Производство экстракционной фосфорной кислоты и фосфорных минеральных удобрений приводит к образованию отходов, основным из которых является фосфогипс. Большая его часть размещается в отвалах на долгосрочное хранение. Фосфогипс можно рассматривать как потенциальный вторичный источник кальция, серы, фосфора и редкоземельных элементов цериевой группы. Описанные в литературе способы переработки фосфогипса не совершенны и не находят применения в промышленности из-за низкой стоимости основного продукта – сульфата кальция, а также высокой себестоимости выделяемых редкоземельных элементов (РЗЭ). Цель работы – разработка технологии получения безводного нитрата кальция, кристаллического сульфата аммония и концентрата РЗЭ из фосфогипса – отхода производства экстракционной фосфорной кислоты. Разработана принципиальная технологическая схема, позволяющая отделять концентрат РЗЭ от соединений кальция и серы, получая из последних продукты, цена которых в несколько раз выше стоимости основного вещества фосфогипса. С помощью предложенной технологии из фосфогипса получены кристаллический сульфат аммония, который можно использовать в качестве компонента минеральных удобрений, безводный нитрат кальция, отвечающий требованиям товарного продукта для сельского хозяйства и нефтедобычи, и концентрат РЗЭ.

Extractive phosphoric acid and phosphoric mineral fertilizers processing forms wastes, phosphogypsum is the main. Phosphogypsum is not widely used due to its low radioactivity. Most of it is accumulated in dumps for long-term storage. Phosphogypsum can be considered as a potential source of calcium, sulfur, phosphorus and rare earths (REs) of the cerium group. The aim of the work is to develop a technology for obtaining calcium nitrate Ca(NO3)2 anhydrous, ammonium sulfate (NH4)2SO4 crystalline and REs’ concentrate from phosphogypsum. We develop a basic process flow diagram that allows separating REs’ concentrate from calcium and sulfur compounds. (NH4)2SO4 is a product of the reaction between phosphogypsum and an excess of ammonium carbonate solution. The resulting phosphochalk is separated from the (NH4)2SO4 solution by filtration. The (NH4)2SO4 solution is neutralized with sulfuric acid to pH 4–6, evaporated, and (NH4)2SO4 crystallized. Phosphochalk is dissolved in excess nitric acid. The resulting acidic Ca(NO3)2 solution is cooled to -10 °C to separate the Ca(NO3)2·4H2O crystals. After the above separating the REs’ concentrate is precipitated with ammonia. After washing with nitric acid at -10 °C, the crystals are dissolved and neutralized with CaCO3 to pH 4. The resulting chalk pulp is filtered, separating Ca(NO3)2 solution from insoluble impurities of calcium phosphate and fluoride. The purified Ca(NO3)2 solution is evaporated and granulated to obtain Ca(NO3)2 anhydrous.