Конкурс Русских Инноваций :: Гидрометаллургическая переработка фосфогипса на сульфат натрия, карбонат кальция, соединения редкоземельных элементов и углекислый стронций.
/**/
||
Проекты-участники
Регистрация | Вход для участников
КОНКУРС
история конкурса
положение о конкурсе
экспертный совет
призы
партнеры
контактная информация
студенческий конкурс
календарь событий
ПРЕСС-ЦЕНТР
события конкурса
новости инноваций
статьи об инновациях
новости ИБ "Эксперт"
ПРОЕКТЫ-УЧАСТНИКИ
поиск по проектам
база проектов
УЧАСТНИКАМ
советы участникам
порядок участия
зачем участвовать
личный кабинет
ПОИСК ПО ПРОЕКТАМ
База проектов
Гидрометаллургическая переработка фосфогипса на сульфат натрия, карбонат кальция, соединения редкоземельных элементов и углекислый стронций.
Краткое описание представляемого проекта
Описание товара, технологии, продукта, услуги (далее - продукт)
В 1992 году в России была принята Национальная научно – техническая программа «Глубокая переработка сырья и новые материалы», в которой обращается внимание на разработку и опробование в промышленности эффективных и экологически чистых технологий. Государственная стратегия устойчивого развития России провозглашает в экологической сфере сохранение и восстановление естественных экосистем, стабилизацию и улучшение качества окружающей среды, организацию переработки и утилизации жидких и твердых отходов.Полезное использование попутных продуктов различных промышленных производств справедливо связывают с проблемой рационального использования природных ресурсов. При этом решается комплекс важнейших задач и проблем: более полное использование сырьевых ресурсов, создание производств новых продуктов, улучшение экологической обстановки в регионе. В пользу разработки техногенных месторождений можно привести и ряд экономических причин: месторождения доступны, так как расположены в обжитых районах, не требуют дорогостоящих процессов дробления и измельчения, при комплексном использовании можно получать достаточно широкий набор требуемых полезных продуктов. В передовых странах роль техногенного сырья становится все более значимой. Так, например, в Японии 90 % отходов перерабатывается на полезные продукты, в Западной Европе около 70 %.Переработка хвостов и отвалов в химической промышленности становится во всем мире первостепенной задачей, поскольку их скопления достигли определенных критических величин. Известно, что сырьевая база для многих отраслей химической промышленности истощается и все актуальнее становится вопрос вовлечения в производство как сырья с низким содержанием полезных компонентов, так и отходов производств. Следует принять во внимание, что отходы производства ложатся мертвым грузом на себестоимость продукции предприятий и рождают часто ряд труднорешаемых проблем. Все вышесказанное касается и фосфогипса – крупнотоннажного отхода производства фосфорной кислоты сернокислотным способом. По данным НИУИФа, в России по крайней мере 12 заводов фосфорных удобрений работают по сернокислотной технологии. На одну тонну P2O5 образуется 46 тонн фосфогипса. В отвалах каждого завода скопилось по 1012 миллионов фосфогипса и количество которого продолжает увеличиваться ежегодно на 0.81 миллион тонн, что весьма обременительно для заводов. Аналогичная ситуация существует и на заводах фосфорных удобрений Украины, Белоруссии, Узбекистана. Кроме того, отвалы фосфогипса существенно влияют на биосферу. Так, например, исследования ученых МГУ показали, что почвы в радиусе до 2 км от отвалов фосфогипса Воскресенского завода по производству минеральных удобрений (Московская область) подвергаются загрязнению элементами, входящими в состав отходов.В США, как нигде в мире, достигнуты большие успехи в комплексной переработке фосфогипса. Прежде всего, это относится к извлечению редкоземельных элементов. Следует заметить, что уже в 60−е годы прошлого столетия ряд работ по РЗЭ в США курируются Министерством по атомной энергетике, и по понятным причинам являются закрытыми. Но даже известные предложения, такие, как получение сульфата аммония, серной кислоты из фосфогипса говорят о масштабности работ по его использованию.В России также проведен большой комплекс работ по изучению свойств фосфогипса, технологий его переработки и направлений использования в народном хозяйстве. Фосфогипс предлагается использовать:в сельском хозяйстве: для мелиорации солонцов в смеси с известью для мелиорации кислых почв в качестве удобрительных мелиорантов в цементной промышленности: в качестве регулятора срока схватывания цемента в качестве минерализатора в процессе обжига цементного клинкера для получения гидравлических добавок в дорожном строительстве: как материал для основания дорог в производстве бумаги и красок: как наполнитель в производстве строительных материалов: для получения гипсовых вяжущих марок ГЗ Г5 и Г10 Г15 и изделий на их основе (перегородочные и потолочные плиты, строительные блоки, шпаклевочные и штукатурные смеси и др.), для получения высокопрочного ангидритового вяжущего в химической промышленности: конверсия углекислым аммонием с получением сульфата аммония и технического углекислого кальция; восстановительный обжиг до сульфида кальция, получение сероводорода из сульфида кальция с дальнейшей переработкой Н2S на серу; восстановление фосфогипса окисью углерода до сернистого газа и превращение его в серную кислоту; получение серной кислоты и цемента путем обжига фосфогипса с клинкерообразующими добавками.Однако все эти решения по использованию фосфогипса позволяют получать из него один, реже два продукта. Вторичные отходы, образующиеся при этом, имеют ограниченный спрос и практически не находят применения. Комплексный состав фосфогипса, как сырья для химической промышленности, следует рассматривать как возможность снижения горных разработок при условии мак-симального извлечения из него ценных компонентов, входящих в его состав, в товарную продукцию. Задача может быть успешно решена при использовании технологии комплексной переработки. В настоящем проекте предлагается новый способ переработки фосфогипса, когда максимально извлекаются в товарные продукты соли кальция, сульфатов, редкоземельных элементов и стронция. Количество вторичных отходов минимально, не превышает 1 % от количества перерабатываемого фосфогипса и они представлены в основном двуокисью кремния.Особо следует сказать о редкоземельных элементах. После распада СССР единственным источником РЗЭ остался лопаритовый концентрат, служащий сырьем для получения ниобия и тантала. Однако мощности по переработке лопаритового концентрата могут обеспечить потребности России в редкоземельной продукции только наполовину. Запасы лопаритовых руд для ОАО «Ловозерская горная компания» практически не ограничены, но сырье такого типа нигде в мире не разрабатывается, оно содержит еще и радиоактивную составляющую, что значительно удорожает процесс его очистки и в условиях рыночной экономики и сложившейся конъюнктуры оно неконкурентоспособно. Учитывая значение редкоземельных элементов, как стратегической продукции, ведущие научные школы России бьют тревогу по сложившейся ситуации и поднимают вопрос о привлечении для производства РЗЭ нетрадиционного сырья. Таким сырьем является фосфогипс, в котором содержится 0.40.6 % редкоземельных элементов. Поэтому рассмотрение фосфогипса, как нового сырья РЗЭ и разработка технологии их извлечения является весьма актуальной. В проекте используется найденное решение по выщелачиванию редкоземельных элементов из твердых остатков в раствор кислотами низких концентраций (56 %) против известных предложений, в которых применяют для выщелачивания концентрированные растворы кислот (3070 %). Найденное решение позволяет извлекать РЗЭ на 9698 %, в то время как в известных способах выщелачивание РЗЭ из фосфогипса не превышает 50 %. Разработанный способ упрощает технологический передел стадии извлечения редкоземельных элементов и значительно снижает расход кислоты. В зависимости от требований потребителя редкоземельная продукция может быть получена в необходимой товарной форме. Предлагаемая технология комплексной переработки фосфогипса позволяет получить из него следующие коммерческие продукты: сульфат натрия. карбонат кальция. окислы или соли редкоземельных элементов. углекислый стронций.Условно в ней можно выделить две стадии: Первая стадия предусматривает выделение основных компонентов фосфогипса и получения товарной продукции на их основе. Продуктами этой стадии являются сульфат натрия высшего сорта (Na2SO4 99.7, CaSO4 0.04) и карбонат кальция (CaCO3 99 %, белизна 98 % ).Вторая стадия включает переработку твердого остатка от первой стадии на соединения редкоземельных элементов и стронциевый концентрат с последующим получением из него углекислого стронция. Ввиду малого количества стронция на тонну перерабатываемого фосфогипса с целью снижения потерь и улучшения качества углекислого стронция был разработан способ получения карбоната стронция, позволяющий получить продукт с низким содержанием хлоридов ( Cl 0.015 % ) и высоким содержанием основного вещества (SrCO3 97 %). На разработанный способ получен патент «Способ получения карбоната стронция» RU № 2223223. Коммерческим продуктом является технология переработки, которая может быть реализована на любом заводе России, Белоруссии, Украины, производящем фосфорные удобрения сернокислотным способом и, следовательно, имеющем отвалы фосфогипса.Новизна разработанного способа комплексной переработки фосфогипса защищена нашим патентом «Способ комплексной переработки фосфогипса», RU № 2258036 от 9.06.04. Предлагаемый проект комплексной переработки фосфогипса направлен на решение экологических проблем, существующих при его хранении в отвалах заводов фосфорных удобрений, при этом снижается отрицательное воздействие компонентов фосфогипса на окружающую среду. Кроме того, предлагаемый путь утилизации фосфогипса позволит выпускать ценную химическую продукцию, имеющую устойчивый спрос на рынке. Товарной продукцией при реализации проекта по комплексной переработке фосфогипса будут сульфат натрия, карбонат кальция, соединения редкоземельных элементов и углекислый стронций.
Описание рынка продукта
При полной реализации проекта коммерческими продуктами будут являться: сульфат натрия карбонат кальция окислы или соли редкоземельных элементов углекислый стронцийСульфат натрия Применяется при производстве синтетических моющих средств, стекла, в бумажной промышлен-ности. Карбонат кальция В больших объемах применяется как наполнитель пластмасс, резины, бумаги, в лакокрасочной промышленности. Углекислый стронцийУглекислый стронций применяется для изготовления радиотехнических изделий, кинескопов,высокотемпературной керамики. Соединения редкоземельных элементов.Особое место в предлагаемом проекте занимают соединения редкоземельных элементов. В на-стоящее время основными поставщиками редкоземельной продукции в Россию являются Китай и Казахстан. После распада СССР единственным источником РЗЭ остался лопаритовый концентрат, служащий сырьем при получении ниобия и тантала. Однако мощности по переработке лопаритового концентрата могут удовлетворить потенциальные потребности в редкоземельных элементах наполовину. Кроме того, следует принимать во внимание, что используемый в настоящее время лопаритовый концентрат из-за радиоактивности (содержит в своем составе уран, радий), требует при его переработке повышенных мер радиологической безопасности. Это требует дополнительных расходов, и как следствие, приводит к увеличению себестоимости редкоземельной про-дукции. Этого существенного недостатка лишен фосфогипс. Согласно проекта ТУ, разработанного НИУИФом, содержание всех экологически контролируемых элементов, в том числе и радиоактив-ных, не превышает кларкового значения, то есть общий уровень радиоактивности сопоставим фо-ном. Следует также отметить, что в сумме редкоземельных элементов, выделенных из фосфогипса, содержатся наиболее ценные редкоземельные элементы средней группы (тербий, иттербий, эрбий, диспрозий), которых нет в лопаритовом концентрате. Традиционные области использования неразделенных смесей редкоземельных элементов металлургия (производство высокопрочного чугуна, низколегированных сталей), нефтехимия (катализаторы крекинга нефти), производство специального стекла и керамики . Так, например, в структуре потребления РЗЭ в США на катализаторы для нефтехимии (крекинг нефти и оргсинтез) используется 55 %, в металлургии 22 %, на стекло и керамику 18 % всей потребляемой редкоземельной продукции в США.
Описание организации выполнения проекта и вывода продукта на рынок
Сегментация потенциальных потребителей проекта показывает, что в нем может быть заинтересовано любое предприятие, производящее фосфорные удобрения, как в России, так и в странах СНГ (особенно Украина и Белоруссия) и, как следствие, имеющее отходы фосфогипса и существующие проблемы, связанные с его хранением (экологические, финансовые). Кроме того, потенциальным потребителем проекта может быть любое (желательно химическое) предприятие, находящееся сравнительно недалеко от предприятий (из-за транспортных расходов), производящих фосфорные удобрения и заинтересованное в выпуске новой химической продукции.Инвестиционные издержки будут определяться вариантами реализации проекта. В случае реализации проекта на свободных мощностях любого заинтересованного предприятия инвестиционные издержки могут быть ниже за счет использования части технологического оборудования, при реализации проекта на вновь строящемся предприятии стоимость будет выше из-за необходимости приобретения и монтажа практически всего оборудования. Создание производства комплексной переработки фосфогипса может быть проведено поэтапно. Вначале может быть реализована технологическая схема первой стадии (получение сульфата натрия и карбоната кальция) и организован выпуск этой продукции. Конечный полупродукт этой стадии, содержащий стронций и редкоземельные элементы, складируется. Параллельно ведется создание технологической схемы переработки этого полупродукта. В пользу такого варианта говорит то, что после стадии получения сульфата натрия и карбоната кальция количество твердой фазы уменьшается в ~16 раз от количества исходного фосфогипса. При полной реализации проекта количество вторичных отходов составит не более 1% от количества перерабатываемого фосфогипса.Эти остатки представлены в основном двуокисью кремния с небольшими примесями сульфата стронция и могут быть использованы при получении цемента или сухих строительных смесей.
Главные препятствия реализации проекта
Отсутствие заинтересованных в проекте предприятий, а также отсутствие инвесторов.
Участник 5-ого конкурса
2005-2006 годы
Номинация
Инновационные проекты
Кластер
Экология и ресурсосбережение
Продвижение в конкурсе
Квалификационный отбор
Если вас интересует более подробная информация по этому проекту, пожалуйста,
обратитесь в оргкомитет
2001 - 2007
Конкурс Русских Инноваций
Все права защищены
master
datamax
peg perego venezia
-
-
-
775
ziplock
rvg
lucent definity
restart
.
1000
307
dolmar
21102
21102
dect desktop
nokia 9300i