Труды КНЦ (Технические науки вып.1/2023(14))

Из горючих сланцев можно получать газ с большим содержанием водорода, чем из угля или нефти, а также кокс, сланцевую смолу, фенолы, котельное топливо. Однако его масштабное применение в некоторой степени ограниченно из-за образования большого количества отходов в процессе его переработки. Образование отходов объясняется тем, что минеральная часть в сланце часто не уступает в количестве органической, и, следовательно, в ходе переработки органической части образуется значительное количество золы. Большое количество исследований направлено на изучение использования золы сланцев в качестве добавок в бетон, дорожные покрытия и в качестве каталитической добавки при переработке горючих сланцев [2-4]. Другим перспективным направлением использования золы горючих сланцев является применение их в качестве сорбентов, что позволило бы уменьшить выброс других отходов в окружающую среду. Целью исследования является определение физико-химических свойств зольных остатков горючих сланцев для оценки возможности использования их в качестве сорбентов. Объектами исследования являются углезольный остаток, полученный в процессе газификации горючего сланца, в состав которого входит углерод, содержание последнего не превышает 12 %, и зола, которая получается в ходе термической обработки углезольного остатка при температуре 950 °С в муфельной печи в течение одного часа с целью удаления органической части. Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи: определен химический состав углезольного остатка и золы; определена истинная и насыпная плотность; определена удельная поверхность; проведен анализ на химическую стойкость материала. В ходе работы применялись следующие методы: рентгенофлуоресцентный (РФА) анализ для определения химического состава; анализ на химическую стойкость и определение плотности был выполнен по ГОСТ Р 51641-2000; удельная поверхность определялась по методу Клячко — Гурвича, который заключается в сравнении результатов адсорбции воздуха образцом и эталоном при температуре жидкого азота; удельная поверхность образца оценивалась по остаточному давлению воздуха, в качестве эталона выступал цеолит NaA. Результаты Установлено, что в состав минеральной части углезольного и зольного остатков входят такие элементы, как Si, Ca, Al, представленные в виде различных соединений. Результаты исследований представлены в таблицах 1 и 2 [1]. Дополнительно методом РФА с использованием EDX-7000P был определен химический состав (табл. 3). Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 1. С. 127-131. Transactions of the Kala Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 1. P. 127-131. Таблица 1 Минеральный состав углезольного остатка Фазовый состав Содержание, % мас. Название Формула Ларнит Ca2SiO4 42 ± 5 Геленит Ca2Al(Al;Si)2O7 18 ± 4 Акерманит Ca2MgSi2O7 15 ± 5 Волластонит CaSiO3 15 ± 4 Фаялит (Fe, Mg) 2 SiO 2 10 ± 3 Гематит Fe2O3 1 Таблица 2 Минеральный состав золы Фазовый состав Содержание, % мас. Название Формула 1 2 3 Кварц SiO2 23 ± 4 Ранкинит Ca3Si2O7 17 ± 5 Микроклин K[AlSi3O8] 12 ± 4 Ангидрит CaSO3 10 ± 3 Диопсид CaMg(Si 2 O 6 ) 9 ± 3 © Коршунов А. Д., Салтыкова С. Н., Дмитриев И. М., 2023 128