
Зростання народонаселення і його добробут вимагає інтенсифікацію сільськогосподарського виробництва, яке у наш час досягається не за рахунок збільшення посівних площ, а завдяки використанню мінеральних добрив. Особливе значення мають фосфорні добрива.
Найбільш поширений в природних рудах кальційфторапатит, який хімічно чистий містить 3,77% фтору. В світі природна фосфатна сировина в основному переробляється у фосфорні добрива з використанням сильних кислот, що зумовлює перетворення фтору у водорозчинні і газові сполуки. При традиційному виробництві і використанні фосфорних добрив в навколишнє середовище потрапляють токсичні сполуки фтору, що є протоплазматичними отрутами. Гранично допустимі концентрації (ПДК) сполук фтору в повітрі населених пунктах 0,1 мг/м3, а у воді промислово-побутового використання 1 мг/л . Сучасне світове виробництво фосфору в перерахунку на Р2О5 в 1996 році складало 141,3 млн. т, що зумовило попадання в навколишнє середовище близько 6 млн. т фтору у вигляді токсичних водорозчинних сполук. Виключити утворення токсичних сполук фтору можливо заміною в технології добрив фосфатів сильних кислот на слабкі. Розкладання природної фосфатної сировини вугільною кислотою, згідно термодинамічним розрахункам, може проходити з утворенням нерозчинного у воді фториду кальцію.
У роботі розглянуті можливості проведення екологічно чистої технології конверсії природної фосфатної сировини з отриманням поживних фосфатів. Це досягається шляхом обробки водної суспензії фосфориту вуглецевим газом. Промислова реалізація цієї технології дозволить виключити перехід нерозчинних сполуки фтору, що містяться в природній сировині, в розчинні, тим самим перешкоджаючи попаданню в навколишнє середовище токсичних з'єднань фтору. Розкриття природної фосфатної сировини з отриманням мінерального добрива досягається шляхом обробки водної суспензії фосфориту вуглекислим газом, який запропоновано утворювати з органічних речовин у присутності каталізаторів. На карбонати, що містяться у фосфатній сировині, не витрачається кислота. Заміна в технології фосфатних добрив сильних кислот на вуглекислий газ - побічний продукт теплоенергетики дозволить одержувати екологічно чисте фосфорне добриво і понизити надходження в атмосферу планети отруйних викидів.
Використання вугільної кислоти веде до вирішення ще однієї важливої екологічної проблеми. У документах Всесвітньої метеорологічної організації ще в 1976-1977 роках була визнана можливість зміни глобального клімату із-за зростання концентрації СО2 в атмосфері за рахунок господарської діяльності людини. При отриманні 1 кВт?год електричної енергії на тепловій електростанції, що працює на вугіллі, утворюється приблизно 2 кг вугільної кислоти. Попадання вуглекислого газу в атмосферу сприяє розвитку парникового ефекту. Одним з шляхів зниження надходження СО2 в атмосферу може бути шлях використання вуглекислоти для отримання мінеральних фосфорних добрив. На сьогодні, використовуючи вугільну кислоту замість сірчаної кислоти, можливо запобігання попаданню в атмосферу близько 45 млн. тонн СО2 в рік.
Література
1. Molchanov P.A., Denzanov G.A., Podobna Y.Y., Goleva T.G.. The Ways to Prevent Formation of Water-Soluble Fluorine Compounds when Producing Phosphate Fertilizers // Global Nest: the International Journal, Greece, 2001, Vol 3/ No3, pp.185-188.
2. Дензанов Г.О., Молчанов П.А. Спосіб одержання фосфорного добрива. Патент України №55530, 7 С05В11/00. Бюл.№4, 2003р.
3. Дензанов Г.О. Спосіб одержання фосфорних добрив. Патент України №47112, 7 С05В11/00. Бюл.№6, 2002 р.
Карбонатна конверсія природної фосфатної сировини у поживні фосфати / Дензанов Г.О., Мазур Н.Д. // І-й Всеукраїнський з’їзд екологів: міжнар. наук.-техн. конф., 4–7 жовтня 2006 р.: тези допов. – Вінниця, 2006. – С. 203.
МНПК “Перший Всеукраїнський з’їзд екологів”, 4-7 жовтня, 2006 р.
Вінницький національний технічний університет
Секція 5 “Інженерні шляхи вирішення екологічних проблем України. Альтернативні (відновлювальні) джерела енергії ”.
Скачати в форматі pdf: