Автор: В химической отрасли России сектор производства минеральных удобрений занимает ведущее положение. Рынок минеральных удобрений продолжает демонстрировать стабильный рост: на рис. 1 показана динамика доли минеральных и органических удобрений в общем объеме производства с 2017 по 2019 гг. [1].
и органических удобрений
Процесс производства минеральных удобрений неизбежно сопровож-дается образованием побочных продуктов, которые классифицируются как отходы. Одним из наиболее объемных отходов является фосфогипс, который представляет собой гипсовую массу, образующуюся в процессе получении экстракционной фосфорной кислоты [2].
В настоящее время в России скопилось около 320 миллионов тонн фосфогипса [3], создавая серьезные экологические и экономические проблемы. Эти огромные объемы отходов занимают обширные земельные площади, потому что складируются и накапливаются на открытых площадках промышленных предприятиях и химических заводах. При продолжительном складировании отход размывается осадками и в следствии проникает в почву, грунтовые воды и поверхностные водоемы. Кроме того, отвалы фос-фогипса образуют пылевые облака, которые негативно влияют на здоровье людей, проживающих в близлежащих населенных пунктах. Это создает угрозу для окружающей природной среды и здоровью людей. Обслуживание отвалов фосфогипса требует существенных материальных и трудовых ресурсов создает, что создает дополнительную финансовую нагрузку на предприятия [4].
Но, к сожалению, доля использования этого материала в качестве вто-ричного ресурса крайне мала — около 1-2 % от общего объема производства. Это связано с тем, что фосфогипс отличается высокой плотностью, низкой водопроницаемостью и химической стойкостью.
Для решения проблемы загрязнения фосфогипсом важно понимать его свойства, поэтому необходимо было изучить его. В работе рассматривается фосфогипс предприятия ООО «ЕвроХим — Белореченские минудобре-ния», которое специализируется на производстве фосфорных и сложно во-дорастворимых минеральных удобрений.
Образующийся после экстракции фосфорной кислоты фосфогипс представляет собой отход, относящиеся к IV классу опасности — малоопасные. Далее был изучен химический состав фосфогипса представленный в табл. 1.
После изучения данных о фосфогипсе нами был рассмотрен термический метод переработки отхода, в процессе которого возможно получение сорбента для очистки сточных вод, содержащих медь [5]. В качестве природных связующих были выбраны природный уголь и шелуха семечек [6] состав образцов представлен в табл. 2.
Процесс обработки начинался со смешивания образцов в смесителе, после чего их переносили в тигли для последующей обработки: образцы нагревались в печи до достижения температуры 1100 градусов в течение 30 мин, затем происходила выдержка при этой температуре в течение 60 мин. Последним этапом термообработки было постепенное охлаждение образцов вместе с печью до комнатной температуры, после чего образцы измельчались в ступе до получения порошкообразного состояния.
Каждый образец массой 1 г помещали в раствор медного купороса (CuSO4*H2O) (концентрация ионов меди 0,25 мг/дм3). Раствор вместе с образцами перемешивали в течение 20-30 с и оставляли в покое на 10 мин, после чего растворы пропускали через бумажный фильтр. Лабораторные исследования проведенных экспериментов представлены в табл. 3.
по очистке воды от ионов меди с использованием фосфогипса,
природного угля и шелухи семечек
Приведённые в табл. 3 результаты экспериментов позволяют сделать вывод о необходимости дальнейших исследований фосфогипса с целью получения сорбента для доочистки сточных вод, содержащих медь, и другие тяжёлые металлы перед сбросом в водоём рыбохозяйственного назначения. Данный метод переработки отходов позволит получить новый инновационный продукт, который не только подвергается переработке, но и способствует очистке сточных вод от остаточных концентраций тяжёлых металлов, что в свою очередь будет приводить к улучшению экологической обстановки.
Развитие и внедрение этой технологии является важным шагом в решении проблемы управления отходами фосфогипса и обеспечении экологической безопасности.
Список источников
- Рынок минеральных удобрений в России 2020: уверенный рост вопреки кризису. // Открытая аналитика URL: https://delprof.ru/press-center/open-analytics/rynok-mineralnykh-udobreniy-v-rossii-2020-uverennyy-rost-vopreki-krizisu/ (дата обращения:
07.05.2024). - Пат. № 2505478 С1 Российская Федерация, МПК C01B 25/22. Способ получения экстракционной фосфорной кислоты: 2012137160/05: заявл. 31.08.2021. опубл. 27.01.2014 / А.В. Гриневич; заявитель Открытое акционерное общество «Научно-исследовательский институт по удобрениям и инсектофунгицидам имени профессора Я.В.Самойлова» (ОАО «НИУИФ»).
- Анализ и прогноз рынка фосфогипса в России // Polymeri.ru: 2024. URL: https://www.polymery.ru/rep.php?id=3014&x=3&folder= (дата обращения: 14.05.2024).
- Недбаев И.С., Цывкунова Н.В., Елсукова Е.Ю. Обзор российского и мирового опыта решения экологических проблем производства, хранения, переработки и использования фосфогипса // Вестн. Евразийской науки. 2022. №4. URL: https://elibrary.ru/ download/elibrary_49721003_19781625.pdf.
- Золотарева А.А. Оптимальные методы очистки сточных вод промышленного производства // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2017. №1(109). С. 50-53.
- Новый справочник химика и технолога. Сырье и продукты промышленности органических и неорганических веществ. СПб: Мир и Семья, 2002. Ч. I. 988 с.
Авторы: Д.В. Яхонова, Г.Н. Земченко. Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск
Источник: Международная научная школа «Zero Waste» для молодых ученых, аспирантов и студентов: тезисы докладов, г. Новочеркасск, 27.05.2024 г. — 01.06.2024 г. / Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова. — Новочеркасск: изд-во «НОК», 2024. — 255 с. ISBN 978-5-8431-0548-8
