Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2023(14))

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 112-115. Transactions of the Коіа Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 112-115. их разделения в процессе переработки пыли, что усложняет процесс разделения. Основные процессы выделения цинка известны достаточно давно и в той или иной мере используются на практике, однако нестабильность состава пыли ЭДП и разнообразие соединений элементов требуют поиска наиболее эффективных путей для обеспечения экономически обоснованных вариантов переработки. Процесс восстановления возможен только при высоких температурах, в качестве восстановителей используют вещества, богатые углеродом. Для исключения конкурирующей реакции горения углерода восстановление реализуют в инертной атмосфере [4-7]. Ряд исследований посвящен изменению технологии восстановления, поиску замены дорогостоящего кокса на более дешевые и не менее эффективные углеродистые восстановители. Перспективы применения имеет биочар и гидролизный лигнин, в которых содержание углерода от 50 до 90 % [8-10]. Кроме того, на гидролизных и биохимических заводах лигниновые отходы, как правило, вывозятся в отвалы и загрязняют большие территории. Запасы гидролизного лигнина в России составляют десятки миллионов тонн и сопоставимы с отходами лесопиления и деревообработки. В отличие от древесных отходов, лигнин сконцентрирован в отвалах возле гидролизных заводов. Поскольку его утилизация не организована, актуальна проблема хранения и экологического загрязнения. В связи с этим целью работы было исследование возможности восстановления металлов из пыли гидролизным лигнином в инертной атмосфере. В качестве объектов исследования выбраны смеси, в которых соотношение лигнин / пыль составляет 20/80. Согласно [4, 8, 9], такое количество лигнина является оптимальным, увеличение его количества не целесообразно вследствие снижения эффективности контакта между частицами. Восстановление проводили при нагревании в инертной атмосфере: получены данные дифференциальной сканирующей калориметрии в среде аргона (F5 Jupiter, NETZSCH). Фазовый состав смесей пыли с лигнином до и после восстановления исследовали методом порошка на рентгеновском дифрактометре BRUKER ADVANCE D8 (CuKa-излучение). Для описания использовали базу данных PDF-2. Результаты Согласно данным рентгенофазового анализа, в образце исследуемой пыли ЭДП содержится несколько фаз. На рис. 1 обозначены рефлексы фаз, отвечающих Fe3O4 (01-080-6406), ZnO (01-079-0207). Однако наблюдается широкая фоновая линия, в которой, вероятно, есть не разрешенные по причине небольшого количества фаз рефлексы. Согласно литературным данным, в пыли ЭДП могут присутствовать сложные оксиды и силикаты металлов [3, 8, 9]. Рис. 1. Рентгенофазовый анализ пыли ЭДП (1) и продуктов восстановления при 800 (2) и 1000 (3) °С На дифференциальной термогравиметрической кривой можно выделить несколько областей: небольшой изгиб с минимумом при 470,0 °С и два экстремума при 732,5 и 863,0 °С (рис. 2). При температурах 400-650 °С на кривой изменения массы (термогравиметрии = ТГ) наблюдается плавный изгиб, который, вероятно, обусловлен восстановлением соединений цинка из оксидов и силикатов сложного состава. Это подтверждает небольшое изменение массы (1-2 % по ТГ кривой). Данный минимум далее не анализируется, так как не удалось определить исходные фазы оксидов и силикатов в пыли ЭДП (см. рис. 1). Для определения процессов, которые протекают при восстановлении, был проанализирован фазовый состав продуктов восстановления при 800 и 1000 °С. При 800 °С значительно изменяется состав: © Коваленко Л. Ю., Анзулевич А. П., Калганов Д. А., Бутько Л. Н., Захарьевич Д. А., 2023 113