Journals →  Черные металлы →  2023 →  #8 →  Back

НОВЫЕ РАЗРАБОТКИ РХТУ ИМ. Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА ДЛЯ МЕТАЛЛУРГИИ
40 лет кафедре промышленной экологии РХТУ им. Д. И. Менделеева
ArticleName Получение активных углей на основе каменного угля месторождения Калейва для очистки производственно-ливневых сточных вод коксохимического производства
DOI 10.17580/chm.2023.08.10
ArticleAuthor Зо Е Найнг, А. В. Нистратов, А. А. Курилкин, В. Н. Клушин
ArticleAuthorData

Российский химико-технологический университет имени Д. И. Менделеева, Москва, Россия:

Зо Е Найнг, докторант кафедры промышленной экологии, канд. техн. наук, эл. почта: zawye7@mail.ru
А. В. Нистратов, доцент кафедры промышленной экологии, канд. техн. наук, эл. почта: nistratov.a.v@muctr.ru
А. А. Курилкин, старший преподаватель кафедры промышленной экологии, канд. техн. наук, эл. почта: kurilkin.a.a@muctr.ru
В. Н. Клушин, профессор кафедры промышленной экологии, докт. техн. наук, эл. почта: dvk1971april@mail.ru

Abstract

Представлены результаты оценки пригодности угля месторождения Калейва (Kalewa) в Мьянме на основе его петрографического и термографического анализа для получения зерненых активных углей. По показателю отражения витринита и другим характеристикам образец соответствует требованиям, предъявляемым к сырью. Термическое разложение образца в среде азота и в воздухе имеет схожий характер; основная потеря массы происходит в интервале температур 350–500 °C. Наилучшие результаты химической активации каменного угля щелочными агентами (NаОН и КОН) по показателям суммарного объема (0,38 и 1,16 см3/г соответственно) и объемов сорбирующих пор (0,31 и 0,52 см3/г по бензолу соответственно), адсорбционной активности по йоду (624 и 1230 мг/г соответственно) и метиленовому голубому (330 ± 10 мг/г) свидетельствуют о возможности получения из него активных углей с приемлемыми для практического использования структурно-адсорбционными свойствами. Исследование пористой структуры карбонизата и активата методом низкотемпературной адсорбции азота выявляет существенное ее развитие в выбранных условиях химической активации с достижением удельной поверхности, равной 811 м2/г. Выполнена оценка эффективности применения полученных адсорбентов в лабораторно смоделированном процессе сорбционной очистки воды коксохимического производства, содержащей фенолы, смолы, масла, нефтепродукты, цианиды и неорганические соли. Выявлен экстремальный характер кинетики адсорбции и установлено, что наибольшая степень очистки от органических поллютантов достигается при интенсивном перемешивании активного угля (0,3 г/л) с очищаемой водой в течение 20 мин.

Исследования проведены с использованием оборудования Центра коллективного пользования имени Д. И. Менделеева в рамках проекта № 075-15-2021-688.

keywords Каменный уголь, свойства, петрография, химическая активация, активный уголь, стоки коксохимического производства
References

1. Shifeng Dai, Finkelman R. B. Coal as a promising source of critical elements: progress and future prospects // Int. J. Coal Geol. 2018. Vol. 186. P. 155–164.
2. Shifeng Dai, Finkelman R. B. The importance of minerals in coal as the hosts of chemical elements // Int. J. Coal Geol. 2019. Vol. 212. P. 103–251.
3. Мухин В. М., Чебыкин В. В., Галкин Е. А. и др. Активные угли, эластичные сорбенты, катализаторы, осушители и химические поглотители на их основе. — М. : Издательский дом «Руда и Металлы», 2003. — 280 с.
4. Мухин В. М., Тарасов А. В., Клушин В. Н. Активные угли России. — М. : Металлургия, 2000. — 352 с.
5. Кинле Х., Бадер Э. Активные угли и их промышленное применение / пер. с нем. под ред. Т. Г. Плаченова и С. Д. Колосенцева. — Л. : Химия, 1984. — 215 с.
6. Мухин В. М. Разработка новых углеродных адсорбентов и использование их для решения экологических и технологических проблем : дис. … докт. техн. наук. — М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 1997. — 311 с.
7. Мухин В. М., Клушин В. Н. Производство и применение углеродных адсорбентов. — М. : РХТУ им. Д. И. Менделеева, 2012. — 308 с.
8. Обзор рынка активных углей в СНГ, 9-e издание. Исследовательская группа «Инфомайн». URL: http://www.infomine.ru/files/catalog/169/file_169_eng.pdf (дата обращения 27.02.2023).
9. Хасанов Р. Р., Данилова Д. А., Никитин А. Д., Осипов П. В., Рыжков А. Ф. Сравнение параметров активированного и древесного угля // Энергои ресурсосбережение. Энергообеспечение. Нетрадиционные и возобновляемые источники энергии : материалы Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых, посвященной памяти профессора Данилова Н. И. (1945–2015) – Даниловских чтений (Екатеринбург, 11–15 декабря 2017 г.). — Екатеринбург : УрФУ, 2017. URL: https://elar.urfu.ru/bitstream/10995/57833/1/eir_2017_240.pdf (дата обращения 27.02.2023).
10. Евдокимова Е. В. Получение активного угля на основе древесины : дис. … канд. техн. наук. — Екатеринбург : Уральский государственный лесотехнический университет, 2021. — 116 с.
11. Центр «Минерал» / Технологии прогресса. Разработка и сопровождение интерактивных карт и специализированных информационных систем. Сырьевой комплекс зарубежных стран. Мьянма. URL: http://www.mineral.ru/facts/world/116/145/index.html (дата обращения 15.02.2023).
12. Родионов А. И., Кузнецов Ю. П., Соловьев Г. С. Защита биосферы от промышленных выбросов. Основы проектирования технологических процессов. — М. : Химия, КолосС, 2005. — 392 с.
13. Редин В. И., Князев А. С. Проектирование природоохранных объектов. — СПб. : СПбГТИ (ТУ), 2010. — 72 с.
14. Бирюков В. В. Основы промышленной биотехнологии. — М. : Химия, КолосС, 2004. — 296 с.
15. Ветошкин А. Г. Процессы и аппараты защиты окружающей среды. — Пенза : Высш. шк., 2008. — 639 с.
16. Ветошкин А. Г. Процессы и аппараты газоочистки. — Пенза : ПГУ, 2006. — 297 с.
17. Серпионова Е. Н. Промышленная адсорбция паров и газов. — М. : Высш. шк., 2005. — 416 с.
18. Довжикова Е. Г. Практическая петрография. — Ухта : УГТУ, 2012. — 79 с.
19. Шестакова О. Е. Петрографический состав, строение и генезис ископаемых углей // Вестник Кузбасского ГТУ. 2010. Вып. 2. № 1. С. 3–10.
20. Найнг Зо Е, Нистратов А. В., Клушин В. Н. Исследование характеристик карбонизатов ископаемого угля месторождения «Калейва» // Актуальные вопросы химической технологии и защиты окружающей среды : сб. материалов VIII Всероссийской конференции, посвященной 60-летию ПАО «Химпром». — Чебоксары : Изд-во Чуваш. ун-та, 2020. С. 44, 45.
21. ГОСТ Р 55663–2013 (ИСО 7404-2:2009). Методы петрографического анализа углей. Часть 2. Методы подготовки проб углей. — Введ. 01.01.2015.
22. ГОСТ Р 55662–2013. Методы петрографического анализа углей. Часть 3. Метод определения мацерального состава. — Введ. 01.01.2015.

23. ГОСТ Р 55659–2013 (ИСО 7404-5:2009). Методы петрографического анализа углей. Часть 5. Метод определения показателя отражения витринита с помощью микроскопа. — Введ. 01.01.2015.
24. Соболева Е. В., Гусева А. Н. Химия горючих ископаемых. — М. : Изд-во Московского университета, 2010. — 312 с.
25. Тамаркина Ю. В., Кучеренко В. А., Шендрик Т. Г. Буроугольные нанопористые адсорбенты, полученные щелочной активацией с тепловым ударом // Химия твердого топлива. 2012. № 5. С. 13–18.
26. Perrin A., Celzard A., Albiniak A., Kaczmarczyk J. et al. NaOH activation of anthracites: effect of temperature on pore textures and methane storage ability // Carbon. 2004. Vol. 42. P. 2855–2866.
27. Wang J., Kaskel S. KOH activation of carbon-based materials for energy storage // Journal of Materials Chemistry. 2012. Vol. 22. P. 23710–23725.
28. ГОСТ 17219–71. Угли активные. Метод определения суммарного объема пор по воде. — Введ. 01.01.1973.
29. Ткачев А. Г., Мищенко С. В., Коновалов В. И. Каталитический синтез углеродных нанотрубок из газофазных продуктов пиролиза углеводородов // Российские нанотехнологии. 2007. Т. 2. № 7–8. С. 100–108.
30. Naing Z. Y., Nistratov А. V., Klushin V. N. Chemical activation as a prospect for the transformation of fossil coal from the Kalewa deposit into active coals // International Journal of Biology and Chemistry. 2021. Vol. 14. No. 1. P. 172–176.
31. Зубахин Н. П., Клушин В. Н., Дмитриева Д. А., Зенькова Е. В. Оценка концентратов ископаемых углей и полученных на их основе углеродных материалов как средств очистки от нефтепродуктов сточных вод с территории коксохимического производства // Кокс и химия. 2011. № 4. С. 39–42.
32. Кельцев А. В. Исследование процесса очистки сточных вод коксохимического производства углеродистыми сорбентами : автореф. дис. … канд. техн. наук. — М. : МХТИ им. Д. И. Менделеева, 1977. — 16 с.
33. Zubakhin N. P., Klushin V. N., Starostin K. G., Nistratov A. V. Purification of Coke-Plant Waste by Carbon Adsorbents // Coke and Chemistry. 2015. Vol. 58, Iss. 2. P. 75–78.
34. Зенькова Е. В., Клушин В. Н., Зубахин Н. П. и др. Эффективность углеадсорбционной очистки стоков с территории коксохимического производства // Сорбционные и хроматографические процессы. 2017. Т. 17. № 3. С. 407–413.
35. Abdel-Ghani N. T., El-Chaghaby G. A., Elgammal M., Rawash El-Sh. A. Optimizing the preparation conditions of activated carbons from olive cake using KOH activation // New Carbon Materials. 2016. Vol. 31, Iss. 5. P. 492–500.

Language of full-text russian
Full content Buy
Back