Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Skład chemiczny i fazowy soli fosforanowych(V) odzyskiwanych z rzeczywistych ścieków z przemysłu mineralnych nawozów fosforowych

Hutnik Nina, Stanclik Anna, Matynia Andrzej

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 8

1234--1237

PL

W procesie ciągłej krystalizacji strąceniowej struwitu odzyskiwano jony fosforanowe(V) ze ścieków o różnym składzie chemicznym. Były to ścieki rzeczywiste z przemysłu nawozów fosforowych. Zanieczyszczenia w ściekach spowodowały wydzielenie produktów stałych o wyraźnie zróżnicowanej jakości. Średni rozmiar kryształów struwitu zmieniał się w granicach 37–41 µm. Jednorodność ich populacji, oceniona współczynnikiem zmienności CV, zawierała się w granicach 72–75%, co powodowało wydłużenie czasu filtracji zawiesiny produktowej. Jony wapnia w ściekach wytrącały się jako amorficzne uwodnione fosforany wapnia ACP. Ich zawartość w produktach wynosiła 23,6–37,9% mas. W produktach stwierdzono 29,29–31,45% mas. P₂O₅, 11,50–14,12% mas. MgO i 3,19–4,35% mas. CaO oraz wodorotlenki niektórych metali, a także inne sole zanieczyszczeń.

EN

Three wastewater samples from the P mineral fertilizer industry with different chem. compn. were subjected to continuous pptd. of struvite at 298 K, pH 9 and the av. time of the mixt. residence in the crystallizer 60 min. Impurities present in the wastewater resulted in the crystn. of solid products of distinctly different quality. Mean size of struvite crystals was 37–41 µm and homogeneity within their population was 72–75%. Ca ions in wastewater were pptd. as amorphous hydrated Ca phosphates in amt. 23.6–37.9% by mass. The solid product contained also P₂O₅, MgO and CaO in amts. 29.29–31.45, 11.50–14.12 and 3.19–4.35% by mass, resp., as well as hydroxides of some metals and salts of other impurities.

2

Rynek nawozów fosforowych oraz zróżnicowanie zawartości fosforu w glebach Polski

Rutkowska Agnieszka, Rusek Piotr

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 3

381--385

PL

Omówiono wybrane zagadnienia związane z produkcją mineralnych nawozów fosforowych oraz przedstawiono wyniki monitoringu gleb prowadzonego w latach 2008-2016 przez Okręgowe Stacje Chemiczno-Rolnicze w odniesieniu do zawartości fosforu przyswajalnego. Stwierdzono, że niemal 60% gleb w kraju charakteryzuje się wysoką i bardzo wysoką zasobnością w fosfor przyswajalny, co czyni je podatnymi na straty tego biogenu do środowiska wodnego. Jednocześnie 25% stanowią gleby o bardzo niskiej i niskiej zawartości fosforu przyswajalnego, na których konieczne jest racjonalne nawożenie tym makroskładnikiem. W Polsce notuje się duże zróżnicowanie regionalne w zużyciu nawozów fosforowych. Z uwagi na zmniejszające się światowe zasoby fosforytów należy skoncentrować się na poszukiwaniu alternatywnych źródeł tego pierwiastka, również poprzez jego odzysk z odpadów.

EN

A review, with 28 refs., of the prodn. and consumption of P fertilizers in Poland as well as of the time and spacediversified content of P in soils.

3

Odzyskiwanie soli fosforanowych(V) z rzeczywistych ścieków z przemysłu mineralnych nawozów fosforowych : kinetyka procesu

Hutnik Nina, Stanclik Anna

Przemysł Chemiczny

|

2020

|

T. 99, nr 5

761--766

PL

Wyznaczono parametry kinetyczne ciągłej krystalizacji strąceniowej struwitu z rzeczywistych ścieków z przemysłu mineralnych nawozów fosforowych (IWW). Wyniki badań i obliczeń porównano z danymi kinetycznymi struwitu otrzymanego z rzeczywistej gnojowicy bydlęcej (CLM) i z wodnego roztworu jonów fosforanowych(V) bez zanieczyszczeń (WI). Do obliczeń przyjęto model kinetyki dla idealnego krystalizatora MSMPR (mixed suspen-sion, mixed product removal) zakładający zależność szybkości wzrostu kryształów od ich rozmiarów RE SDG (Rojkowski exponential, size-dependent growth). Stwierdzono, że zanieczyszczenia w ściekach spowodowały wydzielenie produktów stałych o wyraźnie różnej jakości. Średni rozmiar kryształów struwitu zmieniał się od 36,8 µm (IWW) do 48,5 µm (WI). Jednorodność ich populacji, oceniona współczynnikiem zmienności CV, zmieniała się w granicach od zadowalającej (CV 64,6%, WI) do niekorzystnej (CV 98,8%, CLM). Szybkość zarodkowania struwitu zwiększyła się od 6,27·10¹¹ 1/(s·m³) (WI) do 2,01·10¹⁵ 1/(s·m³) (IWW). W ściekach tych zanotowano odpowiednio największą (6,92·10⁻⁹ m/s) i najmniejszą (4,58·10⁻⁹ m/s) wartość liniowej szybkości wzrostu kryształów struwitu.

EN

Kinetic parameters describing continuous reaction crystallization of struvite from real P mineral fertilizers industry wastewaters (IWW) were detd. Test results were compared with kinetic data of struvite manufactured from real cattle liq. manure (CLM) and from a soln. without any impurities (WI). Kinetic model for ideal mixed suspension, mixed product removal (MSMPR) crystallizer was used assuming dependence of crystal growth rate on its size (Rojkowski exponential size-dependent growth). The impurities present in the wastewaters were a reason for pptn. of solid product of distantly different quality. The mean size of struvite crystals varied from 36.8 µm (IWW) to 48.5 µm (WI). Homogeneity within their populations, quantified by the coeff. of variation CV, varied from satisfactory (CV 64.6%, WI) to unfavorable (CV 98.8%, CLM) values. A rise of impurities concn. in a feed resulted in an increase of nucleation rate from 6.27·10¹¹ 1/(s·m³) (WI) to 2.01·10¹⁵ 1/(s·m³) (IWW). Linear growth rate of struvite crystals varied from 6.92·10⁻⁹ m/s to 4.58·10⁻⁹ m/s, resp.

4

Porównanie wpływu jonów miedzi(II) i cynku(II) w ścieku z przemysłu nawozów fosforowych na zależną od wielkości, liniową szybkość wzrostu kryształów struwitu w procesie recyklingu fosforu

Hutnik Nina, Stanclik Anna, Piotrowski Krzysztof, Matynia Andrzej

Przemysł Chemiczny

|

2019

|

T. 98, nr 11

1751--1756

PL

Wyznaczono parametry kinetyczne ciągłej krystalizacji strąceniowej struwitu w wodnych roztworach zawierających jony fosforanowe(V), magnezu i amonu oraz takie zanieczyszczenia, jak jony miedzi(II) lub/i jony cynku(II). Do obliczeń przyjęto model kinetyki dla idealnego krystalizatora MSMPR (mixed suspension mixed product removal) zakładający zależność szybkości wzrostu kryształów struwitu od ich wielkości RE SDG (Rojkowski exponential, size-dependent growth). Wykazano, że obecność jonów Cu(II) (0,2–0,5 mg/kg roztworu zasilającego krystalizator) wpływa korzystnie na parametry kinetyczne charakteryzujące przebieg ciągłego procesu krystalizacji strąceniowej struwitu. Liniowa szybkość wzrostu kryształów struwitu G∞ zwiększyła się z 1,35·10–8 do 1,42·10–8 m/s, a szybkość zarodkowania zmniejszyła się z 1,01·1015 do 2,58·1014 1/(s·m3). Jony Zn(II) (0,2–2,0 mg/kg roztworu zasilającego) miały negatywny wpływ na proces. Zmniejszyła się liniowa szybkość wzrostu kryształów z 1,64·10–8 do 1,30·10–8 m/s, a szybkość zarodkowania zwiększyła się z 1,14·1013 do 3,91·1015 1/(s·m3). Krystalizacji strąceniowej struwitu, obok obecności jonów Cu(II), sprzyjało także niskie pH i dłuższy (do 3600 s) średni czas przebywania zawiesiny w krystalizatorze.Zanieczyszczenia obecne w ścieku przemysłowym wpłynęły korzystnie na wzrost kryształów struwitu i jakość otrzymanego produktu. Wyniki badań porównano z danymi procesowymi odzyskiwania jonów fosforanowych(V) z rzeczywistego ścieku z przemysłu nawozów fosforowych.

EN

Kinetic parameters of struvite continuous reaction crystn. in phosphate(V), Mg and NH4 ions and Cu(II) or Zn(II) ions – contg. aq. solns. were detd. Calculations were based on kinetic model for ideal MSMPR (mixed suspension mixed product removal) crystallizer assuming a dependence of struvite crystal growth rate on its size RE SDG (Rojkowski exponential, size-dependent growth) model. The presence of Cu(II) ions (0.2–0.5 mg/kg of feed) resulted in increasing the linear growth rate of struvite crystals from 1.35·10–8 to 1.42·10–8 m/s, resp., whereas nucleation rate decreased from 1.01·1015 to 2.58·1014 1/(s·m3). The Zn(II) ions concn. varied from 0.2 to 2.0 mg/kg of feed and influenced the process disadvantageously. The linear crystal growth rate decreased from 1.64·10–8 to 1.30·10–8 m/s, resp., while nucleation rate increased from 1.14·1013 to 3.91·1015 1/(s·m3). The crystallization was also favored by low pH and elongated up to 3600 s mean residence time of suspension in a crystallizer. The struvite manufactured under the conditions had high quality.

5

Metale ciężkie w fosforytach stosowanych do produkcji nawozów fosforowych i ich oznaczanie za pomocą techniki ICP-OES

Ostrowski J., Olchowski R., Dobrzyńska J., Watros A., Dobrowolski R.

Przemysł Chemiczny

|

2018

|

T. 97, nr 8

1284--1287

PL

Fosforyty wykorzystywane do produkcji nawozów mineralnych zawierają metale ciężkie. Długookresowe stosowanie nawozów fosforowych może prowadzić zarówno do bioakumulacji zanieczyszczeń w glebie i tkankach roślin, jak i do wprowadzenia tych pierwiastków do przewodu pokarmowego człowieka. Unia Europejska wprowadza ograniczenia dopuszczalnych zawartości pierwiastków ciężkich w nawozach mineralnych, dlatego też istnieje potrzeba opracowania metod analitycznych do ich oznaczania. W pracy zaproponowano wykorzystanie optycznej spektrometrii emisyjnej ze wzbudzeniem w plazmie indukcyjnie sprzężonej (ICP-OES) do oznaczania śladowych ilości Cd, Pb, Ni i Cr w fosforytach. Rozpoznano i skorygowano interferencje towarzyszące analizom badanych fosforytów za pomocą techniki ICP-OES. Dokładność uzyskanych wyników zapewniono przez zastosowanie certyfikowanego materiału odniesienia SRM®695.

EN

An optical emission spectrometry with the ionization in inductively coupled plasma was tested as a potential anal. method for detn. of trace amts. of Cd, Pb, Ni and Cr in phosphorites- based materials, which were previously shredded and dissolved in a mixt. of concd. HNO3 and HCl acids in the ratio of 3:1 by vol. The markings were carried out without correction of the calibration as well as using Sc, Be and Cs solns. as internal stds. The calibration resulted in an increase in the accuracy of markings of the tested elements in the certified ref. material by approx. 10%.

6

Otrzymywanie oraz ocena jakości granulowanych nawozów fosforowych na bazie aktywowanych mikrobiologicznie odnawialnych źródeł fosforu

Rolewicz M., Malinowski P., Wyciszkiewicz M., Rusek P., Dawidowicz M.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 3

353-356

PL

Przedstawiono wyniki prac nad otrzymywaniem granulowanych nawozów fosforowych na bazie mikrobiologicznie aktywowanych popiołów ze spalania osadów ściekowych oraz kości z przemysłu drobiarskiego. Nawozy zostały otrzymane w granulatorze bębnowym, a następnie poddane badaniom właściwości fizykochemicznych, na podstawie których oceniono jakość otrzymanych granulatów oraz wyznaczono kierunki dalszych prac nad otrzymaniem granulowanych nawozów fosforowych na bazie mikrobiologicznie aktywowanych odnawialnych źródeł fosforu.

EN

Microbiologically activated ash from the incineration of sewage sludge and bones from the poultry industry were used for prepn. P-contg. granulated fertilizers in a drum granulator. The fertilizers were tested for physicochem. and mech. properties. The fertilizers based on poultry bones showed nonsatisfactory mech. strength and the lowest content of NH₄ citrate-sol. P₂O₅.

7

Koncepcja wytwarzania nowej generacji bionawozów fosforowych : projekt BioFertP

Saeid A., Wyciszkiewicz M., Jastrzębska M., Chojnacka K., Górecki H.

Przemysł Chemiczny

|

2015

|

T. 94, nr 3

361-365

PL

Opisano założenia i wstępne wyniki badań projektu, którego celem jest opracowanie technologii nowych nawozów fosforowych na bazie surowców odnawialnych metodą solubilizacji mikrobiologicznej. Jako surowce zostaną wykorzystane kości, ości i popioły ze spalania biomasy o dużej zawartości fosforu, w tym popioły ze spalania osadu z IIIo oczyszczania biologicznego ścieków. Projekt obejmuje dobór odpowiednego rodzaju mikroorganizmu do rozkładu surowca fosforowego w celu uzyskania pożądanego produktu o danym przeznaczeniu (preparat o szybszym lub spowolnionym uwalnianiu składnika). Badania zostaną przeprowadzone w skali wielkolaboratoryjnej i półtechnicznej. Zostaną wytworzone aplikacyjne partie produktów w instalacji półtechnicznej, które posłużą ocenie właściwości użytkowych w badaniach rolnych. Ocenione będą właściwości wytworzonych produktów (nawóz zawiesinowy i nawóz granulowany), w szczególności zawartość makroskładników (N, P, K) i mikroskładników nawozowych.

EN

Assumptions of a research project on a new technol. For prodn. of phosphate fertilizers by microbial solubilization based on renewable raw materials (bones, fishbone and ashes from burning sludge from biol. wastewater treatment plant). A selection of microorganisms suitable for solubilization of P-contg. raw material will be done. Lab. and pilot scale expts. will be carried out. Liq. and granular fertilizers will be produced.

8

Emisja lotnych związków fluoru z procesów wytwarzania fosforytów częściowo rozłożonych

Hoffmann K., Skut J., Rybarski S.

Proceedings of ECOpole

|

2014

|

Vol. 8, No. 1

155--159

PL

Celem niniejszej pracy była ocena emisji lotnych związków fluoru z produktów rozkładu fosforytów Maroko II (Afryka Północna) oraz ZIN (Izrael) techniką PAPR (Partially Acidulated Phosphate Rock). Z przeprowadzonych badań wynika, że stosowanie technologii PAPR jako alternatywy dla konwencjonalnych nawozów fosforowych, otrzymywanych metodą superfosfatową, powoduje zmniejszenie emisji zorganizowanej F–. Dla założonej zdolności produkcyjnej 800 Mg produktów nawozowych typu PAPR na dobę obniżenie wartości ηPAPR z 1,0 (SSP) do 0,3 powoduje redukcję F– średnio: 528,4→178,3 kg/dobę; podczas gdy obniżenie wartości ηPAPR z 1,0 (SSP) do 0,5 powoduje redukcję F– średnio: 528,4→170,2 kg/dobę. Niższa zawartość F–, prowadząca jednocześnie do ograniczenia ilości powstającej krzemionki, oprócz poprawy aspektów ochrony środowiska naturalnego, może pozwolić na zmniejszenie natężenia przepływu gazów odlotowych lub gęstości zraszania, co potencjalnie może prowadzić do obniżenia kosztów oczyszczania 1 m3 gazu.

EN

The aim of this paper was to evaluate the emission of volatile fluorine compounds from the products of Morocco II (North Africa) and ZIN (Israel) phosphate rocks acidulation by PAPR technique. The study indicates that the use of PAPR technology as an alternative to conventional superphosphatic fertilizers reduces F– straight emission. For the assumed production capacity of 800 Mg of PAPR fertilizer products per day a decrease in ηPAPR value from 1.0 (SSP) to 0.3 causes a reduction in F– by average: 528.4 → 178.3 kg/day, while decrease in ηPAPR value from 1.0 (SSP) to 0.5 causes a reduction in F– by average: 528.4 → 170.2 kg/day. Despite improvement of environmental protection issues, the lower content of F–, which leads concurrently to reduce the amount of resulting silica, may allow also a reduction in off-gas flow intensity, or spraying density, which could potentially lead to decrease the cost of purification of 1 m3 of gas.

9

Badanie zawartości wybranych form fosforu w nawozach typu papr wzbogaconych w siarkę

Hoffmann J., Skut J., Zmuda J.

Proceedings of ECOpole

|

2014

|

Vol. 8, No. 2

513--517

PL

Ograniczanie poziomu zasobności gleby w przyswajalne związki siarki na terytorium Polski skutkuje potrzebą dodawania siarki do produktów nawozowych. Interesującym rozwiązaniem w tej dziedzinie jest wzbogacanie nawozów fosforowych typu PAPR (ang. Partially Acidulated Phosphate Rock) w ten makroelement. Specyficzna technologia produkcji nawozów PAPR, polegająca na rozkładzie surowców fosforowych (głównie fosforytów) niestechiometryczną, względem reakcji wytwarzania superfosfatów, ilością kwasów mineralnych (głównie siarkowym lub fosforowym) pozwala na wykorzystanie dodatkowej funkcji siarki po aplikacji nawozu do gleby. Siarka w tak przygotowanym układzie nawozowym może po uprzednim procesie mineralizacji (warunki optymalne: pH ~6,0-7,0; wilgotność ~60%, temp. 20-30ºC) zostać wykorzystana przez rośliny jako składnik odżywczy w postaci jonu siarczanowego SO2-4, a dodatkowo działać jako czynnik intensyfikujący przyswajalność fosforu z nawozu PAPR. W optymalnych warunkach (pH ~6,0-6,8) jony SO2-4 mogą aktywować konwersję nierozłożonej frakcji fluoroapatytu (Ca 3(PO4)2F), zawartego w surowcu fosforowym, do przyswajalnych jonów fosforanowych w formie H2 PO-4 i HPO2-4 . Celem niniejszych badań była ocena zawartości poszczególnych form fosforu nawozów PAPR wzbogaconych w siarkę, uwzględniając różne metody wzbogacania. Analizy zawartości poszczególnych form P przeprowadzono metodyką analityczną, zgodną z dyrektywą Wspólnoty Europejskiej w sprawie nawozów oraz z procedurami zawartymi w polskich normach. Otrzymane preparaty charakteryzujące się stałym stosunkiem S: P2O5 (1:1 m/m), wartością stopnia normy stechiometrycznej PAPR (ηPARP = 0,5) oraz zmienną wilgotnością, co osiągnięto poprzez zmienne ilości wody wprowadzanej do układu (0, 15, 35% m/m), uzyskiwały najwyższe zawartości przyswajalnych form P (P rozpuszczalny w wodzie: 8,13% P2O5 m/m, P rozpuszczalny w obojętnym cytrynianie amonu: 10,15% P2O5 m/m) dla metody dodawania siarki w postaci zawiesiny wodnej bez dodatku surfaktantu (H2O~35% m/m). Do dalszych badań laboratoryjnych wybrano metodę produkcji, gdzie dodatek H2O jest niższy (~15% m/m), a surfaktant wprowadzony do zawiesiny wodnej S. W toku przeprowadzonych badań stwierdzono, że metoda stapiania S może być najlepsza do produkcji przemysłowej, gdzie stosowanie stopionej S lub temperatury rzędu 140°C zostało opanowane w stopniu znacznie ułatwiającym produkcję bez dodawania zbędnej zawartości wody, posiadającej niekorzystny wpływ na proces granulacji.

EN

A decrease in levels of available sulfur compounds in Polish soil results in a requirement for adding sulfur to fertilizer products. Interesting solution in this case might be enrichment of PAPR-type phosphorus fertilizers with this element. Specific technology of PAPR-type fertilizer production consisting of phosphate rock acidulation with non-stoichiometric, in relation to production of superphosphates, amount of mineral acid (mainly orthophosphoric or sulfuric acids). It allows to utilize an additional function of S after applying fertilizer to soil. S in product made that way can be, after the process of mineralization (optimal conditions: pH ~6.0-7.0; humidity ~60%, temp. 20-30ºC), used by plants as a nutrient in form of sulfate ion SO2-4 , additionally it can act as an increasing factor in the phosphorus availability from PAPR-type fertilizer. In an optimal conditions (pH ~6.0-6.8) O2-4 ions can activate conversion of unacidulated part of fluorapatite (Ca3(PO4)2F), contained in phosphate rock, to available phosphate ions in form of H2 PO-4 and HPO2-4 . The aim of this research was the evaluation of contents of selected phosphorus forms in PAPR-type fertilizer enriched with S taking into account a various methods of enrichment. Contents of selected forms of P were analyzed using methods included in the regulation of European Parliament relating to fertilizers and procedures in polish standards. The obtained products were characterized by constant ratio of S:P2O5 (1:1 w/w), value of degree of PAPR stoichiometric norm (ηPARP = 0.5) and variable humidity, which was achieved by different amounts of water introduced into the system (0, 15, 35% w/w) gained the highest results of available forms of P (water-soluble P: 8.13% P2O5 w/w, P soluble in neutral ammonium citrate: 10.15% P2O5 w/w respectively) for method of adding sulfur in water slurry without addition of surfactant (H2O~35% w/w). Method with less additional H2O (~15% m/m) and surfactant added to slurry was selected for further studies. As revealed by the research progress the method with melted S might be the best solution for industrial manufacturing, where using melted S and temperatures of 140°C are easily achievable and facilitates production without adding dispensable water, which has a negative influence on granulation process.

10

The content of selected phosphorus forms in partially acidulated phosphate rocks enriched with sulfur

Hoffmann K., Zmuda J., Skut J.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2014

|

Vol. 21, nr 1

25--33

EN

Sulfur enrichment becomes emerging issue in fertilizer production as levels of available compounds decrease over the years. Companies are in need of exact parameters and methods of enrichment. In this group PAPR-type fertilizers with this element are interesting solution. Specific technology of PAPRs production consists of phosphate rock acidulation with non-stoichiometric, in relation to production of superphosphates, amount of mineral acid (mainly orthophosphoric or sulfuric acids). Additional function of S after applying fertilizer to soil can be used in this. S in product made that way can be, after the process of mineralization, used by plants as a nutrient in form of sulfate ion SO4 2–, additionally it can act as an increasing factor in the phosphorus availability from PAPRs. In an optimal conditions (pH ~6.0–6.8) SO4 2– ions can activate conversion of undissolved part of fluorapatite (Ca5(PO4)3F), contained in phosphate rock, to available H2PO4 – and HPO4 2– phosphate ions. The aim of this research was the evaluation of contents of selected phosphorus forms in PAPR-type fertilizer enriched with S depending on a various methods of enrichment. The obtained products were characterized by constant ratio of S : P2O5 (1 : 1 w/w), value of degree of PAPR stoichiometric norm (PAPR = 0.5), constant amount of surfactant (5 cm3) and variable humidity, which was achieved by different amounts of water introduced into the system (0, 15, 35 % w/w). Method with less additional H2O (~15 % m/m) and surfactant added to slurry was selected for further studies. Although the best solution for industrial manufacturing might be the method with melted S, where usage of this medium and temperatures of 140 oC are easily achievable and facilitates production without adding dispensable water, which has a negative influence on granulation process. Next step was to study sulfur effect on PAPRs based on phosphoric acid enriched with sulfur using chosen method. Results revealed that PAPR = 0.5 is unaffected by addition of sulfur and might be best for mixing with sulfur-based fertilizers. Furthermore PAPR = 0.7 indicated decreases in P forms with addition of excessive amounts of elemental sulfur.

PL

Wzbogacanie nawozów mineralnych siarką elementarną staje się coraz bardziej widocznym problemem dla przemysłu nawozowego. Zakłady produkcyjne potrzebują specyficznych metod i parametrów procesu dodawania siarki. W tej grupie interesującym produktem są nawozy typu PAPR (Partially Acidulated Phosphate Rock). Specyficzna technologia produkcji nawozów PAPR polegająca na rozkładzie surowców fosforowych (głównie fosforytów) niestechiometryczną, względem reakcji wytwarzania superfosfatów, ilością kwasów mineralnych (głównie siarkowym lub fosforowym) pozwala na wykorzystanie dodatkowej funkcji siarki po aplikacji nawozu do gleby. S w tak przygotowanym układzie nawozowym może po uprzednim procesie mineralizacji (warunki optymalne: pH ~6,0–7,0; wilgotność ~60 %, temp. 20–30 oC) zostać wykorzystana przez rośliny jako składnik odżywczy w postaci jonu siarczanowego SO4 2–, a dodatkowo działać jako czynnik intensyfikujący przyswajalność fosforu z nawozu PAPR. W optymalnych warunkach (pH ~6,0 – 6,8) jony SO4 2– mogą aktywować konwersję nierozłożonej frakcji fluoroapatytu (Ca5(PO4)3F) zawartego w surowcu fosforowym do przyswajalnych jonów fosforanowych w formie H2PO4 – i HPO4 2–. Celem niniejszych badań była ocena zawartości poszczególnych form fosforu nawozów PAPR wzbogaconych w siarkę, uwzględniając różne metody wzbogacania. Analizy zawartości poszczególnych form P przeprowadzono metodyką analityczną zgodną z dyrektywą Wspólnoty Europejskiej w sprawie nawozów oraz z procedurami zawartymi w polskich normach. Otrzymane preparaty charakteryzujące się stałym stosunkiem S : P2O5 (1 : 1 m/m), wartością stopnia normy stechiometrycznej PAPR (PAPR = 0,5), oraz zmienną wilgotnością, co osiągnięto poprzez zmienne ilości wody wprowadzanej do układu (0, 15, 35 % m/m), uzyskiwały najwyższe zawartości przyswajalnych form P (P rozpuszczalny w wodzie: 8,13 % P2O5 m/m, P rozpuszczalny w obojętnym cytrynianie amonu: 10,15 % P2O5 m/m) dla metody dodawania siarki w postaci zawiesiny wodnej bez dodatku surfaktantu (H2O ~35 % m/m). Do dalszych badań laboratoryjnych wybrano metodę produkcji, gdzie dodatek H2O jest niższy (~15 % m/m), a surfaktant wprowadzony do zawiesiny wodnej S. Metoda stapiania S może być najlepsza do produkcji przemysłowej, gdzie stosowanie stopionej S lub temperatury rzędu 140 oC zostało opanowane w stopniu znacznie ułatwiającym produkcję bez dodawania zbędnej zawartości wody mającej niekorzystny wpływ na proces granulacji. Kolejnym krokiem było określenie wpływu zawartości siarki na produkty nawozowe typu PAPR wytworzone z zastosowaniem kwasu fosforowego wzbogaconego w siarkę elementarną, bazując na wybranej metodzie. Wyniki wykazały, że produkty o •PAPR = 0,5 nie są znacząco podatne na wprowadzenie siarki elementarnej do składu nawozu, co może być przydatne podczas komponowania mieszanek nawozów wieloskładnikowych. Ponadto dla produktów nawozowych typu PAPR o •PAPR = 0,7 wykazano tendencje spadkowe rozpuszczalnych form P wraz z zastosowaniem wyższych zawartości siarki elementarnej.

11

Emission of Volatile Fluorine Compounds from Partially Acidulated Phosphate Rocks Production Process

Hoffmann K., Skut J., Rybarski S.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 12

1451--1459

EN

Emission of volatile fluorine compounds is considered to be the major environmental concern of the phosphate fertilizers manufacturing process. The results of presented studies indicates that the use of PAPR technology as an alternative to conventional superphosphatic fertilizers reduces F– total emission. For the assumed production capacity of 800 Mg/day of PAPR products a decrease in ηPAPR value from 1.0 (SSP) to 0.3 causes a reduction in F– by average: 6045 → 1675 kg/day and 1545 → 506 kg/day for H2SO4 and H3PO4 respectively as the mineral acids used for acidulation process, while decrease in ηPAPR value from 1.0 (SSP) to 0.5 causes a reduction in F–by average: 6045→1865 kg/day and 1545→660 kg/day for H2SO4 and H3PO4, respectively. Reducing the F– content improves environmental and economic profile of the installation, limits the amount of resulting silica, and allow a reduction in off-gas flow intensity, or spraying density.

PL

Emisja lotnych związków fluoru jest uważana za podstawowe zagrożenie środowiskowe procesów wytwarzania nawozów fosforowych. Rezultaty przeprowadzonych badan wskazuję, że stosowanie technologii PAPR jako alternatywy dla konwencjonalnych nawozów superfosfatowych, powoduje zmniejszenie emisji całkowitej F–. Dla założonej zdolności produkcyjnej 800 Mg/dobę produktów nawozowych typu PAPR obniżenie wartości ηPAPR z 1,0 (SSP) do 0,3 powoduje redukcję F– średnio: 6045 → 1675 kg/dobę oraz 1545→506 kg/dobę dla odpowiednio H2SO4 i H3PO4 jako kwasów mineralnych zastosowanych w procesie roztwarzania; podczas gdy obniżenie wartości ηPAPR z 1,0 (SSP) do 0,5 powoduje redukcję F– średnio: 6045→1865 kg/dobę oraz 1545→660 kg/dobę odpowiednio dla H2SO4 i H3PO4. Obniżenie zawartości F– poprawia profil środowiskowy oraz ekonomiczny instalacji, prowadząc jednocześnie do ograniczenia ilości powstającej krzemionki, pozwalając na zmniejszenie natężenia przepływu gazów odlotowych lub gęstości zraszania.

12

Zwiększenie efektywności surowców fosforytowych poprzez dodatek siarki. Cz. 2, Wpływ nawozów fosforytowo-siarkowych na środowisko

Stanisławska-Glubiak E., Korzeniowska J., Hoffmann J., Kantek K.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 5

1000-1005

PL

W rolniczych doświadczeniach wegetacyjnych badano wpływ nawożenia mieszankami fosforytowo-siarkowymi (FS), sporządzonymi na bazie mielonego fosforytu z dodatkiem siarki, na zmiany odczynu gleby i zawartości w niej przyswajalnej dla roślin formy fosforu oraz przemieszczania się jonów fosforanowych i siarczanowych do wód. Mieszanki FS nie powodowały zmniejszenia wartości pH gleby, wzbogacając glebę w przyswajalny fosfor w drugim roku od ich zastosowania. Jednocześnie nie stanowiły zagrożenia dla środowiska glebowego i wodnego pod warunkiem, że stosunek fosforytu do siarki (F:S) nie był niższy niż 10:1.

EN

Fine and coarse phosphate rocks were compounded with elementary S and used as fertilizer in pot cultures of test plant to study the migration of P and S to soil and soil filtrates. The addn. of S did not result in any solubilization of phosphates. No risk to soil and aquatic environment was obsd. when the phosphate-S ratio was not lower than 10:1.

13

Zwiększenie efektywności surowców fosforytowych poprzez dodatek siarki. Cz. 1, Zagadnienia technologiczne wytwarzania nawozów fosforytowo-siarkowych

Hoffmann J., Korzeniowska J., Stanisławska-Glubiak E., Hoffman K.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 5

745-748

PL

Przedstawiono wyniki badań składu fizykochemicznego zmielonych surowców fosforowych, stosowanych przez krajowe zakłady wytwarzające nawozy fosforowe (Tunezja, Maroko I, Maroko II, Zin). Ze względu na skład chemiczny i zawartość przyswajalnych form fosforu należą one do fosforytów o dobrej lub wysokiej reaktywności i spełniają europejskie wymogi fosforytów miękkich. Cechują się natomiast mniejszą niż wymagana zawartością frakcji o mniejszym rozdrobnieniu. Po dodatkowym mieleniu w warunkach laboratoryjnych, przygotowano mieszanki fosforytowo-siarkowe z udziałem fosforytu zarówno spełniającego wymogi, jak i o mniejszym rozdrobnieniu. Udział siarki elementarnej w mieszankach wynosił 7,2–14,2%. Mieszanki przeznaczono do badań rolniczych.

EN

Four ground phosphate rocks were studied for P comps. soluble in mineral acids, H₂O and aq. solns. of NH₄ citrate COOH as well as heavy metals, Ca, F and Mg. Granulometric anal. was also performed. The rocks were mixed with powdered S (7.2–14.2%) to resp. fertilizers.

14

Zwiększenie efektywności surowców fosforytowych poprzez dodatek siarki. Cz. 3, Ocena nawozów fosforytowo-siarkowych na podstawie wskaźników roślinnych

Korzeniowska J., Stanisławska-Glubiak E., Hoffmann J., Igras J.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 5

797-800

PL

Małą przyswajalność fosforu z naturalnego mielonego fosforytu przez rośliny można poprawić poprzez mieszanie go z siarką. Przeprowadzono dwuletnie badania wazonowe w hali wegetacyjnej w celu zbadania agronomicznej efektywności dodatków siarki elementarnej do mielonego fosforytu o różnym uziarnieniu. Zaobserwowano lepsze działanie plonotwórcze mieszanek fosforytowo-siarkowych sporządzonych z drobno mielonego fosforytu w porównaniu z działaniem fosforytu bez dodatku siarki. Analiza plonów roślin doświadczalnych wykazała korzystne działanie mieszanek, w których stosunek fosforytu do siarki wynosił 14:1 i 10:1. Nawóz o stosunku składników 7:1 działał negatywnie na plony roślin. Ponadto stwierdzono lepsze działanie plonotwórcze badanych nawozów w drugim roku po ich zastosowaniu w porównaniu z pierwszym rokiem badań.

EN

Fine and coarse phosphate rocks were compounded with elementary S and used as fertilizers in pot cultures of oat, mustard, maize, lupine and rye for 2 years. An increased crop (15–142%) was achieved after addn. of the mixed fertilizers in the 2nd year of the study esp. at higher phosphate-S mass ratio (14:1 or 10:1). An increase of P content in the plant tissues (up to 20%) was also detd. The most positive effect was obsd. for lupine, the most negative for mustard.

15

Wykorzystanie mikroorganizmów w wytwarzaniu nawozów fosforowych

Saeid A., Labuda M., Chojnacka K., Górecki H.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 5

956-958

PL

Zaproponowano nowy sposób produkcji nawozów fosforowych z surowców niskiej jakości z wykorzystaniem mikroorganizmów naturalnie występujących w glebie, zdolnych do solubilizacji fosforu. Porównano zdolność do solubilizowania fosforu z kości przez dwa szczepy, które różnią się mechanizmem działania. Dwukrotnie większe stężenie rozpuszczonego P uzyskano dla mikroorganizmu, który produkuje kwas siarkowy (Acidithiobacillus ferrooxidans) w porównaniu z Bacillus megaterium, który produkuje mieszaninę słabych kwasów organicznych.

EN

Poultry bones were microbiol. treated with 2 soil microorganisms to solubilize the bones-contained P. Use of the H₂SO₄-producing Acidithiobacillus ferroxidans was more efficient than the use of weak acid-producing Bacillus megaterium.

16

Przemiany związków fosforu zawartych w fosforycie Maroko II w warunkach techniki PAPR z zastosowaniem mieszaniny kwasu siarkowego i fosforowego

Skut J., Hoffmann J., Hoffmann K.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 5

978-984

PL

Przedstawiono wyniki badań doświadczalnych procesu otrzymywania nawozów fosforowych PAPR (partially acidulated phosphate rock) z zastosowaniem mieszaniny kwasu siarkowego i fosforowego (PAPRKS KF) pod kątem przemian związków fosforu zawartych w fosforycie Maroko II. W przypadku wyników efektywności rozkładu na podstawie fosforu (P) rozpuszczalnego w wodzie (ERH₂O) stwierdzono zależność liniową dla produktów nawozowych PAPRKS KF o udziale H2SO4 w stopniu normy stechiometrycznej PAPR (ηPAPR) równym 80%. W miarę zmniejszania udziału H₂SO₄ w ηPAPR, następował wzrost nieliniowości trendu, dzięki czemu osiągano równocześnie wyższe wartości ηPAPR dla serii produktów PAPRKS KF o tej samej wartości ηPAPR. Stwierdzono bardziej efektywną konwersję fosforu pochodzącego z fluoroapatytu do rozpuszczalnego w wodzie Ca(H₂PO₄)₂ w konsekwencji wzrostu udziału procentowego H₃PO₄ w mieszaninie kwasów H₂SO₄ + H₃PO₄ w procesie zarabiania mlewa. Rezultaty efektywności rozkładu na podstawie fosforu rozpuszczalnego w obojętnym cytrynianie amonu (EROCA) charakteryzują się dla wszystkich serii próbek zależnością nieliniową, przy czym (szczególnie dla ηPAPR 0,1–0,5) osiągano wyższe wartości wraz ze wzrostem udziału H₃PO₄ w ηPAPR. Zaproponowano optymalny bilans materiałowy, wyrażony w postaci wykresu strumieniowego Sankeya dla otrzymywania produktu nawozowego PAPRKS KF o ηPAPR 0,3.

EN

Phosphate rock was decompd. with mixts. of H₂SO₄ and H₃PO₄ and studied for contens of citric acid, HCOOH, mineral acids, neutral NH₄ citrate and water-sol. P. The optimum fertilizer was produced at H₂SO₄/H₃PO₄ ratio 20:80 and contained mineral acid-sol. P₂O₅ at least 38% by mass, and H₂O-sol. P₂O₅ less than 1.5% by mass.

17

Procesy biotechnologiczne w wytwarzaniu nawozów fosforowych

Saeid A., Labuda M., Chojnacka K., Górecki H.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 5

952-955

PL

Przedstawiono możliwości wykorzystania odnawialnych surowców fosforowych, które mogą stanowić substrat w produkcji nawozów fosforowych. Wykorzystano bakterie Bacillus megaterium do roztwarzania kości i osadu po defosfatacji. Uzyskano większą szybkości solubilizacji w hodowli, gdzie surowcem fosforowym był osad, który również miał wpływ na większy przyrost biomasy w porównaniu do kości.

EN

Poultry bones and sludge from wastewater treatment were microbiol. processed with Bacillus megaterium bacteria to solubilize the P compds. for 10 days. The solubilization started after one day (sludge) or 4 days (bones) long incubation periods. The sludge substrate allowed for a faster increase in microbial biomass than the bone substrate.

18

Badania wpływu zanieczyszczeń na konwersję dwuwodzianu siarczanu(VI) wapnia do półwodzianu

Kic B., Grzmil B., Światłowski P., Żurek O.

Przemysł Chemiczny

|

2012

|

T. 91, nr 5

779-783

PL

Zbadano wpływ zawartości głównych zanieczyszczeń obecnych w ekstrakcyjnym kwasie fosforowym (Fe³⁺, Al³⁺, Mg²⁺, F⁻ i SiF₆²⁻) na konwersję dwuwodzianu siarczanu(VI) wapnia do półwodzianu oraz na pokrój tworzących się kryształów. Skład fazowy produktów oraz stopień konwersji CaSO₄·2H₂O do CaSO₄·0,5H₂O określano na podstawie rentgenowskiej analizy dyfrakcyjnej. Badania prowadzono na układzie modelowym. Stwierdzono, że na konwersję CaSO₄·2H₂O do CaSO₄·0,5H₂O w roztworze kwasu fosforowego(V) w istotnym stopniu oddziaływały jedynie równocześnie obecne w roztworze jony fluoru i glinu. Niski stosunek molowy tych jonów w roztworze (<12) stabilizował fazę dwuwodzianu siarczanu(VI) wapnia hamując jego konwersję do CaSO₄·0,5H₂O.

EN

CaSO₄·2H₂O was converted to CaSO₄·0.5H₂O in aq. soln. of H₃PO₄ (P₂O₅ content 24% by mass) at 90°C for 2 h in presence of Fe³⁺, Al³⁺, Mg²⁺, F⁻ and SiF₆²⁻ ions to det. the conversion degree and habit of the crystals. The process was inhibited only in presence of F- and Al³⁺ ions at low F/Al ratio.

19

Life Cycle Assessment for Industrial Processess on the Example of Partially Acidulated Phosphate Rocks

Hoffmann K., Skut J., Skiba T., Hoffmann J.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 3

301-309

EN

The aim of work was life cycle assessment (LCA) of simple inorganic PAPR (partially acidulated phosphate rock) type fertilizer. PAPR type fertilizers are specified as products of partial dissolution of grinded phosphate rock with usage of sulfuric or phosphoric acid, containing as a main components monocalcium phosphate, tricalcium phosphate and calcium sulfate. LCA was made by using the model of PAPR type fertilizer production process produced under the laboratory conditions. Model was based on the research provided for assessment of product physical properties, phosphorus content expressed as a P2O5 soluble in mineral acids and water, mass balance and emissions from the process. Results, supplemented with reference data were used as a input data for GaBi 4 software which constitutes the computer support to perform LCA.

PL

Celem niniejszej pracy była analiza cyklu życia nawozu nieorganicznego prostego typu PAPR (Partially Acidulated Phosphate Rock - fosforyty częściowo rozłożone). Nawozy typu PAPR definiowane są jako produkty otrzymywane w wyniku częściowego rozłożenia zmielonego fosforytu kwasem siarkowym lub fosforowym, zawierające jako składniki główne fosforan jednowapniowy, fosforan trójwapniowy oraz siarczan wapnia. Ocenę cyklu życia wykonano na podstawie modelu procesu produkcji preparatów nawozowych typu PAPR uzyskanego w warunkach laboratoryjnych. Opracowany model bazował na badaniach uwzględniających ocenę właściwości fizycznych produktu, zawartość fosforu w przeliczeniu na P2O5 rozpuszczalny w kwasach mineralnych oraz w wodzie, a ponadto bilans masowy i emisje z procesu. Uzyskane wyniki, uzupełnione danymi literaturowymi posłużyły jako dane wejściowe dla programu GaBi 4, który stanowi komputerowe wspomaganie wykonywania analizy LCA.

20

Investigation on the Phosphate Rock Dissolution Process by Partial Acidulation (PAPR Method) Using Sulfuric and Phosphoric Acid

Hoffmann K., Skut J., Rybarski S., Hoffmann J.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 8

963-972

EN

The results of few factors on the each form of phosphates content in the PAPR-type fertilizer preparations were presented. Type of mineral acid, its concentration, amount and fineness were taken into account. Investigation was carried out with the recommendations enclosed in Regulation (EC) No 2003/2003 of the European Parliament and the Council on 13.10.2003 related to fertilizers, test methods for the phosphate content evaluation in fertilizer.

PL

Przedstawiono wyniki badań nad wpływem różnych czynników przy częściowym rozkładzie surowca fosforowego na zawartość związków fosforu w produkcie nawozowym. Uwzględniono wpływ rodzaju, stężenia i ilości kwasu mineralnego oraz uziarnienia surowca na zawartość poszczególnych form fosforanów oznaczonych zgodnie z dyrektywą Unii Europejskiej (EC) No. 2003/2003 dotyczącą metod badań zawartości fosforanów w nawozach sztucznych.