О комплексных методах переработки фосфогипса
Твердые отходы (фосфогипс завода минеральных удобрений) как один из основных источников загрязнения окружающей среды Жамбылской области токсичными веществами. Химический состав фосфогипса. Направления экологической целеобразности утилизации фосфогипса.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 02.02.2019 |
| Размер файла | 380,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
УДК 661.842.532 + 668.8
ТарГУ им. М.Х. Дулати, г. Тараз
О комплексных методах переработки фосфогипса
Рахымжанова Л., Мырзахметов Б.
Шолактеги А., Сугурбекова Г.
Одним из основных источников загрязнения окружающей среды Жамбылской области токсичными веществами является твердые отходы - фосфогипс завода минеральных удобрений. В отвалах завода минеральных удобрений накопилась более 25 млн. тонн фосфогипса. Экологическая опасность этого отхода определяется химико - минералогическим составом и физико-химическими свойствами. Примерный состав фосфогипса образовавшегося в производстве экстракционной фосфорной кислоты приведенные в литературных источниках [1] предоставлено в таблице №1.
фосфогипс минеральный загрязнение утилизация
Таблица 1. Химический состав фосфогипса
|
Содержание компонентов в % |
|||||||
|
СаО |
SO3 |
P2O5 общ. |
P2O5 (возн) |
R2O3 |
F |
H.O(SiO2) |
|
|
32.5 |
46.5 |
до 1.6 |
до 0,6 |
0,5 |
0,3 |
17 |
Соединения фосфора, фтора и сульфатов токсичны и водорастворимы, поэтому под действием дождевых и талых вод происходит заражение водоемов. Загрязнение подземных вод приводит к повышению содержания фтора, фосфора и сульфатов. Например, в подземных водах города Тараза содержание фтора составляет 8,2 мг/л, что превышает ПДК в 8 раз. Это создает большую опасность для здоровья человека и домашних животных.
Наряду с этим под действием перепада температур и атмосферных давлении и влаги отходы подвержены постепенному разрушению с образованием пыли и выделением газов. Пылевое загрязнение атмосферного воздуха является особенно опасным для человека. Пыль отходов, содержащих соединения фтора, фосфора и сульфатов вызывает заболевание глаз, дыхательных путей, способствует развитию сердечно - сосудистых заболеваний, поражению почек, печени и желудка.
Твердые отходы промышленных предприятий требуют отчуждения больших земельных площадей для складирования. Хранение фосфогипса в отвалах и транспортирование его в отвалы связаны с большими капитальными эксплуатационными затратами. Например, капитальные затраты составляют в среднем 1000 тенге на 1т P2O5, что составляет ~18% от стоимости сооружения собственного производства экстракционной фосфорной кислоты. Эксплуатационные затраты в среднем 250 тенге 1т P2O5 или 12% от стоимости переработки сырья.
Вместе с тем существует техническая возможность и экологическая целеобразность утилизации фосфогипса в следующих направлениях:
· В сельском хозяйстве для мелиорации солончаковых почв;
· В цементной промышленности в качестве гипсовых вяжущих;
· Для производства элементной серы и серной кислоты;
· Для получения редкоземельных элементов.
Извлечение редкоземельных элементов из отхода фосфогипса наиболее перспективное направление в решении экологической проблемы и экономический выгодно.
США, как негде в мире, достигнул успеха в комплексной переработке фосфогипса. Прежде всего, это относится к извлечению редкоземельных элементов (PЗЭ). Следует заявить, что уже в 60 - е годы прошлого столетия ряд работ по РЗЭ в США курируется министерством атомной энергетики. Но даже известные предложения, такие, как получение сульфата аммония, серной кислоты из фосфогипса говорят о масштабности работ по его использованию.
За период 1990 - 2005 годы наблюдается дополнительный рост производств и потреблении редкоземельной продукции. Прогноз мирового потреблены РЗЭ 2010 г, представленного на рис. 1.[1]
Рис 1. Прогноз мирового потребления РЗЭ в 2010.
Исходя из изложенного можно сделать заключение, что наиболее перспективными направлениями утилизации фосфогипсовых отходов является его комплексная переработка с получением чистого карбоната кальция, сульфата натрия или аммония и соли редкоземельных элементов.
Существует достаточно большое количество известных и новых методов по извлечению солей редкоземельных элементов из фосфогипса:
1. Обработка фосфогипса хлоридом и сульфатом аммония с получением чистого безводного гипса и концентратов редкоземельных элементов [3].
2. Комплексная переработка фосфогипса в сульфат аммония и карбонат кальция с извлечением редкоземельных элементов [4].
3. Гидрометаллургическая переработка фосфогипса на сульфат натрия, карбонат кальция с получением концентрата редкоземельных элементов [5].
Выбор метода переработки и его эффективность зависит от химического состава и физико - химических свойств фосфогипса. В связи с этим нами были отобраны образцы фосфогипса из различных точек отвала фосфогипса завода минеральных удобрений, расположенный возле автотрассы Тараз - Асса. Химический состав фосфогипса исследовано физика - химическими методами и результаты приведены в таблице №2.
Таблица 2.Химический состав фосфогипса
|
Образцы |
Компоненты в % |
|||||||
|
CaO |
SO42- |
P2O5 |
F- |
Al2O3 |
Fe2O3 |
H.O |
||
|
1 |
25 |
57 |
1,1 |
0,55 |
0,15 |
0,2 |
16 |
|
|
2 |
26 |
56 |
1,2 |
0,56 |
0,18 |
0,3 |
15,76 |
|
|
3 |
24 |
56 |
1,1 |
0,54 |
0,14 |
0,25 |
18 |
|
|
4 |
25 |
58 |
1,4 |
0,57 |
0,16 |
0,22 |
14,65 |
|
|
средний |
25 |
56,2 |
1,2 |
0,55 |
0,155 |
0,24 |
16,5 |
Результаты химического анализа адекватны с результатами литературных данных приведенной в таблице №1. Из за малой концентрации невозможно определить содержание редкоземельных элементов и поэтому проведен рентгеноскопический анализ. Анализ проводился в Институте органического катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского МОН РК. Результаты рентгеноскопического анализа проведены на рис 2, 3 и в таблице 3, 4.
Таблица 3. Состав фосфогипса первого образца по рентгеноскопическому анализу
|
Спектр |
O |
F |
Al |
Si |
P |
S |
K |
Ca |
Ti |
Fe |
Mo |
Итог |
|
|
Спектр 1 |
51,40 |
0,84 |
0,24 |
4,46 |
0,37 |
13,98 |
0,03 |
20,96 |
0,14 |
0,96 |
6,64 |
100,00 |
|
|
Спектр 2 |
51,94 |
0,87 |
0,30 |
3,69 |
0,69 |
14,43 |
0,10 |
22,35 |
0,04 |
0,58 |
5,01 |
100,00 |
|
|
Спектр 3 |
51,54 |
1,87 |
0,30 |
2,97 |
0,71 |
15,13 |
0,09 |
23,75 |
0,10 |
0,63 |
2,92 |
100,00 |
|
|
Орташа |
51,63 |
1,19 |
0,28 |
3,71 |
0,59 |
14,51 |
0,07 |
22,35 |
0,09 |
0,72 |
4,85 |
100,00 |
|
|
Ауыт?уы |
0,28 |
0,58 |
0,03 |
0,75 |
0,19 |
0,58 |
0,04 |
1,40 |
0,05 |
0,21 |
1,87 |
||
|
Макс. |
51,94 |
1,87 |
0,30 |
4,46 |
0,71 |
15,13 |
0,10 |
23,75 |
0,14 |
0,96 |
6,64 |
||
|
Мин. |
51,40 |
0,84 |
0,24 |
2,97 |
0,37 |
13,98 |
0,03 |
20,96 |
0,04 |
0,58 |
2,92 |
Таблица 4.Состав фосфогипса второго образца по рентгеноскопическому анализу.
|
Спектр |
O |
F |
Al |
Si |
P |
S |
Ca |
Sr |
Итог |
|
|
Спектр 1 |
49,09 |
1,10 |
0,17 |
0,60 |
0,64 |
20,88 |
24,05 |
3,49 |
100,00 |
|
|
Спектр 2 |
49,96 |
0,50 |
0,10 |
0,35 |
0,44 |
21,08 |
24,85 |
2,71 |
100,00 |
|
|
Спектр 3 |
49,16 |
1,51 |
0,16 |
0,64 |
0,48 |
20,80 |
24,44 |
2,82 |
100,00 |
|
|
Орташа |
49,40 |
1,04 |
0,14 |
0,53 |
0,52 |
20,92 |
24,45 |
3,01 |
100,00 |
|
|
Ауыт?у |
0,49 |
0,50 |
0,04 |
0,16 |
0,10 |
0,14 |
0,40 |
0,42 |
||
|
Макс. |
49,96 |
1,51 |
0,17 |
0,64 |
0,64 |
21,08 |
24,85 |
3,49 |
||
|
Мин. |
49,09 |
0,50 |
0,10 |
0,35 |
0,44 |
20,80 |
24,05 |
2,71 |
Рис. 2. Рентгеноскопия первого образца фосфогипса
Рис. 3. Рентгеноскопия второго образца фосфогипса
Как видно из приведенных данных содержание молибдена достигает до 5%, стронция до 3%. На оснований этого можно сделать выводы, что комплексная переработка фосфогипса для получения чистых солей кальция и концентрата редкоземельных элементов является экономический выгодной. Исследовании по получению молибдена из концентрата редкоземельных элементов полученного при переработке фосфогипса требует более конкретных исследовании.
Литература
1. Эвенгик С.Д., Бродский А.А. Технология фосфорных комплексных удобрений. М. 1987г.
2. Кто освоит редкоземельной Клондайк? Химия и Бизнес, 2004г.
3. Ольгинский А.Г., Крайнюк Е.В. Экономический эффективная переработка фосфогипса - отхода производства минеральных удобрении: 1 - я Международная Конференция. «Сотрудничество для решения проблемы отходов» Харков, 5 - 6 февраля 2006г.
4. Эрайзер Л. Н., Горнев В. А., Коос Г.В. Разработка способа переработки фосфогипса в полезные продукты. Трузи ОГПУ, 1998г №1. С - 32 - 36.
5. Гидрометаллургическая переработка фосфогипса на сульфат натрия, карбонат кальция, соединения редкоземельных элементов и углекислой стронций конкурс русских инновации - 2005 - 2006г.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Производство гипсовых вяжущих с использованием в качестве сырья только фосфогипса. Расчет основного технологического и транспортного оборудования. Правила техники безопасности (варка гипса в гипсоварочных котлах). Определение производительности завода.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 06.02.2011Производство фосфорной кислоты, фосфорных и комплексных удобрений и технических фосфатов. Применение фосфорных удобрений, химический состав. Вынос питательных веществ урожаем основных культур. Внесение в почву удобрений для оптимизации питания растений.
контрольная работа [95,6 K], добавлен 11.05.2009Характеристика и классификация твердых отходов кожевенного и мехового производства. Коллагенсодержащие, жирсодежащие, кератинсодержащие твердые отходы и направления их переработки. Экологический и экономический аспекты переработки отходов производства.
курсовая работа [228,6 K], добавлен 18.04.2011АО "ФосАгро-Череповец" как один из мировых лидеров по производству фосфорсодержащих удобрений. Знакомство с этапами проектирования ленточного конвейера производительностью 21т/ч склада готовой продукции участка №1 производства минеральных удобрений.
дипломная работа [834,4 K], добавлен 19.02.2017Основные виды обработки древесины, важнейшие полуфабрикаты из нее. Изучение процесса утилизации, рекуперации и переработки отходов деревообрабатывающего производства. Оценка класса опасности отходов с выявлением суммарного индекса опасности отходов.
курсовая работа [890,3 K], добавлен 11.01.2016Объекты и принципы охраны окружающей природной среды. Брикетирование стружки и методы стружкодробления в механообрабатывающих производствах. Разработка предложений по технологии утилизации металлической стружки. Управление качеством процесса утилизации.
дипломная работа [884,0 K], добавлен 11.07.2015Виды и характеристика удобрений из отработанной серной кислоты. Эффективность азотных удобрений и пути ее повышения. Особенности фосфорных удобрений. Удобрение из осадков сточных вод. Процесс выделения алюминия и других металлов из зольной пыли.
курсовая работа [179,0 K], добавлен 11.10.2010Переработка промышленных отходов как процесс удаления бесполезных либо вредных материалов, образующихся в ходе промышленного производства. Горючие отходы химических производств, направления и перспективы их использования. Сущность и этапы утилизации.
контрольная работа [4,4 M], добавлен 04.01.2014История возникновения пластмасс. Основные механические характеристики пластмасс. Виды, свойства, типы пластмасс. Способы утилизации пластмассовых отходов. Методы переработки пластмасс в промышленности. Вред пластика, новые идеи переработки пластмасс.
презентация [700,5 K], добавлен 09.03.2011Мартеновские шлаки как силикатные системы с различным содержанием железных окислов. Общая характеристика методов переработки и утилизации мартеновских шлаков. Анализ требований к шлаковому щебню и шлаковому песку, применяемому в дорожном строительстве.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 16.01.2014Общие сведения и характеристика технологии производства на предприятии ОАО "Химический завод им. Л.Я. Карпова". Описание образующихся химических отходов, их упаковка, транспортировка и распределение. Соблюдение правил экологической безопасности.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 10.06.2014Строение и свойства топливных шлаков. Агломерированные шлаки и золы. Способы механизированного получения шлаковой пемзы. Производство удобрений из шлаков. Способы получение комплексных удобрений. Основные недостатки смесей из пористых материалов.
реферат [167,6 K], добавлен 14.10.2011Характеристика нефти и ее основных фракций. Выбор поточной схемы глубокой переработки нефти. Расчет реакторного блока, сепараторов, блока стабилизации, теплообменников подогрева сырья. Материальный баланс установок. Охрана окружающей среды на установке.
курсовая работа [446,7 K], добавлен 07.11.2013Современное состояние проблемы загрязнения окружающей среды сахарным производством. Характеристика очистных сооружений на предприятии. Исследование количественной оценки выбросов и сбросов. Анализ существующих методов переработки свекловичного жома.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 14.01.2018Элементный состав нефти - сложной многокомпонентной взаиморастворимой смеси газообразных, жидких и твердых углеводородов различного химического строения. Групповой углеводородный состав нефтей. Твердые парафиновые углеводороды (жидкие и твердые).
презентация [290,9 K], добавлен 21.01.2015Характеристика промышленных отходов. Загрязнение окружающей среды и ее влияние на биосферу. Методы утилизации твердых промышленных отходов (сжигание, пиролиз, газификация, сушка, механическая обработка, складирование, захоронение, обезвреживание).
курсовая работа [2,4 M], добавлен 10.03.2012Описание источников образования отработанной смазочно-охлаждающей жидкости. Определение ее состава, степени и класса опасности, воздействия на окружающую среду и человека. Анализ методов утилизации и разработка комплексных мероприятий по обращению.
курсовая работа [201,7 K], добавлен 24.04.2014Установление типа и характера асфальто-бетонного завода. Технологический процесс АБЗ. Выбор оборудования. Монтаж и демонтаж технологического оборудованья. Энергетическое и водяное обеспечение. Положения техники безопасности. Охрана окружающей среды.
курсовая работа [80,0 K], добавлен 07.10.2008Общая характеристика и особенности утилизации отходов ракетного топлива, в состав которого входит нитрат аммония. Понятие, сущность, классы, состав и баллистические свойства твердого ракетного топлива, а также его и описание основных методик утилизации.
курсовая работа [56,9 K], добавлен 11.10.2010Поточная схема переработки нефти по топливному варианту. Назначение установок АВТ, их принципиальная схема, сырье и получаемая продукция. Гидрогенизационные процессы переработки нефтяных фракций. Вспомогательные производства нефтеперерабатывающего завода.
отчет по практике [475,9 K], добавлен 22.08.2012
