Протэк’21 ite’21

 
 

---

196 
ПРОТЭК’21 ITE’21 
Список литературы: 
1.
Алимкулов С.О., Алматова У.И., Эгамбердиев И.Б. Отходы – глобальная 
экологическая проблема. Современные методы утилизации отходов // 
Молодой ученый. – 2014. – № 21. – С. 66–70.
2.
Федеральный закон «Об отходах производства и потребления» от 24.06.1998 
N 89-ФЗ (последняя редакция) // СПС «КонсультантПлюс». 
3.
Пименова М.А., Собкалов А.В., Сай А.Р. Особенности термических 
технологий утилизации промышленных и коммунальных отходов // Научно-
аналитический журнал «Вестник Санкт-Петербургского университета 
Государственной противопожарной службы МЧС России». – 2014. – № 4. 
[Электронный 
ресурс]: 
– 
Режим 
доступа: 
https://cyberleninka.ru/article/n/osobennosti-termicheskih-tehnologiy-utilizatsii-
promyshlennyh-i-kommunalnyh-othodov (дата обращения: 24.09.2021). 
4.
Созонов Н.А. Установки термической утилизации отходов ООО 
«ТюменНИИгипрогаз» // Экспозиция Нефть Газ. – 2014. – № 4 (36). 
[Электронный 
ресурс]: 
– 
Режим 
доступа: 
https://cyberleninka.ru/article/n/ustanovki-termicheskoy-utilizatsii-othodov-ooo-
tyumenniigiprogaz-1 (дата обращения: 24.09.2021). 

---

197 
ПРОТЭК’21 ITE’21 
РЕЦИКЛИНГ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА МИНЕРАЛЬНЫХ 
УДОБРЕНИЙ В
ПРОЦЕССЕ СИНТЕЗА СУЛЬФАТНОЙ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ 
Гладун В. Д., Бабукова А. А., Нусратуллаев Ш. Х., Селивѐрстова О. А. 
Егорьевский технологический институт (филиал) ФГБОУ ВО 
«МГТУ «СТАНКИН», г. Егорьевск, Россия
В Юго-Восточном регионе Московской области скопилось более 100 млн. 
тонн техногенных отходов предприятия «Воскресенские минеральные 
удобрения». Ежегодно их количество увеличивается на 1,0–1,5 млн. тонн. 
Основой этих отходов являются фосфогипс и кремнегель, представляющих 
собой серьѐзную экологическую опасность. По заключению экспертов-экологов 
существует реальная угроза «схода горы отходов» в Москву-реку со всеми 
вытекающими последствиями [1]. 
Фосфогипс
 
является токсичным загрязнителем окружающей среды. Он
 
образуется при получении экстракционной фосфорной кислоты из апатитовых 
концентратов. В качестве примесей фосфогипс содержит соединения фосфора 
(P
2
O
5
до 1 %, фосфин PH
3
), соединения фтора (фтористый водород) до 0,7 %. 
Сотни тысяч тонн фосфогипса хранятся в отвалах непосредственно возле 
г. Воскресенска, разрушая плодородные почвы и загрязняя среду его обитания. 
Кремнегель
 
(кремнегелевая пыль) представляет собой высокодисперсное
вещество на основе оксида кремния, которое образуется при производстве 
фтористого алюминия. Объѐмы его накопления в отвалах совместно с 
фосфогипсом достигают десятков тысяч тонн в год и усугубляют загрязнение 
окружающей среды. 
В данной работе предлагается осуществлять совместно рециклинг этих 
отходов при синтезе сульфатной целлюлозы из отходов деревообработки 
предприятия ООО «Кроношпан». 
Рециклинг отходов промышленного производства фосфорных удобрений 
сопровождается образованием синтетических силикатов кальция [1–8]. 
Промышленный отход производства в процессе гидротермального синтеза
(
ГТС
) 
превращают в гидросиликат кальция (ГСК) и сульфат, которые 
предлагается использовать при варке целлюлозы. 
Гидротермальный синтез силиката кальция является рентабельным 
технологическим процессом при рециклинга фосфогипса. 
Брутто реакция гидротермального синтеза минерала (Ca
6
[Si
6
O
17
](OH
2
)) из 
фосфогипса (CaSO
4

2H
2
O) и кремнегеля (SiO
2

2H
2
O) позволяет получать гель 
сульфата с наполнителем из ГСК (рис. 1). 

---

198 
ПРОТЭК’21 ITE’21 
Рис. 1. Схема реакции гидротермального синтеза геля для варки целлюлозы 
В зависимости от типа используемой щелочи (alkali – «A») можно 
получать различные сульфаты (

– sulphate) изменять себестоимость продуктов 
рециклинга – [сульфат + Ca
6
[Si
6
O
17
](OH
2
)] [1]. 
Водные растворы [K
2
SO
4
и (NH
4
)
2
SO
4
] используют в качестве 
соответственно жидких калийных и азотных удобрений, а – [Na
2
SO
4
]
применяют в стекольной промышленности как основной составляющий 
ингредиент шихты [4]. 
Удалять воду в процессе рециклинга осуществляют в две стадии: на 
первой стадии фильтруют присоединѐнную воду, на второй стадии, при 
нагревании до 400 ºС, удаляют закристаллизованную воду. 
Отходы производства ООО «Кроношпан» (Егорьевск, Электросталь) (кора 
древесины, опилки, стружка и брак древесно-стружечных и ламинированных 
плит и др.) представляет серьѐзную экологическую опасность, и требуют своей 
безотлагательной утилизации. 
Поэтому актуальной проблемой сегодня является комплексная 
переработка отходов производств ОАО «Воскресенские минеральные 
удобрения» и ООО «Кроношпан». 
В 
бумажной 
промышленности 
активно 
используют целлюлозу, 
производимую из хвойных пород, дуба, березы, каштана. 
Отходы 
деревообработки 
в 
виде 
технологической 
щепы 
и 
тонкомерной древесины, опилки хвойных и лиственных пород целесообразно 
использовать также для производства сульфатной целлюлозы. 
Варочный раствор для щелочной варки (белый щелок) при натронной 
содержит один активный реагент, растворяющий лигнин, – гидроксид натрия. 
При сульфатной варке активных реагентов два – гидроксид натрия и сульфид 
натрия. 
В белом сульфатном щелоке, вследствие неполноты реакций каустизации 
и восстановления сульфата, обязательно присутствует карбонат и сульфат 
натрия. В небольшом количестве содержатся сернистые соединения натрия – 
тиосульфат, сульфит, полисульфиды, а также алюминат и силикат натрия. 
Состав белого щелока характеризуют несколькими показателями, причем 
содержание натриевых солей выражают в одних и тех же эквивалентных 

---

199 
ПРОТЭК’21 ITE’21 
единицах, чаще всего в единицах NaOH (активная щелочь NaOH + Na
2
S, общая 
титруемая щелочь NaOH + Na
2
S + Na
2
CO
3
, суммарное содержание всех 
присутствующих в белом щелке соединений натрия). 
Цель щелочной варки заключается в растворении лигнина, однако, наряду 
с этим, происходит и нежелательное растворение полисахаридов. Потери 
целлюлозы могут достигать ~ 10 % от еѐ количества в исходном отходе 
древесины, глюкоманнан растворяется на 75 %, ксилан на 45–50 %. Основное 
количество щелочи (до 75 %) потребляется на реакции с углеводами, и только 
25 % щелочи идет на растворение лигнина. 
В условиях щелочной варки между полисахаридами и щелочью 
происходит совокупность стадий превращения отхода (набухание, вызывающее 
изменения в клеточных стенках; растворение углеводов без химического 
разрушения; осаждение растворенных углеводов на целлюлозных волокнах; 
омыление ацетильных групп; ступенчатое отщепление концевых звеньев, 
содержащих редуцирующую группу (pttling); стабилизация, в результате 
которой полисахариды приобретают устойчивость в щелочной среде (stopping); 
расщепление (щелочной гидролиз) β - гликозидных связей) [9–11]. 
Щелочная варка является гетерофазным процессом, в котором участвуют 
жидкая фаза (варочный раствор) и твердая фаза (щепа). 
Таблица 1. Применения сульфатной целлюлозы из отходов древесины [9–11]