Е) сельское хозяйство
а) процесс получения гипсовых вяжущих из фосфогипса обычно состоит из двух стадий: очистка фосфогипса от соединений фтора и фосфора и последующая дегидратация CaSO4 • 2Н2О до CaSO4 • 1/2H2О. Дегидратацию осуществляют путем обжига в печах при температуре 150-170 °С либо в автоклавах при 120-170 °С. Технология получения вяжущих освоена в промышленном масштабе, в настоящее время по этому методу перерабатывается в мире 3 млн. т фосфогипса и производится 1,9 млн. т вяжущих материалов.
б) в производстве цемента фосфогипс гранулируют и подсушивают в барабанных сушилках до содержания гигроскопической влаги около 5%. Использование фосфогипса уменьшает расход топлива в производстве цемента, повышает производительность печей и качество цементного клинкера. В производстве серной кислоты и цемента высушенный фосфогипс смешивают с глиной, песком и коксом и обжигают при 1200-1400 °С. При обжиге протекают следующие реакции (4.2.1):
2CaSO4 + С = 2СаО + 2SO2 + СО2 (4.2.1)
в) в процессе производство серной кислоты и цемента применяют небольшой избыток углерода (20-30% от стехиометрического) для компенсации его расхода на побочные реакции. Образующийся диоксид серы направляется на окисление до SO3, который далее абсорбируется водой с получением серной кислоты.
г) в производстве серной кислоты и извести фосфогипс восстанавливают коксом или продуктами конверсии природного газа (4.2.2):
CaSO4 + 2С = CaS + 2СО2;
CaSO4 + 4СО = CaS + 4СО2; CaSO4 + 4Н2 = CaS + 4Н2О (4.2.2)
Сульфид кальция обрабатывают водой, а полученную суспензию - диоксидом углерода (4.2.3):
CaS + Н2О + СО = H2S + CaCO3 (4.2.3)
Полученный сероводород окисляется до диоксида серы (4.2.4):
H2S + 3/2О2 = SO2 + Н2О (4.2.4)
Разработаны способы, основанные на взаимодействии предварительно приготовленного (NH4)2CO3 с фосфогипсом или на непосредственном контактировании газообразных NНз и СО2.
д) разработана схема комплексной переработки фосфогипса в сульфат аммония, оксид кальция и концентрат редкоземельных элементов. Метод основан на том, что СаО, полученный из осадка СаСО3, растворяется в аммониевых солях, а редкоземельные элементы остаются в осадке. Прокаливание СаСО3 проводят при 1000 0С, полученный оксид кальция обрабатывают раствором NH4Cl с получением раствора СаСl2 и осадка редкоземельных элементов. Аммонизированный раствор СаСl2 насыщается CO2 для выделения СаСО3 и регенерации NH4Cl.
е) в сельском хозяйстве фосфогипс используется для гипсования солонцовых почв. При внесении в такие почвы фосфогипса (6-7 т на 1 га) происходит образование сульфата натрия, который легко вымывается. Фосфогипс рекомендуется применять в качестве местных удобрений. Использование такого удобрения экономически оправданно при отсутствии дальних перевозок (до 500 км). Использование фосфогипса не требует очистки от Р2O поскольку эта примесь играет положительную роль при внесении в почву. Потребность в нашей стране в серосодержащих удобрениях составляет более 2 млн т/год.
Среди других методов переработки фосфогипса перспективным является извлечение из него элементной серы путем восстановления при температуре 1100-1200 °С.
Список литературы.
1. Новые технологии утилизации фосфогипса 8 Конгресс обогатителей стран СНГ, Москва, 28 февр.-2 марта, 2011: Сборник материалов. Т. 2. М.: МИСиС. 2011, с. 300-302. Рус.
2. Бахарева Н. А., Голяхова А. А., Арзамасцев С. В., Артеменко С. Е., Андреева В. В.. Бирюков В. П.(ред.)
Ресурсосберегающая технология использования фосфогипса в производстве композиционных материалов строительного назначения Системы автоматического проектирования и автоматизация производства: Сборник научных трудов по материалам 1 Региональной научно-технической конференции, Саратов, 2009. Саратов: СГТУ. 2009, с. 128-132. Рус.
3. Георгиевский А. Ф., Семисчастнов В. М., Бугина В. М. (РУДН, Москва)
Преобразование вещества гипсовых отходов производства ортофосфорной кислоты при их утилизации методом прессования Изв. вузов. Геол. и разведка. 2009, N 5, с. 34-39, 87, 7 табл.. Библ. 10. Рус.; рез. англ.
4. Бесков, В.С. Общая химическая технология: учебник для вузов / В.С. Бесков