„Odzysk fosforu z mineralnych pozostałości po procesie termicznego

mgr inż. Barbara Tarko
Kraków, 24.11.2016r.
Streszczenie rozprawy doktorskiej pt.:
„Odzysk fosforu z mineralnych pozostałości po procesie termicznego
przekształcania osadów ściekowych”
W niniejszej rozprawie doktorskiej podjęto zagadnienie dotyczące odzysku związków
fosforu z surowców alternatywnych, aktualne ze względu na problem wyczerpywania się
naturalnych rud fosforowych i wzrost cen surowców. Przedmiot badań stanowiły mineralne
pozostałości po termicznym przekształcaniu osadów ściekowych.
Dokonano charakterystyki materiałów pochodzących z 7 z 11 polskich stacji termicznej
utylizacji osadów ściekowych pod kątem możliwości zastosowania ich jako substytut naturalnej
rudy fosforowej.
Przeprowadzono procesy ekstrakcji kwasem fosforowym(V) oraz azotowym(V) związków
fosforu z mineralnych pozostałości po termicznym przekształcaniu osadów ściekowych w skali
laboratoryjnej, a następnie wytypowano materiały o najlepszych parametrach do badań w skali
wielkolaboratoryjnej.
W doświadczeniach w skali wielkolaboratoryjnej badano wpływ procedury przemycia
osadu po ekstrakcji, stężenia użytego kwasu fosforowego(V) oraz chłodzenia układu na
wydajność procesów ekstrakcji. Zastosowano także recykl wewnątrzprocesowy polegający na
zawrocie
roztworów
popłucznych
z
przemycia
osadu
po
ekstrakcji
do przygotowania roztworu kwasu oraz do przemycia osadu w kolejnym etapie.
Wprowadzone modyfikacje zastosowano w dalszej kolejności do przeprowadzenia
procesów
ekstrakcji
wybranych
popiołów
w
instalacji
w
skali
mikrotechnicznej
w reaktorze o pojemności 50 litrów.
Uzyskane
ekstrakty
posłużyły
do
otrzymywania
produktów
nawozowych
jednoskładnikowych w postaci precypitatu CaHPO4·2H2O oraz dwuskładnikowych nawozów w
postaci fosforanów(V) amonu. Dokonano oceny przydatności nawozowej uzyskanych
materiałów.
Finalnym etapem badań było przeprowadzenie dwuetapowego procesu odzysku fosforu z
popiołów w skali mikrotechnicznej z zastosowaniem 3 cykli zawrotu wewnątrzprocesowego.
Pierwszy etap doświadczenia polegał na ekstrakcji związków fosforu z popiołów, a w drugim
etapie przeprowadzono bezpośrednią neutralizację uzyskanego ekstraktu.
Na podstawie przeprowadzonego bilansu masowego strumieni i fosforu stwierdzono, iż
zaproponowany proces zachodzi z wydajnością odzysku fosforu sięgającą 82%.