Производство фосфора и фосфорной кислоты. Экологические проблемы фосфорного производства - Курсовая работа

Большое количество техногенных отходов создает технические и экологические проблемы их удаления и обезвреживания, приводит к значительным экологическим нагрузкам в результате эмиссии загрязняющих веществ. Обращения с техногенными отходами включает следующие стадии движения: образование, сбор, временное хранение, транспортирование, переработка, обезвреживание и захоронение неутилизируемых остатков. Каждая стадия обращения с отходами оказывает позитивное или негативное влияние на всю систему управления отходами в зависимости от эффективности принимаемых решений. Такая практика удаления отходов приводит к длительному загрязнению окружающей среды, сравнимому по степени опасности с радиационным загрязнением. Так как отходы являются потенциальными вторичными материальными ресурсами, действующая система удаления техногенных отходов приводит к безвозвратной потере ценных вторичных материальных ресурсов, энергетических и земельных ресурсов.Фосфатное сырье включает в себя группу фосфатных руд-апатитов и фосфоритов, представляющих собой сложную смесь минералов, содержащих от 3-5 до 25-30% Р2О5. При добыче фосфорных руд огромные массы вскрытых пород, представляющие собой пески, глины, сланцы с примесями серы и фосфора, поступают в отвалы и практически не используются. При помощи углерода (кокса) с введением в шихту кремнезема в качестве флюса, в результате чего образуется фосфор и шлаковый расплав. 1 Восстановление фосфора из природных фосфатов представляет собой сложный многостадийный гетерогенный процесс, протекающий через стадии: - нагревание компонентов шихты, - поступление в расплав фосфата кальция и оксида кремния, - диссоциация три кальций фосфата, - диффузия продуктов диссоциации к поверхности частиц углерода, - взаимодействие три кальций фосфата с углеродом и образование фосфора, оксида углерода (II) и оксида кальция, - удаление оксида кальция из зоны реакции в виде силикатов кальция. Восстановление фосфора из природных фосфатов представляет собой сложный многостадийный гетерогенный процесс, протекающий через стадии: - нагревание компонентов шихты, - поступление в расплав фосфата кальция и оксида кремния, - диссоциация три кальций фосфата, - диффузия продуктов диссоциации к поверхности частиц углерода, - взаимодействие три кальций фосфата с углеродом и образование фосфора, оксида углерода (II) и оксида кальция, - удаление оксида кальция из зоны реакции в виде силикатов кальция.Кроме того, фосфорная кислота используется в производстве различных технических солей, разнообразных фосфорорганических продуктов, в том числе инсектицидов, полупроводников, активированного угля, ионообменных смол, для создания защитных покрытий на металлах. Фосфорную кислоту получают из сложного, многокомпонентного сырья, при переработке которого образуются многочисленные и разнообразные отходы. Фосфорная кислота образуется непосредственно при растворении руды, т.е. прямым извлечением, экстракцией соединений фосфора. Процесс основан на восстановлении фосфора из природных фосфатов коксом при высоких температурах и дальнейшем получении H3PO4 и з фосфора. Технологический процесс производства фосфорной кислоты электротермическим методом может строиться по двум вариантам:-по одноступенчатой схеме, без предварительной конденсации паров фосфора, с непосредственным сжиганием выходящего из стадии восстановления фосфорсодержащего газа (рис.1);Фосфорнокислые растворы, полученные разложением азотной кислотой, перерабатывают в комплексные удобрения, разложением соляной кислотой - в преципитат . Одним из хорошо исследованных является сернокислотное разложение апатитового концентрата, получаемого обогащением хибинской апатит-нефелиновой руды и содержащего около 39% Р2О5 Суть метода - извлечение (экстрагирование) P4O10(обычно используют формулу P2O5) в виде H3PO4.. Первая выпадает в осадок в виде гипса (CASO4), вторая уходит в газовую фазу в виде фтористого водорода HF. Ф.схема (рис.5.58) включает разложение измельченного сырья в реакторе (экстрапоре), фильтрацию твердого осадка, упаривание фосфорной кислоты до товарной концентрации и очистку отходящих газов. По этому методу природные фосфаты обрабатывают H2SO4 с послед, фильтрованием полученной пульпы для отделения фосфорная кислота от осадка сульфата Ca. Часть выделенного основного фильтрата, а также весь фильтрат, полученный при промывке осадка на фильтре, возвращают в процесс экстрагирования (раствор разбавления) для обеспечения достаточной подвижности пульпы при ее перемешивании и транспортировке.В результате производственной деятельности фосфорной промышленности образуются твердые (шлаки, шлам, фосфогипс и т.д), жидкие( сточные воды) и газообразные отходы. Фосфорные шлаки представляет собой сложное поликомпонентное вещество основу которого составляет система САО - SIO2 - P2O5, а количество примесей Al2O3, MGO, Fe2O3, Na2O зависит от состава исходного сырья и технологического процесса возгонки фосфора.

Содержание

Введение

1. Получение фосфора

2. Получение фосфорной кислоты

2.1 Получение термической фосфорной кислоты

2.2 Экстракционный метод получения фосфорной кислоты

3. Экологическая оценка отходов фосфорной промышленности

3.1 Очистка газа в производстве фосфора и фосфорной кислоты

3.2 Утилизация фтора в производстве фосфора и фосфорной кислоты

3.3 Очистка сточных вод производства фосфора и фосфорной кислоты

3.4 Утилизация шлама в производстве фосфора и фосфорной кислоты

3.5 Утилизация фосфогипса в производстве фосфора и фосфорной кислоты

4. Современное состояние утилизации техногенных отходов в производстве фосфора

Заключение

Литература