Последние конференции
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности, образовании и экологии
- Информационные системы и модели в научных исследованиях, промышленности и экологии
- Современные проблемы экологии
- Экологические проблемы окружающей среды, пути и методы их решения
- Экология, образование и здоровый образ жизни
Переработка фосфогипса безобжиговым способом
Мтибаа Махмуд
БГТУ им. Шухова,
г. Белгород
При производстве химических удобрений в Тунисе ежегодно образуется около 10 млн. тонн фосфогипса – отхода, образующегося в ходе обработки фосфоритов. Большая часть фосфогипса складируется в отвалах и сбрасывается в море, что оказывает негативное влияние на окружающую среду.
Между тем в стране происходит бурное развитие государственного и частного строительства и строительная промышленность нуждается в недорогих и доступных строительных материалах. В этой связи расширение сырьевой базы для получения качественных строительных материалов является актуальным.
В фосфогипсе сульфат кальция находится в виде кристалогидрата CaSO4·2H2O. Чтобы можно было использовать его в строительных целях, необходимо осуществить реакцию дегидратации двуводного гипса с получением гипса полуводного – CaSO4·0,5H2O.
В настоящее время дегидратацию двуводного сульфата кальция в промышленности осуществляют путем обжига или автоклавирования. Оба эти направления хорошо изучены и позволяют получить вяжущие высокого качества. Однако, эти способы энергозатратны, поэтому они не получили широкого распространения. На текущий момент вторичное использование фосфогипса не превышает 25 % , остальное его количество продолжает накапливаться в отвалах.
Нами предложен способ переработки фосфогипса в вяжущие безобжиговым энергосберегающим способом с использованием химического водоотнимающего средства – концентрированной серной кислоты. Причем, в данном случае может быть использована серная кислота, которая также уже побывала в использовании и тоже является отходом производства.
При добавлении серной кислоты к фосфогипсу, который имеет влажность не менее 40%, происходит реакция гидратации серной кислоты. Реакция протекает с выделением большого количества тепла, что приводит к саморазогреву смеси. Для нейтрализации серной кислоты и остатков фосфорной кислоты к смеси добавляется CaO, который взаимодействует с компонентами реакционной смеси также с выделением тепла. В результате смесь разогревается до температуры, позволяющей осуществить дегидратацию CaSO4·2H2O и получить CaSO4·0,5H2O, обладающее вяжущими свойствами. Остатки фосфорной кислоты взаимодействуют с CaO и образуют Ca3(PO4)2.В результате реакции pH продукта реакции смеси имеет значение pH = 8-9.
На рисунке представлены рентгенограммы исходного фосфогипса, отобранного на химическом заводе г. Габес (Тунис) и рентгенограмма продукта обработки фосфогипса вышеописанным способом.
Рентгенограммы исходного фосфогипса (а) и фосфогипса после обработки (б).
Условные обозначения: 
- CaSO4·2H2O; 
- CaSO4·0,5H2O; 
- Ca(OH)2
Процесс обработки длятся 3-5 минут, влажность полученного вяжущего около 20 %.
Полученные результаты позволяют предположить перспективность данного способа переработки фосфогипса.