CC BY
78
ГИАБ. Горный информационно-аналитический бюллетень / MIAB. Mining Informational and Analytical Bulletin, 2022;(6—1):331—348 ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL PAPER
УДК 504.062.2: 658.567.1 001: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_331
КОМПЛЕКСНЫЙ ПОДХОД К УТИЛИЗАЦИИ ТЕХНОГЕННЫХ ОТХОДОВ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОГО КОМПЛЕКСА
Т. Е. Литвинова1, Д. В. Сучков1
1 Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, 199106, Россия
Аннотация: Исследование посвящено решению актуальной проблемы полезной утилизации многотоннажных техногенных отходов минерально-сырьевого комплекса. В качестве объекта исследования выбран отход переработки фосфатного сырья — фос-фогипс, основной состав которого представлен Са804-2Н20. Комплекс используемых методов включает патентно-информационный анализ проблемы, лабораторные методы изучения состава и свойств отхода, а также экспериментальные исследования процесса переработки фосфогипса с использованием уникального оборудования Научного Центра «Проблем переработки минеральных и техногенных ресурсов» и аккредитованного Центра коллективного пользования Санкт-Петербургского горного университета. В ходе работы проведен анализ вещественного состава фосфогипса различного генеза, в том числе свежего и отвального. Подтверждено, что состав фосфогипса за счет его техногенного происхождения имеет ряд отличий по сравнению с гипсосодержащим сырьем природного происхождения. Отход содержит продукты неполного разложения фосфатного сырья, оксиды тяжелых металлов и соединения, включающие ценные компоненты — редкоземельные элементы. Рассмотрено влияние отвалов фосфогипса на компоненты окружающей среды. Большинство из них являются объектами накопленного вреда и представляют собой источник комплексного негативного воздействия на атмосферный воздух, почву, подземные и поверхностные водные объекты. Выполнен критический анализ способов полезной утилизации фосфогипса. Доказано, что наиболее эффективным направлением, которое позволит одновременно достичь снижения объемов складируемого отхода и обеспечить его комплексную переработку с извлечением ценных компонентов, является карбонатная конверсия. Указанный способ в условиях производственного цикла также может сопровождаться утилизацией промышленных дымовых газов, содержащих С02, что способствует уменьшению углеродного следа предприятия.
Ключевые слова: гипсосодержащие отходы, дымовые газы, мелкодисперсный карбонат кальция, карбонизация, минерально-сырьевой комплекс, редкоземельные элементы, техногенное сырье, тяжелые металлы, утилизация отходов, фосфогипс, фосфомел. Благодарности: Исследование выполнено за счет субсидии на выполнение государственного задания в сфере научной деятельности на 2021 год № РЭКШ-2020—0014. Для цитирования: Литвинова Т. Е., Сучков Д. В. Комплексный подход к утилизации техногенных отходов минерально-сырьевого комплекса // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2022. - № 6—1. — С. 331—348. Б01: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_331.
© Т. Е. Литвинова, Д. В. Сучков. 2022
Comprehensive approach to the utilisation of technogenic waste from the
mineral resource complex
T. E. Litvinova1, D. V. Suchkov1
1 Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, 199106, Russia
Abstract: The research is devoted to solving the urgent issue of useful utilization of large-tonnage technogenic wastes of the mineral and processing industry. The object of the study is a waste of phosphate raw materials processing — phosphogypsum. Its main composition is CaSO4^2H2O. The complex of methods used includes patent information analysis of the issue, laboratory methods for studying the composition and properties of waste, as well as experimental studies of the phosphogypsum processing using equipment from an accredited laboratory of the Collective Use Center of the St. Petersburg Mining University. In the course of the research, the analysis of the fresh and stale phosphogypsum material composition was carried out. It was also confirmed that the phosphogypsum composition due to its technogenic origin has a number of differences in comparison with natural gypsum-containing raw materials. First of all, this is the presence of heavy metals oxides and valuable components, such as rare earth elements. The influence of phosphogypsum stacks on environmental is considered. Most of them are objects of accumulated environmental harm and represent a source of complex negative impact on the atmosphere, soil, underground and surface waters. A critical analysis of methods for the phosphogypsum utilization has been carried out. The most effective direction is carbonate conversion of phosphogypsum to phosphochalk. It will simultaneously achieve a decrease in the stored waste volume. This method also will ensure comprehensive processing with the extraction of valuable components of the waste. The carbonate conversion in the production cycle can also be accompanied by the utilization of industrial flue gases containing CO2. It would help to reduce the carbon footprint of the enterprise.
Key words: flue gases, calcium carbonate, carbonization, rare earth elements, heavy elements, waste disposal, phosphogypsum, phosphochalk.
Acknowledgments: The research was performed at the expense of the subsidy for the state assignment in the field of scientific activity for 2021 № FSRW-2020—0014. For citation: Litvinova T. E., Suchkov D. V. Comprehensive approach to the utilisation of technogenic waste from the mineral resource complex. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2022;(6— 1):331—348. [In Russ]. DOI: 10.25018/0236_1493_2022_61_0_331.
Введение
Для организации объектов размещения техногенных отходов приходится выводить из хозяйственного оборота территории, которые по площади не уступают промышленным площадкам предприятий-отходообразовате-лей. Поскольку эксплуатация объектов размещения сопряжена с отчуждением земель и сопутствующим загрязнением компонентов природной среды, поиск эффективных способов утилизации
многотоннажных промышленных отходов представляет собой одну из серьезных и актуальных экологических проблем России и мира.
Так, одним из источников образования крупнотоннажных отходов является получение экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) на предприятиях по производству фосфорсодержащих удобрений. На этапе экстракции фосфора из минерального сырья образуется многотоннажный
отход фосфогипса (ФГ). Его состав представлен в основном (около 80%) CaSO4-nH2O, где n может принимать значения 0,5 (полугидрат) или 2 (диги-драт) в зависимости от особенностей процесса производства ЭФК [1, 2].
Уровень образования ФГ в мире к 2021 году достиг показателя более, чем 150 млн т/год. При этом почти 10% мирового выхода ФГ приходится на российское производство (14 млн т отхода в год). Объем отхода, захороненного на объектах размещения — гип-сонакопителях — в России составляет порядка 300 млн т. Показатели же переработки фосфогипса невелики. По данным ООН, в мире средний уровень его утилизации достигает 4,0%. В России же данный показатель не превышает 2,0% [3].
Чаще всего ФГ складируется в гип-сонакопители, что неизбежно приводит к загрязнению атмосферного воздуха, почв и водоносных горизонтов различными поллютантами, в первую очередь, растворимыми соединениями фосфора и фтора. По этим причинам становится очень актуальным вопрос утилизации данного отхода. Полезное использование ФГ позволит не только освободить часть площадей объектов размещения, но и предотвратить негативное воздействие на окружающую среду в будущем.
Анализ информации по возможным направлениям полезной утилизации ФГ демонстрирует следующие наиболее перспективные области применения отхода: в промышленности строительных материалов, в сельском хозяйстве и как источник ценных компонентов, например, редкоземельных элементов (РЗЭ).
Однако состав и свойства ФГ существенно отличаются от гипсосо-держащего сырья природного происхождения. В частности, в дорожном
строительстве пригоден лишь свежий ФГ, а это не решает проблему утилизации старых гипсонакопителей. Применению ФГ в сельском хозяйстве препятствуют сложности с регистрацией отхода в качестве удобрения, мелиоранта или рекультиванта. Из-за наличия в отходе ряда нежелательных примесей, в частности, оксидов тяжелых металлов, его использование в данном направлении ограничено. Что касается вариантов переработки фосфо-гипса для получения соединений РЗЭ, зачастую они включают многостадийное обогащение техногенного сырья, а также потерю потенциальных дополнительных продуктов. Использование же ФГ без предварительного извлечения ценных химических веществ ведет к утрате последних.
Таким образом, исследование посвящено решению актуальной проблемы полезной утилизации многотоннажных отходов. Целью является анализ и обобщение сведений о составе, свойствах и способах переработки фосфогипса для выбора наиболее эффективного направления комплексного использования фосфогипса в качестве вторичного материального ресурса.
Основные этапы (задачи):
1. Анализ существующей системы обращения с отходами минерально-сырьевого комплекса в России и за рубежом.
2. Обзор существующих направлений и перспектив полезной утилизации отходов с вовлечением их в хозяйственный оборот.
3. Анализ сведений об особенностях состава и свойств фосфогипса различного происхождения, а также на различных стадиях захоронения указанного отхода.
4. Поиск и выбор актуальных и эффективных технологий получения полезных продуктов на основе фос-
фогипса, принятых в отечественной и зарубежной практике, на основании патентно-литературного анализа.
Методы и материалы
В работе задействован комплекс методов исследований, включающий анализ проблемы на основе исследований российских и зарубежных ученых, патентно-информационный анализ, лабораторные методы изучения состава и свойств отходов.
Для реализации исследования выполнен анализ фондовых материалов, тематической литературы и нормативной базы с использованием электронных ресурсов библиотеки Санкт-Петербургского горного университета: Электронного каталога, Полнотекстовых баз данных, Кодекса, JSTOR, Научной электронной библиотеки (eLibrary.ru), Базы данных POLPRED, Электронных библиографических баз данных, ВИНИТИ, электронных ресурсов других библиотек, базы данных ФГБУ Федеральный институт промышленной собственности.
Исследование реализуется на основе лабораторной и экспериментальной базы Научного Центра «Проблем переработки минеральных и техногенных ресурсов» и аккредитованного Центра коллективного пользования высокотехнологичным оборудованием Санкт-Петербургского горного университета (перечень оборудования ЦКП https:// www.spmi.ru/oborudovanie).
Результаты исследований
Особенности химического состава фосфогипса. ФГ является крупнотоннажным промышленным отходом, практически не используемым в качестве вторичного сырьевого ресурса, несмотря на особенности его химического состава. Поскольку в промышленности чаще всего применяется дигидратный
способ производства ЭФК, основной компонент ФГ представлен дигидра-том сульфата кальция CaSO4-2H2O. Обзор исследований состава и свойств образцов ФГ различного происхождения подтверждает, что содержание CaSO4-2H2O в отходе составляет от 80,6 до 95,6 масс.% [4, 5]. Согласно ГОСТ 4013-2019 Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов. Технические условия, данный показатель соответствует аналогичному для гипсового сырья 1го сорта.
Состав ФГ за счет его техногенного происхождения имеет ряд отличий по сравнению с гипсосодержащим сырьем природного происхождения. Так, в основной состав ФГ входят различные примеси, в большинстве представляющие собой продукты неполного разложения фосфатного сырья. Это диоксид кремния Si02 (0,213 — 6,310 масс.%), оксиды фосфора (V) Р2О5общ (0,328—3,760 масс.%), железа (III) Fe2O3 (0,134,15 масс.%), алюминия Al2O3 (0,15 — 0,93 масс.%) и натрия №2О (0,13 — 0,42 масс. %), а также фториды (0,19 — 1,39 масс.%). Здесь и далее сведения о содержании компонентов получены при сравнении составов ФГ как российского [67], так и зарубежного (Узбекистан [4], Марокко [4], Казахстан [8], Украина [9], Китай [5], Испания [10], Польша [11], Канада [12], Египет [13]) происхождения. Свежий ФГ является кислым и имеет pH 3 — 4 из-за остаточного содержания фосфорной и серной кислот — последствий процесса переработки фосфатного сырья.
Немаловажно также учитывать присутствие в составе отхода оксидов тяжелых металлов (ТМ), что также подтверждено результатами литературного анализа. ФГ содержит, в частности, токсичные соединения, представлен-
ные в табл. 1. Повышенное содержание ТМ является одним из факторов, ограничивающим возможности полезного использования ФГ — например, в сельском хозяйстве или в производстве строительных материалов.
Однако важно отметить наличие в ФГ и ценных компонентов. Отход обогащен оксидом кальция СаО (25,037,12%), причем с течением времени содержание СаО в отвальном ФГ снижается (32 масс.% у лежалого ФГ против 36% у свежескладированного) [9]. Кроме того, ФГ содержит соединения железа, титана, магния, алюминия и марганца [14].
Наконец, важным аспектом является содержание в ФГ редкоземельных элементов (РЗЭ) в количестве порядка 0,4 — 0,6 масс.%. Преимущественно РЗЭ в составе ФГ представлены лантаноидами, также встречаются иттрий и скандий. Указанные элементы могут быть представлены в форме сульфатов, карбонатов, фторидов и фосфатов [15]. Использование ФГ в качестве вторичного материального ресурса без предварительного извлечения указанных веществ ведет к их утрате и снижению эффективности использования техногенного сырья. Однако, следует отметить, что переработка ФГ может быть осложнена за счет возможного присут-
ствия в сырье тория ^ (в виде ^О2) и радиоактивных продуктов распада уран-ториевого ряда. Данный фактор требует дополнительных мер по контролю уровня ионизирующего излучения как ФГ, так и продуктов его переработки.
Проблема накопления фосфогипса. Низкий уровень вторичного использования ФГ в совокупности с недостатком внимания исследователей к данной проблеме с течением лет привели к образованию большого числа гипсонакопителей со значительными объемами захороненного отхода. Многие из них являются объектами накопленного вреда окружающей среде, поскольку отвалы ФГ представляют собой источник комплексного негативного воздействия на атмосферный воздух, почву, подземные и поверхностные водные объекты вследствие избыточной насыщенности отхода токсичными веществами ^г, F, Cd, РЬ, N и др.) [13, 16]. Например, при отсутствии предварительной нейтрализации складируемого отхода в окружающие среды выделяется фтор — в атмосферный воздух — до 10 г F на 1 т ФГ. За счет выщелачивания атмосферными осадками из тела гипсонакопителей вымывается еще порядка 10% фтора [17, 18]. Ко всему прочему, перемеще-
Таблица 1
Содержание оксидов тяжелых металлов в фосфогипсе по данным литературного анализа
[1, 14]
The content of heavy metal oxides in phosphogypsum according to literature analysis [1,14]
Компонент Содержание, масс.%
Диапазон Среднее значение
От До
РЬО 0,009 0,047 0,029
ZnO 0,001 0,040 0,020
CdO 0,010 0,017 0,014
CuO 0,003 0,003 0,003
SrO 0,0003 0,0005 0,0004
Составлено авторами
ние ФГ в объекты размещения отходов сопряжено с существенными капитальными и эксплуатационными затратами. Все это обуславливает необходимость поиска путей утилизации уже складированного ФГ, равно как и снижения постоянно растущих объемов образования отхода.
В частности, на Северо-Западе РФ действуют несколько крупных промышленных предприятий, являющихся источниками образования ФГ:
- ООО «ПГ «Фосфорит» (г. Кингисепп, Ленинградская обл.);
- Волховский филиал АО «Апатит» (г. Волхов, Ленинградская обл.);
- АО «Апатит» (г. Череповец, Вологодская обл.).
На территории Северо-Западного Федерального округа находятся три гипсонакопителя с массой уже размещенного отхода до 150 млн т, причем ежегодно в накопители дополнительно поступает более 4 млн т ФГ. Несмотря на то, что в ходе проектирования и строительства накопителей предполагалось достичь изоляции хранилищ отходов от окружающей среды, в условиях Северо-Запада РФ (который является избыточно влажной климатической зоной) полная изоляция отвалов невозможна. Вопрос утилизации таких многотоннажных техногенных отходов как ФГ в совокупности с необходимостью обязательного экологического мониторинга существующих объектов размещения является одной из важнейших экологических проблем СЗФО, требующих срочного решения [19, 20].
Проблема ограниченности применения фосфогипса в различных отраслях. За счет схожести химического состава ФГ с гипсосодержащим сырьем природного происхождения отход находит широкое применение в строительной индустрии, которая в настоящее время заинтересована в поиске новых источ-
ников сырья, в том числе — из вторичных материальных ресурсов [21]. ФГ может быть использован как материал для дорожного строительства, для производства гипсовых вяжущих и изделий из них, а также добавок для производства цемента [22 — 24]. Однако, из особенностей использования ФГ в качестве компонента строительных материалов можно отметить необходимость внедрения в стадию подготовки сырья этапов нейтрализации, обогащения и сушки ФГ [25, 26]. За счет этих операций стоимость строительных материалов на основе ФГ повышается, вследствие чего они зачастую менее конкурентоспособны по сравнению с аналогами, основанными на природном гипсовом сырье.
Находит ФГ применение и в области сельского хозяйства. Например, в качестве реагента для гипсования солонцовых почв в чистом виде и для проведения мелиоративных и рекультивационных работ в соответствии с ГОСТ Р 58820 — 2020 Фос-фогипс для сельского хозяйства. Технические условия. Чаще всего ФГ используется в качестве мелиоранта для солонцов, но также может быть использован для улучшения кислых почв при смешивании с известью (за счет наличия Са-содержащих соединений). Кроме того, ФГ рассматривается как компонент удобрений и смесей для компостирования [27].
Использование ФГ в сельском хозяйстве может способствовать одновременному улучшению физико-химических свойств почвы и ее обогащению минеральными веществами. Несмотря на это, существенным недостатком способов использования ФГ в качестве компонента смесей для улучшения почв является необходимость расчета рационального состава смеси для минимизации негативного воздействия отхода
на рост и развитие растений, исходя из содержания в нем поллютантов — таких, как ТМ [28, 29].
Проведенный патентно-литературный обзор информации по перспективным направлениям полезной утилизации ФГ демонстрирует ряд областей, в которых отход находит свое применение. Однако рассмотренные направления не позволяют достичь эффективной переработки отхода с учетом особенностей его химического состава. В частности, остается нерешенным вопрос извлечения ценных компонентов, содержащихся в ФГ. Таким образом, остается актуальным вопрос поиска способа, подразумевающего комплексную переработку ФГ с целью его полезного использования.
Фосфогипс как источник редкоземельных элементов. Известные способы извлечения РЗЭ из фосфогипса включают преимущественно стадию селективного выщелачивания ценных компонентов с применением растворов концентрированной серной или азотной кислоты или их смеси и отличаются способами переработки полученных фосфатных растворов [30, 31].
К примеру, известен ряд способов, предлагающих обработку ФГ раствором 22 — 30% Н^О4. В раствор при этом переходят не только РЗЭ, но также натрий и фосфор. После отделения нерастворимого осадка (гипса) выполняется кристаллизация концентрата РЗЭ с выходом в пределах 50 — 70% [32, 33]. К недостаткам данных технических решений можно отнести временные затраты на кристаллизацию лантаноидов, а также потребность процесса в больших объемах Н^О4. Использование гипсового осадка также ограничено, поскольку тот содержит остаточные количества серной и фосфорной кислот; требуется контроль его параметров, таких как содержание
фосфора, рН и остаточная влажность, на соответствие строительным нормам.
Азотнокислые способы позволяют получать более широкий спектр продукции, однако организация переработки при этом требует дополнительных мощностей и затрат на получение азотной кислоты.
Помимо указанных методов выщелачивания, в последние годы было проведено несколько исследований, основанных на использовании органических растворителей в качестве выщелачивающих агентов. Несмотря на преимущества данных процессов, такие как снижение потребности в кислотах и повышение селективности восстановления РЗЭ, данные технологии в настоящее время не могут быть реализованы в больших масштабах [34].
Рассматриваемые схемы переработки ФГ нацелены на выделение РЗЭ и позволяют получать из отхода один, реже два продукта. Кроме того, ни один из предложенных способов не предусматривает существенного уменьшения количества отвалов. Поэтому в настоящее время требуется иной уровень технологий, которые предполагали бы комплексную переработку отхода с минимизацией потерь полезных компонентов и существенным снижением количества складированного ФГ.
Так, кроме кислотного выщелачивания, известны способы извлечения РЗЭ из ФГ, которые включают его предварительную карбонизацию с получением карбоната кальция СаСО3 или фосфомела. Данные технологии в основном предполагают дальнейшее прокаливание осадка карбоната с получением оксида кальция СаО. Затем оксид может быть подвергнут выщелачиванию раствором хлорида аммония NH4Cl. Именно на данном этапе предполагается получение концентрата РЗЭ (рис. 1) [35].
Рис. 1. Технологическая схема комплексной переработки фосфогипса для получения концентрата РЗЭ с предварительной карбонизацией [36]
Fig. 1. Technological scheme of phosphogypsum complex processing to obtain a concentrate of rare earth elements with preliminary carbonization [36]
Однако подобные способы, направленные на извлечение РЗЭ из фосфо-мела, получаемого при карбонатной конверсии ФГ, предполагают полное растворение карбоната кальция, что представляется малорациональным ввиду значительного количества этого продукта, а также многостадийности процесса [36]. Между тем, фосфомел сам по себе обладает ощутимой товарной ценностью.
Фосфогипс как источник фосфо-мела. Преимуществом технических решений, направленных на получение СаС03 из ФГ, являются высокие показатели химической активности карбоната кальция, получаемого в ходе гидрохимического синтеза [37]. Напрямую он может эффективно использоваться вместо известняка в технологических
процессах получения глинозема, хим-продуктов и портландцемента. СаС03 очень востребован в металлургии, он используется в качестве флюса для перевода тугоплавких природных силикатов в более легкоплавкие шлаки.
Известен способ получения сульфата аммония ^Н4)2Б04 и фосфомела (СаС03) из ФГ в растворе карбоната аммония ^Н4)2С03 при дополнительной подаче С02. [38, 39]. Однако поскольку способ не подразумевает промывки, получающийся фосфомел содержит значительное количество ^Н4)2Б04, что ухудшает его товарные свойства.
Важность стадии промывки получаемого в процессе карбонизации ФГ фосфомела, отмечается в способе переработки ФГ, предполагающем исполь-
зование СаСО3 в качестве источника для получения фосфорного удобрения. Способ включает конверсию ФГ в растворе карбоната натрия №2СО3 при соотношении, масс.%: ФГ 24,0 — 25,0 и раствор №2СО3 75,0—76,0. Получаемый фос-фомел отделяют от раствора сульфата натрия После промывки СаСО3
направляют на нейтрализацию фосфорной кислоты (35,0 — 37,0 масс.% Р2О5) по реакции (1):
СаС03 + 2Н3Р04 = Са (Н2Р04 )2 + С02 + Н20. (1)
Полученная суспензия Са (Н2Р04)2 представляет собой фосфорное удобрение влажностью 57 — 60%, которое может быть направлено на сушку и грануляцию. Раствор №^О4, полученный после конверсии, может быть также переработан щелочи с получением товарного продукта [40].
Также возможно получение фосфомела в ходе конверсии ФГ с использованием КОН с последующей карбонизацией гидроксида кальция Са(ОН)2 (рис. 2). При реализации данной технологии в качестве второго полезного продукта возможно получение товарного сульфата калия К2БО4.
Таким образом, были рассмотрены основные способы комплексной переработки ФГ на карбонат кальция с получением различной добавочной полезной продукции. В общем виде они могут быть сведены к двум основным группам реакций: жидкостная и газожидкостная конверсии.
В первом случае предполагается проведение конверсии ФГ с использованием растворов М2СО3, где М+ — ионы NH4+, №+ или К+ (здесь и далее).
Газожидкостная конверсия — с использованием углекислого газа СО2 — может быть осуществлена несколькими способами:
- в качестве предварительного этапа карбонизации раствора МОН для получения М2СО3
- при одновременной газожидкостной конверсии — насыщении аммиачной/ натриевой/калиевой суспензии ФГ углекислотой по реакции общего вида (2):
СаЭ04 • 2Н20+ 2М0Н+ С02 = СаС03 + 2М2Э04 + 3Н20. (2)
- при использовании СО2 для дополнительной карбонизации при осуществлении способа по реакции общего вида (3):
Са804 • 2Н20 + М2С03 + обработка пульпы - С02 = СаССЗ + М 804 + 2 И, О (3)
В зависимости от дополнительного сырья можно получить также концентрат РЗЭ в качестве дополнительного продукта, что позволяет исключить потерю фос-
Риc. 2. Технологическая схема комплексной переработки фосфогипса для получения CaCO3 с использованием KOH и карбонизации [составлено авторами]
Fig. 2. Technological scheme of phosphogypsum complex processing to obtain CaCO3 using KOH and carbonization process [created by the authors]
фомела [41]. Кроме того, указанные способы в условиях производственного цикла могут сопровождаться утилизацией отходящих газов, содержащих С02 [42, 43].
С учетом полученных данных, разработка предложенной темы научного исследования может считаться перспективной и актуальной для минерально-сырьевого комплекса.
Обсуждение результатов
Проведенный анализ демонстрирует широкий спектр применения новых материалов на основе фосфогипса. Стоит отметить, что существующие направления не предлагают комплексного подхода к переработке потенциальных источников получения ценных компонентов, а имеющиеся технологии производства носят либо локальный характер и не пригодны для масштабирования, либо представляются экономически не рентабельными.
На основании выполненного литературно-патентного анализа в качестве наиболее перспективного направления, позволяющего достичь комплексной переработки отхода, выбран способ гидрохимической переработки фосфогипса на фос-фомел [44, 45].
Сущность предлагаемой разработки: производство СаС03 (фосфомела) из фос-фогипса газожидкостным методом (насыщение суспензии фосфогипса углекислотой/газожидкостная конверсия), причем источником С02 являются отходящие промышленные газы, образующиеся в процессе производства минеральных удобрений.
В зависимости от выбора технического решения процесс в общем виде может быть описан следующими реакциями (4, 5):
СаЭ04 • 2И20(тв) + 2Ж4ОН(ж) + С02 (г) = СаС03 (тв) + 2 (Ж4 )2 Э04 (ж) + 3 И20(ж) (4) или
СаБ04• 2И20(тв) + (ЫИ4)2С03(ж) + обработка пульпы -С02(г) =
= СаСОз (тв) + (N44 )2 Б04(ж) + 2Н20(ж). (5)
Здесь и далее предлагаемый способ переработки фосфогипса описан на примере его конверсии с использованием аммиачной суспензии, но важно отметить, что в рамках рассматриваемого способа могут быть использованы также растворы, содержащие ионы или . В зависимости от дополнительной обработки раствор после отделения осадка СаС03 может содержать РЗЭ, перспективные для выделения на дополнительной стадии процесса.
Предложенный способ в условиях производственного цикла также может сопровождаться утилизацией промышленных газов, образующихся при производстве минеральных удобрений и содержащих С02. Это будет способствовать уменьшению углеродного следа технологических процессов [46].
Фосфомел (СаС03) образуется в результате процесса переосаждения. Современная промышленность заинтересована в продукте, подобном фосфомелу, который в отличие от карбоната кальция природного происхождения обладает рядом ценных преимуществ. Крупность известняка даже при самых совершенных схемах помола, составляет порядка 5000 мкм. Крупность фосфомела же значительно ниже и соответствует в среднем частицам размером 2 — 6 мкм. Его использование
позволяет сократить количество ступеней подготовки сырья [47]. Однако по этим же причинам применимость фосфомела в настоящее время ограничена.
Главным недостатком существующих технологических решений по переработке ФГ на фосфомел является мел-кодисперсность получаемых кристаллов СаС03. Это приводит к значительному снижению фильтрующих свойств. Затрудняется отделение продукта от раствора, повышается износ оборудования, требующего более частого обслуживания. Поэтому в рамках исследования отдельное внимание уделяется задаче получения продукции с заданными свойствами, а именно — регулирование крупности частиц пульпы мелкодисперсного фосфомела [48].
Научное исследование связано с приоритетным направлением развития науки, технологий и техники РФ «Рациональное природопользование» (в соответствии с Указом Президента РФ от 7 июля 2011 г. N 899).
Комплексный подход к использованию отходов минерально-сырьевого комплекса позволит решить следующие задачи:
- полезная утилизация отхода;
- освобождение площадей объектов размещения отхода и уменьшение негативного воздействия на окружающую среду;
- получение товарной продукции с использованием отхода в качестве полезного компонента с последующим применением ее в различных отраслях промышленности и хозяйства.
Использование продукции на основе ФГ обладает значительным ресурсосберегающим эффектом за счет утилизации отхода и снижения объемов исходных материалов, требующихся для производства. Также отмечается экономический эффект, поскольку стоимость
продукции на основе низкосортного техногенного сырья значительно ниже рыночной стоимости аналогичной продукции на основе природного сырья.
В рамках анализа потенциального рынка сбыта в условиях СЗФО установлено, что фосфомел может быть востребован Череповецким металлургическим комбинатом. При организации переработки ФГ на АО «Апатит» (также в г. Череповец) логистические издержки сводятся к минимуму, что повышает конкурентоспособность продукции.
Заключение
Результатами исследования, посвященного комплексной утилизации ФГ, являются:
1. Обобщение сведений о составе и свойствах техногенного сырья (на примере фосфогипса), необходимых для выбора направления его использования в качестве вторичного ресурса и вовлечения в хозяйственный оборот;
2. Обоснование выбора наиболее эффективного направления комплексной утилизации фосфогипса для производства продукции с заданными свойствами с учетом экономических и экологических перспектив ее полезного использования в условиях СевероЗападного региона.
Текущие показатели Российской Федерации по затратам сырья и топливно-энергетических ресурсов на единицу продукции ощутимо завышены по сравнению с мировыми. Особенностью экономики страны также является низкий уровень применения ресурсосберегающих технологий. Одним из негативных последствий данного подхода является образование огромных объемов промышленных отходов. Тем временем, сокращения количества отходов, загрязняющих окружающую
среду, а также повышения эффективности использования сырьевых ресурсов можно добиться за счет внедрения технологий переработки техногенных отходов на действующих производствах. В совокупности это также может способствовать сокращению дефицита продукции в различных отраслях [49].
В основе исследования лежит выбор направления эффективной комплексной переработки сырья техногенного происхождения. Внедрение подобных решений способствует более рацио-
нальному использованию минерально-сырьевой базы страны и повышению эффективности ее воспроизводства, а также снижению уровня загрязнения окружающей среды.
Вклад авторов
Литвинова Т. Е. — концепция и структура исследования;
Сучков Д. В. — сбор и обработка материалов, подготовка рукописи.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Karapetian K., Dzhevaga N. Modern technologies of complex processing of phosphates // ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2017, no. 12 (15), pp. 4588-4594.
2. Karapetian K., Dzhevaga N. Technology of processing of apatites in the production of fused phosphates as modern highly effective fertilizers // International Multidisciplinary Scientific Geoconference SGEM. 2017, Vol. 17 (51), pp. 939-946. DOI 10.5593/ sgem2017/51/S20.027
3. Гончаров В. М., Скориков С. В. Проблемы и пути утилизации фосфогипса с разработкой эффективных технологий и новых стройматериалов с соответствующими потребительскими характеристиками // Евразийский Союз Ученых. — 2014. — Т. 7 — 1. — С. 50—52.
4. Мирсаев Р. Н., Бабков В. В., Юнусова С. С., Кузнецов Л. K., Недосеко И. В., Габи-тов А. И. Фосфогипсовые отходы химической промышленности в производстве стеновых изделий. — М: Москва «Химия», 2004. — 196 с.
5. Zhao H., Li H., Bao W., Wang C., Li S., Lin W. Experimental study of enhanced phosphogypsum carbonation with ammonia under increased CO2 pressure // Journal of CO2 Utilization. 2015, Vol.11, pp. 10 — 19.
6. Капустин Ф.Л., Афанасьева М. А., Митюшов Н. А., Беднягин С. В. Особенности состава и свойства продукта переработки фосфогипса //Инновации в материаловедении и металлургии: материалы IV Международной интерактивной научно-практической конференции. — Екатеринбург, 2015. — C. 401 — 404.
7. Мещеряков Ю. Г., Федоров С. В. Промышленная переработка фосфогипса. — СПб: Изд-во «Стройиздат СПб», 2007. — 104 с.
8. Мырзахметов Б. А., Шолак А. Химический состав фосфогипса и комплексный метод его переработки // Современные тенденции развития науки и производства: Сборник материалов II Международной научно-практической конференции. — Тамбов, 2015. — C. 67—71.
9. Пляцук Л. Д., Черныш Е. Ю., Яхненко Е. Н., Трунова И. А. Системный подход к экологическому мониторингу в районе отвалов фосфогипса // Экологический вестник. — 2015. — № 4 (34). — C. 77—84.
10. Contreras M., Pérez-López R., Gázquez M. J., Morales-Flórez V., Santos A., Esquivias L., Bolívar J. P. Fractionation and fluxes of metals and radionuclides during the recycling process of phosphogypsum wastes applied to mineral CO2 sequestration // Waste Management. 2015, Vol.45, pp. 412 — 419. DOI 10.1016/j.wasman.2015.06.046.
11. Grabas K., Paweiczyk A., Strqk W., Szelqg E., Strqk S. Study on the Properties of Waste Apatite Phosphogypsum as a Raw Material of Prospective Applications // Waste and Biomass Valorization. 2019, Vol.10, pp. 3143-3155. DOI 10.1007/s12649-018-0316-8.
12. El-Didamony H., Gado H. S., Awwad N. S., Fawzy M. M., Attallah M. F. Treatment of phosphogypsum waste produced from phosphate ore processing // Journal of Hazardous Materials. 2013, Vol.15, pp. 244-245:596-602. DOI 10.1016/j.jhazmat.2012.10.053.
13. Danilov A. S., Smirnov Y. D., Pashkevich M. A. Use of biological adhesive for effective dust suppression in mining operations // Journal of Ecological Engineering. 2015, Vol. 16(5), pp. 9-14. DOI 10.12911/22998993/60448
14. Sizyakov V. M., Brichkin V. N., Kawalla R. Geochemical aspects of the mining and processing of the large-tonne mineral resources of the hibinian alkaline massif // Chemie der Erde - Geochemistry. 2019, Vol. 80 (3), pp. 125506. DOI 10.1016/j.chemer.2019.04.002.
15. Litvinova T., Kashurin R., Zhadovskiy I., Gerasev S. The Kinetic Aspects of the Dissolution of Slightly Soluble Lanthanoid Carbonates // Metals. 2021; no. 11(11), p. 1793. DOI 10.3390/met11111793.
16. Коротаева А. Э., Пашкевич М. А. Применение данных спектральной съемки для экологического мониторинга водной растительности // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2021. - № 5-2. - С. 231-244. DOI: 10.25018/0236_1 493_2021_52_0_231.
17. Коробанова Т. Н. Мониторинг опасных геодинамических процессов при формировании отвала фосфогипса Балаковского филиала АО «Апатит» // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2015. - № 4. -С. 405-408.
18. Майорова Л. П., Черенцова А. А., Крупская Л. Т., Голубев Д. А., Колобанов К. А. Оценка техногенного загрязнения воздушного бассейна при пылении хвостохрани-лищ // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2021. - № 1. - С. 5-20. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-1-0-5-20.
19. Усиков В. И., Липина Л. Н., Александров А. В., Корнеева С. И. Оценка влияния отходов горного производства на окружающую среду с применением ГИС технологий // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2019. - № 12. - С. 114126. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-12-0-114-126.
20. Петров Д. С., Данилов А. С. Оценка и анализ гидрохимического режима обводненных карьеров по добыче фосфоритовых руд // Вода и экология: проблемы и решения. - 2020. - № 3 (83). - С. 63-69. DOI 10.23968/2305-3488.2020.25.3.63-69.
21. Писарев С. В., Фролов К. А. Фосфогипсовый гранулят как замена гипсового камня при помоле цементного клинкера // XL Международная научно-практическая конференция «Инновации в науке». - Новосибирск, 2012. - Т. 12. - С.133-139.
22. Патент РФ № 2258036, 09.06.2004. Колокольников В. А., Титов В. М., Шатов А. А. Способ комплексной переработки фосфогипса. 2004. Бюл. № 22.
23. Ахметов А. С., Дмитриева Н. В. Применение фосфогипса в дорожном строительстве // Технология минеральных удобрений. - 1992. - С. 113-115.
24. Кутепова Н. А., Кутепов Ю. И., Кудашов Е. С., Данильев С. М. Изучение прочности фосфогипса с примесями нефелинового шлама в конструкциях ограждающих дамб гипсонакопителей // Горный информационно-аналитический бюллетень. -2020. - № 10. - С. 67-78. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-67-78.
25. Свергузова С. В., Тарасова Г. И., Чернышева Н. В., Мтибаа М. Безобжиговый способ переработки фосфогипса. - Белгород: Изд-во БГТУ, 2009. - 142 с.
26. Gorakh S. B., Madhav B. K., Amarsinh B. L. Review of Effective Utilization of Waste Phosphogypsum as a Building Material // International Journal of Engineering Research. 2016, Vol. 5(1), pp. 277-280.
27. Калиниченко В. П. Эффективное использование фосфогипса в земледелии // Питание растений. — 2017. — Т. 1. — С. 2 — 33.
28. Petrova, T. A., Rudzisha, E., ALekseenko, A. V., Bech, J., Pashkevich, M. A. Rehabilitation of Disturbed Lands with Industrial Wastewater Sludge // Minerals. 2022, VoL. 12 (3), pp. 1 — 19. DOI 10.3390/min12030376.
29. Matveeva V., Lytaeva T., Danilov A. Application of steeL-smeLting slags as material for reclamation of degraded Lands // Journal of Ecological Engineering. 2018, VoL. 19(6), pp. 97 — 103. DOI 10.12911/22998993/93511.
30. Podbiera-Matysik K., Gorazda K., Wzorek Z. The ways of rare earth elements applications and obtaining // Tech. Trans. 2012, VoL. 16, pp. 147 — 156.
31. Башлыкова Т. В., Вальков А. В., Петров В. И. Извлечение редкоземельных элементов из фосфогипса и отходов золотодобычи // Цветные металлы. — 2012. — Т. 3. — C. 40—42.
32. Патент РФ № 2225892, 23.07.2002. Локшин Э. П., Колинников В. Т., Ивлев К. Г., Левин Б. В., Погребняк О. С. Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса. 2002. Бюл. №8.
33. Патент РФ № 2412265, 16.07.2009. Абрамов Я. К., Веселов В. М., Залевский
B. М., Аргунов Н. Д., Гукасов Н. А., Богданова Л. П., Мотовилова Л. В., Тамурка В. Г., Евдокимов В. Д. Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса. 2009. Бюл. №5.
34. Brückner L., Tobias E., Thomas S. Extraction of Rare Earth Elements from Phospho-Gypsum: Concentrate Digestion, Leaching, and Purification // Metals. 2020, 10, no. 1, pp. 131. DOI 10.3390/met10010131.
35. Найманбаев, М. А., Балтабекова Ж. А., Лохова Н. Г. Комплексное использование фосфогипса //Горный журнал Казахстана. — 2009. — Т.7. — С. 2829.
36. Сайкина О. Ю., Юрасова О. В. Сорбционное извлечение редкоземельных металлов в процессе переработки фосфогипса // Международный научно-исследовательский журнал. 2016. — Т. 7—4(49). — C. 107 — 111.
37. Савойская Е. В. Перспективы развития и экономическая эффективность использования материально-сырьевых ресурсов //Вестник РАЕН. — 2017. — Т. 17(2). — C. 122 — 127.
38. Strizhenok A., Tcvetkov P. Ecology-economical assessment of new reclamation method for currently working technogenic massifs // Journal of Ecological Engineering. 2017, VoL. 18 (1), pp. 58—64. DOI 10.12911/22998993/66251.
39. Shang Q. L., Pei Q. L., Su F. W. Preparation of Nano-CaCO3 from Phosphogypsum by Gas-Liquid-SoLid Reaction for CO2 Sorption // Industrial & Engineering Chemistry Research. 2016, VoL. 55 (38), pp. 10172-10177. DOI: 10.1021/acs.iecr.6b02551.
40. Патент РФ №2680589, 24.05. 2018. Горбачев Е. В., Мильбергер Т. Г., Ахмедов
C. Н., Афанасьев А. Ю. Способ переработки фосфогипса на фосфорное удобрение. 2019. Бюл. № 6.
41. Авт. св. СССР № 715468, 21.04.1977. Ламп В. Н., Абашкина Т. Ф., Одерберг А. С., Бризицкая Н. М. Способ получения сульфата аммония. 1977. Бюл. № 6.
42. Ennaciri Y., Mouahid F. E., Bendriss A., Bettach M. Conversion of phosphogypsum to potassium sulfate and calcium carbonate in aqueous solution // MATEC Web of Conferences. Maroc, 2013, VoL. 5, pp. 3. DOI: 10.1051/matecconf/20130504006.
43. Altiner M. Effect of Alkaline Types on the Production of Calcium Carbonate Particles from Gypsum Waste for Fixation of CO2 by Mineral Carbonation // International Journal of CoaL Preparation and Utilization. 2018, pp. 113—131. DOI: 10.1080/19392699.2018.1452739.
44. Пягай И. Н. Блочная переработка бокситовых шламов глиноземного производства //Цветные металлы. — 2016. — № 7(883). — C. 43—51. DOI 10.17580/ tsm.2016.07.05.
45. Пягай И. Н. Опыт переработки красных шламов с получением ряда ценных элементов (Sc, Zr, Y) и железосодержащего сырья для черной металлургии // Черные металлы. - 2019. - № 1. - C. 49-54.
46. Сизяков В. М., Нутрихина С. В., Левин Б. В. Технология комплексной переработки фосфогипса конверсионным способом с получением сульфата аммония, фосфомела и новых продуктов // Записки Горного института. — 2012. — Т.197. — C. 239-244.
47. Евразийский патент № 015407, 04.06.2009. Казак В. Г., Долгов В. В., Бризицкая Н. М., Малявин А. С., Букколини Н. В., Пагалёшкин Д. А., Цикин М. Н. Способ переработки фосфогипса на сульфат аммония и карбонат кальция. 2009.
48. Ильинова А. А., Ромашева Н. В., Стройков Г. А. Перспективы и общественные эффекты проектов секвестрации и использования углекислого газа // Записки Горного института. - 2020. - Т. 244. - C. 493-502. DOI 10.31897/PMI.2020.4.12.
49. Перистый В. А., Голдовская-Перистая Л. Ф., Прохорова Г. В. Утилизация цитрогипса отхода производства лимонной кислоты // Региональные геосистемы. -2008. - Т. 6, № 3 (43). ЕШ
REFERENCES
1. Karapetian K., Dzhevaga N. Modern technologies of complex processing of phosphates. ARPN Journal of Engineering and Applied Sciences. 2017, no. 12 (15), pp. 4588-4594.
2. Karapetian K., Dzhevaga N. Technology of processing of apatites in the production of fused phosphates as modern highly effective fertilizers. International Multidisciplinary Scientific Geoconference SGEM. 2017, Vol. 17 (51), pp. 939-946. DOI 10.5593/ sgem2017/51/S20.027
3. Goncharov V. M., Skorikov S. V. Problems and ways of utilization of phosphogypsum with the development of effective technologies and new building materials with appropriate consumer characteristics, Eurasian Union of Scientists. 2014. Vol. 7-1, pp. 50-52. [in Russ].
4. Mirsaev R. N., Babkov V. V., Yunusova S. S., Kuznecov L. K., Nedoseko I. V., Gabitov A. I. Phosphogypsum waste from the chemical industry in the production of wall products, Moscow: Moscow «Chemistry», 2004, 196 p. [in Russ].
5. Zhao H., Li H., Bao W., Wang C., Li S., Lin W. Experimental study of enhanced phosphogypsum carbonation with ammonia under increased CO2 pressure. Journal of CO2 Utilization. 2015, Vol.11, pp. 10-19.
6. Kapustin F. L., Afanasyeva M. A., Features of the composition and properties of the phosphogypsum processing product, Innovations in materials science and metallurgy: materials of the IV International interactive scientific-practical conference. Yekaterinburg, 2015, pp. 401-404. [in Russ].
7. Meshcheryakov Yu. G., Fedorov S. V. Industrial processing of phosphogypsum, Saint Petersburg: Publishing house «Stroyizdat SPb», 2007, 104 p. [in Russ].
8. Myrzakhmetov B. A, Sholak A. Chemical composition of phosphogypsum and a complex method of its processing, Modern trends in the development of science and production: Collection of materials of the II International scientific and practical conference. Tambov, 2015, pp. 67-71. [in Russ].
9. Plyatsuk L. D., Chernysh E. Yu., Yakhnenko E. N., Trunova I. A. A systematic approach to environmental monitoring in the area of phosphogypsum dumps, Ecological Bulletin. 2015, no. 4 (34), pp. 77-84. [in Russ].
10. Contreras M., Pérez-Lopez R., Gâzquez M. J., Morales-Florez V., Santos A., Esquivias L., Bolivar J. P. Fractionation and fluxes of metals and radionuclides during the
recycling process of phosphogypsum wastes applied to mineral CO2 sequestration. Waste Management. 2015, Vol. 45, pp. 412-419. DOI 10.1016/j.wasman.2015.06.046.
11. Grabas K., Pawetezyk A., Strçk W., Sze^çg E., Strçk S. Study on the Properties of Waste Apatite Phosphogypsum as a Raw Material of Prospective Applications. Waste and Biomass Valorization. 2019, Vol.10, pp. 3143-3155. DOI 10.1007/s12649-018-0316-8.
12. El-Didamony H., Gado H. S., Awwad N. S., Fawzy M. M., Attallah M. F. Treatment of phosphogypsum waste produced from phosphate ore processing. Journal of Hazardous Materials. 2013, Vol.15, pp. 244-245:596-602. DOI 10.1016/j.jhazmat.2012.10.053.
13. Danilov A. S., Smirnov Y. D., Pashkevich M. A. Use of biological adhesive for effective dust suppression in mining operations. Journal of Ecological Engineering. 2015, Vol. 16(5), pp. 9-14. DOI 10.12911/22998993/60448.
14. Sizyakov V. M., Brichkin V. N., Kawalla R. Geochemical aspects of the mining and processing of the large-tonne mineral resources of the hibinian alkaline massif. Chemie der Erde Geochemistry. 2019, Vol. 80 (3), pp. 125506. DOI 10.1016/j.chemer.2019.04.002.
15. Litvinova T, Kashurin R, Zhadovskiy I, Gerasev S. The Kinetic Aspects of the Dissolution of Slightly Soluble Lanthanoid Carbonates. Metals. 2021; no. 11(11), p. 1793. DOI 10.3390/met11111793.
16. Korotaeva A. E., Pashkevich M. A. Spectrum survey data application in ecological monitoring of aquatic vegetation. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2021, no. 5, pp. 231—244 [In Russ]. DOI: 10.25018/0236_1493_2021_52_0_231.
17. Korobanova T. N. The monitoring of dangerous geodynamic processes during the dump's formation in Balakovo («Apatit»). Mining informational and analytical bulletin (scientific and technical journal). 2015, no. 4, pp. 405 — 408. [in Russ].
18. Mayorova L. P., Cherentsova A. A., Krupskaya L. T., Golubev D. A., Kolobanov K. A. Evaluation of technogenic pollution of the air basin during dusting of tailings. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2021, no. 1, pp. 5-20. [in Russ]. DOI: 10.25018/0236-1493-2021-1-0-5-20.
19. Usikov V. I., Lipina L. N., Aleksandrov A. V., Korneeva S. I. Assessment of the impact of mining waste on the environment using GIS technologies. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2019, no. 12, pp. 114-126. [in Russ]. DOI: 10.25018/0236-1493-2019-12 - 0-114-126.
20. Petrov D. S., Danilov A. S. Analysis and assessment of the hydrochemical conditions of flooded phosphate rock quarries. Water and ecology. 2020, no. 3 (83), pp. 63-69. DOI 10.23968/2305-3488.2020.25.3.63-69. [in Russ].
21. Pisarev S. V., Frolov K. A. Phosphogypsum granulate as a substitute for gypsum stone when grinding cement clinker, XL International Scientific and Practical Conference «Innovations in Science». Novosibirsk, 2012, Vol. 12, pp. 133-139. [in Russ].
22. Kolokol'nikov V. A., Titov V. M., Shatov A. A. Patent RU 2258036, 09.06.2004. [in Russ].
23. Akhmetov A. S., Dmitrieva N. V. The use of phosphogypsum in road construction, Tekhnologiya mineral'nykh udobreniy, 1992, pp. 113-115. [in Russ].
24. Kutepova N. A., Kutepov Yu. I., Kudashov E. S., Danilyev S. M. Study of the strength of phosphogypsum with impurities of nepheline sludge in the structures of enclosing gypsum storage dams. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2020, no. 10, pp. 67-78. [in Russ]. DOI: 10.25018/0236-1493-2020-10-0-67-78.
25. Sverguzova S. V., Tarasova G. I., Chernysheva N. V., Mtibaa M. Non-fired method of processing phosphogypsum, Belgorod: Publishing house of BSTU, 2009, 142 p. [in Russ].
26. Gorakh S. B., Madhav B. K., Amarsinh B. L. Review of Effective Utilization of Waste Phosphogypsum as a Building Material. International Journal of Engineering Research.
2016, Vol. 5(1), pp. 277-280.
27. Kalinichenko V. P. Effective use of phosphogypsum in agriculture, Pitaniye rasteniy.
2017, Vol. 1, pp. 2-33 [in Russ].
28. Petrova, T. A., Rudzisha, E., ALekseenko, A. V., Bech, J., Pashkevich, M. A. Rehabilitation of Disturbed Lands with Industrial Wastewater Sludge. Minerals. 2022, VoL. 12 (3), pp. 1-19. [in Russ].DOI 10.3390/min12030376.
29. Matveeva V., Lytaeva T., DaniLov A. Application of steeL-smeLting slags as material for recLamation of degraded Lands. JournaL of EcoLogicaL Engineering. 2018, VoL. 19(6), pp. 97-103. DOI 10.12911/22998993/93511
30. Podbiera-Matysik K., Gorazda K., Wzorek Z. The ways of rare earth eLements appLications and obtaining. Tech. Trans. 2012, VoL. 16, pp. 147 — 156.
31. BashLykova T. V., VaLkov A. V., Petrov V. I. Extraction of rare earth eLements from phosphogypsum and goLd mining waste, Non-ferrous metals. 2012, VoL. 3, pp. 40 — 42. [in Russ].
32. Lokshin E. P., KoLinnikov V. T., IvLev K. G., Levin B. V., Pogrebnyak O. S. Patent RU 2225892, 20.02.2007. [in Russ].
33. Abramov Ya.K., VeseLov V. M., ZaLevskij V. M., Argunov N. D., Gukasov N. A., Bogdanova L. P., MotoviLova L. V., Tamurka V. G., Evdokimov V. D. Patent RU 2412265, 16.07.2009. [in Russ].
34. Brückner L., Tobias E., Thomas S. Extraction of Rare Earth ELements from Phospho-Gypsum: Concentrate Digestion, Leaching, and Purification. MetaLs. 2020, 10, no. 1, pp. 131. DOI 10.3390/met10010131
35. Naymanbayev, M. A., BaLtabekova Zh. A., Lohova N. G. CompLex use of phosphogypsum, Gornyy zhurnal Kazakhstana. 2009, VoL. 7, pp. 28-29.
36. Saykina O. Yu., Yurasova O. V. Sorption extraction of rare earth metaLs in the process of phosphogypsum processing, International scientific research journal. 2016, VoL. 7—4 (49), pp. 107 — 111. [in Russ].
37. Savoyskaya E. V. DeveLopment prospects and economic efficiency of the use of materiaL and raw materiaLs, Bulletin of the Russian Academy of Natural Sciences. 2017, VoL. 17 (2), pp. 122 — 127. [in Russ].
38. Strizhenok A., Tcvetkov P. EcoLogy-economicaL assessment of new recLamation method for currentLy working technogenic massifs. JournaL of EcoLogicaL Engineering. 2017, VoL. 18 (1), pp. 58—64. DOI 10.12911/22998993/66251.
39. Shang Q. L., Pei Q. L., Su F. W. Preparation of Nano-CaCO3 from Phosphogypsum by Gas-Liquid-SoLid Reaction for CO2 Sorption. IndustriaL & Engineering Chemistry Research. 2016, VoL. 55 (38), pp. 10172-10177. DOI: 10.1021/acs.iecr.6b02551.
40. Gorbachev Ye. V., MiL'berger T. G., Akhmedov S. N., Afanas'yev A. Yu. Patent RU 2680589, 24.05. 2018. [in Russ].
41. Lamp V. N., Abashkina T. F., Oderberg A. S., Brizitskaya N. M. Patent SU 715468, 21.04.1977. [in Russ].
42. Ennaciri Y., Mouahid F. E., Bendriss A., Bettach M. Conversion of phosphogypsum to potassium suLfate and caLcium carbonate in aqueous soLution. MATEC Web of Conferences. Maroc, 2013, VoL. 5, pp. 3. DOI: 10.1051/matecconf/20130504006.
43. ALtiner M. Effect of ALkaLine Types on the Production of CaLcium Carbonate ParticLes from Gypsum Waste for Fixation of CO2 by MineraL Carbonation. InternationaL JournaL of CoaL Preparation and UtiLization. 2018, pp. 113—131. DOI: 10.1080/19392699.2018.1452739.
44. Pyagay I. N. BLock processing of bauxite sLudge from aLumina production, Non-ferrous metals. 2016, no. 7 (883), pp. 43—51. DOI 10.17580 /tsm.2016.07.05. [in Russ].
45. Pyagai I. N. Experience in processing red mud to obtain a number of vaLuabLe eLements (Sc, Zr, Y) and iron-containing raw materiaLs for ferrous metaLLurgy, Ferrous metals. 2019, no. 1, pp. 49—54. [in Russ].
46. Sizyakov V. M., Nutrikhina S. V., Levin B. V. TechnoLogy of compLex processing of phosphogypsum by the conversion method with the production of ammonium suLfate, phosphomeLt and new products, Zapiski Gornogo instituta. 2012, VoL.197, pp. 239—244. [in Russ].
47. Kazak V. G., DoLgov V. V., Brizickaya N. M., MaLyavin A. S., BukkoLini N. V., PagaLyoshkin D. A., Cikin M. N. Patent EU 015407, 04.06.2009. [in Russ].
48. ILyinova A. A., Romasheva N. V., Stroykov G. A. Prospects and social effects of projects for sequestration and use of carbon dioxide, Zapiski Gornogo instituta. 2020, VoL. 244, pp. 493-502. DOI 10.31897 / PMI.2020.4.12. [in Russ].
49. Peristyi V. A., GoLdovskaya-Peristaya L. F., Prokhorova G. V. UtiLization of citrogypsum of citric acid production waste, Regional'nyye geosistemy. 2008, VoL. 6, no. 3 (43). [in Russ].
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Литвинова Татьяна Евгеньевна — докт. техн. наук, доцент, профессор кафеды физической химии, http://orcid.org/0000-0002-0133-3400, Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, 199106, Васильевский остров, 21 линия, д. 2, Россия, e-maiL: [email protected];
Сучков Денис Вячеславович — аспирант кафедры геоэкологии, http://orcid.org/0000-0002-5813-615X, Санкт-Петербургский горный университет, Санкт-Петербург, 199106, Васильевский остров, 21 линия, д. 2 , Россия, e-maiL: [email protected] Для контактов: Сучков Денис Вячеславович, e-maiL [email protected].
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
Litvinova T. E., HoLder of an Advanced Doctorate in TechnicaL Sciences, Docent, Professor at the Department of PhysicaL Chemistry, http://orcid.org/0000-0002-0133-3400, Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, 199106, 2, 21st Line, Russia, e-maiL: [email protected]
Suchkov D. V., postgraduate student at the Department of GeoecoLogy, http://orcid.org/0000-0002-5813-615X, Saint Petersburg Mining University, Saint Petersburg, 199106, 2, 21st Line, Russia, e-maiL: [email protected]
Corresponding author: Suchkov D. V., e-maiL: [email protected].
Получена редакцией 14.01.2022; получена после рецензии 30.05.2022; принята к печати 10.05.2022. Received by the editors 14.01.2022; received after the review 30.05.2022; accepted for printing 10.05.2022.
_Д
