Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Badanie dostępności wybranych metali ciężkich z produktów rozkładu surowców fosforowych techniką PAPR

Skut J., Hoffmann K., Hoffmann J., Zmuda J., Pietrzak A.

Proceedings of ECOpole

|

2015

|

Vol. 9, No. 1

295--300

PL

Celem pracy była ocena wpływu stopnia normy stechiometrycznej PAPR (ηPAPR) na zawartość wybranych metali ciężkich: kadmu (Cd) oraz cynku (Zn) w produktach nawozowych otrzymywanych techniką PAPR. Dokonano także oceny zależności pomiędzy rodzajem zastosowanego kwasu mineralnego w reakcji rozkładu surowca fosforowego a zawartością wybranych zanieczyszczeń w produktach nawozowych typu PAPR. Testy przeprowadzono dla produktów nawozowych otrzymanych w modułowym reaktorze laboratoryjnym typu Atlas (Syrris Ltd.) poprzez rozkład fosforytów: Zin (lokalizacja: Izrael) i Maroko II (lokalizacja: Maroko) z zastosowaniem kwasów fosforowego (H3PO4) lub siarkowego (H2SO4). Na potrzeby zaplanowanych badań wykorzystano procedurę oceny zawartości w produktach nawozowych PAPR przyswajalnych dla roślin form metali ciężkich w oparciu o ekstrakcję w 1 M HCl. Otrzymane wyniki odniesiono do całkowitej zawartości danego pierwiastka w surowcu fosforowym. Oznaczenia metali ciężkich dokonano metodą woltamperometryczną. Aparaturę pomiarową stanowiła elektroda rtęciowa Metrohm 663 VA Stand (wyposażona w elektrodę odniesienia Ag/AgCl oraz elektrodę pomocniczą z węgla szklistego), sprzężona z potencjostatem Autolab PGSTAT12. Zawartość metali ciężkich wchodzących w skład nawozów fosforowych otrzymywanych techniką PAPR jest ściśle uzależniona od zastosowanej wartości ηPAPR, a rodzaj zastosowanego w reakcji rozkładu kwasu bezpośrednio wpływa na skład pierwiastkowy produktu nawozowego.

EN

The aim of this study was to assess the impact of the degree of the PAPR stoichiometric norm (ηPAPR) on the content of heavy metals: cadmium (Cd) and zinc (Zn) in the fertilizer products produced by PAPR technique. Moreover, the correlation between the type of mineral acid used in the phosphate rock dissolution reaction, and the content of impurities in the selected type of PAPR-type fertilizer products was investigated. The tests were conducted for fertilizers obtained in the Atlas modular laboratory reactor (Syrris Ltd.) by phosphate rock acidulation: Zin (location: Israel) and Morocco II (Location: Morocco) using phosphoric acid (H3PO4) or sulfuric acid (H2SO4). For the purposes of the planned studies the procedure for analysis of available form of heavy metals was applied on the basis of extraction in 1M HCl. The results were compared to the total content of the particular element in the phosphate rock. Determination of heavy metals was carried out using voltammetric method. Measuring apparatus was consisted of a mercury electrode Metrohm 663 VA Stand (equipped with a reference electrode Ag/AgCl and the glassy carbon counter electrode) coupled with a potentiostat Autolab PGSTAT12. The content of heavy metals contained in the phosphate fertilizers produced by PAPR technique strongly depends on the applied ηPAPR values, and the type of acid used in the dissolution reaction directly affects the elemental composition of the fertilizer product.

2

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.

3

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.

4

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.

5

Study on bioavailability of lead from products of phosphate rock acidulation obtained by PAPR technique

Hoffmann K., Kasprzyszak A., Skut J., Hoffmann J.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 4-5

555--563

EN

Use of phosphate fertilizers in the world constantly decreases in the last few years. The reason is increase of a unit prices of nutritious components what results in automatic growth of phosphate fertilizers prices. It is a well-known fact that phosphorus in a fertilizer causes not only growth but also a stabilization of plant production. That’s why economic aspects exacted a necessity of searching cheaper resolutions for plant fertilization. Fertilizers containing partially acidulated phosphate rock like PAPR show long-lasting activity thanks to content of phosphorus with different solubility extent. Therefore, they can be an alternative for present sources of phosphorus like superphosphate. Very important is an optimization of PAPR composition. Content of macro- and micrślements like zinc, manganese, copper, iron determine usefulness of definite preparation for fertilization goals. Knowledge of heavy metals concentration in given fertilizer may turn out fundamental if we are talking about ecological and healthy aspects of using partially acidulated phosphate rocks. Products type PAPR were made in laboratory by dissolving phosphate rocks with non-stoichiometric quantity of sulphuric acid. Next mineralization of appropriate fertilizer weighted amount was conducted in the aim of determine heavy metal concentration. Lead content in fertilizers type PAPR was studied in Autolab device using differential pulse voltammetry method.

PL

Nawozy zawierające częściowo rozłożony fosforyt, czyli nawozy typu PAPR (z ang. partially acidulated phosphate rock) wykazują długotrwałe działanie dzięki zawartości fosforu o różnym stopniu rozpuszczalności. Ważna jest optymalizacja składu nawozów typu PAPR. Znajomość poziomu stężeń metali ciężkich w danym nawozie może się okazać kluczowa, jeśli chodzi o ekologiczne i zdrowotne aspekty wykorzystywania nawozów fosforowych częściowo rozłożonych. W badaniach zastosowano produkty typu PAPR otrzymane w warunkach laboratoryjnych poprzez roztwarzanie fosforytów z niestechiometryczną ilością kwasu siarkowego. Następnie przeprowadzano mineralizację uzyskanych nawozów w celu oznaczenia stężenia ołowiu. Zawartość ołowiu w nawozach typu PAPR badano za pomocą urządzenia Autolab metodą woltamperometrii pulsowej różnicowej.

6

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.

7

Oznaczanie ołowiu w preparatach nawozowych typu PAPR metodą woltamperometrii pulsowej różnicowej

Hoffmann K., Kasprzyszak A., Hoffmann J., Skut J.

Proceedings of ECOpole

|

2012

|

Vol. 6, No. 1

213--218

PL

Użycie nawozów fosforowych na świecie w ostatnich latach ulega ciągłemu zmniejszaniu. Powodem jest wzrost cen jednostkowych składników odżywczych, co skutkuje automatycznym wzrostem cen nawozów fosforowych. Jak wiadomo, fosfor w nawozie przyczynia się nie tylko do wzrostu, ale także do stabilizacji produkcji roślinnej. Dlatego też względy ekonomiczne wymusiły konieczność poszukiwania tańszych rozwiązań dla nawożenia roślin. Nawozy zawierające częściowo rozłożony fosforyt, czyli nawozy typu PAPR (partially acidulated phosphate rock), wykazują długotrwałe działanie dzięki zawartości fosforu o różnym stopniu rozpuszczalności. Dlatego mogą być one alternatywą dla dotychczasowych źródeł fosforu, takich jak superfosfat. Ważna jest optymalizacja składu nawozów typu PAPR. Zawartość makro- i mikroelementów, takich jak cynk, mangan, miedź, żelazo, determinuje przydatność określonego preparatu do celów nawozowych. Znajomość poziomu stężeń metali ciężkich w danym nawozie może się okazać kluczowa, jeśli chodzi o ekologiczne i zdrowotne aspekty wykorzystywania nawozów fosforowych częściowo rozłożonych. W laboratorium wytwarzano produkty typu PAPR, roztwarzając fosforyty z niestechiometryczną ilością kwasu siarkowego. Następnie przeprowadzano mineralizację odpowiednich odważek uzyskanych nawozów w celu oznaczenia stężenia ołowiu. Zawartość ołowiu w nawozach typu PAPR badano za pomocą urządzenia Autolab metodą woltamperometrii pulsowej różnicowej.

EN

Use of phosphate fertilizers in the world constantly decreases in the last few years. The reason is increase of a unit prices of nutritious components what results in automatic growth of phosphate fertilizers prices. It is a well know fact that phosphorus in a fertilizer causes not only growth but also a stabilization of plant production. That is why economic aspects exacted a necessity of searching cheaper solutions for plant fertilization. Fertilizers containing partially acidulated phosphate rock like PAPR show long-lasting activity thanks to content of phosphorus with different solubility content. Therefore, they can be an alternative for present sources of phosphorus like superphosphate. Very important is an optimization of PAPR composition. Content of macro- and microelements like zinc, manganese, copper, iron determine usefulness of definite preparation for fertilization goals. Knowledge of heavy metals concentration in given fertilizer may turn out fundamental if we are talking about ecological and healthy aspects of using partially acidulated phosphate rocks. Products type PAPR were made in laboratory by dissolving phosphorites with unstoichiometric quantity of sulphuric acid. Next mineralization of appropriate fertilizer weighted amount was conducted in the aim of determine heavy metal concentration. Lead content in fertilizers type PAPR was studied in Autolab device using differential pulse voltamperometry method.

8

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.

9

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.

10

Examination of Dynamics of Free Mineral Acids Content during Manufacturing Process of PAPR-Type Fertlizers

Hoffmann K., Skut J., Rolewicz M., Hoffmann J.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 7

749-760

EN

Partially acidulated phosphate rock (PAPR) constitute the separate group of phosphate fertilizers. Fertilizers of the PAPR type are produced as a result of the reaction of phosphate rocks with non-stoichiometric, in account of the reaction of the decomposition of fluorapatite contained in phosphate rock, amount of mineral acids. The aim of the investigations was the examination of dynamics of free mineral acids content in preparations of the PAPR type produced under laboatory scale, in respect of their application in commercial products available on the Polish market. The variable production parameters being under inestigations were: the type of mineral acid and its concentration, the degree of the PAPR stoichiometric norm (PAPR), fineness of the phosphate rock applied for the production. Examinations were consisted in determination of the amount of free mineral acids in the product both directly after the acidulation process and during curing of fertilizer after time 2, 4, 7, 10 and 14 days, respectively.

PL

Fosforyty częściowo rozłożone (partially acidulated phosphate rock - PAPR) stanowią odrębną grupę nawozów fosforowych. Nawozy typu PAPR powstają w wyniku reakcji fosforytów z niestechiometryczną, względem reakcji rozkładu fluoroapatytu zawartego w fosforycie, ilością kwasu mineralnego. Celem badań była analiza dynamiki zmian zawartości wolnych kwasów w otrzymanych preparatach typu PAPR. Parametrami produkcyjnymi, które ulegały modyfikacji, były: rodzaj stosowanego kwasu i jego stężenie, stopień normy stechiometrycznej PAPR ( PAPR), uziarnienie fosforytu użytego do produkcji. Badania polegały na oznaczeniu ilości wolnych kwasów w produkcie zarówno bezpośrednio po zakończeniu procesu produkcji, jak i podczas dojrzewania nawozu odpowiednio po czasie 2, 4, 7, 10 i 14 dób.

11

Badania nad częściowym rozkładem fosforytu (metodą PAPR) z zastosowaniem kwasu siarkowego i fosforowego

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

Proceedings of ECOpole

|

2011

|

Vol. 5, No. 2

531--536

PL

Przedstawiono wyniki badań nad wpływem różnych czynników, przy częściowym rozkładzie surowca fosforowego, na zawartość fosforu w produkcie nawozowym. Uwzględniono wpływ rodzaju, stężenia i ilości kwasu mineralnego oraz uziarnienia surowca na zawartość poszczególnych form fosforanów oznaczonych zgodnie z Rozporządzeniem (WE) nr 2003/2003 Parlamentu Europejskiego i Rady z 13.10.2003 r. w sprawie nawozów dotyczącym metod badań zawartości fosforanów w nawozach sztucznych.

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 fertilizers.

12

Badania dynamiki zawartości wolnych kwasów mineralnych w czasie cyklu produkcyjnego nawozów typu PAPR

Skut J., Rolewicz M., Hoffmann K., Hoffmann J.

Proceedings of ECOpole

|

2011

|

Vol. 5, No. 1

293--299

PL

Fosforyty częściowo rozłożone (partially acidulated phosphate rock - PAPR) stanowią odrębną grupę nawozów fosforowych. Nawozy typu PAPR powstają w wyniku reakcji fosforytów z niestechiometryczną, względem reakcji rozkładu fluoroapatytu zawartego w fosforycie, ilością kwasu mineralnego. Obecnie w obliczu zagrożenia stabilności cen surowców fosforowych oraz ograniczonych zasobów wydobywalnych fosforytów o dużej zawartości P2O5 ich znaczenie przemysłowe znacznie wzrosło. Produkty nawozowe typu PAPR zawierają formy fosforu w postaci przyswajalnej dla roślin oraz trudno rozpuszczalne, stanowiące bufor związków fosforu uwalnianych w wyniku procesów metabolicznych mikroflory gleby. Niewątpliwą zaletą tego rodzaju nawozów jest fakt, że do ich produkcji można wykorzystać fosforyty o małej zawartości P2O5, co jest niemożliwe w przypadku produkcji konwencjonalnych nawozów superfosfatowych. Celem badań była analiza dynamiki zawartości wolnych kwasów w otrzymanych preparatach typu PAPR względem ich zastosowania w produktach handlowych dostępnych na polskim rynku. Parametrami produkcyjnymi, które ulegały modyfikacji, były: rodzaj stosowanego kwasu i jego stężenie, stopień normy stechiometrycznej PAPR (ηPAPR), uziarnienie fosforytu użytego do produkcji. Badania polegały na oznaczeniu ilości wolnych kwasów w produkcie zarówno bezpośrednio po zakończeniu procesu produkcji, jak i podczas dojrzewania nawozu odpowiednio po czasie 2, 4, 7, 10 i 14 dni. Wolne kwasy poddano ekstrakcji z zastosowaniem zmodyfikowanej metody „acetonowej”. Oznaczenie wykonano za pomocą miareczkowania mianowanym roztworem NaOH.

EN

Partially acidulated phosphate rock (PAPR) constitute the separate group of phosphate fertilizers. Fertilizers of the PAPR type are produced as a result of the reaction of phosphate rocks with non-stoichiometric, in account of the reaction of the decomposition of fluorapatite contained in phosphate rock, amount of mineral acids. Nowadays the PAPR type fertilizers are of growing industrial importance in the face of risk of the phosphate raw materials price stability and their limited accessible deposits of the high P2O5 contents. PAPR products contain available for plants as well as insoluble forms of phosphorus which constitute the buffer of phosphorus compounds released as a result of metabolic processes carried out by the soil microflora. The advantage of that kind of fertilizers is the fact that it is possible to use low-grade phosphate rocks containing low P2O5 contents for their production, what is not possible in case of the conventional superphosphatic fertilizers manufacturing. The aim of the investigations was the examination of dynamics of free mineral acids content in preparations of the PAPR type produced under laboratory scale, in respect of their application in commercial products available on the Polish market. The variable production parameters being under investigations were: the type of mineral acid and its concentration, the degree of the PAPR stoichiometric norm (ηPAPR), fineness of the phosphate rock applied for the production. Examinations were consisted in determination of the amount of free mineral acids in the product both directly after the acidulation process and during curing of fertilizer after time 2, 4, 7, 10 and 14 days, respectively. Free mineral acids were extracted using modified “acetone” method. The determination was carried out by titration with 0.1N NaOH solution as the titrant.

13

Analiza LCA dla procesów przemysłowych na przykładzie produkcji fosforytów częściowo rozłożonych (PAPR)

Hoffmann J., Skut J., Skiba T., Hoffmann K., Huculak-Mączka M.

Proceedings of ECOpole

|

2011

|

Vol. 5, No. 2

537--542

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 dla procesu produkcji preparatów nawozowych typu PAPR. Opracowany model bazował na badaniach laboratoryjnych, 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.

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.