Санкт-ПетербургПеременная облачность+5°C
$ЦБ:74,14ЦБ:89,51OPEC:67,49

Уральские учёные нашли эффективный способ переработки жидких отходов калийного производства

Черепанов урфу
© urfu.ru

Технология позволяет решить проблему утилизации шламов и получить ценное сырьё для химической промышленности и необходимый компонент для обслуживания нефтяных скважин.

В понедельник, 19 апреля, стало известно, что группа учёных Уральского федерального университета (УрФУ) под руководством доцента кафедры экспериментальной физики Александра Черепанова разработала технологию получения соляной кислоты и щёлочи из жидких отходов производства калийных удобрений. Эти шламы представляют собой раствор хлорида натрия, превышающий почти в 10 раз по концентрации морскую воду. Кроме того в растворе содержатся скальные породы и неизвлечённые остатки калийной соли, сообщает пресс-служба вуза.

Сегодня отходы калийного производства утилизируют в огромных открытых резервуарах. В России накоплено уже около нескольких сотен миллионов тонн шламов. В основном в Пермском крае и Волгоградской области, где расположены основные месторождения калийных руд. Утечка шламов в водоёмы бассейна Камы и Волги может нанести огромный экологический вред.

Переработку шламов разработчики УрФУ предлагают проводить в два этапа. Сначала с помощью керамических мембран растворы очищают от нерастворимых компонентов, таких как остатки скальных пород. Этот метод хорошо зарекомендовал себя, например, на предприятиях нефтедобычи. На следующем этапе проводят электродиализ с помощью инновационных биполярных мембран, полученных с помощью взаимной имплантации материалов классических катионитных и анионитных мембран. Такой способ позволяет на порядок повысить энергоэффективность процесса по сравнению с существующими технологиями.

«Мы вышли за рамки классического электродиализа и предложили новый тип мембран – биполярный. Он обеспечивает разложение воды, присутствующей в шламах, на водород (H) и гидроксильную группу (ОН). Далее, путем присоединения водорода к хлору, выделенному на анионитных мембранах, образуется соляная кислота (HCl), а за счет присоединения гидроксильной группы к катионам, выделенным на катионитных мембранах, — щелочь. Таким образом, из исходного раствора мы получаем два — кислотный и щелочной. Чистота кислоты и щелочи зависит от режима электрического воздействия. Такие растворы — это химические реагенты, которые используются в промышленности. Мы не просто утилизируем отходы калийного производства, а перерабатываем их в товарный продукт, причем используя сырье нулевой стоимости» - рассказал Александр Черепанов.

Альтернативой электродиализу является выпаривание воды из шламового раствора. Однако это связано с очень высокими энергетическими затратами. Кроме того, полученную таким способом поваренную соль нельзя будет использовать ни в промышленности, ни в быту из-за остатков в ней калия и иных примесей.

Сферой применения кислотных и щелочных растворов, полученных из шламов, могут стать производство бытовой химии, изготовление стекла. Кроме того они подойдут для очистки оборудования в пищевой и нефтяной промышленности. Нефтяники могут их применять также для устранения загрязнений внутри нефтяных скважин и повышения отдачи нефтеносных пластов.

Разработчики прогнозируют, что их технология может применяться и при обессоливании морской воды, актуальной, например, для Крыма.

В настоящее время исследователи завершили лабораторный этап и приступили к созданию промышленной установки. Увеличение её производительности достигается путём присоединения дополнительных модулей. Изобретение уже запатентовано.

Напомним, что в Уральском государственном горном университете создан и запатентован сорбент на основе торфа, который позволяет значительно сократить сроки рекультивации земель, использованных в процессе деятельности горнопромышленных предприятий.