Partner serwisu
02 listopada 2016

Powstaje z popiołu

Kategoria: Artykuły z czasopisma

Popiół ze spalania osadów ściekowych jest przydatny w procesie odzysku fosforu. Możliwość taką daje technologia PolFerAsh, która pozwala na wykorzystanie popiołów po spaleniu osadów ściekowych jako substytutu rudy fosforowej, z jednoczesnym wytwarzaniem precypitatu nawozowego.

Powstaje z popiołu

Gospodarka o obiegu zamkniętym, promowana przez Unię Europejską, obejmuje długoterminowe cele w zakresie ograniczenia składowania odpadów oraz intensyfikacji przygotowań do ponownego użycia i recyklingu priorytetowych strumieni odpadów. Zaliczyć do nich możemy odpady bogate w fosfor – osady ściekowe i popioły po ich spaleniu, które powinny być traktowane jako surowce alternatywne dla przemysłu fosforowego [1, 2]. W gospodarce o obiegu zamkniętym zakłada się symbiozę przemysłową, dzięki której odpady lub produkty uboczne z jednego sektora przemysłu stają się surowcem dla innego. UE w najnowszych dokumentach zobowiązała się do wspierania innowacyjnych procesów przemysłowych oraz zapewnienia jednolitej interpretacji przepisów dotyczących produktów ubocznych [3]. Kolejnym krokiem jest konsultowany obecnie projekt nowej ustawy o nawozach, wprowadzający możliwość wykorzystania niektórych grup odpadów do produkcji nawozów i wprowadzenia takich produktów do obrotu rynkowego (certyfi kacja WE), co dotychczas nie było możliwe [4]. Powyższe zmiany są szansą na zagospodarowanie odpadów z różnych gałęzi gospodarki, w sektorze przemysłu fosforowego, a w szczególności nawozowego. Wielkość europejskiego rynku fosforowego szacuje się na 8244,29 mln USD w 2019 r. [5]. Europa jest drugim co do wielkości rynkiem – z 24% udziałem w całkowitych przychodach kwasu fosforowego w 2013 roku. Zasady zrównoważonego rozwoju i ekonomii cyrkulacyjnej są tu szczególnie istotne, ponieważ ta gałąź przemysłu boryka się ze znacznymi problemami surowcowymi, energochłonnością oraz negatywnym wpływem na środowisko.

Charakterystyka technologii PolFerAsh (Polish Fertilizers from Ash)
Zaproponowana opatentowana dwustopniowa technologia odzysku fosforu z popiołów po spaleniu osadów ściekowych zakłada wykorzystanie wszystkich powstających strumieni technologicznych do wytwarzania nawozów oraz wykorzystania stałych pozostałości poprocesowych w przemyśle materiałów budowlanych. Pierwszy etap polega na procesach ługowania fosforu z wykorzystaniem kwasu azotowego(V) i kwasu fosforowego(V), natomiast w drugim etapie z uzyskanych ekstraktów wytrącane są związki fosforu w postaci dwuwodnego wodorofosforanu wapnia CaHPO4·2H2O (DCP) za pomocą dodatku zawiązków wapnia [15]. Schemat poglądowy procesu ekstrakcji zaprezentowano na rys. 1. Proces dwuetapowy prowadzono w aparaturze przedstawionej na rys. 2. Instalacja wyposażona jest w 3 reaktory szklane o pojemności 50 litrów. Reaktor nr 1 przeznaczony jest do prowadzenia procesu ekstrakcji, reaktor nr 3 jest reaktorem neutralizacji, a w reaktorze nr 2 możliwe jest prowadzenie obu tych procesów. Rozdział faz odbywa się w węźle filtracji, poprzez sączenie pod zmniejszonym ciśnieniem w nuczy filtracyjnej. Popiół do reaktorów 1 i 2 podawany jest za pomocą leja zasypowego z ruchomym ramieniem umieszczonym bezpośrednio nad reaktorami.

RYS.1 Schemat ekstrakcji popiołów kwasem fosforowym(V) z zawrotem roztworów do procesu PolFerAsh

Wydajność rzeczywista procesu odzysku fosforu z popiołów Gdynia w procesie ekstrakcji kwasem fosforowym (V) z Z.CH. Police wynosiła 80-96%, natomiast wydajność precypitacji 99,8%.

Główna fazą krystaliczną obecną w produkcie jest dwuwodny wodorofosforan wapnia CaHPO4·2H2O. Zawartość fosforanów całkowitych w uzyskanych precypitatach zawiera się w przedziale 40,9-50,1% P2O5. Udział form przyswajalnych, czyli rozpuszczalnych w wodzie oraz obojętnym cytrynianie amonu, wynosi odpowiednio 24-28% i 74-85% fosforanów całkowitych. Stężenie wapnia w uzyskanych produktach wynosi 10-14%. Magnez stanowi 2,2% produktu. Zawartość kadmu (28 mg/kg) oraz ołowiu (47 mg/kg) nie przekracza wartości dopuszczalnych dla nawozów mineralnych. Cd wprowadzany jest do nawozu głównie z ekstrakcyjnym kwasem fosforowym(V) a nie z popiołem. Omawiane na forum europejskim nowe limity Cd mają wynosić 60 mg/kg P2O5 i będą stopniowo zmniejszane do poziomu 20 mg Cd/kg P2O5 w ciągu kolejnych 15 lat. Precypitaty uzyskane z popiołu Gdynia na bazie kwasu fosforowego z Z.CH. Police zawierają 56 mg Cd/kg P2O5 spełniając początkowe wytyczne. Nie stwierdzono zawartości Hg powyżej 0,05 mg/kg i As powyżej 0,01mg/ kg. Zawartość mikroelementów, tj. żelazo oraz cynk wynosi odpowiednio: 0,97% i 0,14%. Pozostałości poekstrakcyjne oceniono pod kątem normy PN-EN 450 i potraktowano jako mineralny dodatek do betonu do produkcji drogowych spoiw hydraulicznych.

NASTĘPNA STRONA

ZAMKNIJ X
Strona używa plików cookies w celu realizacji usług i zgodnie z Polityką Plików Cookies. OK, AKCEPTUJĘ