Исследование возможности переработки углеотходов после извлечения гуминовых веществ в сорбенты

DOI: https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-4S-49-53

Е.В. Ворсина, Т.В. Москаленко, В.А. Михеев
Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук, г. Якутск, Российская Федерация
Russian Mining Industry №4S / 2025 p. 49-53

Резюме: В статье представлены результаты исследования по щелочной активации углеотходов после извлечения гуминовых веществ из бурых углей, показывающие возможность и целесообразность переработки таких отходов в сорбенты, на примере углей Харанорского (Забайкальский край) и Кангаласского (Республика Саха (Якутия)) месторождений. Углеотходы смешивались с гидроксидом калия в соотношениях сухой массы отхода и гидроксида калия равных 0,5 г/г и 1 г/г и подвергались термолизу при различных параметрах проведения процесса. Выявлено, что проведение щелочной активации отходов при температуре 800 °С в течение 60 мин при соотношении сухой массы отхода и гидроксида калия равном 0,5 г/г позволяет получать образцы с адсорбционной активностью по йоду выше 40%. Увеличение времени термолиза отходов из харанорского угля до 90 мин при этих же параметрах позволяет достигать значений адсорбционной активности по йоду около 50%. Полученные в ходе экспериментов значения адсорбционной активности по йоду образцов из отходов после извлечения гуминовых веществ (40–50%) находятся на уровне этого показателя для промышленновыпускаемых марок активного угля.

Ключевые слова: бурый уголь, углеотходы, щелочная активация, углеродные сорбенты, активный уголь, адсорбционная активность по йоду, безотходная технология

Благодарности: Работа выполнена в рамках государственного задания Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (тема № 0297-2021-0022, ЕГИСУ НИОКТР № 122011800089-2).

Для цитирования: Ворсина Е.В., Москаленко Т.В., Михеев В.А. Исследование возможности переработки углеотходов после извлечения гуминовых веществ в сорбенты. Горная промышленность. 2025;(4S):49–53. https://doi.org/10.30686/1609-9192-2025-4S-49-53

Информация о статье

Поступила в редакцию: 21.06.2025

Поступила после рецензирования: 13.08.2025

Принята к публикации: 18.08.2025

Информация об авторах

Ворсина Елена Владимировна – кандидат технических наук, доцент, старший научный сотрудник лаборатории комплексного использования углей, Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук, г. Якутск, Российская Федерация

Москаленко Татьяна Владимировна – кандидат технических наук, старший научный сотрудник лаборатории комплексного использования углей, Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук, г. Якутск, Российская Федерация

Михеев Валерий Александрович – кандидат технических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории комплексного использования углей, Институт горного дела Севера им. Н.В. Черского Сибирского отделения Российской академии наук, г. Якутск, Российская Федерация; e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.

Список литературы

1. Kuznetsov P.N., Ilyushetchkin A., Chupin D., Sukhorukova M. Coal industry and the use of coal in the Russian Federation. In: Osborne D. (ed.) The Coal Handbook (Second edition): Towards Cleaner Coal Utilization. Elsevier Ltd.; 2023, pp. 301–320. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-824327-5.00003-X

2. Харионовский А.А., Гришин В.Ю., Коликов К.С., Удалова Н.П. Проблемы использования отходов угледобычи. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2021;(10-1):45–55. https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_101_0_45Harionovskij A.A., Grishin V.Yu., Kolikov K.S., Udalova N.P. Problems of using coal mining waste. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2021;(10-1):45–55. (In Russ.) https://doi.org/10.25018/0236_1493_2021_101_0_45

3. Москаленко Т.В., Ворсина Е.В. Управление отходами горной промышленности как элемент устойчивого развития Республики Саха (Якутия). Вестник Иркутского государственного технического университета. 2014;(10):98–102. Режим доступа: https://journals.istu.edu/vestnik_irgtu/journals/2014/10/articles/15 (дата обращения: 27.06.2025).Moskalenko T.V., Vorsina E.V. Mining industry waste management as an element of Sakha Republic (Yakutia) sustainable development. Proceedings of Irkutsk State Technical University. 2014;(10):98–102. (In Russ.) Available at: https://journals.istu.edu/vestnik_irgtu/journals/2014/10/articles/15 (accessed: 27.06.2025).

4. Фазылов С.Д., Сатпаева Ж.Б., Нуркенов О.А., Карипова Г.Ж., Мулдахметов М.З., Животова Т.С., Мукашев А.Б. Новые перспективы нетопливного использования химического потенциала бурых и некондиционных углей. Научное обозрение. Технические науки. 2016;(4):101–106. Режим доступа: https://science-engineering.ru/ru/article/view?id=1104 (дата обращения: 27.06.2025).Fazylov S.D., Satpaeva Zh.B., Nurkenov O.A., Karipova G.Zh., Muldakhmetov M.Z., Zhivotova T.S., Mukashev A.B. New prospects of non-fuel use of chemical potential of brown and substandard coal. Scientific Review. Technical Science. 2016;(4):101–106. (In Russ.) Available at: https://science-engineering.ru/ru/article/view?id=1104 (accessed: 27.06.2025).

5. Копп Д.Д., Портнова А.В., Фарберова Е.А. Разработка методов переработки бурого угля. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Химическая технология и биотехнология.2019;(4):133–146. https://doi.org/10.15593/2224-9400/2019.4.12Kopp D.D., Portnova A.V., Farberova E.A. Development of brown coal conversion methods. PNRPU Bulletin. Chemical Technology and Biotechnology. 2019;(4):133–146. (In Russ.) https://doi.org/10.15593/2224-9400/2019.4.12

6. Антонинова Н.Ю., Собенин А.В., Усманов А.И., Горбунов А.А. Обоснование возможности применения отходов производства гуминовых препаратов для очистки сточных вод от металлов (Cd2+, Zn2+, Mg2+, Cu2+) с целью разработки эффективных мероприятий по экологической реабилитации. Записки Горного института. 2024;267:421–432. Режим доступа: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/16377 (дата обращения: 27.06.2025).Antoninova N.Y., Sobenin A.V., Usmanov A.I., Gorbunov A.A. Rationale for a possibility of using humic preparations production waste for wastewater purification from metals (Cd2+, Zn2+, Mg2+, Cu2+) aimed at developing efficient measures on environmental rehabilitation. Journal of Mining Institute. 2024;267:421–432. Available at: https://pmi.spmi.ru/pmi/article/view/16377 (accessed: 27.06.2025).

7. Suliman M.A., Sajid M., Nazal M.K., Islam Md.A. Carbon-based materials as promising sorbents for analytical sample preparation: Recent advances and trends in extraction of toxic metal pollutants from various media. TrAC Trends in Analytical Chemistry. 2023;167:117265. https://doi.org/10.1016/j.trac.2023.117265

8. M.-H. Zhao, X. Bai, X. Fan, Y. Li, Yi Liu, J.-L. Huang et al. Removal behaviors of phenol from aqueous solution using industrial coal sludge-derived porous carbon sorbent. Journal of Molecular Liquids. 2023;385:122427. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2023.122427

9. Kabiri S., Navarro D.A., Hamad S.A., Grimison C., Higgins C.P., Mueller J.F. et al. Physical and chemical properties of carbonbased sorbents that affect the removal of per- and polyfluoroalkyl substances from solution and soil. Science of The Total Environment. 2023;875:162653. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2023.162653

10. Song W.-G., Zeng H.-J., Wang B., Huang X.-H., Li X.-M., Sun G.-H. A review of low-rank coal-based carbon materials. New Carbon Materials. 2024;39(4):611–632. https://doi.org/10.1016/S1872-5805(24)60872-3

11. Vorsina E.V., Moskalenko T.V., Mikheev V.A. The generation of absorption qualities of lignite absorbents under conditions of alkali activation. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2020;459:052056. https://doi.org/10.1088/1755-1315/459/5/052056

12. Ворсина Е.В., Москаленко Т.В., Михеев В.А. Технологическая схема проведения парогазовой активации бурого угля. Горный информационно-аналитический бюллетень. 2024;(7-1):137–147. Vorsina E.V., Moskalenko T.V., Mikheev V.A. Technological scheme for steam-gas activation of brown coal. Mining Informational and Analytical Bulletin. 2024;(7-1):137–147. (In Russ.)