Отходы производства экстракционной ортофосфорной кислоты

Лекция №9

Термическая переработка

К термической переработке относятся:

Сжигание – окисление, проводимое в экстремальных условиях.

a) Прокаливание – сжигание отходов, которое осуществляется с целью уменьшения объема и массы реагирующих веществ, образующиеся отходы (зола, шлак) в результате прокаливания не относятся к обезвреживанию. Это не лучший способ.

b) Пиролиз – высокотемпературный процесс сжигания в отсутствии воздуха. Отгоняются летучие вещества. Данный способ применяется для получения кокса, газификации угля, с целью извлечения полезных материалов из твердых отходов, а не для обезвреживания.

c) Сжигание и переработка органических отходов в струе низкотемпературной плазмы – более современный метод. В качестве окислителя используется углекислый газ СО₂ , водяной пар, кислород и их смеси. Для обработки используется хлорорганические соединения. Хлорсодержащие углеводороды обезвреживают так: образуется смесь HCl с C₂H₂, что используется в производстве винилхлорида.

Отходы производства экстракционной ортофосфорной кислоты.

Ca₅F(PO₄)₃ + 5 H₂SO₄ = 5 CaSO₄ + 3H₃PO₄ + HF

CaSO₄ может быть выделен в виде CaSO₄ * 2H₂O, CaSO₄ * 0.5 H₂O илиCaSO₄

• На 1 тонну P₂O₅образуется 4-5 тонн фосфогипса,который сбрасывается в отвалы. Если фосфогипс содержит 0,5 % H₃PO_4, то его можно использовать как удобрение. Фосфогипс может использоваться в цементной промышленности как добавка- клинкер в цемент,для получения гипсовых вяжущих материалов;
• Для использования в цементой фосфогипс гранулируют,подсушивают для удаления влаги, что улучшает качество цемента;
• Если добавить ПАВ, то дигидрат переходит в CaSO₄ * 0.5 H₂O, который потом высушивают и используют в производстве стройматериалов;
• Переработка фосфогипса в элементарную серу и известь

CaSO₄ + C = CaS + CO₂

(вместо С могут быть другие окислители H₂, CO)

CaSO₄ + H₂O + CO₂ = CaCO₃ + H₂S

(далее H₂S окисляют и используют для получения H₂SO₄)

Отходы производства термической H₃PO₄

Сa₃(PO₄)₂ + C + n SiO₂ = P₂ + CO + CaO * n SiO₂

На 1 тонну P₂ образуется 4000 м³ с высоким содержанием СО

Наряду с основной реакцией идут побочные процессы:

Сa₃(PO₄)₂ + C = Ca₃P₂ + CO

Ca₃P₂ + C = CaC_2­ + P₂

Окислы металлов,содержащиеся в сырье + С = Me + CO

Например: Fe₂O₃ + C = Fe + CO

4 Fe + P₂ = 2 Fe₂P

Fe₂P (феррофосфор) используется в металлургии как присадка в литейном производстве,а также в качестве защитного материала от радиоактивного излучения.

Образующийся P₂ под слоем воды направляется в отстойник, где расслаивается на P₂ и шлам. Очень много образуется пыли, содержащая K₂O, P_2­O₅. Утилизация шлаков и шламов: шлак – SiO­₂(40 %), Al₂O₃, CaO, Fe₂O₃ перерабатываются в строительстве.