Figure 1 – Percentage concentration of complex compounds of uranyl ion in the investigated
waters
The obtained data show that the main speciations of uranium at the investigated territory
are [UO
2
(CO
3
)
2
(H
2
O)
2
]
2-
, [UO
2
(CO
3
)
3
]
4-
and
[UO
2
OH]
+
. Despite high concentrations of sulfate
ions, probability of presence of sulfate complexes is zero. The obtained uranium species are
water-soluble and as a result can be transported for a long distances, influencing on
radioecological situations of large territories. It is suggest to control the radioecological situation
on this territory, despite low activities of uranium-isotopes, obtained in this investigations, as any
changing of external conditions can significantly influence on migration ability of uranium and
it’s decay products.
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
153
Conclusions
Water of the Syr-Darya river is slightly alkaline with sulfate and magnesium ions, as
dominant. No any significant variation of uranium content downstream was observed. The
activity concentrations of uranium isotopes were less than normative levels, but the
concentrations of uranium, varying from 14.7 to 17.3 µg/l, for most samples are less than
internationally recommended level for drinking water (equal to 30 µg/l). The main speciation of
uranium
at
the
investigated
territory
are
water-soluble
and
highly
migratory
[UO
2
(CO
3
)
2
(H
2
O)
2
]
2-
, [UO
2
(CO
3
)
3
]
4-
and
[UO
2
OH]
+
. Despite high concentration of sulfate ions,
probability of sulfate ions is zero. The continuous control of uranium isotopes and it’s decay
products at the investigated territory is recommended.
Acknowledgment
This work was funded under Project of Ministry of Education and Science of the Republic
of Kazakhstan “Emerging Contaminants and Environmental Security in the Syr Darya River
Basin” (registration state #0115PK00475).
References
1
Salbu B.
,
Skipperud L. Speciation of radionuclides in the environment// Journal of
Environmental Radioactivity. - 2009. Vol.100. – P.281–282.
2
Junqiang Y., Yaning C. Trend analysis of temperature and precipitation in the Syr
Darya Basin in Central Asia// Theor Appl Climatol. -2015. Vol. 120. – P.521–531.
3
Романова С.М. Практикум по гидрохимии. – Алматы: Қазақ университеті, 2007. –
P. 82.
4
Uralbekov B., Burkitbayev M., Satybaldiyev B., Matveyeva I., Tuzova T., Snow D.
Spatial and temporal variability of
234
U/
238
U activity ratios in the Shu River, Central
Asia//Environ Earth Sci. – 201. – Vol.72. – P.3635–3642.
5
Guidelines for Drinking Water Quality. Forth Edition.– Geneva: World Health
Organization, 2011.
References
1
Salbu B
,
Skipperud L (2009) Journal of Environmental Radioactivity 100:281–282.
DOI: 10.1016/j.jenvrad.2008.12.008
2
Junqiang Y, Yaning C (2015) Theor Appl Climatol 120:521–531. DOI 10.1007/s00704-
014-1187-y.
3
Romanova SM (2007) Handbook on hydrochemistry [Praktikum po gidrohimii].
Kazakh Univresiteti, Almaty, Kazakhstan (in Russian). ISBN 9965-30-255-3
4
Uralbekov B, Burkitbayev M, Satybaldiyev B, Matveyeva I, Tuzova T, Snow D (2014)
Environ Earth Sci 72:3635–3642. DOI: 10.1007/s12665-014-3274-x
5
(2011) Guidelines for Drinking Water Quality. Forth Edition. Geneva: World Health
Organization.
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
154
УДК 541.123.31
Ораз У.Ә., Иолкужикова М.К., Қобдабаева Г.М., Рысқалиева Р.Г.
әл-Фараби атындағы Қазақ ұлттық университеті, Алматы қ., Қазақстан
Е-mail: Makhabbat_i@mail.ru
Аммиак селитрасы негізінде термиялық тұрақты тыңайтқыштар
алу технологиясын жасау
Аммоний нитраты сақтағанда, тасымалдағанда және органикалық заттар
қатысында жылу шығару және желдету болмаған жағдайда өздігінен
ыдырайтын күшті тотықтырғыш.
Аммоний нитратын сақтау және пайдалану, өндірістің қауіпсіздік
техникасына байланысты жағдайларды өндірушілер және басқа да
қызығушылық тудыратын өндірістер зерттеп, талдауда. Аммоний нитраты
және құрамында аммоний нитратының жоғары пайызы болатын тыңайтқыштар
көптеген ұлттық және халықаралық ережелерде «қауіпті» деп жіктеледі.
Халықаралық тасымалдау ережелерінде пайдаланылатын БҰҰ жіктеуіне
сәйкес, аммоний нитраты 5.1.-тотықтырғыш заттар класына жатады.
Түйін сөздер: аммоний нитраты, органикалық заттар, құрамында азот
мөлшері төмен өнімдер, ерігіштік.
Ораз У.А., Иолкужикова М.К., Кобдабаева Г.М., Рыскалиева Р.Г.
Казахский национальный университет им.аль.Фараби, г.Алматы, Казахстан
Разработка технологии получения термостабильного удобрения на основе
аммиачной селитры
Нитрат аммония сильный окислитель, способный самопроизвольно
разлагаться в отсутствие теплоотвода и вентиляции при хранении и
транспортировке и в присутствии органических веществ.
Ситуация с хранением и использованием нитрата аммония, аспекты
эксплуатации и техники безопасности производства продолжают исследоваться
и обсуждаться производителями и другими заинтересованными сторонами.
Нитрат аммония и удобрения, содержащие высокий процент нитрата аммония,
классифицируются как «опасные» во многих национальных и международных
правилах. В соответствии с классификацией ООН, используемой в
международных транспортных правилах, нитрат аммония относится к классу
5.1.— окисляющие вещества.
Ключевые слова: Нитрат аммония, органические вещества, продукта с
низким содержанием азота, растворимость.
Oraz U.A., Iolkuzhikova M.К., Kobdabaeva G.M.,
Ryskalyeva R.G.
al-Farabi Kazakh National University, Almaty, Kazakhstan
Development of technology of obtaining termostable fertilizer on the basis of ammonium
nitrate
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
155
Ammonium nitrate the strong oxidizer capable it is spontaneous to decay for lack of the
heat sink and ventilation in case of storage and transportation and in the presence of organic
substances.
The situation with storage and use of nitrate of ammonium, aspects of operation and safe
engineering of production continue to be researched and be discussed by producers and other
concerned parties. The nitrate of ammonium and fertilizer containing high percent of nitrate of
ammonium are classified as "dangerous" in many national and international rules. According to
classification of the UN used in the international transport rules, nitrate of ammonium belongs to
the class 5.1. — the oxidizing substances.
Keywords:Ammonium nitrate, organic substances, a product with low content of nitrogen,
solubility.
Кіріспе
Бағалы азот тыңайтқышы ретінде аммиак селитрасын өндіру және экспортқа
шығару жыл сайын артуда. Осыған байланысты қазіргі кездегі маңызды мәселелердің бірі
тыңайтқыштардың тауарлық қасиеттерін жақсарту болып табылады, ол үшін тиімділігі
жоғары қоспаларды таңдау бойынша зерттеулер жүргізіледі. Аммиак селитрасының
негізгі кемшілігі оның гигроскопиялылығымен, ерігіштігімен, модификациялық
ауысуларымен, термиялық тұрақсыздығымен байланысты жоғары нығыздалып қалуы
болып табылады.
Аммиак селитрасын (аммоний нитратын) және оның негізінде жоғары термиялық
тұрақты өнімдер алу мәселесі қазіргі таңда бүкіл әлемде өте көкейтесті мәселе болып
отыр. Аммоний нитраты сақтағанда және тасымалдағанда, сондай-ақ органикалық заттар
қатысында өздігінен ыдырауға қабілетті күшті тотықтырғыш [1–3].
Эксперимент
Аммиак селитрасының түйіршіктерінің құйылу әдісі пайдаланылатын қондырғылар
кең таралған. Осындай қондырғыларда азот мөлшері төмен болатын өнім алу үрдісі
қиындатылған - қоспалардың біршама мөлшері балқыманың физикалық қасиетін
(тұтқырлығын, кристалдану температурасын және т.б.) өзгертеді де, қондырғылардың
бітеліп қалуына әкеледі [4].
Зерттеліп отырған жұмыста термиялық тұрақтылығы жоғары, жақсартылған
физика-механикалық сипаттамаларымен аммиак селитрасын алу мүмкіндіктері
қарастырылды.
Сонымен қатар, қондырғыларды пайдаланып, түйіршіктерге қоспаларды енгізу әдісі
қолданылды [5].
Зерттеулерді жүргізгенде химиялық талдаудан басқа, рентенфазалық талдау,
дифференциалды-термиялық талдау тәрізді физика-химиялық әдістер пайдаланылды.
Жұмыста аммиак селитрасы негізінде тыңайтқышқа әртүрлі қоспаларды қосу
мүмкіндіктері зерттелді. Негізгі қоспа ретінде апатит концентратын күкірт қышқылды
ыдырату жолымен алынатын фосфор қышқылы өндірісінің қалдығы болып табылатын
фосфогипс пайдаланылды. Фосфогипс үйіндіде дигидрат (CaSO
4
∙ 2H
2
O) және жартылай
гидрат түрінде (CaSO
4
∙ 0,5H
2
O) түрінде болады [6-7].
Нәтижелер және талдаулар
Зерттеу барысында беріктігі жоғары, аз нығыздалатын және жылу алмасуға
тұрақты аммиак селитрасын алу мүмкіндігі қарастырылды. Аммиак селитрасы
балқымасына 2-10% (масс.) табиғи цеолит және 0,5 – 5 % (масс.) мөлшерде фосфогипс
енгізу көрсетілген қасиеттерді өзгертуге мүмкіндік береді: түйіршіктердің беріктігі
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
156
бірнеше есе артады, таза селитрамен салыстырғанда ерігіщтігі біршама төмен және ылғал
сіңіргіштігі аз болады.
Аммиак селитрасы негізіде термиялық тұрақты тыңайтқыш алу үшін балқымаға
бөгде заттарды енгізуге болмайтындығы көрсетілді. Сонымен қатар инертті заттармен
түйіршіктерді беттік өңдеу әдісімен аммиак селитрасы негізінде құрамында азот мөлшері
24% (масс.) дейін болатын тыңайтқыш алу мүмкіндігі дәлелденді. Фосфогипс енгізгенде
тыңайтқыштар сипаттамасы жақсырақ. Түйіршіктер беріктігі 2 есе артады аммиак
селитрасымен салыстырғанда, гигроскопиялық нүкте артады, ылғал сіңіру жылдамдығы
азаяды. Жылу алмасуға тұүрақтылығы артады.
Сондай-ақ, тәжірибе жүзінде аммиак селитрасы түйіршіктерінің беткі жағына
жағылатын ерітінді ретінде ең тиімдісі калий сульфаты болатындығы анықталды. KNO
3
,
NаNO
3
тәрізді басқа компонеттер жақсы нәтиже берген жоқ.
Рентген фазалық талдау әдісі арқылы фосфогипс жағылған партияларда негізгі
компонеттерден басқа түйіршіктердің беткі қабаттарында түзілетін аммоний сульфаты
және гидросульфатының болатындығы көрсетілді. Түйіршіктерді алдын-ала тұз
ерітіндісімен өңдеу молекулалардың түйіршіктерге толық ену диффузиясын тездетеді.
Беттік реакция жүруі нәтижесінде NH
4
NO
3
∙ nН
2
О ∙ К
2
SO
4
кристалдану аймағы және
аммиак селитрасы түйіршіктерінің бетінде фосфогипс қабатының өсуіне мүмкіндік
беретін олардың әрекеттесу өнімдері түзіледі.
Тыңайтқыштар партиясын термографиялық зерттеу нәтижелері бойынша,
құрамында фосфогипс болатын тыңайтқыш балқымасын суытқанда өнімнің
ылғалдылығына байланыссыз II-IV модификациялық ауысу тұрақталады. Таза аммиак
селитрасымен салыстырғанда, балқыманы суытқанда модификациялық ауысу жылуы
төмендейді, ол өз кезегінде түйіршіктердің бұзылу дәрежесінің төмендеуіне, олардың
құрылымының нығыздалуына, беріктіктің сақталуына себебін тигізеді. Фосфогипстің
әртүрлі мөлшерін қосу нәтижесінде тыңайтқыштар партиясынан мынадай көрсеткіштер
байқалды:
1) тыңайтқыштардың барлық партиясының қарқынды ыдырау температурасының
басталуы 220°С құрайды;
2) жалпы азот мөлшері 35% (масс.), 32%(масс.), 30%(масс.), 28% (масс.) болатын
партия үшін термиялық ыдыраудың максималды температурасы 300 °С, ал 24% (масс.)
болатын партия үшін -287° С, яғни 13° С-қа төмен;
3) жалпы азот мөлшері 24% (масс.) партиясы үшін активтендіру энергиясы 186,2
кДж/моль, ал басқа партиялар үшін ол 110-нан 138,3 кДж/моль аралығында.
Осылайша алынған тыңайтқыштың термиялық тұрақтылығы жоғары, қыздыруға
төзімді және түйіршіктерінің беріктігі жоғары. Зерртханалық жолмен алынған тыңайтқыш
құрамында азот мөлшері 33,25%-дан кем емес тыңайтқыштың сипаттамалары:
-түйіршіктердің статикалық беріктігі артады және 5 кг/түй. жетеді;
-фосфогипс қосылған аммиак селмтрасының нығыздалу қасиеті зерттелді және 6 ай
бойы 100% сусымалылығын сақтады;
-өнімнің таза аммиак селитрасымен салыстырғанда ерігіштігі төмен.
Қорытынды
Зерттеу барысында беріктігі жоғары, аз нығыздалатын және жылу ауысуларына
тұрақты аммиак селитрасын алу мүмкіндігі зерттелді. Аммиак селитрасының
балқымасына 2 - 10 % (масс.) табиғи цеолит және 0,5 - 5 % (масс.) мөлшерде фосфогипс
енгізу көрсетілген қасиеттерді өзгертуге мүмкіндік береді: түйіршіктердің статикалық
беріктігі бірнеше есе артады, таза селитрамен салыстырғанда ерігіштігі төмен, ылғал
сіңіргіштігі аз. Түйіршіктерді инертті заттармен беттік өңдеу әдісімен аммиак селитрасы
негізіндегі тыңайтқыш құрамында азот мөлшері 24 % (масс.) дейін болатын тыңайтқыш
алу мүмкіндігі зерттелді. Фосфогипс енгізілген тыңайтқыштар сипаттамасы жақсырақ,
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
157
аммиак селитрасымен салыстырғанда түйіршіктердің беріктігі екі есе артады,
гигроскопиялық нүкте артады, ылғал сіңіргіштігі төмендейді. Аммиак селитрасы
түйіршігі бетіне жағылатын заттардың ішінен адгезиялануға ең төзімдісі калий сульфаты
екендігі дәлелденді, себебі онда NH
4
NO
3
, СаSO
4
∙nН
2
О, K
2
SO
4
және олардың әрекеттесу
өнімдері кристалданады. Басқа компоненттер, мысалы, KNO
3
, Mg(N0
3
)
2
, поливинил
спирті нашар нәтижелер беретіндігі анықталды.
Әдебиеттер тізімі
1.
Справочник азотчика. Том 2. - М., Химия, 1987. - 462 с
2.
2.Общие правила взрывобезопасности взрывопожароопасных химичес ких,
нефтехимических и нефтеперерабатывающих производств. ПБ 09 -540-03.
3.
D. J. Heather, G. Е. Lance. FertiliserManufakturers Association. Безопасность
азотнокислотного аммония, хранение и транспортировка.
4.
Пат. 2111937 RU, МПК 6 С05С1/02, C05G3/04. Азотное удобрение/ Рус-тамбеков
М.К., Кузнецова В.В., Щербакова JI.H. и др. (РустамбековМ.К.,Кузнецова В.В.,
Попеско И.Г.). № 96124342/25; Заявл. 26.12.1996 // Изобретения. - 27.05.1998. - №
15. - С. 281.
5.
Кочетков В.Н. Гранулирование минеральных удобрений. М., Химия, 1975.-220с.
6.
Ковалев В.Н. Математическая модель процесса термического разложения нитрата
аммония / В.Н.Ковалев, И.Ф. Ли, М.В. Таук // Химическая промышленность. 1998. -
№ 6 -С. 57-61.
7.
55. ГОСТ 2-85 Селитра аммиачная, технические условия.
References
1. Reference book of an azotchik. Volume 2.- M, Chemistry, 1987. - 462 p.
2. General explosion safety rules fire and explosion hazardous chemical, petrochemical
and oil processing productions. PB 09 - 540-03.
3. D. J. Heather, G. E. Lance. FertiliserManufakturers Association. Safety of ammonium,
storage and transportation.
4. Stalemate. 2111937 RU, MPK 6 C05C1/02, C05G3/04. Nitric fertilizer / Rus-tambekov
M. To., Kuznetsova V. V., Scherbakov JI.H., etc. (Rustambekov M. K., Kuznetsova V. V.,
Popesko I. G.). No. 96124342/25; Zayavl. 26.12.1996//Inventions. - 27.05.1998.- No. 15. -
Page 281.
5. Kochetkov V. N. Granulation of mineral fertilizers. M, Chemistry, 1975. - 220 pages.
6. Kovalyov V. N. Mathematical model of process of thermal decomposition of nitrate of
ammonium / V. N. Kovalyov, I. F. Li, M. V. Tauk//Chemical industry. 1998. - No. 6 -
Page 57-61.
7. 55. Ammonium GOST 2-85 Nitrate, specifications.
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
158
UDC546.273.325 +344.3
Ponomarenko O.I.*, Matveyeva I.V., Beisembayeva L.K., Romanova S.M.
al-Farabi Kazakh National University, Almaty, Kazakhstan
*E-mail:
Oksana.Ponomarenko@kaznu.kz
Purification of gas emissions of TPP from sulphurous substances
Stoichiometric equations of processing of exhaust gases of TPP into secondary chemical
products are presented. Use of effective metal-polymeric catalyst for purification of exhaust
gases of TPP, which allows to dispose sulfur dioxide simultaneously with its oxidation in
sulfuric acid is shown.
Keywords: exhaust gases, sulfuric acid, TPP, atmosphere
Очистка газовых выбросов ТЭЦ от сернистых веществ
Приведены стехиометрические уравнения переработки отходящих газов ТЭЦ во
вторичные химические продукты. Показано использование эффективного металл -
полимерного катализатора, для очистки отходящих газов ТЭЦ, который позволяет
утилизировать диоксид серы с одновременным его окислением в серную кислоту.
Ключевые слова: отходящие газы, серная кислота, ТЭЦ, атмосфера
Күкіртті заттардан ЖЭО шығаратын газ қалдықтарын тазалау
ЖЭО шығатын қалдық газдарды екіншілей химиялық өнімге өңдеудің
стехиометриялық теңдеулері берілген. ЖЭО шығатын қалдық газдарды тазалау үшін
тиімді металл – полимерлі катализаторды қолдану жолы көрсетілді, ол күкірт диоксидінің
күкірт қышқылына тотыға отырып пайдаға асуына мүмкіндік береді.
Түйін сөздер: шығатын қалдық газдар, күкірт қышқыл, ЖЭОб атмосфера
1. Introduction
The largest number of the world's electricity is generated by thermal power plants, which
burn different types of mineral fuel.
In Kazakhstan, 75% of electricity is produced by coal power plants, more than 12% - by
gas-heavy fuel oil and 9% - by hydroelectricity.
Cogeneration plant (CHP) is a kind of thermal power plants, which produces not only
electricity, but also is a source of thermal energy in centralized heating systems (in the form of
steam and hot water, including hot water and heating for residential and industrial objects).
Wherein a large amount of flue gas, wastewater contaminated with various water-soluble
substances and solid precipitate in the form of ash and sludge appear.
At present, a large number of different methods of flue gas cleaning from pollutants are
developed and tested. Specialists, working in the field of industrial emissions purification
technology, note that there is no technology of separation of sulfur dioxide from exhaust gasses
with significant advantages.
Methods of desulfurization of exhaust gases of TTP based on removal of sulfur oxides by
washing with a solution of lime or limestone to produce gypsum as final product are widespread
in world practice. Usage of this technique requires a large continuous flow of additional
materials (lime) and treatment of large quantities of waste (gypsum).
Therefore, a new approach to solve problem of utilization of sulfur compounds contained
in exhaust gases of TPP is required.
The aim of this study is to develop general theoretical bases and patterns of utilization of
exhaust gases of TPP with production of sulfuric acid.
|