|
11 бы отнести к первосортному гипсовому сырью, однако разнообразие примесей, имеющихся в фосфогипсе, заметно изменяет его свойства. В фосфогипсе имеются примеси, характерные только для этого отхода, например неразложившийся апатит, соли кремисфтористоводородной, фосфорной и серной кислот последние две определяют кислую среду шлама. В фосфогипсе также содержатся соли кремниевой кислоты, железа, алюминия и редкоземельные элементы [34, 75]. Присутствие примесей затрудняет использование фосфогипса. Растворимые примеси вызывают коррозию оборудования, приводят к образованию высолов на поверхности изделий. Несвязанная фосфорная кислота, фосфаты, также соединения редкоземельных элементов стронция и церия замедляют схватывание и твердение вяжущих, полученных из фосфогипса [77, 119]. Нормативные документы ограничивают содержание в фосфогипсе фосфорной кислоты и ее солей в пересчете на Р2О5 1,5 % и фтора до 0,8 %. Значительные отклонения содержания примесей обусловлены, как правило, различными нарушениями технологического режима на предприятиях. Важным вопросом использования отходов является оценка их радиологической опасности и токсичности. Согласно ГОСТ 6133-99 (с попр.2002г.) на камни бетонные стеновые в материалах используемых для производства бетонных камней удельная эффективная активность естественных радионуклидов А ^ должна быть не более 370 Бк/кг. Исследования фосфогипса из отвалов Мелеузовского химического завода токсикологической лабораторией Башкирского медицинского государственною института показали (ирил. 2), что но содержанию основных примесей, в соответствии с ГОСТ ССБТ «Вредные вещества. Классификация и об>щие требования безопасности» (12.1-007-76), фосфогипс можно отнести к 4 классу опасности. Применение в строительстве фосфогипсовых стеновых материалов разрешено Минской санитарно-эпидемиологической станцией. Московским |
также повышения степени использования фосфатного сырья при получении экстракционной фосфорной кислоты применяют технологические линии с двумя ступенями экстракции. Такие технологические процессы предусматривают рекристаллизацию первоначально образовавшегося сульфата кальция, переход полу гидрата в ди гидрат и ди гидрата в полу гидрат. В соответствии с этим различают полугидрат-дигидратный и дигидрат-полугидратный процессы. В табл. 1.1 приведены химические составы фосфогипсов и фосфополугидратов, полученных из различного сырья [9, 75]. Различия в количестве содержащихся примесей обусловлены главным образом непостоянством состава исходного сырья апатитового или фосфоритового концентрата, а также различиями в способах производства фосфорной кислоты и применяемом технологическом оборудовании. Химический состав фосфогипса, полученного из апатитового концентрата, показывает, что содержание ди гидрата сульфата кальция в нем превышает 92 %. По содержанию дигидрата сульфата кальция его можно было бы отнести к первосортному гипсовому сырью, однако разнообразие примесей, имеющихся в фосфогипсе, заметно изменяет его свойства. В фосфогипсе имеются примеси, характерные только для этого отхода, например неразложившийся апатит, соли кремнефтористоводородной, фосфорной и серной кислот последние две определяют кислую среду шлама. В фосфогипсе также содержатся соли кремниевой кислоты, железа, алюминия и редкоземельные элементы [34, 75]. Присутствие примесей затрудняет использование фосфогипса. Растворимые примеси вызывают коррозию оборудования, приводят к образованию высолов на поверхности изделий. Несвязанная фосфорная кислота, фосфаты, также соединения редкоземельных элементов стронция и церия замедляют схватывание и твердение вяжущих, полученных из фосфогипса [77, 119]. Нормативные документы ограничивают содержание в фосфогипсе фосфор На поверхности и в нижних горизонтах содержание влаги завышено, что обусловлено выпадением осадков и миграцией влаги вглубь. Кроме влияния осадков в осенне-зимний период на влажности сильно сказывается изменение дисперсности фосфогипса по вертикали. Установлено, что оствальдовская перекристаллизация, сопровождаемая уменьшением удельной поверхности, преобладает до определенной глубины, с увеличением давления вышележащих слоев наблюдается структурная перекристаллизация, сопровождаемая увеличением удельной поверхности. Растворимые в воде фосфаты и фториды мигрируют вместе с жидкой фазой вглубь и по поверхности. Их максимальная концентрация достигается в непосредственной близости от гидроизоляционного экрана. Нерастворимые в воде примеси распределены равномерно по высоте отвала, за исключением кремнезема, который растворяется в кислотах и медленно мигрирует вместе с у жидкой фазой. Важным вопросом использования отходов является оценка их радиологической опасностии и токсичности. Согласно ГОСТ 6133-99 (с попр.2002г.) на камни бетонные стеновые в материалах используемых для производства бетонных камней удельная эффективная активность естественных радионуклидов должна быть не более 370 Бк/кг. Среднее содержание радиоактивных элементов и тяжелых металлов в фосфогипсе находится в прямой зависимости от их содержания в фосфатном сырье, активность Ка-226 в захоронениях фосфогипса находится в пределах от 10 до 1300 Бк/кг. Высокое содержание Ка-226 имеют фосфаты Центральной Флориды (1500 Бк/кг), Израиля (1300-1750 Бк/кг), Марокко (1300-1440 Бк/кг), Сирии (1300 Бк/кг). Кольский апатитовый концентрат, используемый на большинстве заводов европейской части России, в том числе на ОАО «Минудобрения» (г.Мелеуз) содержит мало радиоизотопов. Радиоактивность апатитового концентрата Кольского месторождения равна 74 Бк/кг, для сравнения, радиоактивность природного гипса составляет 37 Бк/кг [51]. 18 * Исследования фосфогипса из отвалов Мелеузовского химическогозавода токсикологической лабораторией Башкирского медицинского государственного института показали (прил. 2), что по содержанию основных примесей, в соответствии с ГОСТ ССБТ «Вредные вещества. Классификация и общие требования безопасности» (12.1-007-76), фосфогипс можно отнести к 4 классу опасности. Применение в строительстве фосфогипсовых стеновых материалов разрешено Минской санитарно-эпидемиологической станцией, Московским НИИ гигиены имени Ф.Ф.Эрисмана, Ленинградским НИИ радиационной ги-и гиены и Всесоюзным НИИ противопожарной обороны, заместителем Главного государственного санитарного врача Минздрава СССР [71]. 1.2. Основные направления использования фосфогипса В решении проблемы по переработке фосфогипса можно выделить 2 основных направления: 1) Разработка новых технологических процессов получения фосфорной кислоты и изменение условий переработки на действующих химических заводах с учетом использования попутного продукта. 2) Разработка новых способов производства строительных материалов, рассчитанных на переработку загрязненного сырья и введение дополнительного технологического передела (сушка, нейтрализация и др.) в существующие технологии по переработке природного гипсового сырья. По первому направлению значительных успехов добилась Япония. В 1959 году была запущена первая установка по комбинированной полугидратно-д и гид ратной технологии “М$5ап Н”. Получен фосфогипс с содержанием (РгО.^обш менее 0,24 % и Р менее 0,1 % [58]. Дигидрат-полугидратный процесс менее распространен в сравнении с |