Austausch und Diskussion zu „Verfahrenstechniken, Ausrüstung und Anwendungen zur Reinigung von Phosphatgips“

Der aktuelle Stand der Nutzung von Phosphatgips in unserem Land: Mit der raschen Entwicklung der Industrie für Phosphordünger in China steigt auch die Menge an Phosphatgips als Nebenprodukt stark an. Eine höhere Gesamtnutzung des Phosphatgipses ist daher eine dringende Herausforderung für die Branche der Phosphordüngerherstellung. Gleichzeitig handelt es sich um ein Problem, das von den zuständigen Behörden, Forschungseinrichtungen sowie den damit verbundenen Unternehmen unbedingt gelöst werden muss. Phosphorgips ist eine feste Abfallsubstanz, die bei der Herstellung von Düngemitteln auf Phosphorbasis sowie von Phosphorsäure entsteht. Bei der Herstellung von etwa 1 t Phosphorsäure entstehen etwa (4,5–5) t Phosphorgips. Der Hauptbestandteil des Phosphatgipses ist Calciumsulfat (CaSO4·2H2O). Zudem enthält er in geringen Mengen unvollständig zersetzte Phosphatminerale, Fluoride, Phosphorsäure, organische Stoffe, säureunlösliche Stoffe sowie Eisen-Aluminium-Verbindungen und andere Verunreinigungen. Mit der raschen Entwicklung der Industrie für Phosphordünger mit hohem Phosphorgehalt sowie der Phosphorsäureindustrie in unserem Land ist die Menge an als Nebenprodukt entstehendem Phosphatgips stark angestiegen. Der jährliche Ausstoß an Phosphatgips in unserem Land beträgt derzeit etwa 50 Millionen Tonnen. Aufgrund von Engpässen in den Technologien zur wirtschaftlichen Nutzung liegt die gesamte Menge an angesammeltem Phosphatgips bei über 200 Millionen Tonnen. Inländischer Phosphatgips weist bisher keine effektiven Nutzungsmöglichkeiten auf; meist wird er einfach gelagert. Dadurch wird Land beansprucht und Ressourcen verschwendet. Zudem können die darin enthaltenen sauren sowie anderen schädlichen Stoffe die Umwelt in der Umgebung verschmutzen. Es ist daher unbedingt notwendig, den Phosphatgips angemessen zu entsorgen. Andernfalls wird dies direkt die Harmonie zwischen Mensch, Umwelt und Gesellschaft sowie den Schutz des Landes beeinträchtigen. Zudem würden die Unternehmen unermessliche Verluste erleiden. Die unschädliche Behandlung von Phosphatgips-Abfällen ist zu einem „Engpass“ geworden, der die Produktion von Phosphordüngerunternehmen beeinträchtigt. Eine effektive Nutzung von Phosphatgips wird daher entscheidend für die nachhaltige Entwicklung der Phosphordüngemittelindustrie sein. Dieser Artikel erörtert punktuell die Probleme bei der umfassenden Nutzung von Phosphatgips sowie seine Verwertung als Ressource und legt einige Vorschläge für die Verwertung von Phosphatgips vor. 2 Der aktuelle Stand der umfassenden Nutzung von Phosphatgips in unserem Land: Laut unvollständigen Statistiken beträgt die derzeitige Menge an Phosphatgips, der umfassend genutzt wird, etwa 10.000 kt/Jahr – das sind also 10 Millionen Tonnen pro Jahr. Dieser Wert ist niedriger als die Menge an Gips, der zur Schwefelentfernung verwendet wird. Davon werden etwa 2800 kt/a Baugips hergestellt, etwa 2500 kt/a Zementverzögerer, etwa 1600 kt/a Gipsblöcke und Gipsziegel. Als Füllmaterial wird etwa 1500 kt/a verwendet, als Bodenverbesserungsmittel ebenfalls etwa 1500 kt/a. Für die Herstellung von Chemikalien wie Schwefelsäure und Schwefelsäureanhydrid werden etwa 100 kt/a produziert. Die aktuellen Probleme bei der umfassenden Nutzung von Phosphatgips in unserem Land sind hauptsächlich folgende. (1) Phosphorgips weist viele Verunreinigungen auf, wodurch die Nutzungskosten hoch sind. Phosphogips enthält freies Phosphorsäure sowie saure Stoffe wie Schwefelsäure, wodurch sein pH-Wert niedrig ist und er Produktionsanlagen leicht angreifen kann. Gleichzeitig haben Phosphate, Fluoride und andere Stoffe, die im Phosphatgips enthalten sind, einen nachteiligen Einfluss auf die weiterverarbeiteten Produkte. Daher muss Phosphatgips durch Prozesse wie Reinigung und Entfernung von Verunreinigungen aufbereitet werden, bevor er für weitere Verwendungen genutzt werden kann. Bei der Nutzung von Phosphatgips entsteht eine sekundäre Verschmutzung; daher sind Umweltschutzanlagen erforderlich, um die **Umweltauflagen einzuhalten. Die Investitionskosten sowie Betriebskosten sind dabei hoch. (2) Es besteht eine ungleiche Entwicklung zwischen den Regionen, und die umfassende Nutzung von Phosphatgips bleibt auf einem niedrigen Niveau. Aufgrund der Verteilung der regionalen Ressourcen sowie des Transportradius unterscheiden sich die Bedingungen für die Entstehung, Lagerung und den umfassenden Einsatz von Phosphatgips in den verschiedenen Regionen erheblich. Die Entsorgung und Lagerung von Phosphatgips konzentriert sich hauptsächlich in den Gebieten, in denen Phosphordünger hergestellt werden – nämlich in Yunnan, Guizhou, Sichuan, Hubei und Anhui. Der Verbrauch von Gips wiederum konzentriert sich auf die Gebiete mit hohem Bedarf an Baugips sowie Zement, wie zum Beispiel die wirtschaftlich entwickelten Provinzen im Osten Chinas. Aufgrund des Transportradius gibt es in Gebieten mit hohem Gipsverbrauch einen Mangel an Angebot, während in den Gebieten mit hohen Emissionen der Gips gezwungenermaßen in großen Mengen gelagert werden muss. (3) Das Standardsystem ist unvollständig. Einerseits fehlen Standards für Phosphatgips zur Herstellung verschiedener Baustoffe, was die Anwendung von Phosphatgips in verschiedenen Baubereichen erschwert. Andererseits fehlen Standards für Produkte aus der umfassenden Nutzung von Phosphatgips, weshalb nur auf andere ähnliche Standards zurückgegriffen werden kann. Die Akzeptanz auf dem Markt ist gering, was eine großflächige Nutzung von Phosphatgips erschwert. (4) Die hohe Produktion an natürlichem Gips in unserem Land beschränkt die Nutzung von Phosphorgips. Im Jahr 2010 betrug die Produktion von natürlichem Gips in unserem Land 45.000 kt. Der größte Teil dieser Produktion entstand in den Regionen Shandong, Hunan, Hubei, Jiangsu und Anhui. Der massive Abbau und Einsatz von natürlichem Gips zerstört nicht nur die natürliche Umwelt, sondern raubt auch den Gips ab, der als Nebenprodukt der Industrie entsteht. Im Vergleich zur hohen Gesamtnutzungsrate von Gips als Nebenprodukt der Industrie in entwickelten Ländern weltweit, besteht in unserem Land großes Druck bei der Nutzung von Phosphorgips – in den USA liegt diese Rate beispielsweise bei 35 %, in Japan bereits bei fast 100 %. 3 Nutzung von Phosphogips als Ressource 3.1 Verwendung von Phosphogips als Zementverzögerer Derzeit werden in unserem Land hauptsächlich natürliches Gips sowie Desulfurationsgips als Rohstoffe für Zementverzögerer verwendet. Mit dem Anstieg der Zementproduktion steigt auch die Nachfrage nach Zementverzögerern im Inland. Die steigenden Abbaukosten für natürlichen Gips in unserem Land sowie der Rückgang an hochwertigen Gipsvorkommen schaffen zudem Möglichkeiten, Phosphorgips als Zementverzögerer zu verwenden. Derzeit wird in China insgesamt etwa 6 Mio. Tonnen Phosphatgips pro Jahr als Zementverzögerer verwendet. Im Jahr 2012 lag die Nachfrage nach Zementverzögerern in der chinesischen Zementproduktion bei etwa 90 Mio. Tonnen. Selbst wenn die gesamte Produktionskapazität für Zementverzögerer aus Phosphatgips genutzt würde, würde dies nur etwa 7,4 % der Gesamtnachfrage decken. Es ist offensichtlich, dass Phosphatgips große Marktperspektiven als Zementverzögerer hat. Derzeit beträgt die maximale Produktionskapazität einer einzelnen Anlage zur Herstellung von Zementverzögerern aus Phosphatgips im Inland 800 kt/Jahr. Das größte Problem von Phosphatgips als Zementverzögerer ist, dass die im Phosphatgips enthaltenen Verunreinigungen die Gerinnungszeit des Zements beeinflussen und dadurch seine Festigkeit verringern. Daher muss Phosphatgips angemessen gereinigt und entkontaminiert werden, wobei es entscheidend ist, saure Stoffe wie Phosphor und Fluor aus dem Phosphatgips zu entfernen. Die derzeit gebräuchlichen Reinigungs- und Entfernungsverfahren sind Wasseraufbereitung zur Trennung, Neutralisierung, Trocknung und Zerkleinerung. In Zukunft muss man sich darauf konzentrieren, die Qualität des Phosphatgipses zu verbessern und die Herstellungskosten von Phosphatgips als Zementverzögerer zu senken, um den Einsatz von Phosphatgips anstelle von natürlichem Gips sowie Schwefelentfernungs-Gips als Zementverzögerer zu beschleunigen. 3.2 Gipsblöcke und Gipsziegel aus Phosphorgips Wie natürliches Dihydratgips und Desulfurierungsgips besteht der Phosphorgips hauptsächlich aus CaSO4˙2H2O. Es gibt technisch keine Probleme bei der Herstellung von Baustoffen aus Phosphatgips wie Gipsblöcken und Gipsziegeln. Zudem weisen diese Produkte eine bessere Festigkeit, Belastbarkeit sowie Atmungsfähigkeit auf als herkömmliche Tonziegel und Zementziegel. Der aktuelle Gesamtfertigungskapazität für Gipsblöcke aus Phosphatgips im Inland beträgt etwa 5,0×106 m²/Jahr. Die größte Kapazität pro Anlage hat die Firma Hefei Jinlong New Environmental Protection Building Materials Co., Ltd., mit einer Produktionskapazität von 1,5×106 m²/Jahr ； Die Gesamtkapazität zur Herstellung von Gipsziegeln aus Phosphorgips beträgt etwa 2,0×109 Stück pro Jahr. Die größte Produktionskapazität pro Anlage liegt bei Guizhou Kailin (Group) Co., Ltd. Es ist notwendig, das Standardwerkzeug für die umfassende Nutzung von industriell gewonnenem Gips weiter zu verbessern sowie die Standards für industriell gewonnenen Gips sowie related Produkte und deren Anwendungen schneller zu entwickeln. (4) In Zukunft sollte Phosphorgips intensiv als Zuschlagstoff für Zement sowie zur Herstellung neuer Baustoffe wie Gipsplatten, Gipsziegeln und Gipsmörtel eingesetzt werden. Es wird insbesondere ermutigt, ausschließlich Phosphatgips als Rohstoff zu verwenden – bei Produktionsanlagen für Gipsplatten mit einer Jahreskapazität von 3,0×107 m²/a oder mehr, bei Projekten zur Errichtung oder Modernisierung von Anlagen zur Herstellung von Gipsziegeln mit einer Jahreskapazität von 3,0×105 m²/a oder mehr, bei Projekten zur Errichtung oder Modernisierung von Anlagen zur Herstellung von trocken gemischten Gipsprodukten wie Putzgips oder Klebegips mit einer Jahreskapazität von 100 kt/a oder mehr, bei Projekten zur Errichtung von Anlagen zur Herstellung von hochwertigem Gipspulver mit einer Jahreskapazität von 50 kt/a oder mehr sowie bei Projekten zur Errichtung von Anlagen zur Herstellung von Baugipspulver mit einer Jahreskapazität von 1000 kt/a oder mehr. (5) Entwicklung einer Reihe von Schlüssel- und gemeinsamen Technologien, wie beispielsweise Technologien zur Reinigung von Phosphatgips mit niedrigen Kosten und hoher Leistung sowie umweltfreundlichen Methoden, Technologien zur Herstellung von Gießmassen für den Bergbau aus Phosphatgips minderer Qualität zu günstigen Kosten und mit hoher Leistung, sowie Schlüsseltechnologien zur Verbesserung des Bodens mithilfe von industriell anfallendem Gips. (6) Es sollten aktive Anstrengungen unternommen werden, um Technologien zur chemischen Verarbeitung von Phosphatgips zu entwickeln. Zudem soll die Industrialisierung fortschrittlicher Technologien gefördert werden – beispielsweise zur Herstellung von Zement oder Calciumoxid aus Phosphatgips mit geringem Energieverbrauch, zur Herstellung von Kalziumcarbonat aus Phosphatgips bei der Sulfursäureherstellung, sowie zur Herstellung von Ammoniumchlorid oder chlorhaltigen NPK-Düngemitteln bei der Sulfatsäureherstellung. (7) Der Schlüssel zur umfassenden Nutzung von Phosphatgips liegt weiterhin in der **Unterstützung durch Politikmaßnahmen**. Durch finanzielle, steuerliche sowie energiebezogene Anreize sollen Unternehmen in der umfassenden Nutzung von Phosphatgips profitabel arbeiten können – oder zumindest die Kosten decken können. Es wird empfohlen, auf Baustoffe und chemische Produkte, die aus Phosphatgips hergestellt werden, keine Mehrwertsteuer zu erheben – oder diese Steuer sofort zurückzuzahlen. 5 Fazit Aufgrund von Unterschieden in den Technologien sowie im Lebensstandard der Bevölkerung ist die umfassende Nutzung von Phosphatgips in unserem Land relativ rückständig. Der Phosphatgips, der derzeit von den meisten Unternehmen in der Phosphorchemieindustrie bei der Produktion ausgestoßen wird, wird bis heute nicht effektiv genutzt. Dadurch werden Ressourcen verschwendet, Land beansprucht und die Umwelt verschmutzt. Eine umfassende Nutzung dieses Materials ist daher dringend notwendig. Durch die Verwendung von Phosphatgips können Baustoffe sowie Düngemittel und andere chemische Produkte mit hohem Mehrwert hergestellt werden, wodurch Abfälle in wertvolle Ressourcen umgewandelt werden können. Daher ist es sehr notwendig, die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zur effizienten Nutzung von Phosphatgips als Ressource zu intensivieren.

Diesen Beitrag hat zuletzt gyt0731 am 13.12.2016 um 11:26 bearbeitet :) Es werden technische Standards bezüglich der Anwendung von Phosphatgips (im In- und Ausland) gesammelt (siehe Link: http://bbs.hcbbs.com/thread-1651393-1-1.html). Gibt es noch Ergänzungen von euch? Aus technischer Sicht wird Phosphatgips bereits seit über 20 Jahren in Form von Gipsplatten, Ziegeln, Blöcken und Pulver eingesetzt – mit bis heute gemischten Bewertungen. Es scheint, als gäbe es bei der Verwendung von Phosphatgips zahlreiche psychologische Hindernisse sowie andere Probleme, die einen unklaren Schatten werfen. Angesichts einer bestehenden Menge von 300 Millionen Tonnen sowie eines jährlichen Zuwachses von 80 Millionen Tonnen gibt es im Internet viele Berichte über positive technologische Entwicklungen sowie Anregungen zur Nutzung von Phosphatgips. Gleichzeitig gibt es aber auch Kritiker, die die Schäden durch Phosphatgips betonen und dazu aufrufen, dessen Verwendung zu vermeiden. Was halten Sie davon?