Foszforgipsz

Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport

Szervezet/Adatszolgáltató neveBudapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Tanszék, Alkalmazott Biotechnológia és Élelmiszertudományi Tanszék, Környezeti Mikrobiológia és Biotechnológia Kutatócsoport
Kapcsolattartó személy neve
Dr. Molnár Mónika, Dr. Feigl Viktória
Hulladék, melléktermék megnevezéseFoszforgipsz
Hulladék, melléktermék angol megnevezése
Phosphogypsum
Hulladékra, melléktermékre kitöltött adatlap típusa
Általános jellemzés
Funkcionális jellemzés
Vegyipari eredetű, veszélyes hulladék
Hulladék EWC kódszáma
  • 06 SZERVETLEN KÉMIAI FOLYAMATOKBÓL SZÁRMAZÓ HULLADÉKOK
  • 06 09 foszforvegyületek termeléséből, kiszereléséből, forgalmazásából és felhasználásából, valamint foszforvegyületekkel végzett műveletekből származó hulladékok
  • 06 09 03* veszélyes anyagokat tartalmazó vagy azokkal szennyezett, kalcium alapú reakciók hulladékai
Hulladék, melléktermék halmazállapota
Szilárd
Hulladékot eredményező technológia rövid leírása

A foszforgipsz legnagyobb mennyiségben a foszforsav gyártás melléktermékeként keletkezik, a fluorsav (hidrogénfluorid) gyártásánál pedig, mint vegyi gipsz anhidrit módosulat. Csekély mértékben fordul elő még szerves savaknak (borkősav, citromsav, oxálsav) és szervetlen savnak (borsav) a kinyerésekor vagy tisztításakor, kénsavas cserebomlás eredményeképpen. A foszforsavat foszfáttartalmú ásványokból (apatitból) nyerik erős savas feltárással, ezt követi az extrakció és a desztilláció. A vizes eljárás során a trikálcium foszfát tartalmú érchez (a természetben apatitként jelenik meg) vizet és kénsavat adnak, ezt követően az alábbi reakció játszódik le, melynek mellékterméke a foszforgipsz, melyet szűrnek és eltávolítanak.
Ca5(PO4)3X + 5 H2SO4 + 10 H2O → 3 H3PO4 + 5 CaSO42H2O + HX
ahol az X lehet OH, F, Cl, és Br

Van-e termelő- vagy termékspecifikus jellemzője a hulladéknak?

Összetétele függ a foszforásvány (apatit) tartalmú kőzet ásványtani összetételétől, szerves anyag tartalmától és a foszfosav gyártási technológia hatékonyságától.

Veszélyes hulladéknak minősül-e?
igen
Hulladék jellemzése anyagként
Termék
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Egyéb szervetlen vegyi anyagok
  • kálcium
Egyéb vegyi anyag
CaSO4
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Fő komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
41. %
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Egyéb szervetlen vegyi anyagok
  • kén
Egyéb vegyi anyag
CaSO4 formájában
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Fő komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
50.74 %
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Egyéb szervetlen vegyi anyagok
  • fluor/fluorid
Egyéb vegyi anyag
F-
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
4.91 %
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Egyéb szervetlen vegyi anyagok
  • szilícium
Egyéb vegyi anyag
SiO2
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
1.38 %
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Egyéb szervetlen vegyi anyagok
  • foszfor-pentoxid (P2O5)
Egyéb vegyi anyag
P2O5
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
1.2 %
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • alumínium
Egyéb vegyi anyag
Al2O3
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
0.11 %
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • vas
Egyéb vegyi anyag
Fe2O3
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
0.09 %
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Egyéb szervetlen vegyi anyagok
  • magnézium
Egyéb vegyi anyag
MgO
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
0.02 %
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Egyéb szervetlen vegyi anyagok
  • nátrium
Egyéb vegyi anyag
Na2O
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Komponens
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
0.59 %
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Radioaktív anyagok
  • radon
Egyéb vegyi anyag
226Ra
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Szennyezőanyag
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Radioaktív anyagok
  • uránium
Egyéb vegyi anyag
238U
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Szennyezőanyag
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Radioaktív anyagok
  • egyéb radioaktív anyag
Egyéb vegyi anyag
210Pb
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Szennyezőanyag
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Radioaktív anyagok
  • egyéb radioaktív anyag
Egyéb vegyi anyag
210Po
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Radioaktív anyagok
  • egyéb radioaktív anyag
Egyéb vegyi anyag
230Th
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Szennyezőanyag
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • arzén
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Szennyezőanyag
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
25 mg/kg
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • kadmium
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Szennyezőanyag
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
2 mg/kg
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • króm
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Szennyezőanyag
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
25 mg/kg
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • réz
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Szennyezőanyag
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
100 mg/kg
Vegyi anyag, főcsoport|Vegyi anyag, alcsoport
  • Fémek, félfémek és vegyületeik
  • cink
A vegyi anyag (mennyisége) a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
Szennyezőanyag
A vegyi anyag koncentrációja a hulladékban, melléktermékben / bioszénben
100 mg/kg
Vegyes hulladék/termék neve
Foszforgipsz
Vegyes hulladék/termék összetevői

A foszforgipsz főbb összetevői a szulfátok (SO3); CaO; F; SiO2; P2O5, valamint kisebb mennyiségben Al2O3, Fe2O3, MgO, Na2O. Mivel a foszforgipsz a foszfáttartalmú kőzet kénsavas kezelése során keletkezik, összetételében feldúsulnak a kőzetben kimutatható szennyezőanyagok, mint például a radioaktív elemek, különösképpen a radon. A foszforgipsz tartalmaz toxikus fémeket is: As: 4-42 mg/kg; Cd: 1-40 mg/kg; Cr: 7-48 mg/kg; Cu: 1,5-100 mg/kg; Zn: 16-300 mg/kg

Vegyes hulladék/termék viselkedése, sorsa a környezetben, egyéb jellemzői

Főbb összetevőit tekintve bekerülhet a talaj szervetlen strukturális alkotóelemeibe, beépülhet oxidokba, hidroxidokba és agyagásványokba, a víz, a levegő, a többi talajösszetevő, valamint a biológiai rendszer hatására. Ilyen értelemben a környezetre káros hatásokat nem gyakorol, de radioaktív elemtartalma miatt a radioaktív elemek aktivitáskoncentrációja több nagyságrenddel meghaladhatja a természetben előforduló anyagokét és ez veszélyt jelenthet az emberi egészségre.

pH
5.1
Nedvességtartalom (%)
25
Sűrűség (g/cm3)
0.934
Homogenitás
Homogén
Egyéb

pH-ja savasról semlegesre változik időben. A foszforgipszben általában a természetes bomlási sor radionuklidjai feldúsulva fordulnak elő, így azok aktivitáskoncentrációja több nagyságrenddel meghaladhatja a természetben előforduló anyagét. Radionuklidek átlagos aktivitás koncentrációi a foszforgipszben: 226Ra: 360 Bq/kg, 232Th: 20 Bq/kg, 40K: 60 Bq/kg (1); Hajlószilárdság: 3,71 N/mm^2; nyomószilárdság: 7,95 N/mm^2, víz-gipsz tényező (w): 0,89 (2)
Ref: (1) http://www.okoret.hu/okoret_files/File/Diplomadolgozat/derd%C3%A1k_j%C3…; (2) Takáts P. (2003) Gipszkötésű kompozitok és tulajdonságaik, FAIPAR LI. ÉVF. 4. SZÁM, http://www.otka.hu/print.php?akt_menu=3946

Hasznosítják-e (mások) ezt a hulladékot, mellékterméket?
Igen
Mire hasznosítják?

Építőiparban cementgyártási adalékanyagként (1), talaj stabilizálására (2); talajjavításra (fizikai, kémiai, biológiai jellemzők javítása) (3), mezőgazdasági talaj tápanyagpótlására (4); üvegházhatású gázkibocsátás mérséklésére szarvasmarhatrágya komposztálás során (5); higannyal szennyezett talaj remediációjára (6).

Referenciák hasznosításra

(1) M.M. Smadi, R.H. Haddad, A.M. Akour (1999) Potential use of phosphogypsum in concrete, Cement Concrete Res. 29 (9)1419–1425; (2) N. Degirmenci, A. Okucu, A. Turabi (2007) Application of phosphogypsum in soil stabilization, Building. Environ. 42 (9) 3393-3398; (3) Soumya Nayak; C.S.K.Mishra et al (2011) Effect of phosphogypsum amendment on soil physico-chemical properties, microbial load and enzyme activities. J. Env Biol, 32, 613-617, ISSN: 0254-8704; (4) Papastefanou, C., S. Stoulos at al (2006) The application of phosphogypsum in agriculture and the radiological impact. J. Environ. Radioact., 89, 188-198; (5) Hao Xiying, F.J. Lorney, Chang Chi at al (2005) The effect of PG on green house gas emissions during cattle manure composting. J. Environ. Qual., 34, 774-781; (6) Adams, E.; García-s, A. et al (2007) Immobilization of mercury in soils of Venezuela using phospho-gypsum and sulphate-reducing bacteria, 1stt Intl Meeting on Microbial Phosphate Solubilization 2007, Volume 1

Veszélyességi jellemzők a besorolás szerint
Kimosódásra hajlamos veszélyes anyagokat tartalmazó (H13)
Vizsgálták-e a káros hatást a konkrét hulladéknál/melléketerméknél?
Nincs információ
Feltételezett káros hatások, az anyag veszélyessége

Radioaktív elemtartalma túllépheti a környezet természetes radioaktivitás szintjét. Veszélyt jelenthet a környezetében élő emberekre (E. Borrego, J.L. Mas, J.E. Martín, J.P. Bolívar, F. Vaca, J.L. Aguado (2007) Radioactivity
levels in aerosol particles surrounding a large TENORM waste repository after
application of preliminary restoration work, Sci. Total Environ. 377 (1)27-35.
Toxikus elemtartalma miatt, a toxikus fémek víz/eső hatására kilúgzódhatnak és veszélyeztethetik a talajvizet, talajt, felszíni vizeket, ugyanakkor veszélyt jelenthet a teljes táplálékláncra (M.S. Al-Hwaiti; J.F. Ranville; P.E. Ross (2010) Bioavailability and mobility of trace metals in phosphogypsum from Aqaba and Eshidiya, Jordan, Chemie de Erde (70), 283-291).

Alkalmas lehet-e talajjavításra általában?
Igen
Indoklás, referenciák

Előkezelve 4% Ca(OH)2-val, javítja a talaj kémiai és biológiai tulajdonságait, és a zöldségtermelés hatékonyságát szabadföldön (1). Talajba keverve (10%) növeli a talaj K és P tartalmát, enzim aktivitását és mikrobiológiai aktivitását (2).

Referencia: (1) Lee Chang Hoon, B.Y. Ha, Y.B. Lee and P.J. Kim: (2009) Effect of alkalized PG on soil chemical and and biological properties. Comm. Soil Sci. Plant Anal., 40, 2072-2086; (2) Soumya Nayak; C.S.K.Mishra, B.C. Guru; Monalisa Rath (2011) Effect of phosphogypsum amendment on soil physico-chemical properties, microbial load and enzyme activities. Journal of Environmental Biology, 32, 613-617, ISSN: 0254-8704; (3) Kalciumpótló anyag mezőgazdasági talajba (3) Papastefanou, C., S. Stoulos, A. Loannidous and M. Monolopoulou (2006) The application of phosphogypsum in agriculture and the radiological impact. J. Environ. Radioact., 89, 188-198;

Alkalmas lehet-e nitrogén, foszfor és/vagy kálium pótlására a talajban?
Igen
Indoklás, referenciák

K és P tartalma miatt.

Alkalmas lehet-e mezoelemek (Ca, Cl, Fe, Mg, Na, S, Si) pótlására a talajban?
Igen
Indoklás, referenciák

Tápelemtartalma miatt.

Alkalmas lehet-e mikroelemek (B, Co, Cu, Mn, Mo, Zn, V) pótlására a talajban?
Igen
Indoklás, referenciák

Tápelemtartalma miatt.

Alkalmas lehet-e speciális tápanyagigény kielégítésére?
Igen
Indoklás, referenciák

Kálcium tartalma miatt használják kálcium pótlásra mezőgazdasági talajba (1). Előkezelve 4% Ca(OH)2-val, javítja a talaj kémiai és biológiai tulajdonságait, és a zöldségtermelés hatékonyságát szabadföldön (2). Növeli a talaj K és P tartalmát, enzim és mikrobiológiai aktivitását (3).

Referencia: (1) Papastefanou, C., S. Stoulos, A. Loannidous and M. Monolopoulou (2006) The application of phosphogypsum in agriculture and the radiological impact. J. Environ. Radioact., 89, 188-198; (2) Lee Chang Hoon, B.Y. Ha, Y.B. Lee and P.J. Kim: (2009) Effect of alkalized PG on soil chemical and and biological properties. Comm. Soil Sci. Plant Anal., 40, 2072-2086. (3) Soumya Nayak; C.S.K.Mishra, B.C. Guru; Monalisa Rath (2011) Effect of phosphogypsum amendment on soil physico-chemical properties, microbial load and enzyme activities. Journal of Environmental Biology, 32, 613-617, ISSN: 0254-8704

Alkalmas-e humusztartalom/szervesanyag-tartalom növelésére?
Nem
Alkalmas lehet-e termesztőközeg alapnak?
Nem
Alkalmas lehet-e termesztőközeg adaléknak?
Nincs információ
Indoklás, referenciák

Alkalmas lehet tápanyagtartalma és talajlazító, talajvízháztartás javító képessége miatt.

Alkalmas lehet-e talajlazításra, tömörödött talajok szerkezetének javítására?
Igen
Indoklás, referenciák

Javítja a talaj vízháztartását, vízfelvevő és víztartó képességét. Poliamidakril (PAM) és foszforgipsz (PG) talajba keverve (PAM: 2g/m2, PG: 200g/m2) csökkenti a vízpárolgást a talaj felszínéről és javítja a talaj vízvezető képességét (1).
Referencia (1) PAN Ying-hua, LEI Ting-wu, ZHANG Qing-wen, FENG Xue (2007) Investigation of Soil Water Availability Influenced by Soil Conditioner, Journal of Irrigation and Draiange, DOI: CNKI:SUN:GGPS.0.2007-05-017

Alkalmas lehet-e fizikai stabilizálásra, laza, ingoványos talajok textúrájának javítására?
Igen
Indoklás, referenciák

Duzzadó és nem duzzadó talajok fizikai stabilizálása erőművi pernye, cement és foszforgipsz keverékkel: csökkenti a talaj plaszticitását, növeli a talaj egyirányú nyomószilárdságát és csökkenti a talaj optimális nedvességét (1).

Referencia: (1) N. Degirmenci, A. Okucu, A. Turabi (2007) Application of phosphogypsum in soil stabilization, Building. Environ. 42 (9) 3393-3398.

Alkalmas lehet-e homoktalajok javítására?
Igen
Indoklás, referenciák

Javítja a talaj vízháztartását, vízfelvevő és víztartó képességét (1).
Referencia (1) PAN Ying-hua, LEI Ting-wu, ZHANG Qing-wen, FENG Xue (2007) Investigation of Soil Water Availability Influenced by Soil Conditioner, Journal of Irrigation and Draiange, DOI: CNKI:SUN:GGPS.0.2007-05-017

Alkalmas lehet-e eróziógátlásra?
Igen
Indoklás, referenciák

Duzzadó és nem duzzadó talajok fizikai stabilizálása erőművi pernye, cement és foszforgipsz keverékkel: csökkenti a talaj plaszticitását, növeli a talaj egyirányú nyomószilárdságát és csökkenti a talaj optimális nedvességét (1).
Eróziógátlásra si alkalmas (2)

Referencia: (1) N. Degirmenci, A. Okucu, A. Turabi (2007) Application of phosphogypsum in soil stabilization, Building. Environ. 42 (9) 3393-3398.
(2) PAN Ying-hua, LEI Ting-wu, ZHANG Qing-wen, FENG Xue (2007) Investigation of Soil Water Availability Influenced by Soil Conditioner, Journal of Irrigation and Draiange, DOI: CNKI:SUN:GGPS.0.2007-05-017

Alkalmas lehet-e savanyú talajok javítására?
Nincs információ
Alkalmas lehet-e sós és szikes talajok javítására?
Nincs információ
Alkalmas lehet-e szennyezőanyagok mozgékonyságának, hozzáférhetőségének csökkentésére?
Igen
Indoklás, referenciák

Aranybányászat, aranyfeldolgozás által környezetet (talajt) szennyező higany kémiai stabilizálása foszforgipsz és szulfátredukáló baktériumok alkalmazásával (1)
Referencia (1) Adams, E.; García-Sánchez, A.; Santos, F.; Velázquez, E.; Adams-Meléndez, M.(2007) Immobilization of mercury in soils of Venezuela using phospho-gypsum and sulphate-reducing bacteria, First International Meeting on Microbial Phosphate Solubilization Developments in Plant and Soil Sciences, 2007, Volume 102, 333-336, DOI: 10.1007/978-1-4020-5765-6_52

Alkalmas lehet-e szennyezőanyagok mobilitásának, hozzáférhetőségének növelésére?
Nincs információ
Alkalmas lehet-e szennyezőanyagok bonthatóságának, fizikai, kémiai, biológiai degradációjának fokozására?
Nincs információ
Alkalmas lehet-e geotechnikai elemek előállítására?
Igen
Indoklás, referenciák

Stabilizáló elemként használható erőművi pernye, cement és foszforgipsz keveréke (1).
Referencia: (1) N. Degirmenci, A. Okucu, A. Turabi (2007) Application of phosphogypsum in soil stabilization, Building. Environ. 42 (9) 3393-3398.

Hasznosítással összefüggő kockázatok

A foszforgipsz radioaktív elemtartalma miatt a radioaktív dózistöbblet, míg toxikus fémtartalma miatt az elemek kilúgzása hosszútávon kockázatot jelent az emberre és az ökoszisztémára, ezért bármely alkalmazás esetén meg kell vizsgálni radioaktív és toxikus elemtartalmát (1, 2, 3). Kísérletek folynak a foszforgipszet tartalmazó radioaktív elemek stabilizálására módosított kén cementtel (4).
Ref.:
(1) P.M. Rutherford et al(1994) Environmental impacts of phosphogypsum, Sci. Total Environ. 149 (1-2) 1-38;
(2) M.S. Al-Hwaiti et al(2010) Bioavailability and mobility of trace metals in phosphogypsum from Aqaba and Eshidiya, Jordan, Chemie de Erde (70), 283-291; (3) E. Borrego, J.L. Mas, J.E. Martín, et al (2007) Radioactivity levels in aerosol particles surrounding a large TENORM waste repository after appl of prelim. restor. work, Sci. Total Environ. 377 (1) 27-35. (4) http://hdl.handle.net/10261/11233

Adatlap azonosító (eredeti)
1219
Bevivő
Vaszita Emese
Státusz
Publikált
Adatlap típusaHulladék / melléktermék felmérés
Létrehozás
Módosítás