ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ СЕВЕРО-КАВКАЗСКИЙ РЕГИОН. 2020; 4: 63-67
http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2020-4-63-67
СИНТЕЗ СУЛЬФИДА КАЛЬЦИЯ ИЗ ФОСФОГИПСА
Шабельская Нина Петровна – д-р техн. наук, доцент, зав. кафедрой «Экология и промышленная безопасность», Южно-Российский государственный политехнический
университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия. Е-mail: nina_shabelskaya@mail.ru
Меденников Олег Александрович – аспирант, кафедра «Экология и промышленная безопасность», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Яценко Алексей Николаевич – канд. техн. наук, доцент, кафедра «Физика и фотоника», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Таранушич Виталий Андреевич – д-р техн. наук, профессор, кафедра «Химические технологии», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Гайдукова Юлия Александровна – канд. техн. наук, доцент, кафедра «Экология и промышленная безопасность», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Астахова Марина Николаевна – канд. техн. наук, доцент, кафедра «Экология и промышленная безопасность», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Ульянова Вера Андреевна – студентка, кафедра «Химические технологии», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова, г. Новочеркасск, Россия.
Аннотация
В процессе производства фосфорной кислоты из апатитового сырья образуется фосфогипс, его многотоннажные отвалы занимают значительные площади и приводят к нарушениям экосистемы. В настоящее время основным направлением вовлечения фосфогипса во вторичную переработку является производство строительных материалов, получение удобрений. Однако подобное использование фосфогипса нецелесообразно с экономической точки зрения. Изучена возможность получения сульфида кальция из фосфогипса с применением ряда восстановителей. Синтезированные материалы охарактеризованы с применением ряда современных физико-химических методов: рентгенофазового анализа, электронной микроскопии. Установлено, что наибольшую степень конверсии основной составляющей фосфогипса (сульфата кальция) в сульфид кальция удается получить с применением фруктозы в качестве восстановителя. Выявлено, что полученные материалы светятся светло-оранжевым светом при облучении ультрафиолетовым излучением. Полученные данные могут послужить для разработки технологии производства малозатратных востребованных неорганических материалов на основе сульфида кальция из отходов производства ортофосфорной кислоты.
Ключевые слова: переработка фосфогипса; сульфат кальция; сульфид кальция; восстановление сульфата кальция; восстановление фосфогипса; органические восстановители.
Полный текст: [in elibrary.ru]
Ссылки на литературу
1. Xu J.P., Fan L.R., Xie Y.C., Wu G. Recycling-equilibrium strategy for phosphogypsum pollution control in phosphate fertilizer plants // Journal of cleaner production. 2019. Vol. 215. Pp. 175 – 197.
2. El Zrelli R., Rabaoui L., Abda H., Daghbouj N., Perez-Lopez R.,Castet S., Aigouy T., Bejaoui N., Courjault-Rade P. Characterization of the role of phosphogypsum foam in the transport of metals and radionuclides in the Southern Mediterranean Sea // Journal of hazardous materials. 2019. Vol. 363. Pp. 258 – 267.
3. Szajerski P., Celinska J., Bern H., Gasiorowski A., Anyszka R., Dziugan P. Radium content and radon exhalation rate from sulfur polymer composites (SPC) based on mineral fillers // Construction and building materials. 2019. Vol. 198. Pр. 390 – 398.
4. Miekos E., Zielinski M., Kolodziejczyk K., Jaksender M. Application of industrial and biopolymers waste to stabilise the subsoil of road surfaces // Road materials and pavement design. 2017. Vol. 20. No. 2. Pр. 440 – 453.
5. James J. Strength benefit of sawdust/wood ash amendment in cement stabilization of an expansive soil // Revista facultad de ingenieria, universidad pedagogica y tecnologica de Colombia. 2019. Vol. 28. No. 50. Pр. 44 – 60.
6. Michalovicz L., Muller M.M.L., Tormena C.A., Dick W.A., Vicensi M., Meert L. Soil chemical attributes, nutrient uptake and yield of no-till crops as affected by phosphogypsumdoses and parceling in southern Brazil // Archives of agronomy and soil science. 2019. Vol. 65. No. 3. Pр. 385 – 399.
7. Федотов П.С., Петропавловский И.А., Норов А.М., Малявин А.С., Овчинникова К.Н. Получение PKS-удобрения марки 0-20-20-5S с использованием различного фосфатного сырья // Химическая промышленность сегодня. 2016. № 2. С. 6 – 11.
8. Yang B.J., Yang M.M., Wang B.N., Fang X.Y., Wan Q. A new route to synthesize calcium carbonate microspheres from phosphogypsum // Materials research express. 2019. Vol. 6. No. 4. P. 045042.
9. Altiner M., Top S., Kaymakoglu B., Seckin I.Y., Vapur H. Production of precipitated calcium carbonate particles from gypsum waste using venturi tubes as a carbonation zone // Journal of CO2 utilization. 2019. Vol. 29. Pр. 117 – 125.
10. Ennaciri Y., Bettach M. Procedure to convert phosphogypsum waste into valuable products // Materials and manufacturing processes. 2018. Vol. 33. No. 16. Pр. 1727 – 1733.
11. Telesca A., Marroccoli M., Winnefeld F. Synthesis and characterisation of calcium sulfoaluminate cements produced by different chemical gypsums // Advances in cement research. 2019. Vol. 31. No. 3. Pр. 113 – 123.
12. Косынкин В.Д., Селивановский А.К., Федулова Т.Т., Смирнов К.М., Крылова О.К. Комплексная переработка фосфогипса с получением химически осажденного мела, гипса и концентрата редкоземельных элементов // Цветные металлы. 2012. № 3. С. 31 – 34.
13. Тимошин В.Н., Тиняков К.М., Тимошин И.В. Установка и способ утилизации люминесцентных ламп // Патент на изобретение RU 2712726 C1, 30.01.2020. Заявка № 2019107925 от 20.03.2019.
14. Zhuang Y.F., Li T.Y., Yuan P., Li Y.Q., Yang Y.M., Yang Z.P. The novel red persistent phosphor CaS:Yb2+, Cl- potentially applicable in AC LED // Applied physics a-materials science & processing. 2019. Vol. 125. No. 2. 141 р.
15. Tong X.B., Yang J.X., Wu P.P., Zhang X.M., Seo Y.J. Color tunable emission from CaS:Cu+, Mn2+ rare-earth-free phosphors prepared by a simple carbon-thermal reduction method // Journal of alloys and compounds. 2018. Vol. 779. Pр. 399 – 403.
16. Шабельская Н.П., Медведев Р.П. Способ получения сульфида кальция из фосфогипса // Патент на изобретение 2723027 C1, 08.06.2020. Заявка № 2019127619 от 30.08.2019.