Tehnologia de Obținere a Fosfogipsului

CAPITOLUL 1

TEHNOLOGIA DE OBŢINERE A FOSFOGIPSULUI

1.1. ROCA FOSFATICĂ – CARACTERISTICI GENERALE

Minereurile fosfatice utilizate la fabricarea acidului fosforic au două origini principale:

 vulcanică cum sunt minereurile din Kola, Africa de Sud, Brazilia, etc.

 sedimentară cum sunt cele din Maroc, Algeria, SUA, etc.

Tabelul nr. 1 - Variaţia compoziţiei chimice ale diferitelor roci fosfatice.

Elemente urmă (ppm)

Metale pământoase rare

* Vulcanică

Mineralele fosfatice din ambele tipuri de minereu fac parte din grupa apatitelor, din

care cele mai frecvent întâlnite variante sunt:

 Fluorapatita Ca10(PO4)6(F,OH)2

 Francolită Ca10(PO4)6–x(CO3)x(F,OH)2+x

Fluorapatita predomină în rocile fosfatice vulcanice iar francolita predomină în rocile fosfatice sedimentare. Minereurile fosfatice pot varia în funcţie de originea lor. Fiecare rocă are propria sa culoare, viscozitate şi impurităţi. Impurităţile sunt în principal responsabile de comportamentul individual al minereului.

În general, depozitele sedimentare sunt asociate cu materii provenind de la fiinţe vii. Apatita se găseşte în amestec cu materiale precum argilă sau nisip. Chiar dacă aceste materiale pot fi separate complet de mineral, apatita este departe de a fi pură. Ea poate încorpora silicaţi, aluminaţi, sulfaţi şi cloruri în locul fosfatului în timp ce calciul poate fi înlocuit de alte metale ca aluminiu, fier, magneziu, stronţiu, bariu, sodiu, potasiu, cadmiu şi elemente pământoase rare. Datorită originii sale sedimentare, minereul poate conţine material organic. Acest material poate cauza probleme de spumare în timpul producerii acidului. În comparaţie cu rocile fosfatice vulcanice, cele sedimentare conţin mai mulţi carbonaţi şi fluoruri, şi deseori mai mult aluminiu şi fier. De asemenea ele conţin nivele mai ridicate de metale grele precum mercur, cadmiu, arsen, plumb, zinc, cupru, nichel şi crom, şi radionuclizi precum uraniu, radiu şi poloniu.

Rocile vulcanice sunt formate în general prin extruziunea materialului magmatic prin rocile solide; lava fierbinte solubilizează elementele conţinute în rocă pe măsură ce erupe la suprafaţă. Rocile vulcanice sunt de obicei foarte eterogene. Cele mai comune impurităţi sunt piatra de var şi dolomita.

În comparaţie cu rocile sedimentare, rocile vulcanice conţin nivele relativ ridicate de metale pământoase rare precum lantanide şi ceriu.

Roca este apoi procesată pentru a îndepărta fracţiunea grosieră de steril şi astfel se îmbunătăţeşte calitatea rocii. În consecinţă, roca concentrată are un conţinut mai mare de apatită de o calitate mai bună. Procesul de concentrare permite de obicei o concentrare de aprox. 1.5 ori dar se poate realiza şi o concentrare de 9 ori cu unele roci

1.2. PROPRIETĂŢILE FOSFOGIPSULUI

Formarea fosfogipsului (sulfatul de calciu) reprezintă o parte din procesul fabricării acidului fosforic (P2O5), un component esenţial al multor fertilizanţi moderni. Pentru fiecare tonă de acid fosforic sub formă de P2O5 produsă utilizând procese în fază umedă sunt generate 5.5 tone de fosfogips în funcţie de calitatea rocii fosfatice.

Proprietăţi fizice

În funcţie de temperatura de reacţie utilizată pentru producerea acidului fosforic,

sulfatul de calciu dihidratat (CaSO4•2H2O) sau semihidratat (CaSO4•1/2H2O) este generat ca produs secundar. Gipsul,după filtrare, are de obicei un conţinut de umiditate cuprins între 25 şi 30%. Semihidratul, în prezenţa apei libere, se va converti în dihidrat destul de repede iar dacă în proces nu este deranjat se va depune sub forma unei mase relativ tare.