Исследование посвящено разработке способа утилизации фосфогипса – крупнотоннажного отхода переработки фосфатного сырья, объекты размещения которого являются источниками комплексного негативного воздействия на компоненты окружающей среды. В качестве перспективного метода утилизации гипсосодержащих отходов рассмотрено взаимодействие фосфогипса с раствором карбоната натрия (карбонатная конверсия) с получением карбоната кальция – товарного фосфомела. Существующие технологии предполагают получение мелкодисперсного продукта, что затрудняет его фильтрацию и ограничивает области применения фосфомела. Цель исследования – определение параметров карбонатной конверсии фосфогипса, обеспечивающих получение фосфомела с заданными свойствами крупности при сохранении высокой степени конверсии исходного сырья. В рамках серии однофакторных экспериментов выполнена оценка влияния на процесс конверсии CaSO₄·2H₂O условий реакции – температуры, концентрации карбонатного раствора Na₂CO₃, отношения жидкой и твердой фаз (Ж:Т) и продолжительности их контакта. Установлено, что повышение температуры конверсии до 90-100 °С и Ж:Т до 10 способствует интенсивному зародышеобразованию кристаллов CaCO₃ и получению крупных агломератов. Концентрация Na₂CO₃ 250 г/дм³ и продолжительность конверсии до 3 ч в совокупности обеспечивают увеличение крупности получаемого фосфомела до D90 = 45 мкм при степени конверсии 98,8 %. Полученный продукт по своим характеристикам пригоден для использования в металлургической промышленности в качестве сырья для получения флюса, что подтверждает его конкурентоспособность на рынке вторичных ресурсов. Разработанные рекомендации позволяют создать малоотходную технологию переработки техногенного сырья, соответствующую принципам устойчивого развития и способствующую снижению техногенной нагрузки на компоненты окружающей среды.

Исследование посвящено разработке способа утилизации техногенного сырья с перспективой вовлечения продукции на его основе в производство новых строительных материалов. Рассмотрены результаты российских и зарубежных исследований, посвященных полезному использованию отходов (фосфогипс, металлургические шлаки, отходы очистки городских и производственных сточных вод и т.д.) в качестве вторичных материальных ресурсов в отрасли строительных материалов. Установлено, что использование золы от сжигания осадка городских сточных вод в строительстве представляется перспективным направлением в совокупности эколого-экономической эффективности. Проведенное исследование подтверждает соответствие компонентов легких бетонов с добавлением золы требованиям нормативной документации по ряду показателей. Разработан состав сырьевой смеси для производства легкого бетона с золой сжигания осадка городских сточных вод в качестве замены части цемента. По параметрам он не ниже стандартного легкого бетона, маркированного как D1300 (плотность не ниже 1,3 г/см3), Btb2 (прочность на изгиб не менее 2 МПа), M200/B15 (прочность на сжатие не менее 15 МПа), пригодного для использования в строительстве, ремонте автомобильных дорог и благоустройстве городских территорий.