AP09259637 — Разработка высокоэффективной безотходной технологии для утилизации золы от сжигания угля с получением товарных продуктов

Цель работы: Создание инновационной экологически чистой, высокоэффективной безотходной технологии переработки золы от сжигания углей с получением кремнезема особой чистоты, специального чистого оксида алюминия (Tabular Alumina), железосодержащего продукта и РЗМ.

Актуальность работы :  Создание и развитие новых наукоемких производств высоких переделов (5,6 и 7 переделы) требует расширения производства и применения редких и редкоземельных металлов. В настоящее время эти металлы вполне могут быть получены из угля или его отходов, в том числе из накопленных золошлаковых отходов. При этом подход, направленный на извлечение из золы исключительно РЗМ не представляется перспективным, так как в этом случае, теряется смысл комплексности использования сырья. Учитывая, что основными компонентами золы являются оксиды алюминия, кремнезема и железа, необходимо учитывать возможность извлечения всего спектра металлов. В рассматриваемом ракурсе большой интерес для практики может представлять высокоэффективная технология переработки золы с комплексным извлечением кремнезема, оксида алюминия, железа и РЗМ в товарные продукты. Вопросы, затрагиваемые изучения теоретических аспектов данной технологии, представляют большой интерес.

Научный руководитель: Кандидат технических наук, Профессор,  Досмухамедов Нурлан Калиевич

Полученные результаты: В данной работе разработана новая методика и программное обеспечение для расчета основных параметров процессов магнитной сепарации, обжига и выщелачивания золы. Впервые построены номограммы, позволяющие оперативно определять расход реагентов в зависимости от состава сырья и производительности процесса. Проведены балансовые и технологические эксперименты, в результате которых установлены оптимальные режимы переработки золы ТЭЦ. Доказана возможность реализации комплексной технологии, включающей магнитную сепарацию, обжиг и выщелачивание, с получением товарных продуктов. Получены высококачественные материалы: железосодержащий продукт, чистый диоксид кремния и металлургический глинозем. Разработана двухстадийная схема выщелачивания и рассчитаны материальные балансы процессов. Результаты работы подтверждают высокую экономическую эффективность и экологическую безопасность технологии, а также её перспективность для промышленного внедрения.

Список публикаций с ссылками на них

1. Dosmukhamedov N.K., Zholdasbay E.E., Daruesh G.S., Argyn A.A., Kurmanseitov M.B. Study of the mechanism of pre-burned ash leaching by hydrochloric acid // 2021. – № 4. – P. 72–80. – DOI: https://doi.org/10.31643/2021/6445.43
2. Досмухамедов Н.К., Каплан В.А., Жолдасбай Е.Е., Даруеш Г.С. Исследование форм нахождения металлов в продуктах комплексной хлоридной технологии переработки золы // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2021. – № 10. – С. 106–113. – URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=13301
3. Жолдасбай Е.Е., Даруеш Г.С., Курмансеитов М.Б., Аргын А.А., Досмухамедов Н.К. Угольная отрасль Казахстана: золошлаковые отходы ТЭЦ и перспективы их использования // Results of Modern Scientific Research and Development: материалы VII Международной научно-практической конференции. – Madrid, Spain, 19–21 September 2021. – С. 117–124. – ISBN 978-84-15927-33-4. – URL: https://sci-conf.com.ua
4. Жолдасбай Е.Е., Курмансеитов М.Б., Даруеш Г.С., Аргын А.А., Досмухамедов Н.К., Егизеков М.Г. Концепция технологии комплексной переработки золы на основе хлорирующего обжига // International Scientific Innovations in Human Life: материалы II Международной научно-практической конференции. – Manchester, UK, 25–27 Aug. 2021. – С. 130–136. – URL: https://sci-conf.com.ua
5. Жолдасбай Е.Е., Даруеш Г.С., Курмансеитов М.Б., Аргын А.А., Досмухамедов Н.К. К комплексной технологии переработки золы: термодинамика хлорирующего обжига // Modern Scientific Research: Achievements, Innovations and Development Prospects: материалы III Международной научно-практической конференции. – Berlin, Germany, 29–31 Aug. 2021. – С. 94–102. – URL: https://sci-conf.com.ua
6. Досмухамедов Н.К., Жолдасбай Е.Е. Балансовые опыты комплексной переработки золы хлорированием с получением металлургического глинозема и кремнезема // Горный журнал Казахстана. – 2022. – № 10. – С. 44–52.
7. Dosmukhamedov N.K., Zholdasbay E.E., Kaplan V.A., Daruesh G.S., Argyn A.A. Features of the crystallization of AlCl₃·6H₂O in the system AlCl₃ – MeClx – HCl – H₂O // Complex Use of Mineral Resources. – 2022. – № 1. – P. 95–102. – DOI: https://doi.org/10.31643/2022/6445.11
8. Dosmukhamedov N.K., Zholdasbay E.E. Technology of ash and slag waste processing by chloridizing roasting // Metallurgist. – 2022. – Vol. 66, No. 1–2. – DOI: https://doi.org/10.1007/s11015-022-01315-0
9. Досмухамедов Н.К., Жолдасбай Е.Е. Технология переработки золошлаковых отходов на основе применения хлорирующего обжига // Металлург. – 2022. – № 2. – С. 61–67. – DOI: https://doi.org/10.52351/00260827_2022_02_61
10. Dosmukhamedov N.K., Zholdasbay E.E., Egizekov M.G., Argyn A.A. Behavior of the components of carbon-containing ash under chlorination roasting conditions // Eurasia Mining. – 2022. – No. 2. – P. 40–44. – DOI: https://doi.org/10.17580/em.2022.02.10
11. Жолдасбай Е.Е., Ичева Ю.Б., Курмансеитов М.Б., Досмухамедов Н.К. Получение металлургического глинозема и оксида кремния из золы солянокислотным выщелачиванием // Труды Международной научно-технической конференции. – 2022. – С. 127–131. – URL: https://official.satbayev.university
12. Жолдасбай Е.Е., Егизеков М.Г., Досмухамедов Н.К. Механизм термического разложения гексагидрата хлорида алюминия // Труды Международной научно-технической конференции. – 2022. – С. 132–135. – URL: https://official.satbayev.university
13. Досмухамедов Н.К., Жолдасбай Е.Е., Барменшинова М.Б. Уголь: инновационная хлорная технология переработки золошлаковых отходов: монография. – Алматы: Polytech, 2023. – 246 с.
14. Dosmukhamedov N., Zholdasbay E., Argyn A. Integrated chlorination technology for producing alumina and silica from ash-slag waste of TPP of Kazakhstan // Journal of Materials Research and Technology. – 2023. – Vol. 23. – P. 1435–1446. – DOI: https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2022.12.140
15. Жолдасбай Е.Е., Досмухамедов Н.К. Исследование системы AlCl₃ – MeClx – HCl – H₂O: получение кристаллов ГХА // Труды International Satbayev Conference 2023. – 2023. – С. 217–221.
16. Жолдасбай Е.Е., Аргын А.А., Досмухамедов Н.К. Инновационные технологии для утилизации отходов от сжигания угля // Горный журнал Казахстана. – 2023. – № 5. – С. 24–30.
17. Досмухамедов Н.К., Жолдасбай Е.Е., Егизеков М.Г., Курмансейтов М.Б. Термическое разложение гексагидрата хлорида алюминия с получением оксида алюминия // Кокс и химия. – 2023. – № 7. – С. 1–7.
18. Досмухамедов Н.К., Жолдасбай Е.Е., Ичева Ю.Б. Способ выделения цветных металлов и РЗЭ из маточного раствора // Вестник КазНИТУ. – 2023. – № 1. – С. 5–12. – DOI: https://doi.org/10.51301/ejsu.2023.i1.01
19. Dosmukhamedov N., Zholdasbay E., Egizekov M., Kurmanseitov M. Thermal decomposition of aluminum chloride hexahydrate to produce aluminum oxide // Coke and Chemistry. – 2023. – Vol. 66, No. 7. – P. 355–361. – DOI: https://doi.org/10.3103/S1068364X23700953
20. Досмухамедов Н.К., Жолдасбай Е.Е., Каплан А.В. Оптимизация технологических параметров хлорирующего обжига // Труды университета КарТУ. – 2023. – № 3. – С. 24–29. – DOI: https://doi.org/10.52209/1609-1825_2023_3_24
21. Досмухамедов Н.К., Жолдасбай Е.Е., Аргын А.А. Технология комплексной переработки золы: технологические расчеты // Наука и техника Казахстана. – 2023. – № 3. – С. 133–144. – DOI: https://doi.org/10.48081/RTBP8301
22. Жолдасбай Е.Е., Аргын А.А., Досмухамедов Н.К. Экологические вопросы комплексной переработки золы // Материалы международной научно-практической конференции «Технические науки: проблемы и решения». – 2023. – С. 65–71.
23. Досмухамедов Н.К., Жолдасбай Е.Е. Основные принципы построения инновационной технологии переработки золы // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2023. – № 4. – С. 57–61. – URL: https://applied-research.ru/ru/article/view?id=13531