3 Шляхи утилізації фосфогіпсу

Основну масу фосфогіпсу на даний час направляють у відвали. Транспортування фосфогіпсу у відвали та його зберігання пов'язано з великими капіталовкладеннями. Тому вже давно виникла і продовжує загострюватися проблема необхідності використання даних відходів у народному господарстві.

На даний час вже існує можливість економічно ефективно використовувати фосфогіпсу в таких галузях:

• у сільському господарстві;

• у виробництві сульфату амонію;

• у цементній промисловості як мінералізатор при випалюванні і як домішок до цементного клінкеру замість гіпсу;

для виробництва гіпсових в’яжучих замість використання природного гіпсу;

• для виробництва сірчаної кислоти;

• для виробництва елементарної сірки;

• у целюлозно-паперовій промисловості при виробництві паперу як наповнювач замість каоліну.

Рисунок 3.2 - Схема можливих шляхів утилізації відходів переробки фосфорної сировини

Важливе значення в агрохімії належить сірці, яка займає четверте місце серед поживних елементів. Тому фосфогіпс сам по собі може використовуватися як мінеральне добриво, яке містить сірку і фосфор. Так як він відноситься до низькоконцентрованих добрив по вмісту фосфору, то його використання економічно доцільне на відстані до 500 км від заводів по переробці фосфорної сировини.

Масштаби споживання фосфогіпсу в сільському господарстві можуть бути значно збільшені, так як потреба в сульфаті кальцію велика. Збільшення споживання фосфогіпсу сільським господарством може бути і за рахунок внесення його в кислий грунт в суміші з вапном.

Використання у виробництві сульфату амонію. На деяких підприємствах за кордоном існує виробництво сульфату амонію із фосфогіпсу. Існують два способи одержання сульфату амонію:

• рідинний: CaSO₄ + (NH₄)₂CO₃ → (NH₄)₂SO₄ + CaCO₃↓;

• газовий: CaSO₄ + 2NH₃ +CO₂ + H₂O → (NH₄)₂SO₄ + CaCO₃↓

При виробництві 1т сульфату амонію з фосфогіпсу виділяється 760кг високоякісної крейди, яка може бути використана у виробництві будівельних матеріалів, для вапнування ґрунтів та з іншою метою.

Процес може бути і більш складним. Осаджену крейду випалюють з подальшим розчиненням утвореного СаО. Одночасно одержують концентрат нерозчинених рідкісноземельних елементів.

Використання в цементному виробництві. Застосування фосфогіпсу в цементному виробництві зменшує витрати палива, збільшує продуктивність печей і покращує якість цементного клінкеру. Використання його як мінералізатора при випалюванні сировинної суміші забезпечує економічний ефект у порівнянні з використанням природного гіпсу.

Одержання в’яжучих матеріалів. Фосфогіпс обробляють в автоклавах з введенням поверхнево-активних речовин і деяких водорозчинних неорганічних сполук як регуляторів кристалізації. Одержаний продукт при використанні змішують з водою і утворену суспензію застосовують для виробництва будівельних виробів як в’яжучий наповнювач.

Переробка в елементарну сірку та вапно та сірчану кислоту. При проведенні даного процесу СaSO₄ відновлюють коксом або продуктами конверсії природного газу:

CaSO₄ + 2C → CaS + 2CO₂

CaSO₄ + 4CO → CaS + 4CO₂

CaSO₄ + 4H₂ → CaS + 4H₂O

Потім СaS обробляють у водній суспензії газоподібним СО₂ для одержання Н₂S:

CaS + 4H₂O + CO₂ → H₂S + CaCO₃

З метою одержання сірчаної кислоти H₂S повністю спалюють до SO₂, а для одержання елементарної сірки його відновлюють. СаСО₃ випалюють для одержання СаО.

Деяке практичне значення має бактеріальне вилуговування сірки з фосфогіпсу за допомогою сульфатредуцируючих та інших бактерій.