Методы переработки природных фосфатных минералов
Фосфор является одним из необходимых для всех живых организмов минеральных элементов. Однако особенности его круговорота таковы, что он активно мигрирует с территории суши и накапливается преимущественно в морских водоемов в виде фосфорсодержащих осадочных пород. В дальнейшем, при попадании этих пород на сушу и дальнейшей их трансформации они могут превращаться в полезные ископаемые, пригодные для изготовления удобрений.
Сырье для изготовления фосфорсодержащих минеральных удобрений – это в основном природные фосфатные руды (в первую очередь апатитовые и фосфоритные). В основном от их состава (при учете некоторых других факторов) зависят те или иные способы их химической переработки. Как правило, размолотую руду обогащают, в процессе чего образуются твердые отходы – в виде хвостов и пыли, которая уносится, смешиваясь с воздухом в аспирационных системах и газами в сушильных установках.
Концентраты фосфатного сырья подвергаются химической переработке. При этом можно использовать прямую кислотную или термическую переработку сырья, в результате чего выходят готовые продукты – суперфосфаты, обесфторенные фосфаты и иные. Или же применяется процесс разложения фосфатов. На выходе получаются термическая и экстракционная фосфорные кислоты. Они-то и являются основой производства разнообразных продуктов, например таких, как минеральные удобрения.
Суперфосфаты, аммонийные фосфаты, и другие фосфорные и комплексные удобрения входят в группу минеральных удобрений на основе экстрационной фосфорной кислоты (ЭФК). Общеизвестно негативное влияние на природную среду, происходящее при их производстве, хотя газо- и воздушные выбросы предприятий, производящих минеральные удобрения, и подвергаются очистке.
При производстве 1 тонны удобрений окружающая среда пополняется 3-5 тоннами твердых отходов, в атмосферу при этом поступает 20-25 кг вредных веществ с отходящими газами, а в водоемы – 25-60 м3 сточных вод.
Отходы из сырья фосфатного происхождения, влияние на окружающую среду и их переработка
Выделяемые из сушильных, выпарных аппаратов и реакторов, в составе стоков, полученных при промывке газов и оборудования, в составе твердых отходов (например, с фосфогипсом) и удобрений – соединения фтора и аммиака относятся к основным отходам. Особенно токсичны фтороводород и фторид кремния. Хотя современная аппаратура газоочистки способна улавливать остаточные количества фтора различными методами (такими, как щелочная абсорбция, сорбция на ионообменных фильтрах, конденсация парогазовой смеси), до сих пор полная газоочистка является скорее исключением, нежели правилом. При производстве фосфорной кислоты и комплексных удобрений существует технология циркуляции газов в замкнутом контуре, дающая возможность попутно извлекать и использовать ценные компоненты и теплоту.
Процессы утилизации фтора на стадии подготовки сырья, при обесфторивании экстракционной фосфорной кислоты и очистке ее от примесей перед непосредственной переработкой на удобрение и кормовые фосфаты способны упредить в той или иной мере негативные последствия от возможного загрязнения окружающей среды.
Фосфогипс (сульфат кальция с примесями фосфатов) – один из крупнотоннажных отходов в производстве экстрационной фосфорной кислоты.
На 1 тонны кислоты образуется до 5,8 тонн фосфогипса. На различные цели расходуется ежегодно около 4% полученного фосфогипса (ежегодно).
Фосфогипс находит применение при дорожном строительстве, в качестве сырья для изготовления серной кислоты, в гипсование солонцовых почв, а также служит для производства цемента, строительного гипса и иных вяжущих материалов. В обработанном виде он может быть использован как наполнитель вместо каолина и других материалов (производство бумаги, пластмасс, резинотехнических изделий, лакокрасочной и некоторой иной продукции).
