CC BY
28
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 4
Научная статья УДК 66.081.32
doi: 10.17213/1560-3644-2022-4-77-84
ПОЛУЧЕНИЕ ГРАНУЛИРОВАННОГО СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ АКТИВНОГО УГЛЯ ДЛЯ ОЧИСТКИ НЕФТЕЗАГРЯЗНЁННЫХ СТОЧНЫХ ВОД
О.С. Зубкова, М.А. Торопчина, А.В. Чихачева, А.А. Кудинова
Санкт-Петербургский горный университет, г. Санкт-Петербург, Россия
Аннотация. В настоящее время остро стоит вопрос об очистке нефтезагрязненных сточных вод. Существует множество причин их загрязнений: разливы нефти и нефтепродуктов, транспортируемых морскими судами, аварии на нефтеперерабатывающих предприятиях, отсутствие на них очистных сооружений и др. Для очистки нефтезагрязненных сточных вод целесообразным является применение сорбентов. В настоящей работе предлагается использовать низколиквидный углеродный материал (кокс), полученный из гудрона, являющегося остатком блока вакуумной перегонки нефти, и гидролизный лигнин. Предлагаемый состав угле-родсодержащего сорбента позволяет утилизировать отход деревообрабатывающей промышленности, гидролизный лигнин, найти более рациональное применение коксу и выработать высокомаржинальный продукт. Полученный сорбент обладает высокой удельной поверхностью и сорбционной емкостью, а также высокой селективностью и пористостью. Эффективность (степень поглощения нефтепродукта) такого сорбента составляет 91,3 %. Результаты исследований показывают, что полученный из низкорентабельных продуктов углеродсодержащий сорбент возможно использовать для ликвидации экологических бедствий в виде разливов нефти и нефтепродуктов.
Ключевые слова: гидролизный лигнин, микрокристаллическая целлюлоза, бентонитовая глина, высокотемпературный пек, сорбция, активный уголь, нефтяной кокс
Для цитирования: Зубкова О.С., ТоропчинаМ.А., Чихачева А.В., Кудинова А.А. Получение гранулированного сорбента на основе активного угля для очистки нефтезагрязнённых сточных вод // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2022. №° 4. С. 77 - 84. http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2022-4-77-84
Original article
PRODUCTION OF A GRANULAR SORBENT BASED ON ACTIVE CARBON FOR TREATMENT OF OIL-CONTAMINATED WASTEWATER
O. S. Zubkova, M. A. Toropchina A.V. Chikhacheva, A.A. Kudinova,
Saint-Petersburg Mining University, Saint-Petersburg, Russia
Abstract. Currently, the issue of treatment of oil-contaminated wastewater in acute. There are many reasons of their pollution: oil and oil products spills transported by sea, accidents at oil refineries, lack of treatment facilities, etc. For the treatment of oil-contaminated wastewater the use of sorbents in relevant. In the present work we propone to use low-liquid carbon material (coke), obtained from vacuum residue, which is the residue of the vacuum block of oil distillation, and hydrolysis lignin. The proponed composition of the carbon sorbent makes it possible to utilize the waste of the woodworking industry, hydrolysis lignin, find a more rational use of coke and become a high-margin product. The obtained sorbent has a high specific surface and sorption capacity, developed porosity, as well as good selectivity. The efficiency (degree of oil product absorption) of such sorbent is 91,3 %. The research results show that the carbon-containing sorbent obtained from low-cost products can be used to eliminate environmental disasters in the form of oil and petroleum product spills.
Keywords: hydrolytic lignin, microcrystalline cellulose, bentonite clay, high-temperature pitch, sorption, activated carbon, petroleum coke
For citation: Zubkova O.S., Toropchina M.A., Chikhacheva A.V. Kudinova A.A., Production of a Granular Sorbent Based on Active Carbon for Treatment of Oil-Contaminated Wastewater. Izv. vuzov. Sev.-Kavk. region. Techn. nauki=Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Technical Sciences. 2022; (4):77 - 84. (In Russ.) http://dx.doi.org/10.17213/1560-3644-2022-4-77-84
© Зубкова О.С., Торопчина М.А., Чихачева А.В., Кудинова А.А., 2022
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION.
Введение
В настоящее время одним из наиболее распространенных способов доставки нефтепродуктов от места производства до пункта потребления является морской транспорт. Нередко такие операции сопровождаются экологическими бедствиями в виде разливов нефти и нефтепродуктов. Кроме того, углеводороды, разлившиеся на грунт по различным причинам, как правило, попадают в акватории водных объектов. Так, например, по данным мониторинга Росприроднадзора в 2018 г. в России было зарегистрировано 3053 случая разлива нефти на общей площади 214,5 га; в 2019 г. -значительно меньше, однако все еще существенно -819 случаев на общей площади 93,6 га. Сумма рассчитанного вреда, причиненного водным объектам и почвам, исчисляется в миллиардах рублей [1].
Для предотвращения нефтяного загрязнения гидросферы и ликвидации его последствий перспективным и актуальным является использование сорбционных технологий [2].
Использование отходов в качестве сырья позволяет связать их ликвидацию с производством продуктов, применяемых в природоохранной деятельности [3].
Гидролизный лигнин, являющийся отходом деревообрабатывающей промышленности, в настоящей работе применялся для изготовления некоторых видов сорбентов. Он образуется в количествах 30-40 % от древесного сырья, на некоторых гидролизных заводах количество его достигает 70 тыс. т/год [4]. Наиболее распространенным направлением использования гидролизного лигнина является синтез углеродных сорбентов, которые имеют регулируемые размеры пор, высокую удельную поверхность, повышенную механическую прочность, заданный состав поверхностных функциональных групп.
Также высокоэффективным материалом, использующимся для сорбентов, служит нефтяной кокс, полученный из гудрона [5]. Гудрон является нефтепродуктом, который не нашел более квалифицированного применения, чем использование в качестве компонента котельного топлива или сырья для производства битума или кокса. На сегодня в России доля гудрона в объеме производства НПЗ составляет около 20 % [6].
Нефтяной кокс, полученный при коксовании гудрона при температуре 495 - 505 °С и давлении 0,35 МПа [7, 8], был использован для дальнейшей карбонизации и активации, а впоследствии - для приготовления углеродсодержащих сорбентов.
TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 4
Исследования нефтепоглощения и разработка нефтесорбентов на основе растительных отходов - лузги подсолнечника, обработанной растворами гидроксида кальция и карбамида для развития начальной пористости за счет удаления части водорастворимых гемицеллюлоз, лигнина и целлюлозы, показывают эффективность очистки воды от нефтепродуктов гранулированными нефтесорбентами 99 % [3].
Предлагаемый авторами патента [9] сорбент для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов состоит из гидролизного лигнина и золы теплоэлектростанции в количестве 45 - 50 % и 40 - 45 % соответственно, остальное - вода. Полученное значение нефтепоглощения составляет 3,89 г/г при степени очистки 100 %.
Авторы работ [10, 11] описывают углеродные адсорбенты, полученные из отходов растительной и деревообрабатывающей промышлен-ностей, как эффективно зарекомендовавшие себя агенты фиксации плавающих нефтепродуктов. Помимо этого, активные угли, полученные из лигнина, могут применяться для очистки воды от органических примесей, например фенола в динамических условиях.
В статье [5] авторы исследуют возможность переработки нефтяного кокса в углеродные сорбенты путём проведения двухступенчатой термической обработки с предварительным химическим модифицированием. Для развития пористости коксов была проведена химическая обработка 17 % по массе раствором ортофосфорной кислоты (соотношение кокс : раствор составляло 1:5), затем пробы были отфильтрованы и высушены. После чего проведена карбонизация при температуре 800 °С в течение 2 ч с последующей активацией перегретым водяным паром в течение 60 мин при температуре 850 - 900 °С. В результате данных экспериментов получен активный уголь с удельной поверхностью микропор до 430 м2/г и другими характеристиками пористой структуры, приближающимися к типичным промышленным образцам активных углеродных сорбентов [5].
Авторами представленных работ не рассматривалась формовка сорбента экструзионным методом с добавлением связующего компонента и его влияние на сорбционную активность.
Целью настоящей работы является подбор связующего компонента с разработкой способа получения композиционного нефтесорбента на основе углеродного материала (кокса), полученного из гудрона, и модифицированного лигнина.
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION.
Методы и материалы исследования
Объектами исследования являются микрокристаллическая целлюлоза, высокотемпературный пек, гидролизный лигнин, бентонитовая глина и нефтяной кокс, полученный из гудрона.
Исследование химического состава осуществлялось на энергодисперсионном рентгено-флуоресцентном спектрометре Shimadzu. Характеристики пористой структуры полученных образцов сорбента определяли с использованием анализатора сорбции газов Quantachrome Nova-1000е методом адсорбции азота при температуре его конденсации. Структура образцов исследовалась на сканирующем электронном микроскопе TESCAN VEGA 3.
Исследование поглощения нефтепродуктов из воды полученными сорбентами производилось согласно ПНД Ф 14.1:2:4.128-98 «Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации нефтепродуктов в пробах природных, питьевых, сточных вод флуориметри-ческим методом на анализаторе жидкости «Флю-орат-02». Модельный раствор для определения адсорбционных характеристик приготовлен на основе прямогонной дизельной фракции (200 - 360 °С).
Эффективность полученных сорбентов по отношению к нефтепродуктам исследовали в статических условиях, для этого готовили модельный раствор на основе масла прямогонной дизельной фракции, соотношение Ж:Т - 50:1, время адсорбционного взаимодействия - 45 мин (непосредственный контакт сорбента с загрязнённой водой), растворение нефтепродуктов производилось в среде гексана.
Морфология образцов поверхности основы сорбента и гранул изучалась с помощью электронного растрового микроскопа Vega 3 Tescan с ускоряющим напряжением 10 кВ.
Текстурные характеристики полученных образцов карбонизированного и карбонизировано-активированного кокса, их удельную поверхность измеряли методом Брунауэра - Эммета -Теллера (БЭТ) [15] с адсорбцией газообразного азота при -200 °С на анализаторе Quantachrome NOVA 1000e.
Адсорбционную активность полученных сформованных образцов определяли согласно ГОСТ 4453-74 по катионному индикатору мети-леновому голубому, а также ГОСТ 6217-74 йодо-метрическим титрованием. Для определения сорбционных свойств образцов, полученных из неактивированного кокса и высокотемпературного пека (ВТП), а также активированного кокса и ВТП, были проведены испытания по методике МП242-2018-2015 на приборе «Флюорат-АЕ-2».
TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 4
Формовка гранул сорбента
Способ 1. Целью данного опыта являлось получение универсального сорбента для сорбции нефти и нефтепродуктов на основе нефтяного кокса (далее - кокс), полученного из гудрона, и бентонитовой глины.
Для формовки сорбента из кокса и бентонитовой глины были взяты следующие соотношения: 1:3; 1:2; 2:3; 1:1 соответственно. Сформованный композит подвергался сушке при комнатной температуре и атмосферном давлении в течение 24 ч, далее в открытых и закрытых тиглях подвергался обжигу в среде азота при температуре 300 °С в течение 1 ч, после чего следовала термообработка при 550 °С 2 ч.
Результаты исследования показали, что вне зависимости от состояния тиглей (открытые или закрытые) происходит полное либо частичное выгорание кокса; при взаимодействии с водной средой структура гранул нарушалась.
Способ 2. Образцы, полученные в ходе данного опыта, состояли из кокса (неактивированного и активированного в разных экспериментах) и ВТП.
Варьируя соотношения неактивированного кокса и ВТП от 1:10 до 1:1, получали навески общей массы от 0,75 до 1,5 г. Каждая навеска загружалась в пресс-форму с диаметром штока 15 мм. Затем пресс-форма с навеской нагревалась в течение 25 - 30 мин, после чего ставилась в гидравлический пресс и подвергалась давлению 30-45,86 МПа. Время под давлением во всех экспериментах составляло 10 мин. В результате было определено максимальное соотношение кокса к ВТП для возможности формовки, составляющее 1:3 (табл. 1). При увеличении доли кокса формовка образцов не представляется возможной.
Таблица 1 / Table 1
Формовка неактивированного кокса с ВТП / Molding of non-activated coke with high temperature pitch (HTP)
Соотношение (пек : кокс) Общая масса, г Время нагревания, мин Давление, МПа Время под давлением, мин Держит форму (да/нет)
1:1 1,5 25-30 30 10 Да
1:1,5 1 Да
1:1,75 1 Да
1 2 1,5 Да
1 3 1 45,86 Да
1 4 1 Нет
1 5 1,5 Нет
1 6 0,75 Нет
1:10 1,1 Нет
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 4
С целью увеличения удельной поверхности и развития пористости углеродного материала была проведена активация кокса в присутствии KOH (тв.) в соотношении 1:3. Активация проводилась в инертной среде азота при температуре 750 °С в течение 1 ч [12, 13].
Образцы, полученные из активированного кокса и ВТП, исследованы по той же методике, что и для неактивированного кокса. Максимальное соотношение активированного кокса и ВТП для возможности формовки составило 1: 1 (табл. 2).
Таблица 2 / Table 2
Формовка активированного кокса с ВТП / Forming of activated coke with HTP
Соотношение Общая масса, г Время нагревания, мин Давление, МПа Время под давлением, мин Держит форму (да/нет)
1:3 1 10 Нет
1:2 0,75 Нет
1:1,7 0,75 25-30 45,86 Нет
1:1,5 0,75 30 Нет
1:1 0,9 Да
Способ 3. Сырьем данного эксперимента являлось микрокристаллическая целлюлоза, гидролизный лигнин, представляющий собой отход деревообрабатывающей промышленности, кокс (активированный и неактивированный), а также крахмал и поливинилацетатная эмульсия (ПВА) в качестве связующего.
Перед изготовлением универсального сорбента была проведена предварительная подготовка сырья. Она заключалась в отдельной модификации микрокристаллической целлюлозы (МКЦ) и гидролизного лигнина 77 % по массе ортофос-форной кислотой и мочевиной в течение 24 ч [14]. После выдержки в кислоте и мочевине каждый раствор был отфильтрован, промыт до нейтральной среды (рН~6,5) и высушен. Полученная основа смешивалась с коксом (активированным и неактивированным) в соотношении 1:6 и 1:1.
Формовка сорбента проводилась экструзи-онным методом в присутствии крахмала и ПВА в качестве связующего. Состав сорбентов представлен в табл. 3.
Недостатком данного метода является образование сточных вод вследствие промывки водой гидролизного лигнина и микрокристаллической целлюлозы после модификации.
Таблица 3 / Table 3 Состав сорбентов способа 3 / Composition of sorbents of experiment 3
Сырье
Модифицированная МКЦ, активированный кокс, ПВА
Модифицированная МКЦ, неактивированный кокс, ПВА
Модифицированный гидролизный лигнин,
активированный кокс, ПВА/крахмал Модифицированный гидролизный лигнин, неактивированный кокс, ПВА/крахмал
Активированный кокс, ПВА/крахмал Неактивированный кокс, ПВА/крахмал Модифицированный гидролизный лигнин, ПВА/крахмал
Результаты и их обсуждения
Химический состав модифицированных основ представлен в табл. 4.
Таблица 4 / Table 4
Химический состав модифицированных основ / Chemical composition of modified bases
Модифицированные основы Химический состав, % по массе
SiO2 AI2O3 Fe2O3 CaO K2O SO3 TiO2 Cl CuO
МКЦ - - 14,6 13,9 - 40,7 - 22,7 8,2
Лигнин 61,6 18,1 8,9 4,6 3,2 2,2 1,1 - -
Как видно из табл. 4, лигнин имеет по сравнению с МКЦ большее количество кислотно-основных центров адсорбции, содержание таких элементов как Si, Al, Fe, Ca даст преимущество при диссоциации веществ во время сорбционной очистки [16].
В табл. 5 представлен элементный состав кокса, полученного из гудрона, после активации KOH в инертной среде азота.
Таблица 5 / Table 5
Микроэлементный состав нефтяного кокса после активации (на 100 г кокса) / Trace element composition of petroleum coke after activation (per 100 g of coke)
Содержание элементов, г
C K S Fe
98,8 1,073 0,097 0,028
Согласно полученным данным, активированный нефтяной кокс можно считать низкосернистым, поскольку содержание серы не превышает 0,1 %. Однако в активированном нефтяном коксе значительную часть примесей 1,073 % составляют соединения калия, что может повышать щелочность поверхности углеродного материала.
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION.
TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 4
Полученные текстурные характеристики показали, что удельная поверхность (по БЭТ) карбонизированного неактивированного кокса составляет 7,2 м2/г, модифицированного ортофос-форной кислотой лигнина - 23 м2/г, активированного кокса - 2300 м2/г.
Согласно данным, полученным в результате определения удельной поверхности, за основу композиционного сорбента целесообразно принять активированный кокс, тем самым увеличив поглотительную способность сорбента.
Исследования адсорбционной активности по методу йодометрического титрования и по индикатору метиленовому голубому (МГ) [18] были выполнены для изучения поверхностных характеристик полученных адсорбентов. Результаты представлены в виде гистограммы на рис. 1, в рассматриваемых образцах не учитывалась модифицированная МКЦ по причине экономической нецелесообразности её применения. В табл. 6 приведены составы композиционного сорбента без связующих компонентов, т.е. в виде порошка, а также сорбента в виде гранул со связующим ПВА и крахмалом.
lj Результат адсорбционной активности по I2, % и Результат адсорбционной активности по МГ, мг/г
Рис. 1. Гистограмма адсорбционной активности образцов сорбентов / Fig. 1. Histogram of adsorption activity of sorbent samples
Таблица 6 / Table 6 Композиционные составы сорбентов для исследований на адсорбционную активность / Composite compositions of sorbents for studies on adsorption activity
Состав композита
Неактивированный кокс, лигнин без связующего Активированный не карбонизированный кокс, лигнин без связующего
Неактивированный кокс, ПВА
Неактивированный кокс, крахмал
Активированный кокс, ПВА
Активированный кокс, крахмал
Неактивированный кокс, лигнин, ПВА
Неактивированный кокс, лигнин, крахмал
Активированный кокс, лигнин, ПВА
Активированный кокс, лигнин, крахмал
Лигнин, ПВА
Лигнин, крахмал
Согласно гистограмме, можно сделать вывод, что образец № 2 имеет развитую сорбцион-ную поверхность, размер пор, определенный по йодометрическому методу, находится в диапазоне 0,6 - 1,5 нм, размер пор по МГ 1,5 - 1,7 нм. Однако образцы № 1 и 2 использовались в виде порошка, что ограничивает их применение на практике. Поэтому для дальнейших исследований предпочтительно использовать состав образца № 2 со связующим. Сравнение в качестве связующих ПВА и крахмала для формовки гранул сорбента экструзионным методом показало, что использование крахмала более предпочтительно.
Морфологические исследования СЭМ широко используются для изучения особенностей морфологии и характеристик поверхности материалов [18, 19]. На рис. 2 представлены микрофотографии поверхности сорбента.
Рис. 2. СЭМ изображение коксо-лигнинового композита (образец № 10): микрофотографии поверхности сорбента с видимым полем: а - 200 мкм; б - 10 мкм; в - химический состав сорбента / Fig. 2. SEM image of coke-lignin composite (sample № 10): micrographs of the sorbent surface with a visible field: a - 200 цт; б - 10 цт; в - chemical composition of the sorbent
На рис. 2 представлены микрофотографии поверхности композиционного сорбента. На рис. 2, а показана поверхность сорбента с видимым полем 200 мкм. Видно, что поверхность состоит из соединённых частичек, что делает ее шероховатой. На рис. 2, б с видимым полем 10 мкм видно, что пористая часть состоит из мелких пор и полых канальцев, образовавшихся в результате выхода
б
а
в
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION.
тонких волокон лигнина, которые могут быть использованы для улавливания масла, красителя и так далее. На рис. 2, в представлен химический состав сорбента, преимущественно состоящего из соединений, % по массе (без учета углерода): калия -8,24; натрия - 4,01; кремния - 56,63; алюминия -17,98; серы - 9,5, магния - 3,64.
Исследование поглощения нефтепродуктов из воды полученными сорбентами (см. табл. 1, 2, 6) представлено в табл. 7.
Таблица 7 / Table 7 Результаты сорбционной очистки воды от нефтепродуктов композиционными сорбентами / Results of sorption cleaning with composite sorbents
Из табл. 7 видно, что использование в качестве связующего реагента крахмала увеличивает эффективность сорбционной очистки композиционным сорбентом от нефтепродуктов в 1,5 раза. Данный вывод подтверждается данными по сорбции МГ и йоду, где образцы со связующим лигнином имеют большую адсорбционную активность, а значит, и большую пористость, чем образцы с ПВА. Более развитая поверхность сорбентов увеличивает их эффективность по очистке воды от нефтепродуктов.
Заключение
В данной работе предлагается новый способ совместной переработки гидролизного лигнина и нефтяного кокса путём производства углеродистых сорбентов. Низкая себестоимость предлагаемых в работе реагентов способствует экономической эффективности производства углерод-содержащих сорбентов.
TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 4
Всего было приготовлено 12 образцов с различным составом, 10 из которых имели связующие компоненты в виде крахмала и ПВА в различных экспериментах. Остальные два образца связующих не имели. Наиболее эффективный сорбент выбирался среди 10 образцов, так как такие образцы поддаются гранулированию и, как следствие, более удобны в применении.
Исходя из экспериментальных данных, предложен наиболее эффективный сорбент с составом композита: активированный кокс, модифицированный лигнин, крахмал. Данный углеродосодер-жащий сорбент проявляет наиболее высокую сорбционную эффективность по всем проведенным экспериментам по сравнению с остальными образцами. Результаты адсорбционных активностей по йоду и метиленовому голубому составляют 63,59 % и 106,86 мг/г соответственно. Предпочтительным углеродным материалом для изготовления сорбентов является активированный кокс вследствие его высокой пористости и удельной поверхности (2300 м2/г). Кроме того, образцы, состоящие отдельно из лигнина или кокса независимо от наличия связующего, имели низкую сорб-ционную эффективность. Следовательно, наиболее рационально использование совместно лигнина и кокса для изготовления сорбентов. Установлено, что оптимальным связующим является крахмал. Сорбционная эффективность сорбентов, где в качестве связующего выступает ПВА, значительно ниже.
Дальнейшие исследования будут направлены на поиск оптимальной области применения полученных углеродистых сорбентов.
Список источников
1. Доклад о деятельности Федеральной службы по надзору в сфере природопользования в 2020 году. М.; 2021. С. 35-36.
2. Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. М.: Химия,
1984. 512 с.
3. Долгих О.Г., Овчаров С.Н. Использование углеродных адсорбентов на основе растительных отходов для очистки нефтезагрязненных сточных вод // Вестн. Сев.-Кавк. гос. техн. ун-та. 2010. Т. 1. С. 6-12.
4. Симонова В.В., Шендрик Т.Г., Кузнецов Б.Н. Методы утилизации технических лигнинов // Journal of Siberian Federal University. Chemistry. 2010. Т. 4, № 3. С. 340.
5. Фарберова Е.А. и др. Исследование возможности переработки нефтяного кокса c повышенным содержанием летучих веществ в углеродные сорбенты // Изв. вузов. Химия и хим. технология. 2021. Т. 64, № 4. С. 92-99
6. Ярошенко П.М., Ромаденкина С.Б. Перспективные технологии переработки гудрона // IV Всерос. конф. «Химия и химическая технология: достижения и перспективы». Кемерово: Кузбасский гос. техн. ун-т имени Т.Ф. Горбачева, 2018. P. 427.1-427.4.
Состав композита Эффективность очистки по ПНД Ф 14.1:2:4.128-98, %
Неактивированный кокс, ВТП 0
Неактивированный кокс, ПВА 1,07
Активированный кокс, ПВА 1,07
Активированный кокс, ВТП 0
Неактивированный кокс, лигнин, ПВА 52
Неактивированный кокс, лигнин, крахмал 23,1
Активированный кокс, лигнин, ПВА 66,4
Активированный кокс, лигнин, крахмал 91,3
Лигнин, ПВА 1,07
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION.
7. PredelH. Petroleum Coke // In Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. 2014. Vol. 37, Р. 1-21.
8. Nazarenko M. Y. et al. Production of Isotropic Coke from Shale Tar at Various Parameters of the Delayed Coking Process // ACS Omega. 2021.Vol. 6, № 34. P. 22173-22179.
9. Патент RU 2 146 318 C1. Сорбент для очистки поверхности воды от нефти и нефтепродуктов / Сорокин Н.А., Урсегов С.О. / Ухтинский индустриальный институт. Заявл. 13.12.1995. Опубл. 10.03.2000.
10. Мьинт С.В. и др. Термический рециклинг растительных отходов Мьянмы с получением углеродных адсорбентов // Башкирский хим. журн. 2020. Т. 27, № 1. С. 61-67.
11. Юнусов М.П. и др. Сорбционные свойства активного угля, полученного из хлопкового лигнина, и его применение для очистки воды от органических веществ // Химия и технология воды. 2001. Т. 23, № 6. С. 607-611.
12. Wu, J.; Montes, V.; Virla, L. D.; Hill, J. M. Impacts ofAmount of Chemical Agent and Addition of Steam for Activation of Petroleum Coke with KOH or NaOH. // Fuel Process. Tech-nol. 2018, vol. 181. P. 53-60.
13. Zhu X., Fu Y, Hu G, Shen Y, Dai W, Hu X. CO2 Capture with Activated Carbons Prepared by Petroleum Coke and KOH at Low Pressure // Water, Air Soil Pollut. 2013.Vol. 224 (1). P. 1-12.
TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 4
14. Хмылко Л.И., Орехова С.Е. Сорбенты на основе лигнина и целлюлозосодержащих материалов // Свиридовские чтения: сб. ст. Вып. 8. Минск, 2012. С. 232 - 238.
15. Bolotov V.A. et al. Prospects for the Use of the Sorbent for Purification of Gases from Sulfur-Containing Components on the Basis of Manganese Ore // Key Engineering Materials. 2020. Vol. 836. P. 13-18.
16. Черемисина О.В. и др. Сорбция координационных соединений редкоземельных элементов // Записки Горного института. 2020. Т. 244. С. 474-481.
17. Chirkst D.E. et al. Determination of the Surface Area of Minerals by Sorption of Methylene Blue and Thermal Desorption of Argon // Russian Journal of Applied Chemistry. 2003. Vol. 76, № 4. P. 663-665.
18. Evdokimov A., Pharoe B. Features of the Mineral and Chemical Composition of the Northwest Manganese ore Occurrence in the Highveld Region, South Africa // Journal of Mining Institute. 2021. Vol. 248. P. 195-208.
19. Nenasheva E.A. et al. Microwave Dielectric Properties and Structure of ZnO-Nb2O5-TiO2 Ceramics // J. Eur. Ceram. Soc. 2011. Vol. 31, № 6. P. 1097-1102.
References
1. Report on the activities of the Federal Service for Supervision of Natural Resources in 2020. Moscow. 2021. Pp. 35-36.
2. Keltsev N.V. Fundamentals of adsorption technology. Moscow; 1984. 512p.
3. Dolgikh O.G., Ovcharov S.N. The Use of Carbon Adsorbents Based on Plant Waste for the Treatment of Oil-Contaminated Wastewater. Bulletin of the North Caucasian State Technical University. 2010; (1 ):6-12.
4. Simonova V.V., Shendrik T.G., Kuznetsov B.N. Methods for the Utilization of Technical Lignins. Journal of Siberian Federal University. Chemistry. 2010; 4(3): 340.
5. Farberova E.A. et al. Research of Possibility of Processing Petroleum Coke with Increased Volatile Substances Into Activated Carbons. Izvestiya vysshikh uchebnykh zavedenii. Khimiya. Khimicheskaya tekhnologiya. 2021; 64(4): 92-99.
6. Yaroshenko P.M., Romadenkina S.B. Perspective Technologies for Tar Processing. IV All-Russian Conference "Chemistry and Chemical Technology: Achievements and Perspectives". Kemerovo: Kuzbass State Technical University named after T.F. Gorbachev. 2018. P. 427.1-427.4.
7. Predel H. Petroleum Coke. In Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry. 2014; (37):1-21.
8. Nazarenko M.Y. et al. Production of Isotropic Coke from Shale Tar at Various Parameters of the Delayed Coking Process. ACS Omega. 2021; 6(34): 22173-22179.
9. Sorokin N.A., Ursegov S.O. Patent RU 2 146 318 C1. Sorbent for cleaning the water surface from oil and petroleum products. Declared on 13.12.1995. Publ. 10.03.2000.
10. Myint S.V. et al. Thermal Recycling of Plant waste from Myanmar with the Production of Carbon Adsorbents. Bashkir Chemical Journal. 2020; 27(1): 61-67. (In Russ.)
11. Yunusov M.P. Sorption Properties of Activated Carbon Obtained from Cotton Lignin and its Application for Water Purification from Organic Substances. Chemistry and technology of water. 2001; 23(6):607-611. (In Russ.)
12. Wu, J.; Montes, V.; Virla, L. D.; Hill, J. M. Impacts of Amount of Chemical Agent and Addition of Steam for Activation of Petroleum Coke with KOH or NaOH. Fuel Process. Technol. 2018, 181, 53-60.
13. Zhu X., Fu Y., Hu G., Shen Y., Dai W., Hu X. CO2 Capture with Activated Carbons Prepared by Petroleum Coke and KOH at Low Pressure. Water, Air Soil Pollut. 2013; 224 (1):1-12.
14. Khmylko L.I., Orekhova S.E. Sorbents Based on Lignin and Cellulose-Containing Materials. Sviridovskie readings: coll. Art. 2012; (8):232-238.
15. Bolotov V.A. et al. Prospects for the Use of the Sorbent for Purification of Gases from Sulfur-Containing Components on the Basis of Manganese Ore. Key Engineering Materials. 2020; (836): 13-18.
16. Cheremisina O.V. Sorption of Coordination Compounds of rare Earth Elements. Notes of the Mining Institute. 2020; (244):474-481. (In Russ.)
17. Chirkst D.E. et al. Determination of the Surface Area of Minerals by Sorption of Methylene Blue and Thermal Desorption of Argon. Russian Journal of Applied Chemistry. 2003;76(4):663-665.
18. Evdokimov A., Pharoe B. Features of the Mineral and Chemical Composition of the Northwest Manganese ore Occurrence in the Highveld Region, South Africa. Journal of Mining Institute. 2021; (248):195-208.
19. Nenasheva E.A. et al. Microwave dielectric properties and structure of ZnO-Nb2O5-TiO2 ceramics. J. Eur. Ceram Soc. 2011; 31(6):1097-1102.
ISSN 1560-3644 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION. TECHNICAL SCIENCES. 2022. No 4
Сведения об авторе
Зубкова Ольга Сергеевна. - канд. техн. наук, науч. сотр. НЦ «Проблем переработки минеральных и техногенных ресурсов», zubkova-phd@mail.ru
Торопчина Мария Андреевнав - магистрант, кафедра «Химические технологии и переработка энергоносителей», toropchina_maria@bk.ru
Чихачева Алина Валерьевна - студент, кафедра «Материаловедения и технологии художественных изделий», lina.chikhacheva@mail .ru
Кудинова Анна Андреевна - мл. науч. сотр., аспирант, кафедра «Физическая химия», kudinovaancka@yandex.ru Information about the author
Zubkova Olga S. - Candidate of Technical Sciences, Senior Researcher, Scientific Center «Problems of Processing Mineral and Technogenic Resources», zubkova-phd@mail.ru
Toropchina Mariya A. - Master Student, Department «Chemical Technologies and Energy Processing», toropchina_maria@bk.ru Chikhacheva Alina. V. - Student, Department «Materials Science and Technology of Artistic Products», lina.chikhacheva@mail.ru Kudinova Anna A. - Junior Researcher, Graduate Student, Department «Physical Chemistry», kudinovaancka@yandex.ru
Статья поступила в редакцию /the article was submitted 01.08.2022; одобрена после рецензирования / approved after reviewing 07.09.2022; принята к публикации / acceptedfor publication 09.09.2022.
