Photpho (P) là một trong những nguyên tố hóa học được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp. Photpho có nhiều dạng hình thù cơ bản có màu trắng, đỏ, đen .. được phân biệt bởi cấu tạo phân tử, tính chất hóa – lý hoặc màu sắc.
Phổ biến nhất là photpho trắng và photpho đỏ cả hai đều chứa các mạng gồm các nhóm phân bổ kiểu tứ diện gồm 4 nguyên tử phốtpho. Trong sản xuất công nghiệp, photpho trắng có lẫn tạp chất nên có màu vàng thường gọi là photpho vàng, được sử dụng để sản xuất axít photphoric, các loại muối phốtphát v.v…
Nguyên liệu của lò Photpho gồm các loại quặng Apatit, than cốc, đá quắc zit, được gia công đến độ đạt yêu cầu và trộn theo tỉ lệ (SiO2 / CaO : (0.85 – 0.9) / 1) sau đó được đưa liên tục vào lò. Trong lò điện, điện trở và điện hồ quang sản sinh ra một lượng nhiệt năng lớn làm cho nguyên liệu được nung cháy, sinh ra phản ứng hoàn nguyên:
Ca3(PO4)2 + 5C + 2SiO2 = 2P + 5CO + 3Ca2SiO2 – 1.529,647 KJ
Khi nhiệt độ là 800oC, hầu như toàn bộ hơi photpho là P2, khi nhiệt độ giảm dưới 800oC thì kết hợp thành phân tử P4. Toàn bộ hơi Photpho thu được do hoàn nguyên theo kí lò ra ngoài, sau khi ngưng tụ, làm sạch và tinh chế xong được photpho vàng đạt tiêu chuẩn.
Sản xuất Photpho vàng bằng phương pháp lò điện có đặc điểm là dễ cháy, dễ nổ, nhiệt độ cao, điện lưu lớn…Sản xuất Photpho vàng được liệt kê vào một trong những phương thức sản xuất nguy hiểm.
1. Dễ cháy: Photpho vàng gặp không khí sẽ tự cháy, khi cháy tạo thành P205 có tác dụng kích thích, nhất là kích thích đường hô hấp cơ thể con người dễ gây bệnh viêm đường hô hấp, viêm phế quản.
Khí cuối lò sản sinh trong quá trình sản xuất chủ yếu là CO cũng có thể cháy khi gặp nguồn nhiệt.
2. Dễ nổ: Hỗn hợp không khí, chất khí trong khí cuối lò nếu gặp lửa sẽ gây nguy hiểm và có thể nổ ở 12,5- 74,2 %V
3. Chất độc: Photpho vàng là chất độc , người ăn nhầm chỉ cần 0,1g sẽ tử vong.
Hơn 85% lượng khí cuối lò la CO, tùy vào hàm lượng CO mà con người hít phải có thể mắc bệnh lâm sàng, nặng có thể bị mất tri giác, thậm chí có thể tử vong.
4. Nhiệt độ cao: Lò điện khi đưa chất thải ra, xỉ lò nóng chảy ( khoảng 1300- 1500oC), đem ra một lượng nhiệt lớn, nhiệt độ xung quanh sẽ rất cao.
5. Dòng điện lớn: Nguồn nhiệt thứ cấp trong máy biến áp lò điện rất mạnh, nếu như không chú ý rất dễ gây ra sự cố điện giật.
6. Nguyên nhân khác: Lượng nước ô nhiễm sản sinh trong quá trình sản xuất gồm: axit flouric, hydro, photpho nguyên tố…ăn nhầm sẽ tử vong.
Bụi quặng apatit và bụi than cốc có chứa hàm lượng SiO2 nhất định dễ gây mắc bệnh phổi.
Photpho vàng là chất rất độc, trong không khí dễ bốc cháy, vì vậy dây chuyền sản xuất photpho vàng luôn tiềm ẩn nguy cơ gây ô nhiễm, cháy nổ rất lớn nếu không áp dụng các biện pháp nghiêm ngặt để thu hồi, xử lý các chất thải có chứa CO, PO43-, F–, PH3,…
Nguyễn Văn Cần