книги / Фосфогипс и его использование

фосфогипса, отобранного с вакуум-фильтра (дигидратный спо­ соб производства ЭФК), при 600±50°С (температура материа­ ла). При этом полностью удаляется фтор, весь Р20 5 переходит в водно-растворимую форму, образуется тонкодисперсный про­ дукт (в основном кристаллы размером менее 15—20 мкм) плотностью 0,50—0,6 г/см3 и с низким влагосодержанием (ме­ нее 0,2%), который не изменяется при хранении. По своим свойствам термообработанный фосфогипс (ТФГ) соответствует ангидриту сульфата кальция (р-форма).

Качество ТФГ должно удовлетворять следующим техниче­ ским требованиям ТУ 113-08-06-02—85 (в зависимости от обла­ сти применения он должен выпускаться трех марок: А — для производства лакокрасочных материалов и пластмасс; Б — для производства лакокрасочных материалов, пластмасс и линолеу­ ма; В — для производства вододисперсных красок):

качестве наполнителя полиэтилена (получение норопластов), высококачественных обоев и линолеума.

Глава 6

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФОСФОГИПСА

6.1. НАРОДНОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ФОСФОГИПСА

Приводимая ниже оценка уровня народнохозяйственной эконо­ мической эффективности непосредственного использования фос­ фогипса или продуктов его переработки (вместо традиционного природного сырья или продуктов из него) произведена в соот­ ветствии с «Методическими положениями по оценке экономиче­ ской эффективности использования твердых отходов производ­

ства и потребления», утвержденными Госпланом СССР, Госсна­ бом СССР и ГКНТ СССР в 1985 г. Применен метод сравнения приведенных затрат на производство и использование продук­ ции из фосфогипса и из традиционного природного сырья по формуле:

Эуд— (Сп — Е„Кп) — (Со + Е„Ко),

где СП| С0 — себестоимости единицы продукции при использовании традицион­

ного сырья и фосфогипса соответственно; Кп, Ко — удельные капитальные вло­ жения в производство 1 т продукции с использованием традиционного сырья и фосфогипса соответственно; Ен — нормативный коэффициент экономической эффективности использования капитальных вложений, равный 0,15, который обеспечивает получение нормативной прибыли для окупаемости капитальных вложений за 7 лет.

При этом были учтены сопряженные затраты на сырьевые базы производства продуктов из природного сырья, затраты на топливную и энергетическую базы, на транспорт, на удаление и хранение фосфогипса в отвалах. При выполнении расчетов все показатели были пересчитаны на 1 т перерабатываемого сухого фосфогипса (цены 1982 г.).

Кроме экономического эффекта, получаемого при непосред­ ственном использовании фосфогипса вместо традиционного при­

где Пуд — предотвращение затрат, связанных с удалением и хранением фосфотипса; Пт — предотвращение ущерба, наносимого народному хозяйству изъяти­

Экономический эффект использования фосфогипса в народ­ ном хозяйстве СССР по различным направлениям, определен­ ный расчетами Гипрохима (1987 г.) по указанному методу на основе проектных данных Гипрохима и других организаций, показан ниже:

Сельское хозяйство:

химическая мелиорация солонцовых почв (вместо сы­ ромолотого гипса):

Ц е м е н т н а я п р о м ы ш л е н н о с т ь — с использованием в качестве за­ медлителя схватывания цемента природного гипса — гипсового камня; эффек­ тивность использования фосфогипса в качестве минерализатора оценена каче­ ственно (см. разд. 4.2).

П р о и з в о д с т в о в ы с о к о п р о ч н о г о г и п с о в о г о в я ж у щ е г о : для строительства — с использованием гипсового вяжущего (ГОСТ 125—

79), получаемого из природного гипса;

для угольной промышленности — с использованием портландцемента; для строительства автодорог — с использованием портландцемента; в тампонажных смесях — с использованием портландцемента.

при попутном производстве портландцемента — с раздельным производ­ ством серной кислоты из элементной серы, а портландцемента — из карбонат­ ного сырья;

при попутном производстве извести — с раздельным производством серной кислоты из элементной серы, а извести — из карбонатного сырья;

при попутном производстве извести с промежуточным получением элемент­ ной серы — с производством серной кислоты из элементной серы (в этом слу­ чае оба варианта производства серной кислоты из элементной серы технологи­ чески равнозначны), а извести — из карбонатного сырья;

при попутном производстве сульфоминерального цемента или гидравличе­ ской добавки — с производством серной кислоты из элементной серы и порт­ ландцемента — из карбонатного сырья или с использованием в качестве гид­ равлической добавки доменного шлака.

П р о и з в о д с т в о с е р н о й к и с л о т ы э л е к т р о т е р м и ч е с к и м с п о с о б о м— с попутным получением активного шлака — с производством серной кислоты из элементной серы и использованием гранулированного до­ менного шлака (при определении сопряженных капитальных вложений учтены, как и в других вариантах, затраты на сооружение энергобазы, которые в дан­ ном варианте особенно велики).

П р о и з в о д с т в о с у л ь ф а т а а м м о н и я и м е л а — с производством из эквивалентного количества аммиака аммиачной селитры и использованием природного мела.

композициях диоксида титана, литопона).

Во всех вариантах переработки фосфогипса учтена эконо­ мия от исключения капитальных вложений и эксплуатационных затрат на транспортирование фосфогипса в отвал и его хра­ нение.

Приведенные выше показатели народнохозяйственного эко­ номического эффекта использования фосфогипса по различным направлениям являются средними и могут значительно коле­ баться в конкретных условиях получения и использования фос­ фогипса. Они должны быть уточнены для каждого конкретно­ го объекта в специальных технико-экономических обоснованиях (ТЭО). В ТЭО следует учитывать потребность в фосфогипсе или продуктах его переработки в районе расположения объек­ та, а также показатели производительности труда обслужива­ ющего персонала, материалоемкости и расхода энергетических средств, степень загрязнения окружающей среды, загрузку транспорта и некоторые другие факторы.

Однако при всей условности приведенных цифр народнохо­ зяйственной эффективности они дают представление об отно­

сительной целесообразности использования или совершенство­ вания освоенных, осваиваемых или только исследуемых нап­ равлений и способов использования фосфогипса.

При действующих ценах на продукты, которые могут быть получены на базе фосфогипса, переработка последнего в эти продукты в большинстве случаев снижает прибыль предприя­ тий, производящих фосфорсодержащие удобрения. Однако не­ обходимость ликвидации сброса фосфогипса в отвал (прежде всего, исходя из экологических требований), а также целесооб­

в сельском хозяйстве).

Невозможно мириться, например, с тем, что в СССР в 1988 г. в сельском хозяйстве, цементных и гипсовых производствах было использовано 13,9 млн. т гипсового камня (на 1990 г. намечено 14 млн. т), и в этом же году в отвалы было сброшено в пересчете на сухой дигидрат 19,4 млн. т фосфогипса (из 23,5 млн. т полученных), а в отвалах на 1.01.1989 г. находилось 275 млн. т фосфогипса (в натуре).

Переработку фосфогипса следует рассматривать как завер­ шающую стадию производства экстракционной фосфорной кис­ лоты (так же, как и переработку кремнефтористоводородной кислоты).

В связи с этим прежде всего следует изменить методику оп­ ределения экономической эффективности непосредственного ис­ пользования и переработки фосфогипса. Приведенные выше данные о экономическом эффекте рассчитаны на основе предпо­ сылки о том, что экономика использования фосфогипса (оце­ ниваемого по нулевой, а с учетом предотвращенного ущерба даже по отрицательной стоимости) определяется вне зависимо­ сти от экономики производства ЭФК. Это принципиально не­ правильно, поскольку создаются искаженные представления, по

высокой экономической эффективности использования фосфор­ ных удобрений в сельском хозяйстве в результате прироста урожая сельскохозяйственных культур), а переработка отхода производства ЭФК — фосфогипса (или фосфополугидрата) эко­ номически неэффективна. Единственно правильный подход к

при котором капитальные вложения и эксплуатационные рас­ ходы при сернокислотной переработке фосфатного сырья сле­ дует рассчитывать для единого производства фосфорной кис­ лоты и удобрений на ее основе, кремиефтористоводородной кислоты и фтористых солей на ее основе, фосфогипса и продук­ тов его переработки.

При этом для определения рентабельности производства фосфорсодержащих удобрений с суммарных эксплуатационных

расходов следует списывать (по действующим оптовым ценам) стоимость продуктов, полученных из отходов этого производст­ ва, а для определения народнохозяйственной эффективности — с суммарных приведенных затрат— приведенные затраты на производство аналогичных продуктов из традиционных видов сырья.

Прежде всего такой подход должен быть использован при оценке эффективности переработки фосфогипса в серную кис­ лоту, а также при формировании цен на фосфорсодержащие удобрения и их отходы и продукты, полученные из них. Это особенно важно для стимулирования создания безотходных (по твердой фазе) производств фосфорсодержащих удобрений.

6.2. ЗАДАЧИ ДАЛЬНЕЙШИХ РАЗРАБОТОК [380]

По предварительным результатам работ, выполняемых в

СССР и за рубежом, технико-экономические показатели про­ цессов использования фосфогипса могут быть значительно улучшены.

Для этого требуется выполнение значительного комплекса

различных областях использования фосфогипса перечислены ниже.

Использование фосфогипса в сельском хозяйстве: 1. Уточ­ нить на основе накопленного опыта технические требования сельского хозяйства к фосфогипсу (в частности, максимально допустимую влажность, при которой он остается монодисперсным, не слеживается, что определит необходимость и глубину

2. Провести широкие производственные испытания исполь­ зования смесей фосфогипса с известковыми материалами для химической мелиорации кислых почв (с известняковой мукой, сланцевой золой, мелом — отходом производства сложных удоб­ рений способом азотнокислотного разложения фосфатного сырья) при различном соотношении компонентов этих смесей. После накопления данных уточнить потребность в смесях.

3. Разработать обоснованную схему расположения устано­ вок для приготовления смесей и определить их размещение по прирельсовым складам системы ВНПО «Союзсельхозхимия» (при складах известковых материалов) и частично на пред­ приятиях, производящих фосфорсодержащие удобрения (для обеспечения ближайших потребителей). При этом рассмотреть вопрос о целесообразности приготовления смесей непосредст­ венно перед внесением.

6. Испытать в опытно-промышленном масштабе технологию гипсо-известковых и гипсо-известково-шламового вяжущего из полугидрата сульфата кальция.

7. Освоить в промышленном масштабе производство на ба­ зе гипсовых вяжущих, полученных из фосфогипса, широкого ас­ сортимента строительных изделий, в том числе панелей, гипсо­ картонных листов, гипсостружечных плит, кирпичей и блоков (прессованием смесей этих вяжущих с фосфогипсом), звуко- и теплоизолирующих, декоративных плит, блоков и панелей из смесей фосфогипса с летучей золой и известью, фосфогипса с органическими связующими, карбамидной смолой и др.), ис­ пользование гипсовых вяжущих в качестве формовочного гип­ са в керамической промышленности, производстве санитарно­ технических изделий.

Производство серной кислоты из фосфогипса. 1. Разрабо­ тать технологию серной кислоты с попутным получением це­ мента из апатитового фосфогипса (фосфополугидрата) при со­ кращении расхода энергетических средств (в частности, в ре­ зультате повторного использования тепла, снижения влажно­ сти исходных фосфогипса и фосфополугидрата).

2. Построить опытно-промышленный цех для переработки фосфогипса в серную кислоту и цемент по новой технологии —

цеха — по 50—100 т серной кислоты и цемента в сутки.

3.Испытать на опытных установках Кингисеппского ПО «Фосфорит» переработку фосфогипса в серную кислоту и из­ весть, в серную кислоту и строительный шлак.

4.Закончить испытание процесса получения из фосфогипса элементной серы по способу ГИГХСа на опытной установке Маардуского химзавода.

5.После окончания опытных работ разработать ТЭО со­ оружения производств серной кислоты из фосфогипса по оп­ тимальным вариантам для каждого предприятия, производя­ щего фосфорсодержащие удобрения.

Вдорожном строительстве расширить работы по использо­ ванию фосфогипса и фосфополугидрата, в частности в комби­ нации с летучей золой, гранулированными шлаками, портланд­ цементом, а также полученных из фосфогипса вяжущих с раз­ личными добавками (в том числе так называемого «Гипсоната», мочевиноформальдегидной смолы).

Усовершенствовать технологию тампонажного цемента из фосфогипса.

Расширить работы по использованию фосфогипса вместо

традиционных материалов в качестве наполнителя в производ­ ствах лакокрасочных материалов и пластмасс (термообрабо­ танный фосфогипс), стекла; в качестве добавок к нитрату ам­ мония, к асфальту; в бумажной промышленности; для произ­ водства удобрения — смесей с карбамидом, термоизоляционных материалов.

Провести дополнительные научно-исследовательские и опыт­ ные работы и технико-экономические расчеты по изысканию приемлемых способов непосредственного получения фосфогипса или фосфополугидрата с минимальным содержанием при­ месей фосфорной кислоты и соединений фтора, а также очист­ ки их от этих примесей.

Разработать более совершенные способы очистки фосфогипса (фосфополугидрата) и, в частности, извлечения РЗЭ.