Characterisation of Purified Gypsum and Insoluble Impurities Obtained from Phosphogypsum Waste

• Autorzy: Kaludjerovic Lazar , Isek Josip , Vukovic Nikola , Milosevic Maja

Identyfikatory

DOI

10.29227/IM-2019-01-13

Warianty tytułu

PL

Charakterystyka oczyszczonego gipsu i nierozpuszczalnych zanieczyszczeń uzyskanych z odpadów fosfogipsu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this study, the chemical and phase composition of two samples of phosphogypsum from the waste dumps of the Industry of Chemical Products “Elixir – Prahovo” (Serbia) were examined, as well as the possibility of recrystallization of gypsum from an aqueous suspension of phosphogypsum. The negative effect of higher temperatures on the solubility of calcium sulfate (13.08 mmol/dm3 at 95°C vs. 15.43 mmol/dm3 at 40°C) was utilized. In several repeated cycles, calcium sulfate component was progressively dissolved in water at room temperature and then precipitated at 100°C, using the same liquid phase throughout the experiment. Therefore, phosphogypsum was separated into recrystallized (purified) gypsum, insoluble residue and supernatant, and the mass balance for the experiment was calculated. Elemental, XRD and SEM-EDS analyses were performed on raw phosphogypsum, purified gypsum and insoluble residue. The whiteness of raw phosphogypsum and purified gypsum were determined and compared. The main objective of the study was to investigate the nature of insoluble impurities, in order to define and optimize the methods for their removal during a potential industrial processing of phosphogypsum.

PL

W artykule przedstawiono skład chemiczny i fazowy dwóch próbek fosfogipsu ze składowisk odpadów Przemysłu Chemicznego „Elixir – Prahovo” (Serbia), a także możliwość rekrystalizacji gipsu z zawiesiny wodnej fosfogipsu. Wykorzystano negatywny wpływ wyższych temperatur na rozpuszczalność siarczanu wapnia (13,08 mmol/ dm3 w 95°C wobec 15,43 mmol/dm3 w 40°C). W kilku powtarzających się cyklach siarczanu wapnia stopniowo rozpuszczano w wodzie w temperaturze pokojowej, a następnie wytrącano w 100°C, stosując tę samą fazę ciekłą w całym doświadczeniu. W ten sposób fosfogips został rozdzielony na rekrystalizowany (oczyszczony) gips, nierozpuszczalną pozostałość i supernatant, kolejno obliczono bilans masy dla doświadczenia. Analizy elementarne, XRD i SEM-EDS przeprowadzono na surowym fosfogipsie, oczyszczonym gipsie i nierozpuszczalnej pozostałości. Określono i porównano biel surowego i oczyszczonego gipsu. Głównym celem pracy było zbadanie natury nierozpuszczalnych zanieczyszczeń w celu określenia i zoptymalizowania metod ich usuwania podczas przemysłowego przetwarzania fosfogipsu.

Słowa kluczowe

EN

phosphogypsum; recrystallization; purified gypsum; insoluble impurities

PL

fosfogips; rekrystalizacja; oczyszczony gips; zanieczyszczenia nierozpuszczalne

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Przeróbki Kopalin
• Czasopismo: Inżynieria Mineralna
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 21, nr 1
• Strony: 73--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., tab., wykr., zdj.

Twórcy

autor

Kaludjerovic Lazar

• University of Belgrade, Faculty of Agriculture, Nemanjina 6, 11080 Belgrade – Zemun, Serbia

autor

Isek Josip

• University of Belgrade, Faculty of Mining and Geology, Đušina 7, 11000 Belgrade, Serbia

autor

Vukovic Nikola

• NTC NIS-Naftagas Ltd., Narodnog fronta 12, 21000 Novi Sad, Serbia

autor

Milosevic Maja

• University of Belgrade, Faculty of Mining and Geology, Đušina 7, 11000 Belgrade, Serbia

Bibliografia

• 1. AMJAD, Z. Calcium sulfate dihydrate (gypsum) scale formation on heat exchanger surfaces: The influence of scale inhibitors. Journal of Colloid and Interface Science, vol. 123 (2), 1988, p. 523-536. ISSN 0021-9797. DOI: 10.1016/0021-9797(88)90274-3.
• 2. CÁNOVAS, Carlos Ruiz et al. Valorization of wastes from the fertilizer industry: Current status and future trends. Journal of Cleaner Production, vol. 174, 2018, p. 678-690. ISSN 0959-6526. DOI: 10.1016/j.jclepro.2017.10.293.
• 3. COHEN, Paul. ASME Handbook on Water Technology for Thermal Power Systems. New York: The American Society of Mechanical Engineers, 1989, p. 1828. ISBN 0791803007.
• 4. Commission Internationale de l’Éclairage (CIE) Proceedings, 1931. Cambridge: Cambridge University Press, 1932, p. 19-29.
• 5. Elixir Prahovo | About us [online]. [cit. 2018-05-05]. Dostupný z WWW: <http://www.elixirprahovo.rs/en/ node/142>.
• 6. HUA, Sudong et al. Developing high performance phosphogypsum-based cementitious materials for oil-well cementing through a step-by-step optimization method. Cement and Concrete Composites, vol. 72, 2016, p. 299-308. ISSN 0958-9465. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2016.05.017.
• 7. International Atomic Energy Agency (IAEA). Radiation on protection and management of NORM Residues in the phosphate industry, Saf. Rep. Ser. 78 (2013) 111e164 (in Vienna International Centre, Austria).
• 8. JALALI, Jihen et al. Phosphogypsum biotransformation by aerobic bacterial flora andisolated Trichoderma asperellum from Tunisian storage piles. Journal of Hazardous Materials, vol. 308, 2016, p. 362-373. ISSN 0304-3894. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2016.01.063.
• 9. KANDIL, Abdel-Hakim T. et al. Ammonium sulfate preparation from phosphogypsum waste. Journal of Radiation Research and Applied Sciences, vol. 10, 2017, p. 24-33. ISSN 1687-8507. DOI: 10.1016/j.jrras.2016.11.001.
• 10. МИХЕЕВ, Виктор Иванович. Рентгенометрический определитель минералов. Москва: Государственное научно-техническое издательство литературы по геологии и охране недр. (in Russian), 1957, p. 862.
• 11. MILOŠEVIĆ, M., LOGAR, M. Properties and characterization of a clay raw material from Miličinica (Serbia) for use in the ceramic industry. Clay Minerals, vol. 52 (3), 2017, p. 329-340. ISSN 0009-8558. DOI: 10.1180/clay- min.2017.052.3.04.
• 12. LÓPEZ, Rafael Pérez et al. Pollutant flows from a phosphogypsum disposal area to an estuarine environment: An insight from geochemical signatures. Science of the Total Environment, vol. 553, 2016, p. 42-51. ISSN 0048-9697. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2016.02.070.
• 13. ROODE, Q. I., STRYDOM, C. A. The characterization of phosphogypsum and gypsum-brushite mixtures by X-ray diffraction, thermogravimetric and differential scanning calorimetric techniques. Concrete Science and Engineering, vol. 1, 1999, p. 222-227. ISSN 1295-2826.
• 14. SUN, Hongjuan et al. Preparation of calcium sulfate whisker by atmospheric acidification method from flue gas desulfurization gypsum. Procedia Environmental Sciences, vol. 31, 2016, p. 621-626. ISSN 1878-0296. DOI: 10.1016/j.proenv.2016.02.112.
• 15. TIAN, Tian et al. Utilization of original phosphogypsum for the preparation of foam concrete. Construction and Building Materials, vol. 115, 2016, p. 143-152. ISSN 0950-0618. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2016.04.028.
• 16. WALAWALKAR, Mugdha et al. Process investigation of the acid leaching of rare earth elements from phosphogypsum using HCl, HNO3, and H2SO4. Hydrometallurgy, vol. 166, 2016, p. 195-204. ISSN 0304-386X. DOI:10.1016/j. hydromet.2016.06.008.
• 17. ZHOU, Jun et al. Preparation of hardened tiles from waste phosphogypsum by a new intermittent pressing hydration. Ceramics International, vol. 42, 2016, p. 7237-7245. ISSN 0272-8842. DOI: 10.1016/j.ceramint.2016.01.117.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).