17ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ ПРОИЗВОДСТВА, ХРАНЕНИЯ, ПЕРЕРАБОТКИ И ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФОСФОГИПСА
Э. Ш. Есиркепова, К. У. Комилов
Чирчикский государственный педагогический университет
АННОТАЦИЯ
Фосфогипс — это отход, образующийся при производстве фосфорной кислоты. С его производством, хранением, переработкой и использованием связан ряд экологических проблем. Статьи предвидено пути нейтрализации фосфогипса для применения отраслях народного хозяйства.
Ключевые слова. Фосфогипс, отход, нейтрализация, физико-химические подходы, композиты.
ABSTRACT
Phosphogypsum is a waste product formed during the production of phosphoric acid. A number of environmental problems are associated with its production, storage, processing and use. The article foresees ways to neutralize phosphogypsum for use in sectors of the national economy.
Keywords. Phosphogypsum, waste, neutralization, physico-chemical approaches, composites.
ВВЕДЕНИЕ
Сегодняшней день разработка новых научных и технических подходов комплексной утилизации техногенных отходов является актуальной задачей для решения серьезных экономических, экологических и социальных проблем области Республике Узбекистан. Ежегодный объем образования отходов производства и потребления в стране составляет более 100 млн тонн, из них свыше 14 процентов - токсичные. Объем утилизируемых отходов составляет около 0,2 процента, а вся остальная масса складируется в накопителях на территориях предприятий и незначительная часть - на полигонах, свалках. Наибольший объем отходов, который составляет порядка 90 млн тонн в год, образуется на предприятиях горнодобывающей и перерабатывающей промышленности. В горнопромышленном комплексе на отвалах месторождений накоплено свыше 1,25 млрд кубометров вскрышных пород. В хвостохранилищах
January, 2024
40
размещено свыше 1,3 млн тонн отходов обогащения руд, а в специальных отвалах накоплено большое количество шлаков металлургического производства. Ежегодно по комплексу образуется 25 млн кубометров вскрышных пород, 42 млн тонн отходов обогащения и 300 тысяч тонн шлаков металлургического передела [1].
АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРЫ И МЕТОДОЛОГИЯ
В результате истощаются природные ресурсы, загрязняется окружающая среда всевозможными отходами, выбросами вредных веществ в воду, атмосферу, почву.
Одним из таких многотоннажных отходов является фосфогипс, который образуется как побочный продукт переработки фосфорсодержащего сырья в фосфорную кислоту по технологии сернокислотного разложения. Накопленные запасы фосфогипса отвалах предприятий страны огромны и по оценкам экспертов составляют около 60 млн. т. [2] с ежегодным увеличением на 1 млн.т
[3].
Проблема переработки фосфогипса стоит перед Узбекистаном давно. Степень переработки составляет около 0,01% в год, в то время как в Германии, Бельгии, Японии около 100%. Основными проблемами, которые тормозят развитие переработки фосфогипса в Узбекистане, с точки зрения автора, являются:
- не разработаны физико-химические подходы получения сверхпрочных, водо-, морозостойких композитов на основе фосфогипса;
- не доведены до совершенства технологии производства высокопрочных композитов из фосфогипса;
- не доработаны экологические и экономические аспекты получения сверхпрочных композитов на основе фосфогипса [4-6].
Таким образом, проблема переработки фосфогипса с получением доступных и дешевых композиционных материалов является актуальной.
Фосфогипс перед его дальнейшим использованием с целью получения качественных вяжущих материалов требует предварительного обезвреживания неорганических и органических соединений, водорастворимых и водонерастворимых, адсорбированных на поверхности частиц исходного продукта, встроенных в кристаллическую решетку и находящихся в неструктурной воде [7-8]. Это связано с тем, что кислоты и фториды отрицательно отражаются на качестве продукции, вызывают повышенную сорбцию паров воды в изделиях и
January, 2024
41
пониженную их морозостойкость. А также в присутствии этих примесей металлическое оборудование, используемое при производстве вяжущих и их применении, подвергается интенсивной коррозии [9]. О необходимости кондиционирования фосфогипса говорится во многих работах [10-12]. Так же отмечается, что при сухом складировании фосфогипса без предварительной нейтрализации в газовую фазу выделяется в среднем 10 г фтора на 1 т фосфогипса; примерно 10% фтора вымывается атмосферными осадками [12].
Имеются сообщения о том, что присутствие кислот не является отрицательным фактором, от которого необходимо избавляться, а, напротив, следует направленно использовать с получением положительного эффекта в зависимости от поставленной задачи. В этой связи отмечается роль фосфорной кислоты, в том плане, что фосфорная кислота обладает вяжущими свойствами, что используется при получении фосфатных вяжущих [13].
Существуют разные способы обезвреживания фосфогипса от нежелательных примесей: промывка проточной водой; тщательная отмывка в сопряжении с нейтрализацией и осаждением примесей в водной суспензии щелочными агентами [14, 15]; термическая обработка влажного исходного продукта [16]; использование коагулирующих и нейтрализующих агентов непосредственно перед термообработкой [17]; кондиционирование в известковой суспензии; введение технологических добавок после обжига кека; сухая нейтрализация фосфогипса, за счет имеющейся в нем не связанной воды, путем тщательного перемешивания с сухой нейтрализующей добавкой; адсорбционная очистка с применением алюмосиликатного сорбента.
В качестве нейтрализующей добавки авторы предпочитают использовать известь и известь содержащие соединения [16], в работе [17] был использован карбонат кальция.
Наибольшего внимания из числа найденных заслуживает способ кондиционирования фосфогипса в суспензии извести, обеспечивающий требуемую полноту нейтрализации кислых примесей и осаждения трудно растворимых соединений кальция, стронция и др. металлов. Данный способ не требует больших объемов промывных вод и очистки их от вредных растворимых соединений, применения дефицитных и дорогостоящих добавок, дополнительных энергетических и материальных затрат на многократный обжиг фосфогипса и обратную гидратацию растворимой формы ангидрита до полугидрата. И что особенно важно, указанный способ практически не зависит от изменяющегося состава различных партий фосфогипса, что позволяет управлять процессом
January, 2024
42
ISSN: 2181-1385 ISI: 0,967 | Cite-Factor: 0,89 | SIS: 1,9 | ASI: 1,3 | UIF: 6,1 | SJIF: 6,897
кондиционирования, и получать кек с заданным значением pH. Результаты исследований выделения фтора из проб фосфогипса с различной степенью нейтрализации показал, что лишь при переводе фосфатов в три кальцийфосфат и гидроксилапатит, что происходит при рН~7 пульпы фосфогипса, полностью исключается разложение соединений фтора и их выделение в атмосферу, что обеспечивает экологическую чистоту и высокую культуру производства.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Таким образом, среди многообразия способов нейтрализации ФГ наиболее эффективен способ нейтрализации в суспензии извести, так как этот способ позволяет получить: наименьшее количество побочных отходов; контролировать процесс нейтрализации и в случае необходимости его корректировать.
REFERENCES
1. Экологические риски для Узбекистана: от глобальных - до локальных. https://sreda.uz/rubriki/voda/ekologicheskie-riski-dlva-uzbekistana-ot-globalnyh-do-lokalnvh/?vscHd=lrbzx 1 qrfs9529503 89
2. Мухамедов Г.И., Комилов К.У, Курбанова А.Д. Получение и применение пористых композиционных материалов// "Экономика и социум" 2021. №2(81),
3. Курбанова А.Д., Кендиван О.Д-С. Примениние ГИС при использование фосфогипсных композиции// Экономика и социум,21021. №1(3), С. 72-82.
4. Курбанова А.Дж., Ахмедов А.М. Комилов К.У Полученые композиционных материалов на основе полимер-полимерных комплексов// Вестник НамГУ, № 3 (3), С.36-41.
5. Мирзарахимов А.А., Комилов К.У, Мухамедов Г.И. Получение и изучение трехкомпонентных смеси фофогипс-полимер комплексов/ Сборник научных статей по итогам работы Межвузовский международный конгресс ВЫСШАЯ ШКОЛА: НАУЧНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ, Москва, 11 - январь 2024 г. Том 2,
6. Komilov K.U., Kurbanova A.Dj., Mikhamedov G.I., Allayev J. Obtaining and application of composite materials based on polymer-polymer complexes and phosphogypse// Society and innovations. 2021. №4. Page 114-122.
7. Chemical Cypsum Calzination Plant. The Dry Conversion
С. 26-27.
С.55
Method. Salzgitter Industriebau Gamab. H. Salzgitter. 1986. 20 s.
January, 2024
ISSN: 2181-1385 ISI: 0,967 | Cite-Factor: 0,89 | SIS: 1,9 | ASI: 1,3 | UIF: 6,1 | SJIF: 6,897
8. Kurbanova A.Dj., Komilov K.U., Allayev J. Kompozitsion materiallar olish va ularning xossalarini o'rganish// O'zMU xabarlari.2021. №2(3), 171-175 betlar.
9. Коваленко В. А. Новые технологии утилизации фосфогипса// Экология производства. Химия и нефтехимия. 2008. №2. С. 4-5.
10. Мирсаев Р.Н., Бабков В.В., Недосенко И.В. и др. Фосфогипсовые отходы химической промышленности в производстве стеновых изделий. М.: Химия, 2004. 176 с.
11. Касимов A.M., Леонова О.Е., Кононов Ю.А. Утилизация фосфогипса: получение гипсовых вяжущих. [Электронный ресурс]. URL: http: //waste.ua/cooperation/2007/theses/kasimov.html.
12. Судакас Л.Г. Фосфатные вяжущие системы. Санкт-Петербург: РИА"Квинтет", 2008. 260 с.
13. Пат. 2308593 Франция. МПК C01F11/46, С04В11/02, С04В11/024, C04B11/26,(IPC 1-7): C01D5/16; С04В11/00. Precede de purification de gypse synthetique / F. Mounier, A. Sautin. Заявл. 22.02.1972, №FR19750012923 19750425; Опубл. 19.11.1976.
14. Пат. 1378133 Великобритания. МПК С01В25/22, С01В25/225, С01ВЗЗ/10, C01F11/46, (IPC 1-7): C01F11/46, C01F13/00. Preparation of calcium sulphate / Giulini gmbh geb. Заявл. 15.04.1972, №GB19730017948 19730413; Опубл. 18.12.1974.
15. Пат. 1432110 Великобритания. МПК Process for the defluorination of waste gypsum from the phos phonic acid process / Chemi linz ag. Заявл. 24.07.1973, №GB19740031543 19740716; Опубл. 14.04.1976.
16. Пат. 1468318 Великобритания. МПК С04В11/02, С04В11/26, С04В22/12, С04В22/16, (IPC1-7): С04В11/02. Production of plasters from phosphate gypsyms / Charbonnages ste chimique. Заявл. 26.03.1974, №GB 19750011919 19750321; Опубл. 23.03.1977.
17. Ёдгоров Б.О. Получение водные эмульции из полимер-полимерных комплексов и их применение// Academic Research in Educational Sciences, 2023. №5(4). С.360-365.
Multidisciplinary Scientific Journal
January, 2024
