Badanie dostępności wybranych metali ciężkich z produktów rozkładu surowców fosforowych techniką PAPR

Celem pracy była ocena wpływu stopnia normy stechiometrycznej PAPR (ηPAPR) na zawartość wybranych metali ciężkich: kadmu (Cd) oraz cynku (Zn) w produktach nawozowych otrzymywanych techniką PAPR. Dokonano także oceny zależności pomiędzy rodzajem zastosowanego kwasu mineralnego w reakcji rozkładu surowca fosforowego a zawartością wybranych zanieczyszczeń w produktach nawozowych typu PAPR. Testy przeprowadzono dla produktów nawozowych otrzymanych w modułowym reaktorze laboratoryjnym typu Atlas (Syrris Ltd.) poprzez rozkład fosforytów: Zin (lokalizacja: Izrael) i Maroko II (lokalizacja: Maroko) z zastosowaniem kwasów fosforowego (H₃PO₄) lub siarkowego (H₂SO₄). Na potrzeby zaplanowanych badań wykorzystano procedurę oceny zawartości w produktach nawozowych PAPR przyswajalnych dla roślin form metali ciężkich w oparciu o ekstrakcję w 1 M HCl. Otrzymane wyniki odniesiono do całkowitej zawartości danego pierwiastka w surowcu fosforowym. Oznaczenia metali ciężkich dokonano metodą woltamperometryczną. Aparaturę pomiarową stanowiła elektroda rtęciowa Metrohm 663 VA Stand (wyposażona w elektrodę odniesienia Ag/AgCl oraz elektrodę pomocniczą z węgla szklistego), sprzężona z potencjostatem Autolab PGSTAT12. Zawartość metali ciężkich wchodzących w skład nawozów fosforowych otrzymywanych techniką PAPR jest ściśle uzależniona od zastosowanej wartości ηPAPR, a rodzaj zastosowanego w reakcji rozkładu kwasu bezpośrednio wpływa na skład pierwiastkowy produktu nawozowego.

The aim of this study was to assess the impact of the degree of the PAPR stoichiometric norm (ηPAPR) on the content of heavy metals: cadmium (Cd) and zinc (Zn) in the fertilizer products produced by PAPR technique. Moreover, the correlation between the type of mineral acid used in the phosphate rock dissolution reaction, and the content of impurities in the selected type of PAPR-type fertilizer products was investigated. The tests were conducted for fertilizers obtained in the Atlas modular laboratory reactor (Syrris Ltd.) by phosphate rock acidulation: Zin (location: Israel) and Morocco II (Location: Morocco) using phosphoric acid (H₃PO₄) or sulfuric acid (H₂SO₄). For the purposes of the planned studies the procedure for analysis of available form of heavy metals was applied on the basis of extraction in 1M HCl. The results were compared to the total content of the particular element in the phosphate rock. Determination of heavy metals was carried out using voltammetric method. Measuring apparatus was consisted of a mercury electrode Metrohm 663 VA Stand (equipped with a reference electrode Ag/AgCl and the glassy carbon counter electrode) coupled with a potentiostat Autolab PGSTAT12. The content of heavy metals contained in the phosphate fertilizers produced by PAPR technique strongly depends on the applied ηPAPR values, and the type of acid used in the dissolution reaction directly affects the elemental composition of the fertilizer product.