Присутствие же кальция или других примесей даже в небольших количествах в кислотных растворах приводит к ретроградации фосфора при переработке их на удобрения известными способами. В связи с этим, получаемые в настоящее время туки имеют низкие качественные, физико-химические и товарные характеристики. Поэтому актуальной задачей современной химической науки является разработка оптимальных технологий, обеспечивающих 100%-ное использование фосфатного сырья, других реагентов, веществ и способов получения качественно новых удобрений (в том числе и из отходов), которые бы не вымывались, не разлагались и не закреплялись в почвах.
Привлечение для этих целей известных удобрительных продуктов и нетрадиционных в химии удобрений веществ и отходов гумусовой природы обеспечит достижение повышения эффективности использования сырьевых ресурсов, эффективности и мобилизации кальция, фосфора и других элементов за счёт создания условий для протекания комплексообразующих, анионо- и катионообменивающих процессов как при формировании технологии и подбора оптимальных соотношений и концентраций реагирующих веществ, так и в самой почве при использовании получаемых удобрений. Предложенный проект включает все эти форматы. Реализация заложенной в нём концепции "сырьё - отход - удобрительные средства - почва − удобрение - растение − урожай" позволит решить крупную народно-хозяйственную задачу, заключающуюся в создании безотходных производств с высоким КПД исходных сырьевых ресурсов или в использовании образующихся отходов в качестве сырья для производства удобрений с высоким КПД питательных веществ.
В результате проведённых предварительных исследований доказана возможность конверсии фосфогипса, перевода его в растворимое состояние. На основе этого многотоннажного и обременительного отхода разработано новое органоминеральное удобрение - фосгумел с различным содержанием в нём азота, фосфора, серы, кальция, физиологически активных и других веществ в растворимой и усвояемой растениями форме.
Фосгумел представляет собой порошок или гранулы, обладает высокой влагопоглотительной способностью, может удерживать на своей поверхности до 30% влаги, при этом не слёживается, не комкуется и не теряет рассыпчатости. Состав фосгумела, % мас.: СаО в усвояемой форме - 18,6-20,0; S - 10,6-15,9; N - 9,3-14,0; P2O5 - 3,0-15,0; органических гумусовых веществ - 40-20. Фосгумел хорошо растворяется в воде (30-61%); 1N HCI (66-78); Трилоне Б (64-75,5); цитрате аммония (68-78); 2%-ной лимонной кислоте (48-64). Общая растворимость минеральных и органических веществ в фосгумеле 90-95%.
Технико-экономические показатели завершённой в результате выполнения проекта разработки обеспечат:
− полную утилизацию фосфогипса и других отходов, находящихся в отвалах, а имеющиеся запасы их - длительную и бесперебойную работу производства фосгумела или других удобрений;
− 100%-ное использование фосфатного сырья любого качества и исключение вредного влияния высокого соотношения СаО/Р2О5 на технологию удобрений и их физико-химические показатели;
− переход фосфогипса, отходов и веществ гумусовой природы полностью в С;°растворимое состояние и протекание технологических процессов в пределах 100
− возможность использования типового оборудования фосфорных и других химических производств с обеспечением экологической чистоты последних, близлежащих территорий и атмосферы, взрыво- и пожарной безопасности.
Предложенное техническое решение позволяет значительно расширить ассортимент органоминеральных удобрений и исключает в будущем "наработку" фосфогипса в формате предлагаемых технологий.
Применение удобрений на основе фосфогипса обеспечит:
− снабжение почв по содержанию кальция, магния, серы, азота, фосфора, физиологически активных веществ в растворимой и усвояемой растениями форме и исключение вымывания их и других питательных элементов в подпочвенные горизонты;
− возможность использования рекомендуемых удобрений на любых типах и разностях почв;
- сорбцию, накопление влаги до 50% и растворённых питательных веществ при сохранении рассыпчатости и исключение слёживаемости;
− мобилизацию закреплённых почвенных фосфатов, СО2 почвы, высокую подвижность NРК и повышение их эффективности;
− повышение содержания гумуса, снижение норм внесения NPK в почву и повышение её биологической активности;
− снятие засоления почвы, улучшение её структуры, плотности сложения и водно-воздушного режима;
− исключение или снижение вредного влияния высоких доз NPK, пестицидов, ядохимикатов и радионуклидов; повышение плодородия почв, урожайности сельскохозяйственных культур, их качественной ценности и экологической чистоты.
Предложенная технология по части комплексной переработки фосфатного сырья отличается от известных отечественных и зарубежных аналогов тем, что в данном проекте обеспечивается гарантированное 100%-ное его использование независимо от качественного состава и без применения каких-либо громоздких и дорогостоящих приёмов подготовки сырья к производству. Вместе с тем, предлагаемая технология в отличие от известных способов предусматривает получение двух-трёх видов органоминеральных удобрений и физиологически активных веществ в одном технологическом цикле путём разделения материальных потоков, переделов.
По части переработки и применения фосфогипса в известных отечественных и зарубежных аналогах предусматривается использование фосфогипса в качестве мелиоранта на солонцовых почвах или в качестве механической смеси его с суперфосфатом, аммофосом, навозом, птичьим помётом. Фосфогипс в этих средах не претерпевает каких-либо изменений в плане растворимости, усвояемости и эффективности. Более того, сама идея сначала получить фосфогипс, вывести его из технологической цепочки, а потом вновь вводить в состав аммофоса или других удобрений, является абсурдной вообще, технологически сложной и экономически нецелесообразной, в частности. В заявляемом же проекте под действием необходимых реагентов и химических процессов предусматривается и обеспечивается полное разрушение структуры фосфогипса с последующим образованием солей, хорошо растворимых в водных, кислотных, нейтральных и щелочных средах, что делает их доступными для усвоения растениями.
Успешное и положительное решение идеи утилизации фосфогипса позволит в рамках выдвинутой концепции выйти на 100%-ное использование фосфатного сырья и вовлечь в переработку любые фосфориты, включая забалансовые руды, отходы и, тем самым, в корне пересмотреть существующую политику производства и применения удобрений на основе фосфатного материала и других продуктов.
Учитывая вышеизложенное, автор проекта надеется, что и технология, и продукция на основе фосфогипса найдут своих потребителей, как на внутреннем, так и на внешнем рынках.
Одновременно с этим, проект, посвящённый химии и технологии удобрений на основе фосфогипса, является логическим продолжением ранее выполненных работ по проблеме эффективности использования природных сырьевых ресурсов, отходов и эффективности получаемых на их основе целевых продуктов.
Вместе с тем, данный проект является самостоятельным разделом, содержащим фундаментальные и прикладные научные исследования, реализация которых определит новую политику производства и применения удобрений. Расширит многолетние изыскания автора в этой области и позволит сформулировать главное кредо учёного-исследователя: нет плохого сырья, нет отходов - есть несовершенная технология, которая и порождает негатив - горы фосфогипса, забалансовых руд, отвальных ценных пород, зафосфачивание и засоление почв, загрязнение окружающей среды и биосферы, пестицид- и нитратсодержащие сельскохозяйственные продукты питания.