng trong sản xuất vật liệu xây dựng

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 
VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
Chuyên đề I, tháng 4 năm 2019 33
1. Đặt vấn đề
Quặng apatit nguyên liệu chính sản xuất phân bón 
có nhiều dạng quặng khác nhau như hidroxylapatit, 
floroapatit và cloroapatit. Trên thế giới, các mỏ apatit 
lớn là Marốc, Nga, Mỹ, Braxin, Trung Quốc. Ở Việt 
Nam, 90% quặng apatit Lào Cai khai thác tuyển nâng 
cao hàm lượng P2O5 cho sản xuất phân bón DAP theo 
quy trình công nghệ dihydrat DH (quặng phản ứng với 
axit sulfuric tạo axit H3PO4 và CaSO4.2H2O). Bã thạch 
cao phosphogypsum (PG) có thạch cao chiếm trên 70%, 
ngoài ra H3PO4, H2SO4 và HF tạo tính axit cao (pH<3), 
độ ẩm cao, chất hữu cơ (TOC) bị cháy do phân hủy với 
axit đặc tạo mầu đen, các tạp chất ảnh hưởng đến tính 
đồng nhất của xi măng [1][2][6][9][11]. Bã thải PG sau 
băng tải lọc đưa lưu chứa tại bãi của Nhà máy. Mỗi tấn 
P2O5 sản phẩm thì có khoảng 4,5-5 tấn bã PG [2]. Với 
sản lượng thiết kế của nhà máy là 162.000 tấn P2O5 thì 
hàng năm sẽ thải ra khoảng 810.000 tấn PG [10]. 
Quy trình công nghệ dihydrat (DH) có ưu điểm là 
kết tủa CaSO4.2H2O tại nồng độ P2O5 26-32%, nhiệt độ 
70-800C [2], không kén chất lượng quặng, quặng loại 
khô hay loại ướt, thời gian hệ thống hoạt động dài hơn, 
khởi động và tắt dễ dàng. Quá trình gồm: nghiền, phản 
ứng DH, lọc và cô đặc axit [2] và thải bã PG. Nhược 
điểm là tạo sản phẩm axit P2O5 thấp (26-32% P2O5), 
tốn năng lượng, tổn thất P2O5 4-7% do đồng kết tinh 
với canxisulfat ở bã PG [2][6]. Công nghệ hemihydrat 
(HH) có canxisulfat kết tủa dạng hemihydrate (HH), 
sản xuất P2O5 nồng độ 40-52%, nhiệt độ cao 94-970C 
cho phép hạ thấp tổn thất P2O5 do đồng kết tủa, hiệu 
quả thu hồi P2O5 cao hơn 3-6% [2][6], bã PG sạch hơn, 
tiêu tốn ít năng lượng hơn. Việc nghiên cứu cải tiến 
NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN BÃ THẠCH CAO PHOSPHOGYPSUM, 
TÁCH TẠP CHẤT, THU HỒI THẠCH CAO DÙNG TRONG SẢN XUẤT 
VẬT LIỆU XÂY DỰNG
TÓM TẮT
Thành phần bã thạch cao phosphogypsum của quá trình công nghệ dihydrat phân hủy quặng apatit Lào 
Cai với axit sunfuric chủ yếu là thạch cao chiếm 74,75-77,7%, P2O5 còn trong bã từ 1,48-4,83%, F là 0,6-0,67%, 
SiO2 chiếm 0,49-14,29 % và tạp chất hữu cơ và nhiều tạp chất khác. Nghiên cứu độ hòa tan của các tạp chất 
trong axit sunfuric ở các nồng độ và nhiệt độ khác nhau được tiến hành. Kết quả cho thấy, độ hòa tan của 
thạch cao của bã PG đạt tối đa ở axit sunfuric 10%, tăng theo nhiệt độ và làm tăng hiệu quả hòa tách tạp chất 
P2O5, F, TOC, SiO2, Y2O3, SrO cho phép thu thạch cao đáp ứng TCVN 11833: 2017 và sử dụng làm vật liệu 
xây dựng.
Từ khóa: Phosphogypsum, thạch cao, P2O5, F, TOC, loại bỏ tạp chất.
1 Viện Hóa học các Hợp chất thiên nhiên - Viện Hàn Lâm KHCN Việt Nam 
2 Đại học sư phạm II
3 Đại học Bách Khoa Hà Nội 
4 Tổng cục Môi trường 
5 Viện Kỹ thuật nhiệt đới - Viện Hàn Lâm KHCN Việt Nam
Ngô Kim Chi, Đặng Ngọc Phượng 
Chu Quang Truyền, Nguyễn Mai Linh 
Đặng THị Dinh, Nguyễn THị Hằng2 
Đỗ THủy Tiên3 
Phí Hoàng THuý Quỳnh4 
Trần Đại Lâm5
(1)
Chuyên đề I, tháng 4 năm 201934
công nghệ DH của các Nhà máy phân bón tạo bã PG 
sạch hơn, tái sử dụng thạch cao phospho PG tiết kiệm 
tài nguyên và bảo vệ môi trường đã trở nên cấp thiết 
trên toàn thế giới và tại Việt Nam. Ứng dụng rộng rãi 
của bã PG có hàm lượng P2O5 nhỏ hơn 0,5% dùng tỉ lệ 4 
đến 6% làm chất chậm đông thay thế thạch cao tự nhiên 
cho sản xuất xi măng đã được nghiên cứu và ứng dụng 
[1][11]. Với nhu cầu tiêu thụ xi măng của Việt Nam vào 
2020 lên đến 95 triệu tấn, năm 2030 là 115 triệu tấn thì 
lượng thạch cao từ bã PG sử dụng làm phụ gia cho sản 
xuất xi măng sẽ rất lớn [11]. Hiện chưa có nghiên cứu 
loại bỏ photpho đồng kết tủa (thường chiếm 50% trong 
P2O5ts) bằng axit H2SO4 có sẵn tại Nhà máy để loại bỏ 
P2O5 và tạp chất khỏi bã PG để thu thạch cao phospho 
sử dụng làm phụ gia xi măng và sản xuất tấm thạch cao. 
Vì vậy, chúng tôi tiến hành nghiên cứu thành phần hóa 
lý bã PG của Nhà máy phân bón DAP1 và DAP2, hòa 
tách tạp chất (P2O5, chất hữu cơ TOC, F, SiO2, nguyên tố 
hiếm Y2O3 và một số nguyên tố khác) bằng axit H2SO4 ở 
các nồng độ, nhiệt độ khác nhau, đánh giá hiệu quả loại 
bỏ tạp chất, thu PG làm vật liệu xây dựng.
2. Đối tượng và phương pháp nghiên cứu
2.1. Vật liệu, hóa chất, thiết bị
Bã PG Nhà máy phân bón DAP1 Đình Vũ - Hải 
Phòng và DAP2 Lào Cai lấy tại bãi chứa (kí hiệu DAP1b, 
DAP2b) và tại băng tải lọc (kí hiệu DAP1m, DAP2m), 
thời gian lấy mẫu: 3-7/2018.
Khảo sát hình ảnh bề mặt mẫu PG bằng phương 
pháp hiển vi điện tử quét (JEOL JSM6500F). Thành 
phần pha xác định bằng phương pháp nhiễu xạ tia X 
(D8- Advance 5005). Khả năng hấp thụ ánh sáng đặc 
trưng bằng phổ hấp thụ UV-Vis (1800PC Shimadzu). 
Thành phần các nguyên tố có trong bã PG được xác 
định bằng phương pháp phổ tán xạ năng lượng tia X 
(Hitachi S-4700 High Resolution) và phân tích nguyên 
tố Flash 2000. Nồng độ P2O5 xác định bằng phương pháp 
trắc quang ở bước sóng 725nm (UV 1800, Shimadzu) 
có mặt amonimolipdat. Nguyên tố kim loại nặng xác 
định bằng quang phổ phát xạ nguyên tử ICP-OES.
2.2. Phương pháp phân tích hóa lý
Phân tích pH theo TCVN 9339: 2012, độ ẩm theo 
TCVN 9807: 2013, nước liên kết theo TCVN 8654-
2011[4]. Hàm lượng SO4 hòa tan theo APHA 4500-SO42- 
[5]. Hàm lượng chất hữu cơ tổng số (TOC)phương pháp 
Walkley Black.Pts và Pht phương pháp APHA [5], Fts, 
Fht theo SPANDS, APHA 4500 F[5]. CaSO4.2H2O theo 
TCVN 9807: 2013, các chỉ tiêu sử dụng thạch cao làm 
VLXD theo TCVN 11833: 2017 và TCVN 8256: 2009.
2.3. Phương pháp hòa tách với axit H2SO4
Mẫu bã PG sấy, nghiền, cho vào bình phá mẫu phản 
ứng với dung dịch axit sunfuric 0-45% và tiến hành gia 
nhiệt ở 28 - 950C có khuấy trộn trên bếp từ gia nhiệt. Bã 
PG cho vào với tỉ lệ giữa khối lượng axit/bã PG (L/R) 
từ 1-3, duy trì tốc độ khuấy 300 - 500 vòng/phút, duy 
trì nhiệt độ của hệ ổn định trong thời gian khảo sát. 
Bã PG sau hòa tách được để lắng. Phần dung dịch lọc 
được tiến hành đánh giá hiệu quả hòa tách. Rửa phần 
rắn bằng nước cất 3 lần, trung hòa với CaO. Sấy khô ở 
450C trong 5 giờ.
2.4. Phương pháp đo hiệu quả hòa tách tạp chất
Xác định hiệu quả hòa tách tạp chất ở các nhiệt độ, 
nồng độ axit khác nhau trên cơ sở xác định hàm lượng 
tạp chất trong bã PG trước xử lý và tạp chất P2O5, F, 
TOC, SiO2 hòa tan trong môi trường axit H2SO4.
3. Kết quả và thảo luận 
3.1. Thành phần hóa học quặng nguyên liệu và bã 
PG
Thành phần quặng apatit Lào Cai nguyên liệu và 
bã PG của Nhà máy phân bón (DAP1 và DAP2) sản 
xuất axit H3PO4 công nghệ dihydrat được đưa ở Bảng 1, 
Bảng 2. So với quặng thế giới, quặng của Việt Nam có 
hàm lượng P2O5 cao hơn nguồn quặng ở Pakistan hay 
Israsel do quặng được qua tuyển nổi, làm giầu thành 
phần P2O5 cao trên 32% [6][7]. Hàm lượng CaO thấp 
hơn so với các nguồn quặng khác, tạp chất F ở mức cao 
(3,18%), cao so với một số nguồn quặng của Pakistan, 
Brazil, Venezuela. Bên cạnh đó, hàm lượng oxit nhôm 
và oxit sắt có giá trị cao với tổng lượng oxit nhôm và sắt 
đến 5,54%.
Các tạp chất trong nguồn liệu ảnh hưởng đến quá 
trình phân hủy quặng, chế biến và chất lượng axit H3PO4 
thành phẩm, các tạp chất có trong nguyên liệu lưu chứa 
tại bã PG, làm tăng ăn mòn, hư hỏng kim loại, nhựa của 
thiết bị sản xuất, gây khó khăn cho tái sử dụng bã PG 
làm vật liệu xây dựng [1][2][6][9][11] và gây ô nhiễm 
môi trường, ảnh hưởng sức khỏe do phát tán chất độc 
hại [1][2][6] (Hình 1a).
+ Về mặt hình thái: Bã PG là vật liệu dạng bột, do các 
lỗ rỗng chứa axit dư nên bã PG có tính axit cao (pH<3), 
kích cỡ hạt chiếm ưu thế đường kính <0,045 mm, cấu 
trúc tinh thể chủ yếu là hình hộp chữ nhật và dạng sáu 
cạnh (Hình 1b). Thạch cao sau xử lý kích cỡ dưới 10 µm, 
hình hộp chữ nhật và dạng sáu cạnh (Hình 1c).
Mẫu DAP 2b có hàm lượng P2O5 cao so với DAP1b. 
Hàm lượng photpho hòa tan và tổng số P2O5 ht , P2O5 
ts bã PG bãi chứa thấp hơn so với bã PG ở dây chuyền 
lọc. Bã PG chủ yếu là thạch cao CaSO4.2H2O (chiếm 74-
77%) cần tái sử dụng lượng SiO2(chiếm 10,19-14,29%), 
hàm lượng F là 0,6-0,67%.
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 
VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
Chuyên đề I, tháng 4 năm 2019 35
Bảng 1. THành phần hóa học apatit nguyên liệu tại Việt Nam và một số nước [6]
THành 
phần, %
Florida, 
USA
North 
Carolina, 
USA
Hazara, 
Pakistan
Monte 
Fresca, 
Venezuela
Araxa, 
Brazil
Hidalgo, 
Mexico
Sahara, 
Morocco
Ruseifa, 
Jordan
Oron, 
Israel
Lao Cai, 
Vietnam
[7]
P2O5 31,2 29,7 28,5 34,18 35,5 43,3 34,2 33,4 29,8 32,2
CaO 45,0 47,4 41,9 42,30 47,3 46,3 50,3 51,0 51,0 40,2
Cl 0,05 0,015 0,03 – 0,001 0,02 0,02 4,2 0,03 0,03
F 3,60 3,53 2,92 2,94 2,54 – 3,8 4,9 3,8 3,18
SiO2 9,48 1,73 23,2 10,29 0,41 2,8 – 0,2 0,68
Fe2O3 1,33 0,79 1,85 0,66 2,42 – 0,22 0,3 0,2 1,72
Al2O3 1,76 0,53 1,0 1,15 0,32 1,11 0,48 – 0,3 3,82
MgO – 0,79 0,13 0,21 0,07 2,17 0,12 – – 0,7
Na2O 0,89 0,98 0,16 1,30 0,03 0,05 – – –
K2O 0,11 0,17 0,31 0,18 0,10 – – 4,5 –
CO2 3,48 4,18 1,1 – 1,7 0,02 2,7 – 7,8 0,65
Chữu cơ 2,18 1,38 0,18 – <0,1 – 0,06 – 0,6
Tổng S 1,05 1,1 0,18 – 1,52 – – – –
Bảng 2. THành phần bã PG Nhà máy phân bón DAP1, DAP2 trước và sau xử lý axit
THành phần 
%
THành phần bã PG trước xử lý PG sau xử lý đáp ứng 
TCVN11833:2017
DAP2b DAP2m DAP1b DAP1m DAP1m Nhiệt độ 
thường
Nhiệt độ 
cao
Al2O3 0,59 1,06 0,29 0,33 0,95 0,33 0,23
SiO2 11,69 10,12 14,29 11,30 10,49 6,66 2,14
P2O5 1,87 4,83 1,48 1,84 1,72 0,41 0,03
K2O 0,155 0,204 0,266 0,23 0,26 0,13 0,11
CaSO4.2H2O 74,75 73,10 77,79 76,86 76,02 87,5 95,9
Na2O 0,03 0,032 0,018 0,019 0,019 0,019 0,016
TiO2 0,255 0,18 0,318 0,27 0,19 0,19 0,18
MnO 0,029 0,119 0,025 0,02 0,05 0,01 0,005
Fe2O3 0,329 0,229 0,266 0,22 0,2 0,09 KPH
F 0,62 0,67 0,61 0,62 0,6 0,4 0,02
Cl 0,04 0,05 0,03 0,03 0,034 0,02 KPH
SrO2 0,121 0,084 0,1218 0,18 0,085 0,144 0,08
Y2O3 0,022 0,01 0,026 0,02 0,01 0,01 KPH
KPH: Không phát hiện
▲Hình 1a. Phổ tán sắc năng lượng tia X mẫu bã 
PG (DAP1b)
▲Hình 1b. XRD bã PG trước xử lý ▲Hình 1c. SEM bãPG xử lý axit 
Chuyên đề I, tháng 4 năm 201936
Hiệu suất thu hồi P2O5 của quy trình công nghệ 
dihydrat của cả hai Nhà máy không cao nên lượng P2O5 
tồn dư trong bã PG lớn (1,48-4,83%). Việc sử dụng trực 
tiếp bã PG ở bãi chứa không qua xử lý sẽ không đáp 
ứng tiêu chuẩn kĩ thuật TCVN 11833: 2017 thạch cao 
phospho dùng làm phụ gia xi măng cho sản xuất vật 
liệu xây dựng, Bảng 2. Bã PG có chứa, các nguyên tố 
kim loại nặng, tuy nhiên không có nguyên tố nào vượt 
ngưỡng chất thải nguy hại theo QCVN 07-2009, hàm 
lượng Sr không lớn hơn 0,2%, nguyên tố hiếm La, Y tỷ 
lệ thấp. Trong nghiên cứu này, chúng tôi không đánh 
giá hoạt độ phóng xạ của bã PG do apatit Lào Cai đã 
được đánh giá an toàn trước đó [8]. 
3.2. Nghiên cứu độ hòa tan của bã PG trong axit 
H2SO4
a. Khảo sát độ hòa tan của thạch cao tinh khiết 
trong axit H2SO4
Khảo sát cho thấy, thạch cao tinh khiết ít tan trong 
nước ở 250C, độ tan không thay đổi nhiều khi có axit 
nồng độ khác nhau. Tan tốt hơn ở nồng độ H2SO4 0,5M 
(gần 5%) nhiệt độ thường. Tăng nhiệt độ, độ hòa tan 
tăng lên rất rõ rệt. Đặc biệt, khi thêm axit H2SO4 nồng 
độ từ 0-1,5M, độ hòa tan tăng nhanh. Đồng thời, nhiệt 
độ tăng, hiệu quả hòa tan tăng gấp 5,5 lần so với nhiệt 
độ 25oC, độ hòa tan cao hơn cả ở 90oC.
b. Khảo sát hòa tách P2O5 của bã PG trong axit 
H2SO4 
Tương tự, cho bã PG khuấy trộn trong H2SO4, kết 
quả đưa ở Hình 2a. Nhiệt độ tăng từ 280C đến 900C cho 
thấy, hiệu suất hòa tách P2O5 tăng... Axit H2SO4 nồng độ 
10%-15% cho hiệu quả hòa tách P2O5 tốt nhất ở nhiều 
nhiệt độ khảo sát, kết quả phù hợp với khảo sát đã công 
bố trước đó [1]. Hiệu quả hòa tan thạch cao của bã PG 
tăng nhanh trong khoảng nồng độ axit sunfuric khoảng 
sát 10-30% khi gia nhiệt (Hình 2b). 
c. Hiệu quả hòa tách P2O5, F, SiO2, TOC 
Hiệu quả hòa tách P2O5, F và TOC và SiO2 được đưa 
ra ở Bảng 3. Phổ tán sắc năng lượng tia X- EDX của PG 
xử lý với axit nhiệt độ thường và gia nhiệt (Hình 3a, 
3b). Kết quả cho thấy, PG hòa tách tạp trong axit H2SO4 
10% nhiệt độ thường đạt yêu cầu TCVN 11833: 2017, 
tạp chất dạng vết, PG hòa tách tạp nhiệt độ cao (900C) 
loại bỏ trên 80% tạp chất, mẫu trắng sáng. Tuy phải sử 
dụng axit, nhưng lượng axit này quay vòng và sử dụng 
lại cho quá trình phân huỷ quặng. 
▲Hình 2a. Hiệu quả loại bỏ P2O5 ▲Hình 2b. CaSO4 tan trong axit H2SO4
Bảng 3. Hiệu quả hòa tách P2O5, F, TOC, SiO2 bã thải PG của Nhà máy DAP1
Hiệu quả tách tạp 
chất (η) từ PG
PG trước xử lý M1: hòa tách axit 
5%, 280C
M2: hòa tách axit 
10%, 280C
M3: hòa tách axit 
30%, 700C
M4: hòa tách axit 
45%, 900C
P2O5ht (%) 0,5 0,03 0,01 0,002 0,001
P2O5ts(%) 1,7 0,47 0,35 0,33 0,028
ηtách P2O5ht 94 98 99,6 99,79
ηtách P2O5ts 72,3 78,1 88,5 98,35
SiO2 (%) 10,9 9,79 8,59 2,92 2,13
ηtách SiO2(%) 10,2 21,21 73,2 80,39
Fts (%) 0,79 0,23 0,19 0,08 0,022
ηtách Fts (%) 70,73 75,7 89,2 97,21
TOC (% w/w) 1,1 0,99 0,94 0,55 0,1
η tách TOC, % 10 15 50,1 90,9
η: Hiệu quả tách tạp chất
KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 
VÀ ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ
Chuyên đề I, tháng 4 năm 2019 37
Hòa tách kim loại Fe, Altrong axit H2SO4 có hiệu 
quả tốt. Độ tan của SiO2 có cải thiện khi nhiệt độ và 
nồng độ axit cao. Nguyên tố SrO và nguyên tố hiếm 
Y2O3, hòa tách với axit H2SO4 10% hiệu quả tốt hơn 
với so với H2SO4 5%. Loại bỏ SiO2 đạt 73,2% với axit 
30%, 700C kèm theo tạp chất đen (TOC) loại bỏ được 
50,1%. Thạch cao tinh sạch (mẫu M4) có tỷ lệ loại bỏ 
tạp chất P, F, Fe, Al cao trên 97%, loại SiO2 (80,39%), 
TOC (90,9%) cho thạch cao trắng. Bên cạnh đó chỉ cần 
axit H2SO4 10% ở nhiệt độ thường 280C, hòa tách P2O5, 
F, Y, Sr trong bã PG tốt so với axit 5%. 
Kết quả cho phép tiến hành hòa tách thử nghiệm 
theo mẻ bã PG với H2SO4 10%, tỷ lệ L/R là 3, rửa nước 
3 lần, trung hòa CaO và sấy mẫu. Mẫu PG kiểm định 
đáp ứng TCVN 11833: 2017. Mẫu thạch cao tinh sạch 
loại tối đa tạp chất với axit sunfuric nồng độ cao, nhiệt 
độ cao 900C có CaSO4.2H2O trên 95% và TOC<0,1%, 
thu thạch cao dạng dihydrat sạch làm tấm thạch cao 
đạt tiêu chuẩn TCVN 8256: 2009.
4. Kết luận
Kết quả cho thấy, cơ sở để cải thiện chế độ công 
nghệ chế biến quặng apatit và xử lý PG tại nguồn thải 
tạo thạch cao sử dụng trong sản xuất vật liệu xây dựng, 
hạn chế chất thải gồm các giải pháp kỹ thuật sau: 1) 
Bổ sung H2SO4 nồng độ cao đến 45% vào quặng phân 
hủy, bổ sung nhiệt 900C-950C để có canxisulfat tủa 
dạng hemihydrate (HH), khi nhiệt độ hạ sẽ tái kết tinh 
dạng DH với điều chỉnh nồng độ axit H2SO4 và nhiệt 
độ ở một phần bể phân hủy áp dụng kết tinh - tái kết 
tinh, tăng hiệu quả thu hồi P2O5. 2) Tăng thời gian tiếp 
xúc của axit H2SO4với bã PG ở băng tải lọc để hòa tách 
P2O5 ra khỏi bã PG. 3) Thu hồi thạch cao photpho tại 
nguồn khi cho bã PG hòa tách với dòng axit H2SO4 
10% rửa nước và trung hòa với CaO, làm khô và sấy 
cho thạch cao đáp ứng TCVN 11833: 2017. 4) Thu 
thạch cao tinh sạch (CaSO4.2H2O >95%), TOC<0,1%) 
khi cho bã PG hòa tách với axit sunfuric 45%, nhiệt 
độ 900C cùng với việc tái sử dụng axit và tận dụng 
nhiệt của quá trình phân huỷ quặng. Việc sử dụng axit 
H2SO4 hòa tách tạp chất cho phép thu hồi thạch cao 
đáp ứng TCVN 11833: 2017, không những tạo thạch 
cao sử dụng cho sản xuất vật liệu xây dựng mà còn đáp 
ứng các tiêu chí của hóa học xanh và sản xuất bền vững 
trong công nghiệp hóa chất với nguyên tắc chủ đạo là 
hạn chế chất thải, tiết kiệm năng lượng, giảm chất độc 
hại, tái sử dụng tài nguyên khi giảm chất thải phát sinh 
ngay tại nguồn phát thải.
Lời cảm ơn: Nghiên cứu được thực hiện với sự hỗ 
trợ của đề tài KHCN mã số ĐT20-2017-BXD và Công 
ty cổ phần DAP - Vinachem - Đình Vũ - Hải Phòng■
d. Bã PG hòa tan trong axit H2SO4
Hòa tan bã PG trong axit H2SO4 (Hình 2b) ta thấy 
độ hòa tan của CaSO4 tăng khi tăng nồng độ H2SO4, 
đạt giá trị tối đa và giảm dần ở các nhiệt độ thí nghiệm. 
Hòa tách PG nhiệt độ thường 280C cần H2SO4 nồng 
độ 10-30% để thạch cao PG tan tốt hơn, nhưng nhiệt 
độ cao 55-700C thì chỉ cần axit 10-15% cho phép đạt 
độ hòa tan tối đa. Trên 30% (3M) ở trên 900C khi 
CaSO4 đạt mức quá bão hòa, sẽ có các dạng khác nhau 
calcium sulfate dihydrat (DH), hemihydrat (HH), có 
chuyển dịch cân bằng giữa hai dạng canxisunlfat dạng 
dihydrat và hemihydrat. Nghiên cứu điều kiện tối 
ưu, yếu tố cần khảo sát sẽ thay đổi, yếu tố còn lại giữ 
nguyên không đổi, khảo sát tỷ lệ axit/PG (L/R), thời 
gian, nhiệt độ, tốc độ khuấy, loại axit hòa tách, nồng 
độ axit để lựa chọn ra hòa tách với H2SO4 là tối ưu sẽ 
trình bày riêng biệt tại một nghiên cứu khác.
Bảng 4. Hiệu quả hòa tách Y2O3 và SrO ở nhiệt độ 280C
Tác nhân và 
nguyên tố 
hòa tách 
5% H2SO4 10% H2SO4 45% H2SO4
Hiệu quả 
tách Y2O3 
(%)
10,25 51,45 80,51
Hiệu quả 
tách SrO 
(%)
0 20,78 66,77
Hình 3a bã PG xử lý với sunfuric 10% ở 280C vẫn 
còn tạp chất Fe, Al, Si, P. Hình 3b bã PG xử lý H2SO4 ở 
nhiệt độ cao tạp chất còn lại không đáng kể.
▲Hình 3a. Phổ tán sắc năng lượng tia X EDX - mẫu DAP1 
ở 280C
▲Hình 3b. Phổ tán sắc năng lượng tia X- EDX - mẫu DAP1 
xử lý axit ở 900C
Chuyên đề I, tháng 4 năm 201938
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1 TCVN 11833:2017. Thạch cao phospho dùng để sản xuất 
xi măng.
2. TCVN 8654 2011: Phương pháp xác định hàm lượng nước 
liên kết.
3. Bùi Quốc Huy (2015). Nghiên cứu làm giàu quặng apatit 
Lào Cai loại II bằng Axitphotphoric, Tạp chí Hóa học 53 
(3e12), 445-448.
4. Lê Ngọc Hùng (2017). Nghiên cứu tác động môi trường do 
sử dụng Apatit Lào Cai chứa phóng xạ sản xuất phân bón 
tại Công ty cổ phần Supe phốt phát và Hóa chất Lâm Thao. 
Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất. Tập 58 (2), 99-107.
5. Văn Viết Thiên Ân (2018). Ảnh hưởng của thạch cao 
photpho đến các tính chất cơ lý của xi măng pooc lăng 
PC40. Tạp chí Khoa học Xây dựng. Tập 12 (2), 98-110.
6. Van der Merwe EM., 2004. Purification of South African 
phosphogypsum for use as Portland cement retarder by a 
combined thermal and sulphuric acid treatment method, 
South African Journal of Science 100 (10), 411-414.
7. Büchel KH., (2008). Industrial Inorganic Chemistry. 2nd 
ed., John Wiley & Sons, 2008. ISBN: 978-3527613335 .
8. APHA 4500-P, F và SO42- Standard method for the 
examination of water and wasterwater, 18th edition 1992. 
9. Benjamín Valdez Salas, (2017). Phosphoric Acid Industry 
- Problems and Solutions. DOI: 105772/intechopen.70031. 
Pages 83-99.
10 Tabikh A.A., (1971). The nature of phosphogypsum 
impurities and their influence on cement hydration’’, 
Cement and Concrete Research, 1(6):663-678.
11. 
STUDY ON PHOSPHOGYPSUM COMPOSITION, IMPURITY 
REMOVAL AND GYPSUM RECOVERY FOR CONSTRUCTION 
MATERIAL PRODUCTION
Ngô Kim Chi, Đặng Ngọc Phượng, Chu Quang Truyền, Nguyễn Mai Linh
Institute of Natural Products Chemistry - Vietnam Academy of Science and Technology
Đặng THị Dinh, Nguyễn THị Hằng
Hanoi Pedagogical University II
Đỗ THủy Tiên
Hanoi University of Science and Technology
Phí Hoàng THuý Quỳnh
Vietnam Environment Administration
Trần Đại Lâm
Institute for Tropical Technology - Vietnam Academy of Science and Technology
ABSTRACT
Gypsum accounts for 74.75-77.7% in phosphogypsum of fertiliser plants. The other components are 
P2O5 (1,48% - 4,83%), F (0.6-0.67%), SiO2 (10.49%-14.29%), organic and other impurities. The study of the 
solubility of PG impurities in sulfuric acid at different concentrations and temperatures was conducted. The 
results showed that the solubility of PG gypsum reached a maximum at 10% sulfuric acid, increasing with 
temperature, and increasing the efficiency of separating the impurities of P2O5, F, TOC, SiO2, Y2O3, SrO. This 
allowed for a collection of gypsum from PG that meets TCVN11833: 2017 and could be used in construction 
material production.
Key words: Phosphogypsum, gypsum, P2O5, F, TOC, impurity removal.