Фосфогипс, состав, свойства и применение.
Фосфогипс получают как побочный продукт (как отходы) при производстве фосфорной кислоты и фосфорных удобрений из апатитов и фосфоритов. Он применяется в сельском хозяйстве как мелиорант и удобрение, а также при производстве строительных материалов и изделий.
Фосфогипс, свойства, состав и формула
Применение и использование фосфогипса в сельском хозяйстве
Применение и использование фосфогипса в строительстве и дорожном строительстве
Фосфогипс, свойства, состав и формула:
Фосфогипс – удобрение, используемое для гипсования почв.
Фосфогипс содержит не менее 80 % гипса (CaSO4·2H2O либо CaSO4·0,5H2O) в виде мелких кристаллов и 1-2 % водорастворимого оксида фосфора (P2O5), являющихся его полезными составляющими. Также он содержит примеси растворимых (серная кислота, фосфорная кислота, моно- и дикальций фосфат) и нерастворимых (кремнезем, фосфаты, фториды, оксиды) веществ, в т.ч. редкоземельных и радиоактивных элементов, тяжелых металлов и иных вредных и токсичных элементов. Нежелательные примеси-элементы (например, уран, торий, радий, полоний, кадмий, радон, неодим, диспрозий, тербий, церий, лантан, празеодим) как ценное сырье могут быть извлечены из фосфогипса.
Химический состав фосфогипса в пересчете на окислы следующий: CaO – 30-42 %; SO3 – 44-52 %; P2O5 – 1-2 %; F – 0,1-1 %; Al2O3 – 0,3-5 %; Fe2O3 – 0,2-2 %; SiO2 – 0,3-10 %; H2O – 25-40 %.
Фосфогипс может существовать в трех видах: в виде ангидрита (CaSO4), полугидрата (CaSO4·0,5H2O) или дигидрата (CaSO4·2H2O) в зависимости от концентрации P2O5 и температуры. Фосфогипс получают как побочный продукт (как отходы) при производстве фосфорной кислоты и фосфорных удобрений из апатитов и фосфоритов. Как правило, предприятия занимающиеся производством фосфорных удобрений и фосфорной кислоты выпускают дигидрат или полугидрат фосфогипса в виде влажного порошка, содержащего 25 – 40 % воды. Дигидрат и полугидрат фосфогипса обычно вывозятся в отвалы и нередко смешиваются друг с другом.
В настоящее время в России в отвалах промышленных предприятиях и химических заводов накопилось порядка 320 миллионов тонн фосфогипса, что приводит к загрязнению окружающей среды, занимает сотни гектаров пахотных земель; для его хранения и транспортирования в отвалы требуются большие материальные и трудовые затраты.
Дигидрат фосфогипса не обладает какими-либо вяжущими свойствами, в отвалах постепенно теряет воду, превращаясь в сухой белый порошок.
Полугидрат фосфогипса (фосфогипс-полугидрат сульфата кальция), отфильтрованный от фосфорной кислоты, охлаждаясь с 90 – 105 °С до температуры окружающей среды, постепенно переходит в дигидрат, кристаллизуясь и превращаясь в гипсовый камень. Длительность этого перехода зависит от температуры окружающей среды и количества оставшейся в фосфогипсе фосфорной кислоты и может достигать нескольких часов или суток.
И только лишь свежий фосфогипс-полугидрат сульфата кальция обладает вяжущими свойствами и может быть использован для устройства конструктивных слоев дорожных оснований. Причем свежим называется только полугидрат фосфогипса, имеющий возраст до 3 сут с момента выпуска. Полугидрат фосфогипса, пролежавший более 3 суток, теряет свою прочность на 40 – 50 %.
Применение и использование фосфогипса в сельском хозяйстве:
Основное применение фосфогипса – это использование его в качестве удобрения и мелиоранта в сельском хозяйстве для гипсования солонцовых (засоленных) почв. Засоление почв типично для орошаемых земель, а также районов с засушливым климатом. Общая площадь засоленных земель в России в настоящее время составляет порядка 35-40 миллионов гектар или около 20 % площади сельхозугодий. Площадь пахотных засоленных земель составляет 10 миллионов гектар.
Причиной засоления почв является преобладание в почве ионов натрия, который имеет тенденцию со временем накапливаться. Большие концентрации этого элемента угнетают деятельность микроорганизмов и растений, делают почву клейкой, бесструктурной и малопригодной для обработки. На поверхности почвы образуется водонепроницаемая корка. Коренное улучшение почв достигается заменой натрия на ионы кальция. При внесении в такие почвы фосфогипса происходит образование сульфата натрия, который легко вымывается, что способствует нормализации водопроницаемости почвы.
В отличии от фосфогипса природный гипс хуже растворяется в почве из-за своего химического состава, поэтому в сельском хозяйстве используют хорошо растворимый фосфогипс. Его вносят в почву один раз в несколько лет в большом количестве – 6-7 тонн на 1 гектар. Помимо функции выщелачивания и снижения щелочности почвы, природный материал является еще и удобрением. В его составе присутствуют кальций, фосфор, сера и другие микроэлементы, что увеличивает урожайность сельскохозяйственных культур. К тому же перед внесением в почву он не требует очистки от P2O5, так как фосфор, который в нем содержится в виде P2O5, усваивается растениями.
Разовое внесение дозы фосфогипса обеспечивает прирост урожайности пшеницы порядка 15 центнеров на 1 гектар (за все время действия).
Применение и использование фосфогипса в строительстве и дорожном строительстве:
Гипс, который содержится в фосфогипсе, является отличным вяжущем средством. Его можно использовать для производства различных строительных материалов, в т.ч. цемента, и строительных изделий, например, перегородочных блоков, плит, кирпичей, гипсокартонных листов, а также в дорожном строительстве.
Однако для устройства конструктивных слоев дорожных оснований подходит только свежий (возрастом до 3-х суток) фосфогипс-полугидрат сульфата кальция (CaSO4·0,5H2O), называемый дорожным фосфогипсом.
Дороги, построенные с помощью полугидрата фосфогипса, отличаются низкой себестоимостью (на 30 % ниже стоимости традиционных дорог), надежностью и долговечностью. Фосфогипс-полугидрат сульфата кальция, как материал для строительства дорог, является экологически чистым и безопасным как во время производства, строительства, так и при нахождении в грунте. Устроенное с соблюдением технологии дорожное покрытие не пылит. Фосфогипс, используемый в строительстве дорог, в окружающей среде не трансформируется. Он не выделяет газы, вредные для озонового слоя Земли. У него не происходит химических изменений или реакций в земле, самовозгорания или образования токсичных веществ. Полугидрат фосфогипса является малоопасным веществом, относится к пятому классу опасности по ГОСТ 12.1.007.
В России действует Стандарт организации СТО 24406528-01-2016 “Рекомендации по устройству расчетных слоев дорожных одежд из фосфогипса дорожного”. Стандарт организации позволяет широко применять дорожный фосфогипс (CaSO4·0,5H2O) при строительстве дорог 1-5 категории. Ранее в СССР действовали Методические рекомендации по устройству оснований дорожных одежд с использованием свежего фосфополугидрата сульфата кальция (утверждены Союздорнии и одобрены Главдорстроем письмом № 5603/89 от 19.02.87).
© Фото https://www.pexels.com, https://pixabay.com
переработка получение отвал утилизация отходы гора использование растворимость производство фосфогипса в воде
удобрение фосфогипс купить применение в сельском хозяйстве технология воскресенск цена за тонну формула норма внесения казфосфата википедия в строительстве состав свойства