Hidroksiapatito sintezė panaudojant fosfogipso atliekas

Abstract

Gaminant fosforo rūgštį susidaro fosfogipso (PG) atliekų, kurių susidarymo išvengti neįmanoma, todėl nuolat ieškoma būdų, kaip būtų galima PG panaudoti. Fosfogipsas gali būti pritaikomas statybinių rišamųjų medžiagų gamyboje, tačiau ieškoma ir naujų pritaikymo sričių, pavyzdžiui, iš fosfogipso gali būti sintetinamas hidroksiapatitas. Hidroksiapatito sintezė iš fosfogipso atliekų turi dvigubą naudą – sintezės metu naudojamos atliekos sukurti naujam produktui, o pats hidroksiapatitas gali būti pritaikomas nuotekų valymui nuo nepageidaujamų priemaišų. Iš hidroksiapatito gali būti gaminami filtrai, kurie gerai adsorbuoja fluorą, sunkiuosius metalus, taip pat ir dažų likučius.Be to, švarus hidroksiapatitas gali būti naudojamas medicinoje. Šio eksperimento metu buvo sintetinamas hidroksiapatitas keičiant sintezės sąlygas, buvo susintetinti 8 bandiniai siekiant išrinkti optimalias sintezės sąlygas. Buvo įvertintos bandinių fizikinės (drėgnis, bandinių pH vertė po sintezės) savybės ir cheminė sudėtis. Svarbiausias rodiklis, nusakantis hidroksiapatito kokybę, yra kalcio ir fosforo santykis. Šis santykis turi būti toks pats kaip žmogaus kauluose – 1,677(7). Nustatyta, kad didžiausiu Ca/P santykiu (1,68) pasižymėjo bandinys, gautas atliekant sintezę 4 h be maišymo, esant 0,1 bar slėgiui uždaroje sistemoje. Tyrimo metu susintetintuose bandiniuose sunkiųjų metalų kiekis neviršija hidroksiapatito kokybę apibūdinančiame standarte nurodytų normų.

The production of phosphoric acid generates phosphorus gypsum waste. It is imposible to avoid this by-product therefore, there is a constant search for ways to use phosphogypsum. A new area of application for phosphogypsum is the synthesis of hydroxyapatite from phosphogypsum waste (Pewkeaw et al., 2018). Technically pure hydroxyapatite can be used in medicine. Currently a lot of studies are examining the adsorption properties of hydroxyapatite. Hydroxyapatite can be used in the production of wastewater treatment filters because of its high adsorption of fluorine, metals and paint residues. Other applications of phosphogypsum are analyzed, however this synthesis is similar, because by-product is utilized to produce material that can be used for waste water treatment. In this experiment, hydroxyapatite was synthesized by changing the synthesis conditions, and 8 samples were synthesized to select the optimal synthesis conditions. After synthesis the physical properties (moisture content, pH of the samples after synthesis) and chemical composition of the samples were evaluated. The most important indicator of the quality of hydroxyapatite is the ratio of calcium to phosphorus. This ratio should be the same as in human bone – 1,677 (7). The highest Ca/P ratio (1.68) was found for the sample obtained during the synthesis for 4 h without stirring at a pressure of 0.1 bar in a closed system. The content of heavy metals in the samples synthesized during the test does not exceed the norm of the hydroxyapatite quality standard.