碳循环公司的石膏净化过程可以清理放射性肥料废料

磷石膏是一种常见的工业副产品——在世界各地，大量的白垩白色物质堆积在田地里，或被倾倒到海洋中。这是化肥工业每年生产3亿吨磷酸的结果。石膏是石膏板的基础，也是水泥的基本成分，虽然石膏需求量很大，但磷石膏是不可用的，这意味着这些石膏堆的规模将继续扩大。总的来说，废物堆预计将达到总到2025年，全球将达到70 - 80亿吨。

这些堆积物不仅不美观，还会破坏环境——磷石膏具有放射性，含有氟化物、硫酸盐和重金属。这些烟囱排出的有毒水偶尔会泄漏到周围环境中，倾倒到海洋中会危害海洋生物。但是，因为一家公司叫碳循环在美国，这种情况可能即将改变。

碳循环公司成立于2009年，专注于从磷石膏废料中生产清洁、可用的石膏。你可能会想，‘我知道碳循环是什么，但它与此无关。你是对的:该公司的名字是其根源的遗留，以他们最初的概念命名，旨在将碳捕获商业化。

该公司的商务总监伊恩•塞克斯特(Ian Thaxter)说:“基本上，我们设计了一种通过将二氧化碳封存在粉笔中来捕捉二氧化碳的工艺。”通过使用氨和石膏的混合物捕获二氧化碳，研究小组制造出了硫酸铵和碳酸钙，硫酸铵是一种肥料，碳酸钙是一种粉笔，纯净时可以卖个好价钱。他们的想法是出售粉笔和化肥，为二氧化碳捕获提供资金。

在从英国能源和气候变化部获得33万英镑的拨款，建造一个24米长、5米高的测试装置来收集信息后，该团队继续进行设计研究，以计算运行一个工厂需要多少成本。他们偶然发现了几个问题。首先，进来的石膏被污染了，这些杂质最终进入了最后的白垩。“只有干净的粉笔才有价值，”塞克斯特说。纯粉笔(可以用作白色填充物)可能卖到每吨250英镑，而不纯的粉笔除了扔在地上也没用。最重要的是，很快就清楚了建立和运营工厂需要多少资金。塞克斯特说:“在财务上，它看起来有点不稳定。”

正是在这里，团队迈出了到达当前流程的第一步。“我们遇到了这样的问题，‘我们如何从脏石膏变成干净石膏?’”“我们不认为这是一个大问题——我们认为‘以前肯定有人这么做过’，”塞克斯特说。因此，该公司聘请了一些外部专家。“我们会给他们10公斤的材料，他们会把清理干净的材料还给我们，他们清理干净的材料只是我们寄给他们的材料的一小部分，而且他们给我们的材料也不是很干净，”塞克斯特解释说。“这给我们带来了一个大问题，所以我们开始自己动手。“在这项工作中，团队偶然发现了他们的发明——一种清洁石膏和粉笔的化学方法。”“这改变了我们的业务，”塞克斯特补充道。

旧的进去，新的出来

新工艺将废弃的石膏或白垩进行提纯，可作为石膏板和水泥的高级白色填料。首先，将不纯石膏置于90-100°C左右的硫酸铵溶液中，它们一起形成络合物。这种复合物会沉入溶液中，释放出石膏中的任何杂质。从热溶液中过滤复合物并将其放入较冷的水中，可以看到它恢复为硫酸铵溶液和纯石膏。该公司声称，通过这种工艺净化磷石膏可以满足全世界对石膏的全部需求。

不仅仅是白垩和石膏，一小部分磷石膏中含有稀土金属钕而且镨，也可以提取。该公司声称，提纯后的磷石膏可以提供全球70%的稀土供应。目前，中国垄断了约95%的稀土市场，对风力涡轮机发电机和汽车电动机的需求不断增加。

那么，下一步是什么?从中期来看，该公司计划通过与磷酸技术提供商Prayon Technologies合作，将其工艺授权给磷酸生产商。塞克斯特解释说:“他们基本上是我们的销售、营销和配送部门。”肥料生产商可以把碳循环的过程捆绑到他们自己的设备上，净化他们自己的废弃石膏，然后把结果卖给制造商。为此，他们的目标是在2020年初建立一个试点工厂并投入运行。“磷石膏造成了一个巨大的问题，我们所做的使这些石膏循环利用的事情对世界来说是一件重要的事情，”塞克斯特说。“不幸的是，化肥是一种必要之恶，这使得化肥得以继续生产。”