Лабораторія нових технологій переробки сировини та промислових відходів - Досягнення

Сторінка 4 із 6

НАУКОВО-ПРАКТИЧНІ ДОСЯГНЕННЯ ЛАБОРАТОРІЇ

За період роботи у складі Інституту лабораторії досягли наступних науково-практичних результатів у наступних галузях:

 У галузі розробки та дослідження сорбційних та екстракційних матеріалів.

  • Вперше методом ртутної порометрії визначені закономірності зміни поруватих характеристик матриці твердого екстрагента на основі трибутилфосфату (ТВЕКС-ТБФ), сополімеру нітрилу акрилової кислоти з дивінілбензеном та карбонізату на його основі.
  • Методом фрактального аналізу вперше визначені діапазони пор, у яких зберігається самоподібність структури матриці ТВЕКС-ТБФ та сополімеру нітрилу акрилової кислоти з дивінілбензеном.
  • Проведено розрахунок вмісту екстрагента в адсорбованому моношарі з використанням даних ртутної порометрії. Вивчено зміну рівноважних та кінетичних характеристик екстракції металів за гідратно-сольватним механізмом твердим екстрагентом на основі ТБФ та діізооктилметилфосфонату з різним співвідношенням адсорбованого та рідкого екстрагенту.

 

У галузі вилучення рідкісних та розсіяних елементів таких як:

  • скандій

Отримані рівноважні та кінетичні характеристики екстракції та реекстракції скандію ТВЕКС-ТБФ з багатокомпонентної сольової системи, отриманої з плаву сольового хлоратора титанового виробництва ТОВ «Запорізький титано-магнієвий комбінат».

Запропоновано принципове рішення щодо вилучення скандію ТВЕКС-ТБФ в динамічних умовах з багатокомпонентної сольової системи, яке має наступні переваги перед вилученням скандію в каскаді реакторів: більш просте апаратурне оформлення та управління процесом, можливість максимально повного промивання твердого екстрагенту від домішок, отримання реекстракту з більшою концентрацією скандію, зменшення стирання ТВЕКС;

Визначені параметри вилучення скандію ТВЕКС-ТБФ у динамічних умовах для розрахунку технологічного обладнання.

   

Плав сольового хлоратора

Дослідження динаміки вилучення скандію
  • рідкісноземельні елементи

Визначена ступінь вилучення суми рідкісноземельних та супутніх елементів макропоруватим (Purolite C150H) та гелевим (Cybber K100) сульфокатіонітами з багатокомпонентної сольової системи, отриманої після розкриття сірчаною кислотою фосфогіпсу хвостосховища «Дніпровське» колишнього Виробничого об’єднання «Придніпровський хімічний завод» (ВО «ПХЗ»).

Вперше в умовах укрупнених лабораторних випробувань отримано концентрат суми рідкісноземельних елементів з фосфогіпсу хвостосховища «Дніпровське», який в подальшому був використаний для надання радіаційно-захисних властивостей фосфогіпсовій матриці.

   
Концентрат суми рідкісноземельних елементів з фосфогіпсу Отримання концентрату суми рідкісноземельних елементів в укрупнених лабораторних випробуваннях

 

  • реній

Отримані рівноважні та кінетичні характеристики вилучення ренію низькоосновним аніонітом АМР та висоосновним аніонітом АМ-п-2 у статичному режимі з сульфатних модельних розчинів у порівнянні з закордонними аналогами.

Визначені параметри вилучення ренію з сульфатного модельного розчину у динамічних умовах аніонітами АМР та АМ-п-2 та його десорбції для розрахунку технологічного обладнання.

За результатами досліджень були надані експертні оцінки, які були використані Державним підприємством «Смоли» при виготовленні дослідних партій аніонів АМР  та АМ-п-2.

 

  • уран

Визначені рівноважні та кінетичні характеристики вилучення урану високоосновним аніонітом вітчизняного виробництва АМ-п-2 з модельного сульфатного розчину, отримані параметри процесу з використанням моделей рівноваги та кінетики сорбції.

Спільно з Центральної науково-дослідною лабораторією ДП «Східний гірничо-збагачувальний комбінат» (СхідГЗК) проведене тестування смоли, що включало технологічні процеси сорбційно-десорбційної переробки, які використовуються на уран-добувних підприємствах.

Виконана оцінка вилучення урану аніонітом АМ-п-2 з ґрунтових вод хвостосховища «Центральний Яр» колишнього ВО «ПХЗ» та показана перспективність його використання для вилучення урану при розв'язанні питань реабілітації хвостосховищ ВО «ПХЗ», утворених при переробці уранових руд.

Проведено верифікаційне дослідження сорбційного вилучення урану з уранвмісних розчинів, що моделюють радіоактивно забруднені води ВО «ПХЗ», сорбентами різного походження: гранульованими іонообмінними смолами вітчизняного та закордонного виробництва, волокнистими сорбентами та сорбентами на основі модифікованої абрикосової кісточки та шкарлупи волоського горіха.

У співробітництві з Інститутом органічної хімії НАН України та Харківським національним університетом ім. В.Н. Каразіна, розроблені імпрегнати для вилучення урану та церію. Досліджено вплив концентрації фторид-іону, сульфатної кислоти та азотнокислого карбаміду в залежності від часу витримки на руйнування кристалічної решітки модельного об’єкту та окислювально-відновлювальний потенціал розчину для вилуговування урану. Розроблені рекомендації щодо використання інтенсифікуючих домішок на основі фториду-біфториду амонію та азотнокислого карбаміду для підвищення ступеню вилучення урану при його блочному вилуговуванні з тривких руд та поліпшення умов праці персоналу. Результати роботи спрямовані на інтенсифікацію видобутку урану з тривких руд та можуть бути використані на ДП «СхідГЗК».

 

  • ванадій

Вивчені рівноважні та кінетичні закономірності вилучення ванадію з модельних та промислових сульфатних розчинів сильно- і слабоосновними аніонітами вітчизняного (АМ-п) та закордонного (Ambersep 920U, Cybber ALX 220, Cybber USX 500T, Cybber AX 400B, Cybber SX 002) виробництва.

Вивчено довилучення ванадію в динамічних умовах з модельного розчину.

Проведені укрупнені лабораторні випробування щодо сорбційного довилучення ванадію з промислового розчину ТОВ "Завод "Поліхімпром"" у динамічних умовах аніонітами Cybber ALX 220 та Ambersep 920U. Рекомендовано використовувати аніоніт Cybber ALX 220 для сорбційного довилучення ванадію із сірчанокислих розчинів.

 

Отримані патенти:

  1. А.П. Красноперова, Г.Д. Юхно, С.І. Мірошниченко, Д.С. Тернова, В.І. Кальченко, В.Ю. Коровін, Ю.Ф. Коровін. Твердий екстрагент для вилучення урану з водних розчинів. Патент на корисну модель 73461 Україна, МПК G21 F9/04 (2006.01). - № u 2012 02642; заявл. 05.03.2012; опубл. 25.09.2012, Бюл. № 8.
  2. А.П. Красноперова, Г.Д. Юхно, Н.В. Єфімова, К.Ю. Брильова, А.Б. Драпайло, В.І. Кальченко, В.Ю. Коровін, О.В. Зонтов, Л.В. Зонтова. Твердий екстрагент для вилучення урану та іонів церію з водних розчинів. Патент на корисну модель 140690 Україна, МПК В01J 20/22 (2006.01). - № u 2019 08225; заявл. 15.07.2019; опубл. 10.03.2020, Бюл. № 5.