Intercambio y discusión sobre «Tecnologías, equipos y aplicaciones para el tratamiento y purificación de la escoria fosfática»

Situación actual de la utilización de la greda fosfática en nuestro país. Con el rápido desarrollo de la industria de fertilizantes fosfatados en China, la cantidad de greda fosfática generada como subproducto ha ido en aumento exponencial. Por lo tanto, mejorar el uso integral de esta greda fosfática es un problema urgente al que debe hacer frente la industria de fertilizantes fosfatados. También es una tarea prioritaria que deben abordar con seriedad los organismos gubernamentales correspondientes, las instituciones de investigación y las empresas relacionadas. La escoria de fósforo es un residuo sólido que se genera durante la producción de fertilizantes fosfáticos y ácido fosfórico; por cada 1 t de ácido fosfórico producido, se generan aproximadamente (4,5 a 5) t de escoria de fósforo. El componente principal del yeso de fósforo es el sulfato de calcio (CaSO4˙2H2O). Además, contiene pequeñas cantidades de minerales de fósforo que no se han descompuesto completamente, fluoruros, fosfatos, materia orgánica, sustancias insolubles en ácidos, compuestos de hierro y aluminio, entre otras impurezas. Con el rápido desarrollo de la industria de fertilizantes fosfáticos de alta concentración y de la industria del fosfato en nuestro país, la cantidad de yeso de fósforo generado como subproducto ha aumentado drásticamente. Actualmente, la cantidad anual de escoria fosfática que se emite en nuestro país asciende a unos 50 millones de toneladas. Debido a las limitaciones en las tecnologías para su reutilización, la cantidad acumulada de esta escoria supera los 200 millones de toneladas. En el país, aún no existen formas adecuadas de utilizar el yeso de fósforo. En su mayoría, se almacena sin más, lo cual ocupa espacio y desperdicia recursos. Las sustancias ácidas y otras sustancias nocivas que contiene pueden contaminar el medio ambiente circundante. Por lo tanto, es necesario encontrar formas eficaces de gestionar este material; de lo contrario, afectará negativamente a las personas, al medio ambiente y a la armonía social, además de perjudicar la protección del territorio. También causará pérdidas incalculables para las empresas. El tratamiento inofensivo de los residuos de yeso fosfático se ha convertido en un problema que constituye un “cuello de botella” para la producción de empresas dedicadas a la fabricación de fertilizantes fosfáticos. Por lo tanto, lograr un uso integral de este material será clave para el desarrollo sostenible de la industria química de los fertilizantes fosfáticos. Este artículo analiza, punto por punto, los problemas existentes en el uso integral del yeso fosfórico y sus aplicaciones como recurso, y presenta algunas recomendaciones para su aprovechamiento. 2. Situación actual del uso integral del yeso de fósforo en nuestro país. Según estadísticas incompletas, actualmente el volumen de yeso de fósforo que se utiliza de forma integral en nuestro país es de aproximadamente 10.000 toneladas al año; esto es, 10 millones de toneladas anuales. Esta cantidad es menor que la utilizada para el yeso obtenido en procesos de desulfurización. De ellos, se producen aproximadamente 2800 kt/a de yeso de construcción; 2500 kt/a de retardantes para cemento; 1600 kt/a de bloques y ladrillos de yeso. Además, se utiliza como material de relleno en cantidades de unos 1500 kt/a, y también como agente para mejorar la calidad del suelo, en cantidades similares. Finalmente, se producen unos 100 kt/a de productos químicos como ácido sulfúrico y sus derivados. Los principales problemas en la utilización integral del yeso de fósforo en nuestro país son los siguientes. (1) El gipsita de fósforo contiene muchas impurezas, por lo que su uso es costoso. La escoria fosfática contiene sustancias ácidas como fosfórico libre y ácido sulfúrico, lo que hace que su valor de pH sea bajo y facilita la corrosión del equipo de producción. Al mismo tiempo, los fosfatos y fluoruros presentes en la yesca de fósforo tienen un efecto negativo en los productos obtenidos en el procesamiento posterior. Por lo tanto, el yeso de fósforo debe someterse a procesos de purificación y eliminación de impurezas antes de poder ser utilizado en las etapas siguientes. Durante el uso del yeso fosfático se genera contaminación secundaria; por lo tanto, se necesitan instalaciones de protección ambiental para cumplir con los requisitos ambientales. Además, su inversión y costos operativos son elevados. (2) Existe un desequilibrio en el desarrollo entre las distintas regiones, y el uso integral del yeso de fósforo se mantiene a un nivel bajo desde hace tiempo. Debido a la distribución de los recursos regionales y al radio de transporte, existen grandes diferencias en la generación, almacenamiento y uso integral del yeso de fósforo en diferentes áreas. La emisión y almacenamiento de yeso fosfático se concentran principalmente en las regiones productoras de fertilizantes fosfatados, como Yunnan, Guizhou, Sichuan, Hubei y Anhui. Por su parte, el consumo de yeso se concentra en las áreas donde hay una gran producción de yeso para la construcción y cemento, como las provincias y ciudades del este de China, que son económicamente desarrolladas. Debido al radio de transporte, en las regiones donde se utiliza una gran cantidad de yeso hay escasez de este producto, mientras que en las zonas donde se generan grandes cantidades de emisiones, no queda más remedio que almacenarlas en grandes cantidades. (3) El sistema de estándares no es completo. Por un lado, la falta de estándares para el gesso fosfático utilizado en la producción de diferentes materiales de construcción dificulta su uso en diversos sectores de la construcción. Por otro lado, falta de estándares relacionados con los productos derivados del uso integral del yeso fosfórico; por lo tanto, solo se pueden utilizar otros estándares similares. La baja aceptación en el mercado dificulta su uso a gran escala. (4) La gran producción de yeso natural en nuestro país limita el uso del yeso fosfático. En el año 2010, la producción de yeso natural en nuestro país fue de 45.000 toneladas, y se concentró principalmente en provincias como Shandong, Hunan, Hubei, Jiangsu y Anhui. La extracción y uso masivo de yeso natural no solo destruye el medio ambiente natural, sino que también arrebata el mercado al yeso producido como subproducto industrial. En comparación con la alta tasa de utilización integral del yeso como subproducto industrial en los países desarrollados, China enfrenta grandes dificultades para utilizar el yeso fosfático (por ejemplo, en Estados Unidos esa tasa alcanza el 35 %, mientras que en Japón ya es casi del 100 %). 3. Aplicaciones de reciclaje del yeso fosfórico 3.1 Uso del yeso fosfórico como retardante en el cemento Actualmente, en nuestro país, los retardantes utilizados en el cemento se obtienen principalmente a partir de yeso natural y yeso desulfurizado. A medida que aumenta la producción de cemento, también crece la demanda nacional de retardantes para el cemento. Además, el aumento de los costos de extracción de las minas de yeso natural en nuestro país, así como la disminución de las reservas de yeso de alta calidad, han creado oportunidades para utilizar el yeso fosfático como retardante en el cemento. Actualmente, la cantidad total de yeso de fósforo utilizado como retardante en la producción de cemento en el país es de aproximadamente 6 Mt/a. En el año 2012, la demanda de retardantes para cemento en China fue de unos 90 Mt. Incluso si se aprovechara al máximo la capacidad de producción de retardantes a partir del yeso de fósforo, esta cantidad representaría solo el 7,4% de la demanda total de retardantes para cemento. Se puede observar que el yeso de fósforo tiene un gran potencial en el mercado como retardante para el cemento. Actualmente, la mayor capacidad de una sola línea de producción de retardantes para cemento a base de yeso de fósforo en el país es de 800 kt/a. El mayor problema del yeso de fósforo como retardante para el cemento es que las impurezas presentes en él pueden afectar el tiempo de curado del cemento, lo que a su vez reduce su resistencia. Por lo tanto, es necesario realizar un tratamiento adecuado de purificación y eliminación de impurezas en el gesso fosfórico; lo importante es eliminar sustancias ácidas como el fósforo y el flúor presentes en él. Los procesos más comunes de purificación y eliminación de impurezas actualmente son el lavado con agua, la neutralización, el secado y la calcinación. En el futuro, será necesario esforzarse por mejorar la calidad del yeso de fósforo y reducir los costos de producción de este material como retardante en la fabricación del cemento. De esta manera, se podrá acelerar el uso del yeso de fósforo como sustituto del yeso natural y del yeso desulfurizado como retardantes en la producción de cemento. 3.2 Bloques y ladrillos de yeso fabricados a partir de yeso fosfático. Al igual que el yeso natural de dos agua y el yeso desulfurizado, el componente principal del yeso fosfático es el CaSO4˙2H2O. Técnicamente no hay problema en utilizar yeso fosfático para fabricar materiales de construcción como bloques de yeso y ladrillos de yeso; además, la resistencia, la capacidad de soportar cargas y la permeabilidad de estos productos son superiores a las de los ladrillos de arcilla y los ladrillos de cemento tradicionales. Actualmente, la capacidad total de producción de bloques de yeso a partir de greda fosfática en el país es de aproximadamente 5,0×106 m²/a. La planta con mayor capacidad es la de Hefei Jinlong New Environmental Protection Building Materials Co., Ltd., cuya capacidad es de 1,5×106 m²/a ； La capacidad total de producción de ladrillos de yeso a partir de gesso de fósforo es de aproximadamente 2,0×109 unidades por año. La planta con mayor capacidad es Guizhou Kailin (Group) Co., Ltd. Es necesario seguir perfeccionando el sistema de normas para el uso integral del gesso generado como subproducto industrial, y acelerar la elaboración y actualización de las normas relacionadas con dicho gesso y sus aplicaciones. (4) En el futuro, será necesario promover ampliamente el uso del yeso de fósforo como retardante en la fabricación de cemento, así como para la producción de nuevos materiales de construcción como placas de yeso, bloques de yeso y morteros comerciales a base de yeso. Se fomenta encarecidamente el uso exclusivo de yeso fosfático como materia prima en los proyectos de líneas de producción de paneles de yeso con una capacidad de 3,0×107 m²/a o más; en los proyectos de construcción o renovación de líneas de producción de ladrillos de yeso con una capacidad de 3,0×105 m²/a o más; en los proyectos de construcción o renovación de líneas de producción de materiales de construcción a base de yeso en polvo, como el yeso para pintura y el yeso adhesivo, con una capacidad de 100 kt/a o más; en los proyectos de construcción de líneas de producción de polvo de yeso de alta resistencia con una capacidad de 50 kt/a o más; y en los proyectos de construcción de líneas de producción de polvo de yeso para la construcción con una capacidad de 1000 kt/a o más. (5) Desarrollar un conjunto de tecnologías comunes y esenciales, como tecnologías de purificación del yeso fosfórico de bajo costo, alta eficiencia y respetuosas con el medio ambiente; tecnologías para la producción de materiales cementicios de bajo costo y alta eficiencia destinados al relleno de minas a partir de yeso fosfórico de baja calidad; y tecnologías clave para mejorar la calidad del suelo mediante el uso de yeso generado como subproducto industrial. (6) Desarrollar activamente investigaciones tecnológicas para el tratamiento químico del yeso de fósforo, y promover la industrialización de tecnologías avanzadas como la producción conjunta de cemento o calcio óxido a partir del yeso de fósforo con bajo consumo energético, la producción conjunta de carbonato de calcio con ácido sulfúrico, y la producción conjunta de amoníaco clorado o fertilizantes compuestos NPK a base de cloro. (7) La clave para el uso integral del yeso de fósforo sigue siendo el **apoyo político**: es necesario contar con medidas fiscales, tributarias y energéticas que permitan a las empresas obtener beneficios o, al menos, cubrir sus costos en el proceso de uso integral del yeso de fósforo. Se recomienda eximir de impuesto al valor agregado, o bien reembolsarlo inmediatamente, a los materiales de construcción y productos químicos fabricados a partir de yeso fosfórico como materia prima. 5 Conclusión Debido a las diferencias en tecnología y nivel de vida de la población, el uso integral del yeso de fósforo en nuestro país está relativamente atrasado. Hasta la fecha, el yeso de fósforo que se emite en la producción de la mayoría de las empresas químicas relacionadas con el fósforo aún no ha sido utilizado de manera eficaz. Esto no solo representa un desperdicio de recursos y ocupa tierras, sino que también contamina el medio ambiente. Por lo tanto, es urgente encontrar formas de utilizarlo de manera integral. El yeso de fósforo puede utilizarse para fabricar materiales de construcción, fertilizantes y otros productos químicos de alto valor agregado y gran demanda, logrando así convertir los residuos en recursos valiosos. Por lo tanto, es muy necesario intensificar la investigación y el desarrollo en materia de utilización eficiente de los recursos derivados del yeso fosfórico.

Este mensaje fue editado por última vez por gyt0731 el 13-12-2016 a las 11:26 :) Se han recopilado las normas técnicas relacionadas con el uso de yeso de fósforo (tanto en el país como en el extranjero; consulte el enlace: http://bbs.hcbbs.com/thread-1651393-1-1.html). ¿Alguien tiene algo más que añadir? Desde el punto de vista de las normas técnicas, la utilización del yeso fosfórico (en placas de yeso, ladrillos prefabricados, ladrillos y polvo) se lleva a cabo desde hace más de 20 años; hasta el día de hoy, sus efectos son mixtos. Parece que la utilización del yeso de fósforo conlleva numerosos obstáculos psicológicos y problemas relacionados con sus efectos negativos, lo cual genera dudas e inseguridades. Teniendo en cuenta que la cantidad existente de yeso de fósforo es de 300 millones de toneladas, con un aumento anual de 80 millones de toneladas, en Internet hay muchos informes sobre avances tecnológicos positivos relacionados con su uso, así como críticas a los riesgos que representa, y llamados a evitar o abandonar su uso. ¿Qué opinan al respecto?