Каренгин, Алексей Александрович

Лихачева, Е. С.

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University

XIX Международная научно-практическая конференция имени профессора Л.П. Кулёва450ПЛАЗМОХИМИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ПИГМЕНТОВ ИЗ ОТХОДОВ ВОДОПОДГОТОВКИ ТОМСКОГО ПОДЗЕМНОГО ВОДОЗАБОРАЕ.С. Лихачева, А.А. КаренгинНаучный руководитель – к.ф.-м.н., доцент А.Г. КаренгинНациональный исследовательский Томский политехнический университет 634050, Россия, г. Томск, пр. Ленина 30, lihac1997@gmail.comНа томском подземном водозаборе в процес-се подготовки воды из подземных источников образуются отходы (до 3000 т/год) в виде водных суспензий гидроксидов металлов (шламов), имеющих следующий состав: (0,2–0,3 %) Na2O; (0,3–0,4 %) K2O; (2,8–5,2 %) СаO; (2,0–4,7 %) MgO; (42,0–44,5 %) Fе2O3; (2,0–3,0 %) МnO; (0,5–1,0 %) Аl2O3; (0,04 %) ТiO2; (2,5–5,5 %) SiO2; (3,0–5,0 %) Р2O5, H2O – остальное [1]. Подобные отходы образуются на станциях обезжелезива-ния таких городов, как Стрежевой, Кедровый и других населенных пунктов Томской области, потребляющих питьевую воду из подземных источников с большим содержанием железа и марганца. Применяемые технологии получения пигментов из отходов водоподготовки (ОВП) многостадийны, экологически не безопасны и требуют значительных энергозатрат [1]. Суще-ственное снижение энергозатрат может быть достигнуто при плазмохимической переработ-ке ОВП с добавлением горючих отходов (3500 т/год) производства метанола (ГОПМ), имею-щих следующий состав: 50–70 % CH4O; 2,6–5,3 % C2H6O; 2,5–4,7 % C3H8O и другие высшие спирты, вода ‒ остальное [2]. Совместная плаз-мохимическая переработка этих отходов в виде шламоорганических суспензий приведет не только к значительному снижению экологиче-ской нагрузки на окружающую среду в регионе, но и позволит получать дешевые пигменты, ко-торые могут быть использованы предприятиями региона для изготовления конкурентноспособ-ной промышленной продукции и товаров народ-ного потребления (защитные и противопригар-ные краски, объемно-окрашенные строительные изделия и др.).Жидкими горючими композициями считают композиции с низшей теплотворной способно-стью не менее 8,4 МДж/кг [2]:–QH =(100 – W – A) QH1002,5W100CC,где Qсн – низшая теплотворная способность го-рючего компонента композиции, МДж/кг; W и A – содержание соответственно воды и него-рючих минеральных веществ в композиции, %; 2,5 – скрытая теплота испарения воды при 0 °С, МДж/кг.В результате проведенных расчетов опре-делена оптимальная по составу шламооргани-ческая суспензия с максимальным содержани-ем ОВП, имеющая Qнр ≈ 8,4 МДж/кг: ШОС-1 (17,5 % ОВП: 82,5 % ГОПМ).Для определения оптимальных условий процесса проведены расчёты равновесных со-ставов газообразных и конденсированных про-дуктов совместной плазмохимической перера-ботки ОВП и ГОПМ в виде композиции ШОС-1. Рис. 1.		Влияние	температуры	на	равновесный	состав	конденсированных	продуктов	плазмохими-ческой	переработки	ШОС-1	в	воздушной	плазме	при	массовой	доле	воздуха	82	%	(а)	и	83	%	(б)а) б) Секция 6.  Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов451Расчёты проведены при атмосферном давлении (0,1 МПа), широком диапазоне температур (300–4000) К и для различных массовых долей воз-душного плазменного теплоносителя (10–90) %. Для расчётов использовалась лицензионная про-грамма «TERRA». На рисунке 1 показано вли-яние температуры на равновесный состав кон-денсированных продуктов плазмохимической переработки отходов в виде композиции ШОС-1 при массовой доле воздуха 82 % (а) и 83 % (б). Из анализа равновесных составов следует, что основными продуктами в конденсирован-ной фазе являются простые и сложные окси-ды металлов включая магнитный оксид железа Fe3O4(c) (рис. 1а) или немагнитный оксид железа Fe2O3(с) (рис. 1б). По результатам проведенных исследований могут быть рекомендованы для практической реализации совместной плазменной перера-ботки ОВП и ГОПМ в воздушной плазме сле-дующие условия: cостав композиции ШОС-1 (17,5 % ОВП: 83,5 % ГОПМ); массовое отноше-ние фаз (82 % воздух:18 % ШОС-1); температура 1500±100 K.Список литературы1.	 Патент	2471836	РФ.	МПК	C09C1/24.	Спо-соб	 получения	 железооксидных	 пигментов	/	 Л.В.	 Герб,	 О.Д.	 Лукашевич,	 Н.Т.	 Усова,	О.Ю.	Гончаров.	Заявлено	23.06.2011;	Опубл.	10.01.2013,	Бюл.–	№1.–	6с.2.	 Власов	 В.А.,	 Каренгин	 А.Г.,	 Каренгин	 А.А.,	Шеховцова	А.	П.	//	Известия	вузов.	Физика,	2014.–	Т.57.–	№3/3.–	C.87–90.БИОЛОГИЧЕСКОЕ ОБЕЗВРЕЖИВАНИЕ БЕЛОГО И ЖЕЛТОГО ФОСФОРАА.З. МиндубаевНаучный руководитель – д.х.н., в.н.с., доцент Д.Г. ЯхваровИнститут органической и физической химии имени А.Е. Арбузова КазНЦ РАН 420088, Россия, г. Казань, ул. Арбузова 8, mindubaev@iopc.ru; mindubaev-az@yandex.ruБелый фосфор (и его модификация техни-ческой чистоты желтый фосфор) Р4 является одним из самых опасных промышленных за-грязнителей окружающей среды. Тем не менее, это крупнотоннажный продукт химической про-мышленности. Несмотря на запрет, применяется он и в военных целях. Но элемент фосфор обла-дает важным качеством. Являясь в виде просто-го вещества сильнейшим ядом, в окисленном со-стоянии (фосфорная кислота и её производные) он незаменим для всех форм жизни, являясь биогенным макроэлементом. С учетом этого, по-тенциал биодеградации белого фосфора велик. Главное преимущество от реализации нового способа – обеспечение экологической безопас-ности без использования агрессивных химиче-ских веществ и жестких физических факторов (давление, температура).Нами впервые произведены посевы микро-организмов в культуральную среду, содержа-щую белый фосфор в качестве единственного источника фосфора. В данной среде микроор-ганизмы (плесневые грибы и стрептомицеты) нормально развиваются и не испытывают дефи-цит фосфора. Это первый задокументированный пример включения белого фосфора в природный круговорот данного элемента. Самая высокая концентрация достигает превышения предель-но допустимой концентрации белого фосфора в сточных водах в пять тысяч раз, а в водах быто-вого и хозяйственного назначения – в сто милли-онов раз [1]!Из брусков белого фосфора были выделе-ны жизнеспособные споры плесневого гриба Aspergillus, по отношению к которому Р4 не про-являет токсические свойства. Ему мы присвоили номер штамма АМ1.Список литературы1.	 Миндубаев	 А.З.,	 Волошина	 А.Д.,	 Валидов	Ш.З.,	Яхваров	Д.Г.	 //	Природа,	2017.–	№5.–	С.29–43.

Плазмохимический синтез пигментов из отходов водоподготовки томского подземного водозабора

http://earchive.tpu.ru/bitstream/11683/49890/1/conference_tpu-2018-C27_p451-452.pdf

Плазмохимический синтез пигментов из отходов водоподготовки томского подземного водозабора

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic archive of Tomsk Polytechnic University