Перспективы применения отходов промышленности

Т.М. ПЕТРОВА⁴, А.А. ЕЖЕЛЕВ⁵, С.М. ГАЛИЛЕЕВ⁶, А.Е. ДОМРАЧЕВ⁶

1. Углеродные очищенные шламы электролитических производств лития на ОАО «НЗХК» (а возможно и шламы электролитического получения Ca и Mg), содержащие 2…5% многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ). Такой углеродный очищенный шлам, используемый как модифицирующая добавка к бетону в количестве не более 1%, может позволить значительно повысить ударную прочность системы. Исследования в этом направлении уже начаты. Объём очищенных не утилизированных шламов с учётом прогнозируемых источников может достигать 100 тыс. т в год.

2. Шелуха риса, практически не используемый отход сельскохозяйственного производства, после измельчения в композиции с гашеной известью и водой, даёт хорошо льющийся состав, твердеющий при нормальной температуре с технологически приемлемой скоростью и прочностными характеристиками по завершении отверждения, допускающими использование этого материала в строительной технике. Эффект схватывания системы обусловлен образованием силикатов кальция при взаимодействии извести и нанодисперсного (~20…50 нм), нанопористого (размер пор 2…3 нм) необычайно активного кремнезёма. Такого кремнезёма в рисовой шелухе – единственном в этом роде растительном материале – содержится до 20% массовых. Полисахариды целлюлозы и лигнин шелухи выполняют роль волокнистых, структурно связанных с кремнезёмом микронаполнителей. Объём образования шелухи риса на элеваторах Краснодарского края составляет десятки тысяч т в год, во Вьетнаме – 2 млн. т в год, в КНР – 20 млн. т в год. Подобные количества образуются и в других странах рисовой культуры: Иране, Афганистане, Египте, Малайзии, Таиланде, Индонезии, Корее и Японии. В РФ в ОАО «Химинжиниринг» созданы производства сорбентов, наполнителей, модификаторов полимеров на базе карбонизированной шелухи риса. При термообработке шелухи риса получается ТШР (50% активного углерода, 50% активного кремнезёма) и при более глубокой термообработке - активный диоксид кремния (АДК, 98% SiO2 и 2% углерода). Эти продукты уже испытывались в НИИ шинной промышленности в протекторной резине и показали хорошие результаты (улучшение сцепления с дорогой). Лидер мировой шинной промышленности «Pirelli» последнюю разработку выпускает на аналогичных материалах. Совокупность имеющейся информации диктует целесообразность проверки этих продуктов не только в органополимерах, но и в минеральных композитах.

3. Полиацетиленовые шламы очистки ацетилена, получаемого каталитическим пиролизом природного газа (ОАО «Невинномысский Азот»). Сотни тонн этих не утилизируемых отходов при исследовании показали наличие кристаллов полифуллеренов. Уже более 20 лет полиацетиленовые шламы используют в ПО «Наваиазот» для дезактивации и дегидратации бактериальных илов очистных сооружений. Высушенный за сезон в картах он обладает свойствами удобрений и деструктора сельскохозяйственных ядохимикатов. Естественно напрашивается постановка исследований природы бактерицидности и деструкции токсикантов на полиацетиленовых шламах. Учитывая значительные масштабы полиацетиленовых промышленных отходов, мы также предлагаем их для проверки как наполнители и модификаторы.

На основе анализа отечественных и зарубежных материалов по наноминералогии нами найдены в отвалах разрабатываемых масштабных месторождений известняков и глинистых минералов как продукты, содержащие наноструктуры, так и практически чистые нанотубулярные массы галлуазита - алюмосиликата состава [Al₄(OH)₈Si₄O₁₆](OH)₄.

Известняковые отвалы содержали около 3% нановолокон флагопита и около 2% углеродных нанотрубок типа «кедровый лес».