Tools of ecological management efficiency assessment in low-carbon economy

The purpose of the article is to investigate the need to expand the corporate responsibility of Russian enterprises in the environmental sphere towards more informative non-financial reporting in the field of energy efficiency, management of greenhouse gas emissions, assess the effectiveness of environmental management, to stimulate the transition to a low carbon economy. The authors note that at present the system of key indicators of environmental management and non-financial reporting by most Russian companies there are no indicators that correspond to this type of development and reflect the results of operations in accordance with the fulfillment of the objectives of the low-carbon economy. In the article, the authors formulated additional strategic tasks of environmental management, the solution of which requires changes in the environmental policy, in the system of non-financial reporting and evaluating the effectiveness of in the system of environmental management. The authors analyzed the basic principles of assessing the effectiveness of environmental management system and proposed to complement the principle of integration, on the basis of which additional criteria and indicators characterizing the structure of energy consumption and control emissions of greenhouse gases were introduced. The result of the study is the development of a methodological approach to assessing the effectiveness of environmental management based on the principle integration, of ecological and energy criteria, additional environmental and energy indicators for the disclosure of the company’s contribution to the implementation of the strategy of the low-carbon economy development. In order to assess conformity of the objectives of low-carbon development when addressing greenhouse gas emissions management tasks, reducing the energy intensity of production the authors suggested that on the basis of additional indicators the integral indicator of the effectiveness of environmental management is calculated which can be used in the selection of investment projects of the enterprise.Целью статьи является исследование необходимости расширения корпоративной ответственности российских предприятий в экологической сфере в направлении повышения информативности нефинансовой отчетности в области эффективности использования энергоресурсов, управления выбросами парниковых газов, оценки эффективности экологического менеджмента, для стимулирования перехода к экономике низкоуглеродного типа. Авторы отмечают, что в настоящее время в системе ключевых показателей экологического менеджмента и нефинансовой отчетности большинства российских предприятий отсутствуют показатели, которые соответствуют данному типу развития и отражают результаты деятельности в соответствии с целями реализации низкоуглеродного пути развития. В статье сформулированы дополнительные стратегические задачи экологического менеджмента, решение которых требует изменений в экологической политике, в системе нефинансовой отчетности и в системе оценки эффективности экологического менеджмента. По этой причине авторы, проанализировав базовые принципы системы оценки эффективности экологического менеджмента, предложили дополнить их принципом интеграции, на основании которого были введены дополнительные критерии и индикаторы, характеризующие структуру энергопотребления и управление выбросами парниковых газов. Результатом исследования является развитие методического подхода к оценке эффективности экологического менеджмента на основе предлагаемых принципа интеграции, эколого-энергетических критериев, дополнительных экологических и энергетических индикаторов для раскрытия вклада предприятия в реализацию стратегии низкоуглеродного развития. С целью оценки соответствия целям низкоуглеродного развития при решении задач управления выбросами парниковых газов, снижения энергоемкости производства предложено на основе дополнительных индикаторов рассчитывать интегральный индикатор эффективности экологического менеджмента, который может использоваться при отборе инвестиционных проектов предприятия

Backward scattering of low-energy antiprotons by highly charged and neutral uranium: Coulomb glory

Collisions of antiprotons with He-, Ne-, Ni-like, bare, and neutral uranium are studied theoretically for scattering angles close to 180$^{\circ}$ and antiproton energies with the interval 100 eV -- 10 keV. We investigate the Coulomb glory effect which is caused by a screening of the Coulomb potential of the nucleus and results in a prominent maximum of the differential cross section in the backward direction at some energies of the incident particle. We found that for larger numbers of electrons in the ion the effect becomes more pronounced and shifts to higher energies of the antiproton. On the other hand, a maximum of the differential cross section in the backward direction can also be found in the scattering of antiprotons on a bare uranium nucleus. The latter case can be regarded as a manifestation of the screening property of the vacuum-polarization potential in non-relativistic collisions of heavy particles.Comment: 14 pages, 5 figure

Low carbon global economy: Scenarios of sustainable development, power consumption and greenhouse gas emission control

This paper is devoted to problems of a gradual transfer to renewable energy sources and decarbonization of power systems. It presents the analysis of the structure and the trend in global power consumption, greenhouse gas emissions, and target values of decreased emissions by the largest greenhouse gas emitters. A trend in renewable energy sources in total global power consumption is analyzed. The authors study a potential for carbon capture and storage as an instrument of CO2 emission neutralization in power and industrial processes. The paper contains indicators to evaluate efficiency of power resource utilization and greenhouse gas emission control. © 2019 IOP Publishing Ltd. All rights reserved

РАСЧЕТ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЕРРЕНАТОВ МЕТАЛЛОВ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИ МОДЕЛИРОВАНИИ ПОДГОТОВКИ ПРОБ К ХИМИЧЕСКОМУ АНАЛИЗУ

Thermodynamic properties, namely standard molar enthalpy of formation (ΔHf°298), standard molar entropy (S°298), and temperature dependence of heat capacity (Ср(Т)) of crystalline metal perrhenates, were assessed by the semi-empirical methods. In this work, ΔHf°298, S°298 and coefficients a, b and c for Cp = а + 0.001×b×T + 105×c×T –2equation were calculated using several methods and averaged. These thermodynamic properties were calculated for the following perrhenates metals: Li, N, K, Rb, Cs, Cu, Ba, Fe, Ca, Cd, Co, Mg, Mn, Pb, Sr, Zn, Al, Crи Fe. The calculated values of the thermodynamic properties were in good accordance with the known literature data. New data were applied to the thermodynamic simulation of rhenium-containing sample pretreatment processes for the chemical analysis. The thermodynamic simulation of the sintering sample with the magnesium oxide with/without oxidizing agents was carried out using HSC 6.1 software with new data about the perrhenates. According to the calculated results, the addition of the oxidizing agent (NaNO3 or K2S2O7) to the magnesium oxide was needed and its presence ensured the rhenium transition into the solution without losses. In this case, rhenium was present at the temperature of the sintering predominantly as NaReO4c or KReO4c. Calculation results and estimation of perrhenates thermodynamic properties could be used for the thermodynamic simulation of different processes as well as in analytical chemistry and in metallurgy.Keywords: perrhenates, thermodynamic properties, thermodynamic simulation, sintering, oxidizing agent, rhenium(Russian) DOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2019.23.4.015 O.V. Melchakova1, P.V. Zaitceva1, A.V. Maiorova1,2, T.V. Kulikova1,2, N.V. Pechishcheva1, K.Yu. Shunyaev1,21Institute of Metallurgy of the Ural Branch of the Russian academy of Sciences, 101, Amundsen street, Ekaterinburg, 620016, Russian Federation, 2Ural Federal University named after the first President of Russia B.N. Yeltsin,19, Mira street, Ekaterinburg, 620002, Russian FederationС помощью полуэмпирических методов оценены термодинамические свойства перренатов металлов (Li, Na, K, Rb, Cs, Cu, Ba, Fe, Ca, Cd, Co, Mg, Mn, Pb, Sr, Zn, Al, Crи Fe) в кристаллическом состоянии: стандартная энтальпия образования (ΔH°298), стандартная энтропия (S°298)и температурная зависимость теплоемкости (Ср(Т)) в диапазоне температур 298.15 – 1200 K. Методы, основанные на методе групповых составляющих, были использованы для оценки ΔH°298 (эмпирический метод Ле Вана, инкрементный метод и метод Мостафа)и S°298 (инкрементный метод Кумока и правило Неймана – Коппа). Для расчета коэффициентов a, b, c в уравнении Cp = а + 0.001×b×T + 105×c×T –2 были использованы аддитивный метод, эмпирические формулы Абашидзе и Цагарейшвили и метод Мостафа. Значения величин, полученные различными методами, были усреднены и использованы в термодинамическом моделировании. С использованием программного комплекса HSC 6.1, дополненного рассчитанными и усредненными термодинамическими свойствами перренатов металлов, выполнено термодинамическое моделирование процесса спекания ренийсодержащих материалов. Рассмотрено спекание проб, содержащих рений, с оксидом магния в отсутствии и присутствии окислительной добавки (NaNO3 или K2S2O7). Показано, что добавление окислительной добавки приводит к минимизации газообразных потерь рения в процессе спекания. Полученные теоретические результаты согласуются с экспериментальными, что говорит о применимости рассчитанных нами термодинамических свойств перренатов металлов. Рассчитанные термодинамические свойства перренатов металлов могут быть использованы для различных термодинамических расчетов как в аналитической химии, так и в металлургии.Ключевые слова: перренаты, термодинамические свойства, термодинамическое моделирование, спекание, окислительная добавка, ренийDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2019.23.4.01

ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА СООСАЖДЕНИЯ МЫШЬЯКА И СУРЬМЫ ПРИ ОТДЕЛЕНИИ МАКРОКОЛИЧЕСТВ ЖЕЛЕЗА, ХРОМА В ВИДЕ Na3FeF6, Na3CrF6

Theoretical and experimental studies were carried out for the first time in order to determine the mechanism of co-precipitation of arsenic and antimony during their separation from the macro-quantities of iron and chromium in the form of Na3FeF6 and Na3CrF6 sediments. It was found that the application of Dubinin-Radushkevich adsorption isotherm gives the most accurate description of the process. The average free energy of adsorption for As and Sb is 9.6 and 9.7 kJ/mol respectively. Co-precipitation of analytes in the micropores of precipitates occurred as a result of the chemical (ion-exchange) reaction. The possibility of inhibiting this process by introducing a different amount of complexing agent (hydrofluoric acid) was studied. The addition of HF led to the formation of more coarse crystalline precipitates with lower specific surface area and porosity. For the accurate ICP-AES determination of analytes (As, Sb) the molar ratio of precipitating agent / complexing agent (NaF / HF) ≈ 1 should be strictly observed. According to the developed procedure, state standard samples of steels and nickel-based precision alloys were prepared for ICP-AES determination of As and Sb contents. The difference between the found and certified content of analytes did not exceed the permitted deviations given in the corresponding Russian state standards. The ICP-AES method of simultaneous determination of As and Sb contents after their preliminary separation from the main components is recommended for the analysis of materials with high content of Fe and Cr.Keywords: sorption, co-precipitation, determination of arsenic and antimony, inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES), adsorption isotherms, fluorides, matrix componentsDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2017.21.3.001 A.V. Maiorova1, S.Yu. Melchakov1,2, T.G. Okuneva2 , K.A. Vorontsova1, M.A. Mashkovtsev21Institute of Metallurgy of Ural Branch of Russian Academy of Sciences,101 Amundsena st., Yekaterinburg, 620016, Russian Federation2Ural Federal University, 19 Mira st., Yekaterinburg, 620002, Russian FederationВпервые проведены теоретические и экспериментальные исследования с целью определения механизма соосаждения мышьяка и сурьмы при отделении от макроколичеств железа, хрома в виде Na3FeF6, Na3CrF6. Установлено, что использование изотермы адсорбции Дубинина-Радушкевича приводит к наиболее точному описанию процесса. Средняя свободная энергия адсорбции для As и Sb принимает значения 9.6 и 9.7 кДж/моль соответственно. Соосаждение в микропорах осадков происходит в результате химической (ионообменной) реакции. Изучена возможность ингибирования процесса с помощью введения разного количества комплексообразующего агента – фтороводородной кислоты. Ее использование приводит к получению более крупнокристаллических осадков с меньшей удельной поверхностью и пористостью. Для точного ИСП-АЭС определения аналитов необходимо строгое соблюдение мольного соотношения осадитель/комплексообразующий агент (NaF/HF) ≈ 1. По разработанной процедуре к ИСП-АЭС определению содержания As и Sb были подготовлены ГСО состава стали и сплавов прецизионного типа на никелевой основе. Разница между найденным и аттестованным их содержанием не превышает нормативов, приведенных в соответствующих ГОСТах.  ИСП-АЭС методика одновременного определения содержания As и Sb с предварительным отделением основных компонентов рекомендована для анализа материалов с высоким содержанием Fe и Cr.Ключевые слова: адсорбция, соосаждение, определение мышьяка и сурьмы, атомно-эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой (ИСП-АЭС), изотермы адсорбции, фториды, матричные компонентыDOI: http://dx.doi.org/10.15826/analitika.2017.21.3.00

NEW CRITERIA FOR PREDICTING THE COMPOSITION OF ALLOYS OF THE Sc-Co-Al SYSTEM WITH GLASS-FORMING ABILITY

Despite decades of intensive research, there are no reliable and physically based methods for predicting the compositions of multicomponent metal alloys with high glass-forming ability. Here, we propose a new model for predicting BMG compositions with approbation on Sc-Co-Al system.Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ (проект № 23-23-00100)

Study of arsenic and antimony co-precipitation process during the separation from the macro quantities of iron and chromium in the form of Na3FeF6 and Na3CrF6

Theoretical and experimental studies were carried out for the first time in order to determine the mechanism of co-precipitation of arsenic and antimony during their separation from the macro-quantities of iron and chromium in the form of Na3FeF6 and Na3CrF6 sediments. It was found that the application of Dubinin-Radushkevich adsorption isotherm gives the most accurate description of the process. The average free energy of adsorption for As and Sb is 9.6 and 9.7 kJ/mol respectively. Co-precipitation of analytes in the micropores of precipitates occurred as a result of the chemical (ion-exchange) reaction. The possibility of inhibiting this process by introducing a different amount of complexing agent (hydrofluoric acid) was studied. The addition of HF led to the formation of more coarse crystalline precipitates with lower specific surface area and porosity. For the accurate ICP-AES determination of analytes (As, Sb) the molar ratio of precipitating agent / complexing agent (NaF / HF) ≈ 1 should be strictly observed. According to the developed procedure, state standard samples of steels and nickel-based precision alloys were prepared for ICP-AES determination of As and Sb contents. The difference between the found and certified content of analytes did not exceed the permitted deviations given in the corresponding Russian state standards. The ICP-AES method of simultaneous determination of As and Sb contents after their preliminary separation from the main components is recommended for the analysis of materials with high content of Fe and Cr.Впервые проведены теоретические и экспериментальные исследования с целью определения механизма соосаждения мышьяка и сурьмы при отделении от макроколичеств железа, хрома в виде Na3FeF6, Na3CrF6. Установлено, что использование изотермы адсорбции Дубинина-Радушкевича приводит к наиболее точному описанию процесса. Средняя свободная энергия адсорбции для As и Sb принимает значения 9.6 и 9.7 кДж/моль соответственно. Соосаждение в микропорах осадков происходит в результате химической (ионообменной) реакции. Изучена возможность ингибирования процесса с помощью введения разного количества комплексообразующего агента – фтороводородной кислоты. Ее использование приводит к получению более крупнокристаллических осадков с меньшей удельной поверхностью и пористостью. Для точного ИСП-АЭС определения аналитов необходимо строгое соблюдение мольного соотношения осадитель/комплексообразующий агент (NaF/HF) ≈ 1. По разработанной процедуре к ИСП-АЭС определению содержания As и Sb были подготовлены ГСО состава стали и сплавов прецизионного типа на никелевой основе. Разница между найденным и аттестованным их содержанием не превышает нормативов, приведенных в соответствующих ГОСТах. ИСП-АЭС методика одновременного определения содержания As и Sb с предварительным отделением основных компонентов рекомендована для анализа материалов с высоким содержанием Fe и Cr.All measurements were carried out with scientific instruments included in the “Ural-M” Collective Equipment Center. The study was supported by the State program of IMET UB RAS № 0396-2015-0087 (research of precision nickel-based alloys) with RFBR financial support (grant № 16-33-00317) (research of steels)

Chemical interaction and thermodynamic properties of (Cu,Ni)-Zr glass-forming alloys

The model of ideal associative solutions was applied to analyze the influence of strong chemical interaction in (Cu,Ni)-Zr melts depending on their glass-forming ability. Within the model framework thermodynamic properties of both Ni-Zr and Cu-Zr systems in the liquid state were calculated. The formation enthalpies of intermetallic compounds of these systems were redefined by the matching procedure, taking into account the additive manifestation of chemical interaction. It was suggested that directed (covalent) interaction causes formation of associative complexes which impedes diffusion and slows down crystallization. The intensity of interparticle interaction in these alloys is found to have no decisive influence on their glass-forming ability