Статья: ПОЛУЧЕНИЕ ОРГАНОМИНЕРАЛЬНОГО УДОБРЕНИЯ ИЗ ОТХОДОВ ПТИЦЕПРОМА (2025)

Каменноугольный пек (электродный) во всем мире по многим причинам является основным, приоритетным связующим компонентом для производства различных углеродных композитов: анодных масс, электродов, конструкционных материалов, электроугольных изделий и т. д. Каменноугольный электродный пек как основной сырьевой компонент этой продукции задает уровень физико-механических свойств этих продуктов, во многом определяет их качество. Благоприятное сочетание физико-химических свойств - коксообразующей способности и низкой вязкости в расплавленном состоянии - выгодно отличает электродный каменноугольный пек от других видов связующих веществ, применяемых для создания углеродных композитов, на основе которых получается широкий спектр товарной продукции. Ежегодно существующая потребность в каменноугольном электродном пеке в мире возрастает на 3-4%, а для получения высоко маржинальной продукции, такой, как, например, высококачественные углеродные волокна, потребность возрастает более чем на 10%. Использование каменноугольного сырья - каменноугольной смолы, продукта высокотемпературного коксования каменных углей, для получения каменноугольных электродных пеков по сравнению с другими видами углеводородного сырья обеспечивает лучшее качество электродного пека, большее количество и более высокий выход продукта. При получении каменноугольных электродных пеков из каменноугольной смолы высокотемпературного коксования каменных углей наиболее значимыми и оказывающими влияние на формирование качества пеков являются следующие аспекты: 1) качество каменноугольной смолы и, соответственно, качество каменных углей, идущих на коксование, технология коксования, физический износ печей коксования каменных углей, коксовой батареи в целом и сопутствующей аппаратуры и трубопроводов); 2) температура и период термического воздействия на каменноугольную смолу при разгонке на фракции; 3) состав газовой среды в реакторе, реторте (ее инертность); 4) давление в реакторе или реторте. В работе изучена и установлена возможность получения из каменноугольной смолы ПАО «Кокс» электродных каменноугольных пеков. Определены качественные характеристики пеков, проведен анализ полученных данных, а также сделано соответствие характеристик полученных электродных пеков с требуемыми значениями показателей качества сырья для получения из него электродной продукции согласно с требованиями ГОСТ. Установлено, что при 430 °С и со скоростью нагрева 3 ⁰С/мин без изотермической выдержки получается электродный каменноугольный пек, соответствующий марке В, который пригоден для получения широкой номенклатуры электродной продукции.

В настоящее время углеродные материалы (углеродные волокна, углеродные конструкционные материалы, электроды и т. п.) производятся из смеси углеродного наполнителя со связующим. В значительной мере качество готовой смеси определяют явления, происходящие на поверхности углеродистых материалов при их взаимодействии с каменноугольным пеком. Наряду с влиянием других факторов необходимый контакт связующего и твердых углеродистых материалов возможен при условии смачивания твердой фазы достаточно размягченным пеком. Следовательно, изучение смачивающей способности связующими веществами коксов-наполнителей представляется необходимым и актуальным. В работе приведены результаты экспериментального определения угла смачивания каменноугольным пеком поверхности углеродистых материалов, кокс, полученный при 900оС из бурого угля. Количественно степень используемых в качестве коксов-наполнителей. Определяли смачиваемость поверхности среднетемпературным пеком для следующих углеродистых материалов: нефтяной кокс, искусственный графит и высокотемпературный смачиваемости характеризовали краевым углом статического смачивания методом «лежащей» капли в температурном интервале 60-160оС, замеры производили через каждые 10оС. Изучена температурная зависимость смачиваемости испытуемых углеродистых материалов каменноугольным пеком. Определено, что пек не смачивает образцы при температуре, близкой к температуре его размягчения. Смачивание поверхности начинается при достижении величины краевого угла θ = 90о в интервале температур 92 - 100оС. Совокупность полученных данных позволила установить, что наилучшую смачиваемость имеет нефтяной кокс и искусственный графит. Высокотемпературный кокс характеризуется самой низкой смачиваемостью, так как в исследованном диапазоне температур краевой угол смачивания был всегда больше 90о. Полученные результаты важны, так как позволяют составить более полное представление о технологической ценности исследованных образцов в качестве сырья для получения композиционных углеродных материалов.

В статье предложено решение двух наиболее актуальных экологических проблем России. Первая - накопление большого количества избыточного активного ила, который складируется на иловых картах и занимает значительные территории. Вторая - проблема очистки водных пространств от разливов нефти и нефтепродуктов. Целью данного исследования является разработка твердого ядра, применяемого в сорбентах для очистки загрязнений с водной поверхности на примере нефтесорбента. В рамках работы были проведены лабораторные исследования сырья и полученных продуктов, эксперименты по получению различных образцов ядра, обобщение и сравнительный анализ полученных данных. Для этого в лабораторных условиях были получены образцы магнетитового ядра и определены их технические характеристики. По результатам исследования проведен сравнительный анализ полученных данных. В результате были выявлены факторы, влияющие на прочность магнетитового ядра: условия термообработки магнетита, концентрация и время выдерживания ядра в отвердителе, режим и температура обработки ядра. С увеличением концентрации отвердителя возрастает и прочность магнетитового ядра, однако при концентрации выше 20% статическая прочность резко снижается. Оптимальным режимом термообработки является постепенное нагревание до 600°С, так как при этой температуре магнетитовое ядро устойчиво.

Диметиловый эфир малеиновой кислоты - продукт основного органического синтеза, который используется для производства ряда растворителей, пластмасс, полимерных материалов и др. Одним из методов его получения является реакция окислительного карбметоксилирования ацетилена. Пропускание смеси монооксида углерода, ацетилена и кислорода через каталитическую систему PdBr2 - LiBr - PcCo - метанол позволяет получать диметилмалеат с высокой селективностью относительно реагентов. В процессе также образуется небольшое количество диметилового эфира фумаровой кислоты. С целью оптимизации состава каталитической системы и условий получения эфира малеиновой кислоты изучено влияние концентрации бромида палладия и парциального давления ацетилена на показатели процесса. Проведен сравнительный анализ активности фталоцианинатов кобальта и железа. Изучение влияния концентрации бромида палладия на скорость реакции показало, что зависимость имеет сложный характер. Разная активность мономерных и димерных комплексов палладия, образующихся в контактном растворе, может быть причиной такого вида зависимости. Результаты опытов с варьированием парциального давления ацетилена в реакторе (в диапазоне 4 - 15 кПа) позволяют сделать вывод о нулевом порядке реакции по ацетилену. Этот факт особенно важен для безопасной работы с ацетиленом в промышленных условиях. Сравнение активности фталоцианинатов кобальта и железа показало, что скорости накопления продуктов и селективности их образования выше в случае использования РсСо в качестве компонента каталитической системы. Использование бинарных растворителей метанол - нитрил приводит к снижению скорости образования эфиров дикарбоновых кислот. Интересные результаты получены при работе с замещенным фталоцианином железа в бинарном растворителе. В работе даны рекомендации об оптимальном составе каталитической системы. Обсуждается целесообразность введения в состав полифункциональной каталитической системы дополнительного высококипящего растворителя.

Угольная промышленность на протяжении столетий остается ключевым элементом глобальной энергетической системы, обеспечивая более 35% мирового производства электроэнергии и оставаясь основным источником энергии для промышленности в странах с развивающейся экономикой. Современная промышленность сталкивается с растущими экологическими и ресурсными вызовами, связанными с увеличением объемов техногенных отходов. Одним из наиболее значимых источников таких отходов является углеобогащение - процесс, сопровождающийся образованием больших количеств хвостов, шламов и золошлаковых материалов. Потенциал отходов углеобогащения - источник альтернативного сырья, их исследование выявило присутствие титана в форме оксидов, силикатов и алюмотитанатов. Например, в золах Кузнецкого бассейна (Россия) концентрация TiO₂ достигает 8-12%, что сопоставимо с низкосортными рудами. Однако извлечение титана осложнено его дисперсным распределением и связью с матрицей алюмосиликатов. В данной работе рассматриваются отходы углеобогащения ЦОФ «Березовская». В отходах данной обогатительной фабрики концентрация титана превышает промышленно значимые значения, характерные для угля, и близка к промышленно значимой для получаемой из него золы. Эта высокая концентрация делает извлечение титана из этих отходов не только перспективной, но и экономически привлекательной задачей, особенно в контексте комплексной переработки. Фактически речь идет о переходе от проблемы утилизации отходов к созданию нового, высокорентабельного производства. Как видно из Таблицы 2, содержание соединений титана коррелируется с содержанием железа, следовательно, теоретически для извлечения титана можно использовать способы переработки ильменитовых руд. Титан предложено извлекать из отходов перколяционного выщелачивания, образованных в ходе комплексной переработки отходов углеобогащения с извлечением ценных компонентов. Титан представлен в отходе в виде оксидных форм. Проведены лабораторные исследования, доказывающие эффективность технологии извлечения титана в виде диоксида. Степень извлечения титана по технологии переработки, состоящей из стадий сульфатизирующего обжига, холодного выщелачивания с последующим кипячением раствора и фильтрованием, достигает 99,5%. Содержание диоксида титана в концентрате составляет 7,32%. Высокое содержание элементов помимо титана говорит о присутствии в осадке растворимых двойных сульфатов железа, алюминия и калия. Это свидетельствует о том, что необходимо отработать режимы фильтрования.

Адипинатные полимерные комплексы [M(A·(H2O)4)]n (M = Co2+ (I) и Ni2+ (II), А = адипинат-дианион, (C6H8O4)2-) и [Cu(A)·2H2O]n (III) синтезированы растворением карбонатов переходных металлов в водном растворе адипиновой кислоты в стехиометрических соотношениях. Соединения охарактеризованы с помощью рентгеноструктурного анализа на монокристалле и инфракрасной спектроскопией с Фурье-преобразованием. Кристаллические данные для соединений следующие: I) моноклинная сингония, пространственная группа P21/c(14), a = 4,79(2) Å, b = 9,78 (4) Å, с = 11,70 (5) Å, α = 90,00 °, β = 99,00(10) °, γ = 90,00 °; II) моноклинная сингония, пространственная группа P21/с(14), a = 4,75 (2) Å, b = 9,71 (5) Å, с = 11,67(6) Å, α = 90,00 °, β = 90,01(10) °, γ = 90,00 °; III) триклинная сингония, пространственная группа P 1 (2), a = 3,80(4) Å, b = 4,93(5) Å, с = 11,31(12) Å, α = 85,29(3) °, β = 87,55(3) °, γ = 83,32(3) °. Исследования с помощью инфракрасной спектроскопии с Фурье-преобразованием определили наличие во всех соединениях кристаллизационной воды. Комплексы I и II представляют собой удлиненные линейные полимеры; звенья Co(H2O)4 и Ni(H2O)4 связаны карбоксильной группой, с любого конца расширенной депротонированной адипиновой кислотой. Атом меди в комплексе III координирован в октаэдрической геометрии с карбоксилатом и молекулой воды. Определены количественные значения растворимости комплексов в воде и качественно установлена химическая устойчивость соединений в некоторых органических растворителях, кислотах и щелочах.

Хранилище отходов производства диафена ФП на КАО «Азот», г. Кемерово, по данным на 2008 год занимало площадь 1,13 га и складировалось в шламонакопителе на территории предприятия, при этом в смеси содержатся вещества второго класса опасности. В 2024 году для отходов подобного класса опасности подобное хранение является нарушением, поэтому вопрос утилизации является актуальным. Чтобы не наносить вред экосистеме, предприятиям необходимо правильно организовывать сбор, хранение и утилизацию всех видов имеющихся отходов. Авторами осуществлялся выезд на место складирования отхода и взятие его пробы для выбора способа дальнейшей переработки. Предложено два пути переработки отхода производства Диафена ФП. Приведены температурные зависимости, представлены результаты физико-химического анализа. На основании полученных данных дана рекомендация по дальнейшему использованию. Так как отход не отвечает требованиям Солут по ТУ 113-03-13-18-88 и не может использоваться в качестве сырья для изготовления стройматериалов, то рекомендуется рассматривать его как техногенное сырье для получения сульфата натрия в виде мирабилита. Предложено два технологических способа производства мирабилита, которые возможно осуществить на территории предприятия, используя уже имеющееся на нем оборудование.

Приблизительно 7 млрд т промышленных отходов в Российской Федерации генерирует угледобывающая отрасль; кроме того, примерно 1,8 млрд т золошлаковых отходов (ЗШО) продуцируют предприятия угольной энергетики. Данная статья на эту актуальную тему (утилизация многотоннажных производственных отходов с получением новой конкурентоспособной и импортозамещающей продукции) приводит результаты разработки комплексной технологии рециклинга отходов угледобычи и углепереработки. В рамках промышленного технологического процесса была успешно протестирована методика извлечения недожженного углеродного материала, шлакового песка, железосодержащего концентрата и полых алюмосиликатных микросфер. На начальной стадии комплексной утилизации ЗШО удаляются элементы, затрудняющие дальнейшую глубокую переработку отходов: недожженный уголь, крупный шлаковый алюмосиликатный песок, оксиды железа и их производные, алюмосиликатные микросферы (если они присутствуют в конкретной золошлаковой смеси). Дальнейшая стадия комплексной обработки позволяет преобразовать еще более половины объема отходов в полезные продукты. Отдельный этап комплексной обработки включает группу технологий по созданию строительных материалов. Предложенная функциональная схема комплексной переработки ЗШО позволяет эффективно использовать золошлаковые отходы, извлекая из них полезные компоненты и производя различные материалы и изделия для различных отраслей промышленности (строительной, металлургической, дорожной и химической). Это способствует переходу энергетических предприятий на малоотходные технологии и снижению экологического воздействия на окружающую среду.

Мировой рост энергопотребления стимулировал интенсивное развитие угледобычи, в результате которой образуются значительные объемы отвалов горных пород и шламов. Накопление этих отходов угледобывающей промышленности ставит перед обществом важные задачи: рациональное использование ресурсов, поиск методов переработки и защита экологии. Статистические данные по объемам отходов теплоэнергетического сектора ведущих стран-производителей электроэнергии показывают, что в России утилизируется лишь десятая часть золошлаковых отходов, что значительно уступает показателям развитых стран. Дополнительную экологическую нагрузку создают отходы промышленных котельных установок, где из-за технологического несовершенства оборудования присутствует высокое содержание несгоревшего углерода, осложняющего процесс комплексной переработки и извлечения ценных компонентов. Существенная часть производственных и потребительских отходов может быть интегрирована в замкнутый производственный цикл многократного использования. При этом качество переработанного вторичного сырья нередко достигает уровня первичных материалов, а в отдельных случаях демонстрирует превосходящие характеристики. Рециклинг отходов способствует оптимизации ресурсопользования и минимизации экологической нагрузки. Современная наука и промышленность активно разрабатывают инновационные способы использования отвалов горных пород и шламов, что отвечает принципам устойчивого развития и помогает эффективно решать вопрос утилизации этих материалов. В данной работе исследовалась зависимость скорости разрушения гранул породы углеобогащения АО ЦОФ «Березовская», образующаяся на различных стадиях обогащения от объема подаваемых капель, соотношения и скорости подачи выщелачивающих компонентов. Сравнительный анализ пород показал, что БФ-5 имеет более низкую устойчивость к разрушению в сравнении с БФ-4.

Огромное количество различных загрязняющих веществ, в особенности тяжелых металлов, накопилось за последние несколько десятилетий в окружающей среде. К этим негативным последствиям привел непрерывный рост производства и интенсивная промышленная и сельскохозяйственная деятельность человечества, которая представляет реальную угрозу для биосферы. Важность исследования адсорбции ионов тяжелых металлов нельзя недооценивать, особенно в условиях ухудшающейся экологической обстановки. Естественные адсорбенты, такие как скорлупа грецкого ореха и кедровой шишки, могут стать эффективным средством для удаления токсичных веществ из сточных вод и загрязненных экосистем. Эффективность их использования обусловлена уникальной структурой и химическим составом, что позволяет связывать ионы металлов и минимизировать их вредное воздействие.

Получены кинетические и равновесные данные по адсорбции ионов тяжелых металлов кадмия(II), свинца(II) различными природными материалами: скорлупа грецкого ореха, скорлупа кедровой шишки, отходы граната. На основе полученных данных можно выделить ключевые факторы, влияющие на процесс адсорбции - это pH раствора, температура и время контакта. Проведенные эксперименты продемонстрировали, что оптимальные условия способствуют максимальной задержке ионов свинца именно на скорлупе кедровой шишки.

Рассчитаны кинетические характеристики процесса адсорбции, выявлен механизм его протекания. Дальнейшие исследования в этой области могут открыть новые перспективы использования природных адсорбентов для очистки водоемов и почвы. Разработка технологий на основе местных ресурсов может значительно снизить затраты на очистку и улучшить экологическую ситуацию в регионах, подверженных загрязнению.