Jak zpracovat fosfosádrovec na kritické suroviny? Recept znají vědci z ČZU

Více než tři čtvrtiny celosvětově vyprodukovaných fosforečných hnojiv jsou vyráběny s použitím kyseliny fosforečné jako meziproduktu, přičemž zbývá 4–6 tun nízkoradioaktivního fosfosádrovce (PG-phosphogypsum) na tunu vyrobeného P₂O₅ jako relevantního vedlejšího produktu/odpadu. Přibližně 85 procent z 5,6–7,0 miliardy tun fosfosádrovce vyrobeného na celém světě za dobu životnosti fosfátového průmyslu se nachází v mokrých nebo suchých skládkách v 52 zemích světa. Největší zásobníky v Evropské unii se nacházejí v Litvě, Polsku, Španělsku, Řecku, Bulharsku, Srbsku, Kosovu, Nizozemsku, Belgii, Portugalsku a ve Finsku. Celosvětově jsou k dispozici pro obnovu 3–4 miliardy tun a v Evropě jsou k dispozici pro obnovu přibližně dvě miliardy tun. Při současném tempu světové produkce fosfátové rudy tyto hromady nízkoradioaktivního materiálu rostou přibližně o 200 milionů tun ročně.

Z regionálního hlediska životního prostředí může být fosfosádrovec jedním z nejkritičtějších zpracovatelských problémů dnešní výroby hnojiv. Nejlépe to lze ilustrovat urovnáním mezi Agenturou pro ochranu životního prostředí USA (US-EPA) a předním světovým výrobcem fosfátových hnojiv Mosaic Fertilizer LLC, které zavazuje společnost Mosaic k tomu, aby poskytla finanční prostředky ve výši 1,8 miliardy dolarů a pokuty na zajištění správného zpracování, skladování a likvidace zhruba 30 milionů tun nebezpečného odpadu (PG a související odpadní vody) v šesti zařízeních na Floridě a ve dvou v Louisianě.

Nicméně při správném zacházení nemusí být fosfosádrovec považován za odpadní materiál. Velké množství vyrobeného fosfosádrovce obsahuje značné množství těžkých a lehkých prvků vzácných zemin (REE), které se přirozeně vyskytují ve zpracovávaných fosfátových rudách. Ročně vyprodukovaných 200 milionů tun fosfosádrovce pokrývá téměř 95 procent celosvětové poptávky po REE. Můžeme odhadovat, že REE spojené se zpracovanou fosfátovou rudou ze samotného Maroka by mohly pokrýt 7–15 procent celosvětové poptávky. Kromě toho může fosfosádrovec po vhodném ošetření nahradit přírodní sádru jako stavební materiál. REE je na seznamu kritických surovin (CRM) EU pro rok 2020 a předpokládá se, že sádrovec bude brzy přidán v důsledku snížených syntetických dodávek souvisejících s odstavením uhelných elektráren v EU (EU 2020).

Cílem projektu PG2CRM je dále vyvinout inovativní proces obnovy REE z vrstveného fosfosádrovce, který byl nedávno patentován koordinátorem projektu z École des Mines de Saint-Étienne ve Francii (EMSE). Důraz bude kladen na komplexní využití fosfosádrovce s možností získat z něj REE. Zbývající sádrová matrice bude využita jako levný materiál ve stavebnictví a v zemědělství.

V rámci projektu se kromě prvotních přípravných fází, sběru a analýzy vzorků konala v září zahajovací schůzka. Partneři ze všech institucí zapojených do projektu se sešli ve francouzském Saint-Étienne. Probíraly se zde počáteční odběry vzorků z různých regionů a také počáteční výsledky analýzy vzorků. Kromě toho se prodiskutovaly další fáze projektu. Z týmu ČZU byli ve Francii vedoucí skupiny Biogas Research Team doc. Hynek Roubík a jeho kolegyně Dr. Yelizaveta Chernysh a Ing. Viktoriia Chubur.

Kromě jiného projektové konsorcium publikovalo první vědecký článek s názvem Closing the upcoming EU gypsum gap with phosphogypsum v prestižním časopisu Resources, Conservation and Recycling.

Výzvy ERAMIN dávají českým uchazečům příležitost podávat spolu se zahraničními partnery projekty do mezinárodních výzev v různých oblastech. Ty společně vyhlašují poskytovatelé z jednotlivých členských zemí zapojených do daného ERA-NET CoFund. A právě takovým poskytovatelem je za Českou republiku Technologická agentura ČR. Každý poskytovatel financuje ve společných mezinárodních projektech úspěšné uchazeče ze své země. Součástí projektového konsorcia mohou být i partneři z jiných než zapojených zemí, musí si však zajistit vlastní financování. Projekt spadá do programu Evropské unie pro výzkum a inovace Horizon 2020 pod kódem TH79020003.

Doc. Hynek Roubík