W związku ze stopniowym wyczerpywaniem się złóż surowców fosforowych i wzrostem zapotrzebowania na nie zaczęto szukać nowych, alternatywnych źródeł fosforu.. Prognozy ekonomiczne przewidują zmiany w kierunkach handlu tymi surowcami. Duże znaczenie będą odgrywać złoża w północnej Afryce, w Chinach oraz na Bliskim Wschodzie. Zakłada się, iż zasoby bogatych w surowce kopalń Stanów Zjednoczonych ulegną szybkiemu wyczerpaniu, co może doprowadzić do importu fosforytów do tego kraju już w pierwszych latach XXI w. Odkryto również znaczne pokłady fosforytów na szelfach kontynentalnych oraz w osadach morskich, jednak ze względów ekonomicznych i technologicznych są one obecnie niedostępne. Opracowane pod koniec ubiegłego stulecia prognozy wskazują, że ponad 50% zasobów fosforowych wykorzystywanych obecnie na świecie zostanie zużyte w przeciągu najbliższych 60-70 lat.
Rozwiązaniem problemu braku surowców fosforonośnych może stać się pozyskiwanie tego surowca z odpadów przemysłowych, ze szczególnym wskazaniem na przemysł mięsny. Zakłady mięsne wytwarzają w krajach Unii Europejskiej około 18 mln Mg odpadów rocznie. Półprodukty i produkty odpadowe z zakładów mięsnych zawierają głównie części organiczne, wodę i związki fosforu. Pierwiastka tego zaczęto szukać również w innych materiałach pochodzenia zwierzęcego np. w pomiotach drobiowych, ze szczególnym uwzględnieniem pomiotów kurzych. Od wielu lat prowadzone są również z powodzeniem badania nad odzyskiem fosforu z osadów ściekowych pochodzących z komunalnych oczyszczalni ścieków.
Wobec zmieniającego się prawa dotyczącego gospodarki odpadami, konieczne stało się stosowanie recyklingu oraz wtórne wykorzystanie półproduktów ubocznych i odpadowych, a także odzysk energii z odpadów. Coraz większą uwagę zwraca się także na zapobieganie zanieczyszczaniu i substytucję naturalnych surowców odpadami. Nowoczesne technologie za cel stawiają sobie nie tylko kontrolę stopnia zanieczyszczenia środowiska oraz oczyszczanie i wykorzystanie odpadów, ale też zapobieganie ich powstawaniu w myśl zasad "czystszych produkcji".
Argumentem przemawiającym za praktycznym wykorzystaniem i przetwarzaniem odpadów mięsnych było wprowadzenie przez Unię Europejską rygorystycznych przepisów w tym zakresie. Na ich podstawie dokonano podziału kategorii odpadów w zależności od stopnia ryzyka wystąpienia chorób zakaźnych. Rozporządzenie 1774/2002 szczegółowo opisuje metody przetwarzania odpadów pochodzenia zwierzęcego oraz sposoby ich utylizacji.
W niniejszej pracy przedstawiono wyniki badań nad termiczną utylizacją odpadów kostnych z przemysłu mięsnego i możliwością wykorzystania popiołów z ich prażenia do wytwarzania kwasu fosforowego. Proponowana koncepcja technologiczna przewiduje zastąpienie surowca naturalnego odpowiednio przetworzonym odpadem. Substytucja surowców naturalnych odpadami, ich recykling oraz wtórne zużycie, są podstawowymi kierunkami działań ujętych w metodzie czystszych technologii. Opracowanie technologii termicznej utylizacji odpadów kostnych umożliwiającej odzysk zawartego w nich fosforu w postaci hydroksyapatytu pozwoli na uzyskanie cennego surowca do produkcji ekstrakcyjnego kwasu fosforowego, nie zawierającego (lub zawierającego śladowe ilości) metali ciężkich, fluoru czy pierwiastków promieniotwórczych. Również sam proces produkcji kwasu fosforowego będzie praktycznie bezodpadowy, ponieważ produkt uboczny z produkcji EKF (fosfogips) otrzymywany z tak czystego surowca, będzie mógł być stosunkowo łatwo zagospodarowany.
Facing the real danger of phosphate ores being on the verge of extinction due to their intensive exploitation, one should look for new alternative sources of this component. The possibility of getting alternative sources of phosphates can be industrial waste especially from meat industry, which generate in the European Union about 18 million tons waste per year.
The aim of my work was studying about conditions of combustion the animal waste. The second part of work was analysis of the bone sludge and its ashes. My research work presents new possibility of using of bone sludge which belongs to third category of waste. The phase composition ash from bone sludge is hydroxyapatite, which can be use to production of phosphoric acid.
Argument to justify the practical use of waste was being European Parliament and Council of Europe Decree No. 1774/2002 of 3 October 2002. On the basis of decree have been worked out methods of dealing with certain waste depends on the category of a material. The classification of the material into a suitable category depends on defining the threat posed by this product. Bone meal, high - risk waste, waste infected by BSE belong to the first category of materials and have to be burnt or processed accordingly. The second category refers to fat, intestine and giblets. The third category is bristle, horns and hovers.
The bone tissue is a main component of meat waste. After crumble bones are mixed with water and sterilize and deproteinised for 30 minutes in 1350C. After this process the material passed to a dryer where moisture and fat and proteins are separate. Dried and defatted bones contain 7% moisture and 18% organic unit. A comparison of bone meal and bone sludge has shown that bone meal contains more moisture 55% and more organic union 37%, but waste contains less phosphorous 10% and calcium 30%. Bone sludge contains 7% moisture and 17% organic union and 14% of phosphorous and calcium 30%. The contents of fat at bone sludge is 3% and content of proteins is 25%.
The heat of combustion in bone sludge was marked; it was about 7900J/g. Because of it bone sludge can't be incinerated autothermally. The X-ray research has shown that hydroxyapatite is the only phase of the studied ashes. On the ground of a spectrum analysis it could be possible to conclude that after the incineration of bone sludge the rate of crystallization of hydroxyapatite is growing.
Before incineration the bone sludge id drying and three kind of bone sludge are mixed (beef bone sludge, the pork bone sludge and the pork sludge from leg). Those materials were incinerated at a temperature of 600oC to 950oC for 3 hours in the stationary furnace in air atmosphere. The content of phosphorus and calcium as well as a phase composition in received ashes were marked.
The ashes obtained at 9500C from bone sludge content of phosphorus (16,7% P) and calcium (39,5%Ca). From defatted and deproteinisated bone meal ashes, can be received.
Their only phase is stoichiometric hydroxyapatite. These ashes can be used to production of phosphoric acid and addition to mineral fertilizers. The hydroxyapatite was dissolved at 750C over 4 hours by phosphoric acid. Hydroxyapatite has been mixed in various ratios of mass (1:15; 1:14; 1:13; 1:12; 1:11)of solid phase to liquid phase. The concentration of P2O5 was (10; 20; 25; 27,5; 30 % P2O5). Hydroxyapatite is totally dissolved at the concentrate 27,5 % P2O5.
This process consists of two stages. The first stage is a decomposition of hydroxyapatite by phosphoric acid (37% P2O5) at temperature of 950C. The second part is a conversion calcium phosphate with concentrated sulphuric acid. The temperature of process is 950C and the concentrate of H2SO4 is 50%.
The analysis of received acid shows acid content of 42.3% P2O5, the solid phase is gipsum and the time of process is 20 minutes.
Incineration test repeated at the rotatory furnace, the fire points are 6000C and 8000C. Analysis has shown that contents of P and Ca in ashes from rotatory furnace are similar to ashes from stationary furnace.
