ELEMENTAL COMPOSITION OF INDIVIDUAL PHOSPHOGYPSUM FRACTIONS AFTER DRYING IN A FLASH DRYER
DOI:
https://doi.org/10.36773/1818-1112-2025-138-3-111-116Keywords:
phosphogypsum, phosphogypsum fractions, chemical composition, elemental oxides, X-ray fluorescence analysis, microscopyAbstract
This paper demonstrates for the first time that individual fractions of phosphogypsum dried in a flash-drying system to a residual sorption moisture content of 0.01–0.03% have different contents of individual elements. Drying waste phosphogypsum in the described drying system produces highly dispersed products, eliminating the costly milling of the phosphogypsum after drying. The particle size of the dried product corresponds to the size of the phosphogypsum crystals formed in the baths during phosphoric acid extraction. Fractions with the required impurity content can be separated from the powder obtained after drying the waste phosphogypsum using a mechanical sieve analyzer. Thus, fractions of 0.050–0.045 mm (0.045 sieve residue), 0.140–0.090 mm (0.100 and 0.090 sieve residue), as well as dried material from the cyclone, bag filters, and the original waste phosphogypsum, were analyzed for the content of individual elements using X-ray fluorescence analysis. It was found that the content of certain rare earth elements and strontium in the finely dispersed product (obtained from the filters) increased by more than twofold compared to the original waste phosphogypsum, while the content of elements such as cerium, lanthanum, and lutetium increased by up to fourfold. The results of the studies showed that the 0.140–0.090 mm fraction (residue on 0.100+0.090 sieves) has significantly reduced amounts of individual elements compared to both the original waste phosphogypsum and the dried product collected from the cyclone. Specifically, the 0.140–0.090 mm fraction has reduced the content of the following elements (in terms of their oxides): barium (more than 17 times), iron (up to 10 times), titanium (up to 7 times), etc. The 0.140–0.090 mm fraction also lacks the following elements: potassium, nickel, silicon, germanium, selenium, palladium, indium, erbium, lutetium, hafnium, tantalum, and mercury. This suggests that the 0.140–0.090 mm fraction does not contain elemental compounds that limit its use in building materials and can be used as a substitute for natural gypsum. Furthermore, the increased REE content allows the filter product to be considered a REE concentrate, with the potential to utilize numerous developed "wet" technologies for their extraction.
References
Губская, А. Г. Производство гипсового вяжущего и изделий из природного и техногенного сырья в Республике Беларусь / А. Г. Губская, Е. Я. Подлузский, В. С. Меленько // Строительные материалы. – 2008. – № 3. – С. 73–75.
Деревянко, В. Н. Технологии производства гипсовых вяжущих материалов из фосфогипса / В. Н. Деревянко, В. А. Тельянов // Вісник Придніпровської державної академії будівництва та архітектури. – 2010. – №. 2–3 (143–144). – С. 68–73.
Мирсаев, Р. Н. Фосфогипсовые отходы химической промышленности в производстве стеновых изделий / Р. Н. Мирсаев, В. В. Бабков, С. С. Юнусова [и др.] – М. : Химия, 2004. – 173 с.
Мещеряков, Ю. Г. Промышленная переработка фосфогипса / Ю. Г. Мещеряков, С. В. Федоров. – СПб. : Стройиздат, 2007. – 104 с.
Ляшкевич, И. М. Эффективные строительные материалы на основе гипса и фосфогипса / И. М. Ляшкевич. – Минск : Высшая школа, 1989. – 159 с.
Современное состояние и перспективные возможности использования фосфогипса для производства вяжущих материалов / Е. А. Удалова, А. И. Габитов, А. Р. Шуваева [и др.] // История и педагогика естествознания. – 2016. – № 4. – С. 55–58.
Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса : пат. RU 2473708 / Рычков В. Н., Кириллов Е. В., Смирнов А. Л., Вязев В. А., Иванько В. А. ; Опубл. 27.01.2013.
Закономерности механизма и кинетики процесса термической переработки фосфогипса в вяжущие вещества / К. А. Павлова, И. А. Махоткин, Ю. Н. Сахаров [и др.] // Вестник Казанского технологического университета. – 2013. – Т. 16, № 7. – С. 35–36.
Ахмедов, М. А. Фосфогипс. Исследование и применение. / М. А. Ахмедов, Т. А. Атакузиев – Ташкент : «ФАН» УзССР, 1980. – 172 с.
Бурьянов, А. Ф. К вопросу получения искусственного гипсового камня из фосфогипса / А. Ф. Бурьянов, Э. В. Полумиев // Эксперт: теория и практика. – 2023. – № 1. – С. 55–58. – DOI: 10.51608/26867818_2023_1_55.
Сулима, Е. В. Перспективы переработки отходов фосфогипса в строительные материалы / Е. В. Сулима, Е. В. Новак // Инженерный вестник Дона. – 2024. – № 8 (116). – С. 36.
Role of polyacrylamide in the removal of soluble phosphorus and fluorine from phosphogypsum. / C. Liang, S. Xu, F. Zhou [et al.] // J Mater Cycles Waste Manag. – 2024. – Vol. 26. – P. 478–490.
Локшин, Э. П. О комплексной переработке фосфогипса / Э. П. Локшин, О. А. Тареева, И. Р. Елизарова // Журнал прикладной химии. – 2013. – Т. 86, № 4. – С. 497–502.
Михеенков, М. А. Производство искусственного гипсового камня / М. А. Михеенков, В. Ким, Л. И. Полянский // Строительные материалы. – 2010, № 7. – С. 13–17.
Ющенко, И. С. Оценка фосфогипса на территории ОАО «Гомельский химический завод» и способов его применения / И. С. Ющенко // Вестник Пермского университета. Геология. – 2023. – № 3. – С. 282–287. – DOI: 10.17072/psu.geol.22.3.282.
Налоговый кодекс Республики Беларусь (Общая часть) от 19 декабря 2002 г. № 166-З. Приложение 9. НК-2024.
Перспективы переработки техногенных отходов производства минеральных удобрений из фосфоритов и апатитов с получением индивидуальных РЗМ / А. М. Абрамов, Ж. Н. Галиева, Ю. Б. Соболь, А. З. Зарганаева // Разведка и охрана недр. – 2022. – № 12. – С. 31–40.
Бобрик, В. М. Соосаждение редкоземельных элементов в системах трех гетеровалентных ионов с сульфатами щелочных и щелочноземельных металлов / В. М. Бобрик // Радиохимия. – 1977. – Т. 19, № 5. – С. 606–610.
О возможности абсорбции РЗЭ матрицей CАSO4∙2H2O / Г. К. Татосян, И. А. Мокрушин, И. И. Плотко, Н. Н. Бушуев // Успехи в химии и химической технологии. – 2023. – Т. 37, № 3 (265). – С. 46–48.
Бушуев, Н. Н. Влияние примесей на кристаллизацию сульфата кальция в производстве экстракционной фосфорной кислоты / Н. Н. Бушуев, А. Г. Набиев, П. В. Классен // Промышленность по производству минеральных удобрений. Серия. Минеральные удобрения и фосфорная кислота. Обзорная информация. – М. : НИИТЭХИМ, 1990. – 39 с.
Искусственный гипсовый камень. Технические условия. ТУ ВY 400069905.047–2019. введ. 19.04.2019.
Камень гипсовый и гипсоангидритовый для производства вяжущих материалов. Технические условия. ГОСТ 4013–2019. – Взамен ГОСТ 4013-1982 ; введ. 01.06.2020. – Стандартинформ, 2019. –15 с.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
The work is provided under the terms of Creative Commons public license Attribution-NonCommercial 4.0 International (CC BY-NC 4.0). This license allows an unlimited number of persons to reproduce and share the Licensed Material in all media and formats. Any use of the Licensed Material shall contain an identification of its Creator(s) and must be for non-commercial purposes only. Users may not prevent other individuals from taking any actions allowed by the license.
