Группа уральских ученых разработала технологию, позволяющую перерабатывать жидкие отходы от производства калийных удобрений. Несмотря на общую тенденцию распространения методов переработки остаточного промышленного сырья, данная разработка уникальна и не имеет аналогов в мире. Предполагается, что данная технология поможет улучшить состояние экологии.
Очистка нового уровня
Проектом занимаются сотрудники Уральского федерального университета под руководством доцента физики Александра Черепанова.
Технология предполагает выполнение очистки стоков в два шага:
- Предварительная очистка с применением керамических мембран от взвешенных частиц, принадлежащих скальным породам.
- Электродиализ. Посредством катионитных и анионитных мембран производится распределение солевых компонентов на две зоны с получением соленого раствора и очищенной воды.
Так выглядит общий подход очистки в схеме переработки калийных удобрений, в то время как разработчики внедрили на втором этапе дополнительную мембрану – биполярную. Это комбинированная конструкция, представляющая собой объединение катионитных и анионитных мембран. С ее помощью выполняется разложение воды, которая присутствует в шламах, на гидроксильную группу и водород. В конечном итоге формируется щелочь и кислота.
Производные продукты
Кислотные и щелочные растворы можно назвать продуктами очистки, причем их тоже можно использовать в промышленности. По сути это химические реагенты, которые требуются на некоторых калийных производствах. То есть прямо внутри производственного цикла предприятие может получать сырье с нулевой стоимостью.
Как отмечает Черепанов, такие продукты при более широком представлении на рынке могут использоваться в качестве основы для изготовления бытовой химии, в нефтяной и пищевой промышленности.
На волне повышения экологических требований
Проблемы экологии ставят перед человечеством все более сложные задачи, сопряженные с оптимизацией и модернизацией промышленных объектов. Сокращение отходов производств становится одной из ключевых задач в русле сохранения окружающей среды. Особенно это актуально с учетом новых возможностей переработки отходов с минимальными экономическими издержками.
И в этом отношении также актуально направление, в котором работают специалисты ИЦЦТМ УрФУ вместе с сотрудниками института высокотемпературной электрохимии УрО РАН. Эта команда ученых предложила концепцию нового подхода к переработке ядерного топлива.
Эксплуатация современных АЭС связана с высокой активностью долгоживущих радиоактивных веществ, оставшихся от отработанного ядерного топлива. К этому негативному эффекту добавляется и тепловое загрязнение окружающей среды. В итоге возникает задача минимизации экологического ущерба от ядерных отходов, что технологически как раз достигается инновационными методами переработки сырья.
Утилизация ядерных отходов
В рамках проекта «Прорыв» специалисты ИЦЦТМ УрФУ с коллегами займутся формированием базы исходных материалов для оценки технико-экономических характеристик методов пирохимической переработки реакторного топлива на быстрых нейтронах.
С помощью 3D-моделирования ученые намерены разработать объемно-планировочные решения для размещения в радиационно-защитных камерах необходимого технологического оборудования.
В конечном итоге предложенная методика позволит решать амбициозные задачи по защите экологии путем более эффективной утилизации отработанного ядерного топлива.
Главная цель работы заключается в создании базовых методов переработки опасных отходов и разработке экспериментального оборудования для практической реализации поставленных задач.
