Санкт-Петербургский государственный горный университет
(г. Санкт-Петербург)
Химическая промышленность
России, производящая фосфорные минеральные удобрения оказывает отрицательное
действие на геоэкологический круговорот фосфора и фтора.
Основную опасность
для окружающей среды представляют фосфор и фтор, находящиеся в продукционной
фосфорной кислоте и токсичные отходы производства, которые складируются в
шламоотвалах и загрязняют окружающую среду. В соответствии с этим актуальным
является разработка технологических решений для устранения негативного влияния
фтора и фосфора на окружающую среду.
Негативное влияние на
биосферу оказывают производства ЭФК, связанные с хранением значительного
количества отходов производства – сульфатов кальция, которые хранятся в
хранилищах, и оказывают свое влияние на систему почва → растения → животные →
почва, поскольку фосфор и фтор мигрирует в форме легкорастворимых фосфатных
неорганических соединений, возникающих при разложении органических остатков.
С использованием системного анализа
выполнено исследование процесса термического разложения высококремнистых
природных известняков применительно к системе (Mg,Ca)O – (A1,Fe)2O3 – SiO2 – СО2 для определения условий
синтеза неорганических комплексных соединений с заданными физико-химическими
свойствами.
Варьируя температурой обжига
известняка и изменяя соотношения компонентов оксидов СаO, МgO, SiO2, A12O3,
Fe2O3, можно получать комплексные неорганические
соединения с заданным минералогическим и химическим составом: х(Са, Мg)О×уSiO2,
х(Са, Мg)О×у(А1,Fe)2O3, где (х = 1 - 3, у = 1 -
2), которые могут использоваться в качестве
реагентов для очистки сточных вод от фосфора, фтора и других токсичных
компонентов.
Выполненное
исследование по очистке сточных вод от фтора при производстве ЭФК подтверждает
целесообразность использования натриево-кальциевого силиката Na2СаSiO4 в качестве обесфторивающего
реагента.
Экспериментальные
результаты по взаимодействию силикатов с промышленной сточной водой при
температурах 298 и 333 К показывают, что при очистке сточных вод с
использованием силиката кальция необходимо, чтобы молярное соотношение СаО:Р2О5
= 1,6, а СаО:F = 2, при этом достигается степень вывода фтора из раствора –
96…98 %. Кроме того, при очистке сточных вод от фтора и Р2О5
возможно использование нефелинового концентрата, гидрогранатов кальция, алюминатов
и ферритов.
Разработанный
термодинамический метод расчета и прогнозирования физико-химических и
термодинамических характеристик неорганических соединений, который позволяет на
основе электрохимического потенциала проследить структурные изменения в
кристалле и получить требуемый конечный состав за
счет введения в кристаллическую структуру заданных компонентов и,
соответственно, степень избирательного поглощения ионов фосфорной кислоты,
фтора и других компонентов необходимую для эффективной очистки сточных вод.
Разработанный
метод позволяет на научной основе реализовать выбор неорганических реагентов
для очистки сточных вод от токсичных соединений фтора и осуществлять заданное соотношение
для термического процесса переработки компонентов – токсичные отходы – щелочные
алюмосиликатные минералы - карбонатные породы.
|