№ 2 (83) февраль, 2021 г. ХРАНЕНИЕ, ТРАНСПОРТИРОВКА И РЕАЛИЗАЦИЯ КРИО ИЗМЕЛЬЧЕННЫХ И ЗАМОРОЖЕННЫХ ПРОДУКТОВ РАСТИТЕЛЬНОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ Шарипова Насиба Уктамовна ассистент Бухарского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] Мухамадиев Баходир Темурович доцент Бухарского инженерно-технологического института. Республика Узбекистан, г. Бухара Шарипова Наргиза Уктамовна ассистент Бухарского инженерно-технологического института, Республика Узбекистан, г. Бухара STORAGE, TRANSPORTATION AND DISTRIBUTION OF CRYO OF GRINDED AND FROZEN VEGETABLE PRODUCTS Nasiba Sharipova Assistant, Bukhara Engineering Technological Institute, Uzbekistan, Bukhara Bakhodir Mukhamadiev Docent Bukhara Engineering Technological Institute. Uzbekistan, Bukhara Nargiza Sharipova Assistant, Bukhara Engineering Technological Institute, Uzbekistan, Bukhara АННОТАЦИЯ В статье рассматриваются на основе литературных данных проблемы хранения и реализации крио измель- ченных продуктов и сыря растительного происхождения с точки зрения изменения их качества и товарного вида. Приводятся данные и обсуждаются влияние различных факторов – температуры, атмосферы хранения, природы и методы упаковки материала, на качество объекта. ABSTRACT The article examines, on the basis of literature data, the problems of storage and sale of cryo-crushed products and raw materials of plant origin in terms of changes in their quality and presentation. The data are presented and the influence of various factors - temperature, storage atmosphere, nature and methods of material packing, on the quality of the object is discussed. Ключевые слова: Крио измельчение, растительные продукты, хранение, транспортировка, замораживание, качество, микробное обсеменена. Keywords: Cryo-grinding, plant products, storage, transportation, freezing, quality, microbial contamination. ________________________________________________________________________________________________ Введение более высокая усушка объекта и как результат по- теря массы и качества. Основным параметром холо- Процесс хранения является самым трудным с дильного хранения является поддержание заданной позиции сохранения характерных параметров. При температуры в особенности быстро охлаждаемых отклонении от установленных режимов возможна __________________________ Библиографическое описание: Шарипова Н.У., Мухамадиев Б.Т., Шарипова Н.У. Хранение, транспортировка и реализация крио измельченных и замороженных продуктов растительного происхождения // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 2(83). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11281 (дата обращения: 25.02.2021).
№ 2 (83) февраль, 2021 г. продукт. При повышении температуры хранения т.к. высокая плотность и большая масса объекта за- происходит повышение микробной обсемененности трудняет данное достижение. Здесь наибольшим объекта и увеличение деятельности микроорганиз- преимуществом обладает технология заморажива- мов и активности ферментов. При этом даже в слу- ния растительного мелкоплодного сырья [1,6 ]. чае обратного понижения температуры до исходной, как результат адаптация к условиям окружающей На самом деле абсолютная усушка не зависит от среды, большая часть микроорганизмов не прекра- количества объекта в камере хранения, однако отно- щает свою активность. Основными факторами, вли- сительная усушка резко возрастает, когда камера яющими на качество продуктов, находящихся на недогружена, что можно объяснить возрастанием хранении является стабильная работа холодильного удельной плотности теплового потока на единицу оборудования и понижения потоков тепла из окру- продукта. Наиболее эффективным методом сокра- жающей среды. В ходе охлаждения, замораживания щения усушки до минимальных значений – это упа- и хранения низкие температуры ускоряют испаре- ковка продуктов и снижение температуры, при этом ние влаги с поверхности объекта и вызывают потери массы зависят от паропроницаемой упако- усушку, т.е. потере его массы. вочных материалов [3,4 ]. Результаты и их обсуждении Следует учесть, что температура в центре объ- екта не должна быть ниже – 12оС, т.к. большинство При существенно низких (меньше – 15оС) и рав- ферментов начинают активироваться при более вы- номерных температурах наибольшими изменени- сокой температуре, последующее её снижение не ями, приводящими к ухудшению качества храни- может повлиять на повторную консервацию и акти- мого продукта, являются процессы усушки. Ско- вации энзимы. Это означает, что оправившись от рость усушки в основном зависит от 4-х параметров: температурного шока, некоторые из энзимой адап- 1) температура, 2) относительная влажность воз- тируются к низким температурам, что заметно ухуд- духа, интенсивности циркуляции воздуха у поверх- шает качество объекта. Колебания температуры при ности объекта и от природы этой поверхности. До- хранении замороженных объектов не должно пре- казано, что чем ниже температура воздуха, тем вышать 1-2оС. Оно вызывает ухудшение качества и меньше его влаг удержание, что означает, что воз- структуры объекта, что объясняется увеличением дух может меньше воспринять влаги. Относитель- кристаллов льда. С возрастанием температуры часть ная влажность воздуха почти не влияет на усушку кристаллов льда в объекте тает, а при дальнейшем при пониженных температурах хранения. При оди- понижении температуры наблюдается рост кристал- наковой относительной влажности воздуха усушка лов и ухудшение структуры объекта [5,6]. может повышаться, при возрастании разности тем- пературы между воздухом камеры и поверхности Холодильное хранение пищевого сырья и про- приборов охлаждения и понижаться при уменьше- дуктов в комбинации с двуокисью углерода задер- нии разности температур. Возрастание разности живает рост бактерий, плесневых грибов и других температур приводит к увеличению интенсивности микроорганизмов, а эффективность процесса хране- конденсации влаги из воздуха и, как результат, к ния определяется его температурой. При примене- возрастанию усушки. Интенсивность движения воз- ние газообразного азота, как и при использовании духа в камерах хранения должна быть минимальной, СО2, резко сокращается содержание О2 в атмосфере обеспечивающий устранение застойных зон [1,2]. камеры, что замедляет активацию микроорганизмов и окислительные процессы. Лед с бактерицидными Чем выше относительная влажность воздуха, тем добавками предназначается для охлаждения некото- меньше скорость испарения влаги с поверхности рых видов овощей путем прямого контакта с ними. объекта и тем меньше усушка. 100 %-ная относи- Эти добавки снижают обсемененность объектов тельная влажность воздуха в стационарных усло- микроорганизмами. Льдосоляное замораживание виях не вызывает усушки следует поддерживать проводят как непосредственным соприкосновением, максимально возможную относительную влажность так и бесконтактным методом. Недостатком данного воздуха. Выше отмечено, что основным фактором, метода охлаждения является просаливание объекта, влияющим на усушку, является температура воз- которое при долговременном хранении объекта, вы- духа в камере хранения. Усушка понижается с зывает окисление жира, стимулирует понижение то- уменьшением температуры воздуха, при этом на варного качества (вид) и потребительских свойств. каждые 10оС почти в два с половиной раза. В насто- Бесконтактный метод такого замораживания в виде ящее время доказано, что оптимальной температу- полых плит с эвтектическими растворами дает воз- рой хранения замороженных объектов принимается можность устранения этих недостатков [2]. – 25-30оС, при которой уменьшается не только усушка но и возрастают сроки хранения объекта. С понижением температуры уменьшается ско- Однако в некоторых холодильниках старого образца рость развития микроорганизмов. Однако, опреде- ещё используется температура – 12оС, в то время как ленные виды плесневых грибов могут развиваться рациональная температура принята как – 18-20о С. при температуре даже – 8оС, чем и объясняется хра- При этом данная температура не должна ограничи- нение при более низких температурах ( -18-20оС), ваться поверхностью объекта, т.к. внутренние слои которая полностью тормозит рост и развитие микро- продукта тоже должны иметь низкую температуру, организмов [5]. Одним из способов сохранения товарных досто- инств объекта является соответствующая его упа- ковка. Наиболее подходящим для упаковки следует 101
№ 2 (83) февраль, 2021 г. использовать пакеты из сарана, которые отличаются продуктов. Особенно существенные (биохимиче- от полиэтиленовых пленок тем, что являются возду- ские) изменения происходят с участием углеводов, хопроницаемы и после удаления из них воздуха, которые расходуются клетками в ходе послеубороч- плотно облегают продукт, тем самым уменьшается ного дозревания. В некоторых плодах и овощах со- термическое сопротивление теплопередаче. Упако- держание крахмала уменьшается из-за н фермента- вочный материал должен плотно прилегать к объ- тивного аминолиза, а также о сахароварни. Общее екту. Иначе, при снижении температуры воздуха в содержание сахаров при этом увеличивается, а по- камере хранения, образующиеся в результате субли- сле начинает уменьшаться, т.к. они расходуются на мации пары из объекта конденсируются на внутрен- дыхание. А в некоторых объектах таких, как фасоль, ней поверхности упаковки в виде инея. Эта усушка кукуруза, горах и др., при хранении крахмал синте- носит название внутренней и характеризуется тем, зируется. В клубнях картофеля при хранении с по- что потеря массы и изменение потребительских до- нижением температуры в некоторой степени имеет стоинств происходят при неизменной массе (брутто) место накопление сахаров, а при повышении её уве- упакованного продукта. личивается синтез крахмала из моносахаридов, что объясняется активностью ферментов, катализирую- Значительное влияние на сроки хранения объек- щих прямую и обратную реакцию и эти энзимы тов оказывает давление окружающей среды. Увели- имеют различный оптимум температуры. чение давления приводит к уменьшению скорости испарения усушки, а следовательно, улучшается ка- В ходе хранения содержание сахарозы, гемицел- чество продукта. Кроме воздушной среды продукты люлозы, органических кислот обычно уменьшается, можно хранить в атмосфере другого газового со- а количество растворимого пектина возрастает, става. Существуют 2 метода, а именно, хранение в В результате перехода некоторого количества про- модифицированной среде и в регулируемой атмо- топектина в пектин твердость плодов уменьшается. сфере. В первом варианте объект хранится в упа- Интенсивность превращения углеводов, а также ковке, способной пропускать двуокись углерода и природа их изменений зависит от вида и сорта ягод выводить кислород. По 2-му варианту продукт хра- и плодов, степени зрелости, условий хранения и т.д. нится в регулируемой атмосфере, которая создается в герметических камерах с использованием газоге- Заключение нераторов, в которых сжигается газ. Рациональной является атмосфера, содержащая 10 % двуокись уг- На качество и сохраняемость ягод и плодов зна- лерода [3]. чительное влияние оказывают биохимические реак- ции с участием пектинов. В процессе хранения пло- Условием для развития микроорганизмов явля- дов и ягод растворимый пектин расщепляется на по- ется обязательное присутствие в объекте или на его лигалактуроновую кислоту и метиловый спирт, в ре- поверхности воды, которая доступна для микробов. зультате чего имеет место разрыхление тканей, Потребность микроорганизмов в воде возможно вы- отравление клеток метиловым спиртом, происходят ражать количественно в виде, активной воды (Qw), функциональные расстройства. Количество полифе- которая зависит от концентрации растворенных ве- нолов в ягодах, плодах и овощах резко убивает в ре- ществ в ней и от степени их диссоциации. На ско- зультате гидролиза, образуются разного роды веще- рость развития микробиологических процессов вли- ства, что изменяет вкус и аромат объектов. В про- яет вод удержание поверхностных слоев объекта. цессе хранения изменению подвергаются витамины Сублимация воды с поверхности в ходе охлаждения ягод, плодов и овощей. В процессе созревания осо- ягод, плодов и овощей не компенсируется мигра- бенно большие изменения претерпевает аскорбино- цией влаги из внутренних слоев, что вызывает воз- вая кислота (витамин С). Наименьшие изменения растание концентрации растворенных веществ и (витамина С) наблюдаются у цитрусовых плодов. уменьшение активности воды (Qw) и в результате к Понижение температуры хранения уменьшает по- торможению развития микроорганизмов. Степень тери витамина С. В период хранения возрастает ко- уменьшения вод удержания зависит от уровня гид- личество каротиноидов, а содержание хлорофилла рофильности клеточных коллоидов, морфологиче- уменьшается. В процессе хранения для соблюдения ского строения и состояния покровных тканей, усло- санитарного состояния эффективным является ме- вий и режимов холодной обработки, уровня зрело- тод, сочетающий воздух, озон, УФ-и ЭМПНЧ-обра- сти, вида упаковки, методов и продолжительности ботку для дезинфекции, стерилизации, дезинсекции хранения, скорости дыхания и других факторов. и консервирования. В ходе холодильного хранения ягод плодов и В настоящее время существует проблемы стаби- овощей наблюдается существенное изменение био- лизации режима хранения ягод, плодов и овощей химических процессов с участием витаминов, угле- при близи криоскопической температуре, проявляю- водов, пектиновых веществ, которые в значительной щаяся в неравномерной по объему камеры темпера- степени характеризуют питательную ценность этих туры и влажности воздушной среды. 102
№ 2 (83) февраль, 2021 г. Список литературы: 1. Касьянов Г.И. Решетова Р.С. Христюк В.Т, Хрипко И.А. “Применении электромагнитного пола низкой частоты в технологии пищевых производств”. Краснодар,2018. 2. Мухамадиев Б.Т., Рузиева К.Э. “Инновационные технологии криоизмельчения и криосепарации”. Univer- sum: Москва, 2020, Выпуск: № 3, 42-44 с. 3. Жумаев Ж.Х., Шарипова Н.У. “Структурно-механические характеристики композиций на основе электрохимического модифицированного крахмала и полимеров”. Universum: Москва, 2019, Выпуск: № 11(65), часть 1, 74-76 с. 4. Бердиева З.М., Мухамадиева З.Б. «Проблемы и перспективы цепи снабжения агропроизводства» Universum: Москва, 2020, Выпуск: № 5-1 (74), 10-13 с. 5. Мухамадиев Б.Т., Шарипова Н.У. “Нетепловые механизмы действия электромагнитного поля (ЭМП) низких частот (нч) на растительное сырье” Universum: Москва, 2020, Выпуск: № 6(72), 89-91 с. 6. Атоев Э.Х., Гафурова Г.А. Рафинирование и экстракция семян тыквы сверхкритической углекислотой. // UNIVERSUM: Химия и биология. 2020, Вып 5 (74_2) стр. 25-28. 103
№ 2 (83) февраль, 2021 г. DOI: 10.32743/UniTech.2021.83.2-2.104-110 КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ И ФОСФАТЫ АММОНИЯ НА ЕЁ ОСНОВЕ Юсупов Бахтияр Оразбаевич магистрант, Каракалпакский государственный университет им. Бердаха, Республика Каракалпакстан, г. Нукус E-mail: [email protected] Намазов Шафоат Саттарович д-р. техн. наук, профессор, академик, заведующий лабораторией, Институт общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Турдиалиева Шахзода Исматуллаевна PhD, преподаватель Ташкентского технического университета им. И. Каримова, Республика Узбекистан, г. Ташкент Сейтназаров Атаназар Рейпназарович д-р. техн. наук, главный научный сотрудник, Институт общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент Реймов Ахмед Мамбеткаримович д-р. техн. наук, ректор Каракалпакского государственного университета им. Бердаха, Республика Каракалпакстан, г. Нукус CONCENTRATION OF WET PROCESS PHOSPHORIC ACID AND AMMONIUM PHOSPHATE BASED ON IT Bakhtiyar Yusupov Undergraduate student, Karakalpak State University named after Berdakh, Republic of Karakalpakstan, Nukus Shafoat Namazov Doctor of technical sciences, prof., academician, Head of the Laboratory, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent Shahzoda Turdialieva PhD, teacher of the Tashkent Technical University named after I. Karimov, Uzbekistan, Tashkent Atanazar Seytnazarov Doctor of technical sciences, chief researcher, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent __________________________ Библиографическое описание: Концентрирование экстракционной фосфорной кислоты и фосфаты аммония на её основе // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Юсупов Б.О. [и др.]. 2021. 2(83). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11263 (дата обращения: 25.02.2021).
№ 2 (83) февраль, 2021 г. Akhmed Reymov Doctor of technical sciences, prof., rector of the Karakalpak State University named after Berdakh, Republic of Karakalpakstan, Nukus АННОТАЦИЯ Рассмотрен способ и состав фосфатов аммония на базе экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК) из фосфоритов Центральных Кызылкумов. Проведен процесс обессульфачивания ЭФК (19,88% Р2О5 и 1,64% SO3) карбонатной фосмукой при её норме 100% от стехиометрии для связывания Н2SO4своб. в CaSO4. При ней степень обессуль- фачивания ЭФК – 72,5%. Проведен процесс концентрирования обессульфаченной ЭФК до концентрации 35,8- 56,6% Р2О5 методом упаривания. Рентгенографическим методом анализа определен солевой состав осадка, выпадаемый при упарке ЭФК. Проведен процесс нейтрализации упаренной и осветленной ЭФК (41,73% Р2О5) газообразным аммиаком до величины рН=4,5 (для получения МАФ - моноаммонийфосфата) и рН=7,5 (для получения ДАФ - диаммонийфосфата). Получен МАФ и ДАФ марок N : P2O5 = 12 : 53 и 17 : 49, соответственно. определен солевой состав МАФ и ДАФ. ABSTRACT The method and composition of ammonium phosphates based on wet process phosphoric acid (WPA) from phosphorites of Central Kyzylkum are considered. The process of desulfurization of WPA (19.88% Р2О5 and 1.64% SO3) with carbonate phosphate at its rate of 100% of stoichiometry for binding Н2SO4 free was carried out. in CaSO4. With it, the degree of desulfurization of WPA is 72.5%. The process of concentration of desulfurized WPA to a concentration of 35.8-56.6% of P2O5 was carried out by the method of evaporation. The X-ray analysis method determined the salt composition of the sediment, precipitated during the evaporation of WPA. The process of neutralization of one stripped off and clarified WPA (41.73% Р2О5) with gaseous ammonia was carried out to pH = 4.5 (to obtain MAP - monoammonium phosphate) and pH = 7.5 (to obtain DAP - diammonium phosphate). Obtained MAP and DAP grades N: P2O5 = 12: 53 and 17: 49, respectively. The salt composition of MAP and DAP was determined. Ключевые слова: экстракционная фосфорная кислота, обессульфачивание, упаривание, осадок, аммонизация, МАФ, ДАФ, химический и солевой составы. Keywords: wet process phosphoric acid, desulfurization, evaporation, sediment, ammonization, MAP, DAP, chemical and salt compositions. ________________________________________________________________________________________________ В мировом масштабе повышение продуктивности 1) Нейтрализация экстракционной фосфорной сельского хозяйства должно производиться за счет кислоты (16-18% Р2О5) газообразным аммиаком до увеличения урожайности, а не расширения посевных рН = 4,5-5,0 (отношение NH3 : H3РО4 = 1,1) в аппа- площадей, которые на душу населения с каждым го- рате САИ; дом уменьшаются. Поэтому во всем мире взят курс на интенсификацию сельскохозяйственного произ- 2) Упарка аммофосной пульпы от начальной водства. В современных условиях, когда постоянно влажности 65% до конечной 30-35% в вакуум-вы- растёт стоимость транспортировки и внесения удоб- парной установке поверхностного типа с принуди- рений исключительное значение приобретает нара- тельной циркуляцией пульпы и вынесенной зоной щивание производства концентрированных марок кипения; NP- и NPK-удобрений, применяемых на всех типах почв и под все сельхозкультуры [11], [12], [13], [14], 3) Грануляция и сушка продукта в аппарате БГС; 4) Классификация и охлаждение полученного [15], [16], [17], [18], [19], [20], [21], [22]. продукта в аппарате КС; Наибольший интерес с потребительской точки 5) Хранение продукта на складе и отправка его потребителю насыпью или в затаренном виде. зрения представляют моно- и диаммонийфосфаты Ниже приведена товарная характеристика раз- (МАФ и ДАФ), карбоаммофос и карбоаммофоска, личных сортов аммофоса АО «Ammofos-Maxam», получение которых возможно лишь при использова- производимых согласно TSh 6.6-09:2008 (табл. 1) нии концентрированной фосфорной кислоты, в связи Однако данный продукт в воде полностью не- с чем разработка технологии концентрирования экс- растворим (Р2О5водн. : Р2О5общ. менее 80%), что объяс- тракционной фосфорной кислоты (ЭФК) и получения няется загрязнением состава ЭФК из мытого обож- на её основе высокомарочных фосфорсодержащих женного концентрата полуторными фосфатами ам- удобрений является актуальной задачей [23], [24], мония и др., то есть не отвечает требованиям потреб- ления в качестве концентрированного азотнофос- [25], [26]. форного удобрения для тепличного хозяйства и ка- АО «Ammofos-Maxam» производит аммофос по пельного внесения. следующей схеме [1-3]: 105
№ 2 (83) февраль, 2021 г. Характеристика различных сортов аммофоса АО «Ammofos-Maxam» Таблица 1. Наименование Отношение Р2О5 : N 50:10 показателя 501 44:10 46:10 48:10 46-48 Массовая доля усвояемых фосфатов, % 441 111 30-40 461 481 1,0 Массовая доля водорастворимых фосфатов, % 111 1,0 33-43 35-45 2 Массовая доля общего азота, % 95 2 111 111 100 Массовая доля воды, не более % 95 3 (30) Гранулометрический состав, гранул размером: 100 1,0 1,0 100 менее 1 мм, % 3 (30) от 1 мм до 4 мм, не менее, % 100 2 2 менее 6 мм, % 95 95 Прочность гранул, не менее, МПа (кгс/см2) 100 100 Рассыпчатость, % 3 (30) 3 (30) 100 100 Естественно, чем ниже его марка и сортность, оксид кальция) и обесфторивании натриевыми либо т.е. чем меньше он содержит Р2О5усв., Р2О5водн. и N, калиевыми веществами, частичной её аммонизации тем ниже его стоимость. (до рН = 2,8-3,0) с удалением осадков комплексных солей железа и алюминия методом АО «Ammofos-Maxam» также освоило произ- центрифугирования. Согласно TSh 00203074- водство кормового фосфата аммония (КФА) [4-7]. 28:2016 выпускается КФА с нижеследующими пока- Суть процесса получения кормовых фосфатов зателями (табл. 2). аммония заключается в обессульфачивании ЭФК кальциевыми минералами (МОК-26 либо карбонат и Таблица 2. Характеристика различных сортов фосфатов аммония, кормовых Наименование показателя Норма Марка А Марка Б Внешний вид – смесь гранул и кристаллов с порошком. Цвет белый слегка окрашенный Массовая доля Р2О5, растворимого в 0,4 %-ном растворе НС1 не менее 55 53±1 Массовая доля N, растворимого в 0,4 %-ном растворе НС1 12,5 12,5 Массовое отношение фтора к фосфору (F : P2O5), не более 0,0045 0,0045 Массовая доля мышьяка (Аs), %, не более 0,006 0,006 Массовая доля свинца (Рb), % , не более 0,002 0,002 Показатель активности водородных ионов, рН, не менее 4,5 4,5 Массовая доля воды, % не более 2,0 2,0 Ситовые характеристики: массовая доля частиц размером от 4 до 6 мм, % не более 3 3 массовая доля частиц размером свыше 6 мм, % не более отстут. отстут. Фосфаты аммония кормовые, получаемые на ос- Кызылкумскую ЭФК с содержанием 0,39-0,81% нове ЭФК из мытого обожженного концентрата, MgO можно упаривать до 35% Р2О5 без промежуточ- предназначены для минеральной подкормки лошадей, ного осветления и до 60% Р2О5 с промежуточным крупного рогатого скота, овец, свиней, коз, птиц, в осветлением. качестве экологически чистого азотнофосфорного удобрения для тепличных хозяйств. Продукт марки Б Отсюда вытекает задача изучить процесс упари- согласно ТSh 6.6-28:2011 должен содержат 53±1% вания Кызылкумской ЭФК до высоких содержаний Р2О5, 12±1% N, не более 2% Н2О, массовое отношение фосфора к фтору (F : Р2О5) не более 0,0045%, рН не Р2О5 и получить уже на основе упаренной кислоты менее 4,5. Но в данном предприятии этот продукт про- различные марки фосфата аммония. изводится в незначительном количестве и в основном для экспорта. В работе [8] имеются сведения по получению Для обеспечения сельского хозяйства фосфатом концентрированных марок NP-удобрений (аммофос аммония – высокомарочным водорастворимым фос- и диаммофос) на основе обессульфачивания растворов форным удобрением, отвечающим для капельного внесения необходимо налаживать производство кон- ЭФК из фосфоритов Каратау. В работе [9] показано, центрированной и очищенной ЭФК. [27], [28], [29], что при концентрировании обессульфаченной фос- [30], [31]. форной кислоты из фосфоритов Каратау до 44,5% Р2О5 (где, содержание SO42- в два раза меньше, чем в ис- ходной кислоте) путем упаривания, её вязкость была меньше на 150 сПз по сравнению с упаренной кислоты 106
№ 2 (83) февраль, 2021 г. такой же концентрации, но с повышенным содержа- личество фосмуки. При этом длительность обес- нием SO3. сульфачивания – 30 минут. По истечению времени содержимое реактора отстаивалось в течение 60 минут В настоящем разделе проводились опыты по при температуре 60-65оС. Далее обессульфаченную обессульфачению Кызылкумской ЭФК с помощью ЭФК отделяли от осадка методом декантации. Ре- карбонатной фосмуки с последующим её концентри- зультаты химического анализа показывают, что при рованием методом упаривания. Обессульфачиванию 100 %-ной норме фосмуки обеспечивается степень и упариванию подвергалась ЭФК состава (вес.%): обессульфачивания ЭФК – 72,5%. %. После упари- Р2О5 19,88; CaO 0,30; MgO 0,39; SO3общ. 1,64; SO3св. вания и отстаивания в течение 24 часа были получен 1,21; Fe2O3 0,31; Al2O3 0,72. Процесс обессульфачи- образец концентрированной и осветленной ЭФК вания произведен с применением фосмуки состава (41,73% Р2О5) с низким содержанием сульфатного (вес.%): 17,37 Р2О5; 47,13 СаО; 1,75 MgO; 0,76 Fe2O3; иона (0,35% SO3). При выпадаемый осадок, содер- 1,12 Al2O3; 1,33 SO3; 14,89 СО2. жащий 32,5% Р2О5, 3,36% СаО, 1,84% MgO, 0,79% Fe2O3, 1,18% Fe2O3 и 9,42% SO3 может служить фос- Норма фосмуки взята 100% от стехиометрии для форным компонентом фосфорных удобрений [30], связывания Н2SO4своб. в CaSO4. Для этого исходная ЭФК загружалась в реактор с винтовой мешалкой и [31], [32], [33], [34], [35], [36], [37]. подверглась подогреву в водяном термостате до 80oС. Рентгенографический анализ осадка проводили на Затем к ней постепенно дозировалось расчётное ко- дифрактометре XRD-6100 (Shimadzu, пр-во Япония). Рисунок 1. Рентгенограмма осадка, выделенная из упаренной экстракционной фосфорной кислоты Судя по рентгенограмме (рис. 1), солевой состав фосфата аммония осуществляли в процессе сушки осадка состоит в основном из различных форм гипса, методом интенсивного размешивания и окатывания. кремнефторида натрия и калия, фторида магния, После чего высушенные продукты анализировали фосфатов железа и алюминия. Четко проявляются на содержание различных компонентов [10]. дифракционные пики СаSO4 (3,81; 2,87; 2,22, 1,90Ао) СаSO4·0,5Н2О (2,80; 2,68; 2,08; 1,66Ао) и СаSO4·2Н2О Для концентрации упаренной ЭФК – 41,73% (7,56; 2,87Ао), Nа2SiF6 (4,43; 4,14; 3,34; 3,06; 2,28; 1,79; 1,47Ао), К2SiF6 (2,87; 1,66Ао), MgF2 (2,52; 2,22Ао), Р2О5 полученный продукт – МАФ имеет в своём со- монетит СаНРО4 (3,34Ао), а также фосфатов железа ставе (вес. %): N – 12,08; Р2О5общ. – 53,24; Р2О5усв. : и алюминия. Р2О5общ. = 98,61; Р2О5водн. : Р2О5общ. = 92,24; SO3 – 0,43; СаО – 0,43; MgO – 0,95; Fe2O3 – 0,84; Al2O3 – 1,70 с Таким образом, упаренная ЭФК послужила ис- прочностью гранул 3,5 МПа. ходным компонентом для получения МАФ и ДАФ. А ДАФ с исходной концентрацией упаренной Для этого нейтрализацию упаренной ЭФК проводили ЭФК – 41,73% Р2О5 содержит 49,38% Р2О5общ., из газообразным аммиаком при температуре 60оС него 99,72% находится в усвояемой форме, 92,37% до величины рН = 4,5 (для получения МАФ) и 7,5 – водорастворимой форме и 17,36% азота с прочно- (для получения ДАФ). Сушку ДАФ производили стью гранул 5,3 МПа. В нём 0,38% СаО; 0,90% MgO; при температуре не выше 60оС, а МАФ – сначала при 60оС, затем при 100оС до постоянной массы 0,80% Fe2O3; 1,66% Al2O3 и 0,37% SO3. Сера в про- дуктах присутствует в виде (NH4)2SO4, но его очень (влажность не более 1% Н2О). Грануляцию пульп мало. 107
№ 2 (83) февраль, 2021 г. По требованию ГОСТ 18918-85 МАФ должен На рис. 2 представлена рентгенограмма моноам- содержать не менее 12% N и 52% P2O5усв., по ТУ 113- монийфосфата (аммофоса), где четко проявляются 08-537-83 ДАФ не менее 18% N и 48% P2O5усв.. дифракционные максимумы NH4H2PO4 – 5,26; 3,75; 3,06; 2,66; 2,37; 2,01; 1,77; 1,68; 1,60; 1,53; 1,47Ао. В следующем этапе установлен солевой состав образцов МАФ и ДАФ. Рисунок 2. Рентгенограмма образца моноаммонийфосфата В отличие от образца МАФ на дифрактограмме 3,36Ао означают, что в продукте помимо ДАФ мы наблюдаем несколько иную картину (рис. 3). Здесь значительно проявлены полосы (NH4)2HPO4 – (NH4)2HPO4 содержится ещё NH4H2PO4. Кроме них, появляются 4,49; 4,14; 3,13Ао, свидетельствующие о 5.54; 5,01; 4,02-4,14; 3,75; 3,41; 3,21; 3,06; 2,79; 2,54; наличии (NH4)3PO4 (триаммонийфосфат), но в ма- 2,43-2,47; 2,30; 2,08; 2,06; 1,91; 1,89; 1,86; 1,77; 1,70; лом количестве. 1,56; 1,49Ао. Небольшие пики 5,31; Рисунок 3. Рентгенограмма образца диаммонийфосфата Следует отметить, что некоторые полосы из-за Таким образом, солевой состав МАФ и ДАФ со- близости межплоскостных расстояний, присущие для стоит из NH4H2PO4 и (NH4)2HPO4, а также частично моно- и диаммонийфосфатов накладываются друг на друга. Поэтому полосы 3,75; 3,06 и 2,01А0 можно (NH4)3PO4. одновременно отнести к дигидроортофосфату и гид- Таким образом, результаты исследований под- рофосфату аммония. твердили возможность получения моно- и диаммо- нийфосфата приемлемого качества из Кызылкум- ской упаренной ЭФК. 108
№ 2 (83) февраль, 2021 г. Список литературы: 1. Abduxamidovich N.A., Yusufjon A., & Mambetkarimovich R.A. Magniyli ohakli selitraning termik turg ‘unligi, modifikatsion va parchalanish holatlarini o ‘rganish. Science and Education, 1(3). 2020. 2. Alimov U.K., Namazov SH. S., Reymov A.M., & Kaymakova D.A. Ispol’zovanie mineralizovannoy massy fosforitovssentral’nyx Kyzylkumov v protsesse polucheniya dvoynogo superfosfatassiklicheskim sposobom. Ximicheskaya promyshlennost’, 94(1), 2017. –S. 1-10. 3. Alimov U.K., Namazov SH. S., Reymov A.M., Kenjaeva T. YU., & Kaymakova D.A. Ssiklicheskaya texnologiya pererabotki mytogo obojjennogo fosforitnogo konsentrata na dvoynoy superfosfat. Ximicheskaya promyshlennost’, 93(1), 2016. –S. 22-28. 4. Allaniyazov D.O. Issledovanie fiziko-ximicheskix svoystv peschano-glinistyx glaukonitov krantauskogo mes- torojdeniya iz karakalpakstana. in International scientific review of the problems of natural sciences and medicine. 2019. pp. 5-8. 5. Asamatdinov A.O., Akhmedov U.K., and Reymov A.M. Application of the superabsorbent polymer hydrogels for water retention under drying conditions. Karakalpak Scientific Journal: Vol. 2: Iss. 1, Article 12. 2018 6. Atanazar Seitnazarov, Shafoat Namazov, Boris Beglov. Beneficiation of high-calcareous phosphorites of Central Kyzyl Kum with organic acid solutions // Journal of Chemical Technology and Metallurgy. - Sofia, 2014. - vol. 49, N 4. - pp. 383-390. 7. Винник М.М., Ербанова Л.Н., Зайцев П.М. и др. Методы анализа фосфатного сырья, фосфорных и комплекс- ных удобрений, кормовых фосфатов. – М.: Химия, 1975. – 218 с. 8. Гафуров К. Обесфторенные удобрения из фосфоритов Каратау. –Ташкент: ФАН, 1992. - 199 с. 9. Djumanova Z., Ettibaeva L., Abduraxmonova U., Khalmuratova Z. Synthesis of supramolecular complex L– (-) – menthol. Karakalpak Scientific Journal: Vol. 3: Iss. 2, Article 1. 2020. https://uzjournals.edu.uz/karsu/vol3/iss2/1 10. Djumanova Z., Pirniyazov A., Kalbaev S., Matekeeva A. Hydrogenolysis of the g. glabra lignin. Karakalpak Scien- tific Journal: Vol. 2: Iss. 2, Article 4. DOI: ISSN 2181-9203 2018. https://uzjournals.edu.uz/karsu/vol2/iss2/4 11. Dosanova G.M., Talipov N.X., & Reymov A.M. Gipsovermikulitovye teploizolyasionnye shtukaturochnye smesi. Ximicheskaya promyshlennost’, 97(1), 2020. –s. 7-11. 12. Дохолова А.И., Кармышев В.Ф., Сидорина Л.В. Производства и применение фосфатов аммония. - М: Химия, 1986. - 256с. 13. Erkaeva N.A., Kaipbergenov A.T., Erkaev A.U., Reymov A.M., & Tolipova X.S. Issledovanie vliyaniya sodoproduktov na funksional’nye pokazateli sinteticheskogo moyuщego sredstva. Texnicheskie nauki: problemy i resheniya. 2020 pp. 84-88. 14. Ибрагимов К.Г., Мирмусаева К.С., Меликулова Г.Э., Усманов И.И., Мирзакулов Х.Ч. Исследование про- цесса получения моноаммонийфосфатных растворов кормовой чистоты из фосфоритов Центральных Кызыл- кумов. // Химическая технология. Контроль и управления. - Ташкент, 2015.- № 5 - С. 11-16. 15. Kim R.N., Reymov A.M., Aliev A.T., Myachina O.V., YAkovleva I.A., OT, N., & Madenov B.D. Vliyanie udobreniy, poluchennyx na osnove agrorud Karakalpakstana, na urojaynost’ xlopchatnika. Uzb. xim. jurnal, (1), 2016. –S. 45-49. 16. Mamataliev A.A., Namazov SH. S., Seytnazarov A.R., Reymov A.M., Bozorov I.I., & Nomozov SH. YU. O‘. Gran- ulirovannye azotno-sernye udobreniya na osnove plava nitrata ammoniya i sul’fata ammoniya. Universum: texnicheskie nauki, (5 (38)). 2017 17. Melikulova G.E., Mirzakulov Kh.Ch., Khujamkulov S.Z., Saidova D.Sh., Usmanov I.I. Obtaining of purified solu- tions of ammonium phosphates from the phosphorites of Central Kyzylkum. // International Journal of Recent Ad- vancement in Engineering Research. – India, 2018. – vol. 4, issue 4. - pp. 6-11. 18. Меликулова Г.Э. Разработка технологии кормовых фосфатов аммония и кальция из фосфоритов Централь- ных Кызылкумов: Дисс. …. доктора философии (PhD). –Ташкент ИОНХ АН РУз, 2018. – 107с. 19. Меликулова Г.Э., Хужамкулов Н.А., Мирзакулов Х.Ч., Усманов И.И. Получение очищенных фосфатов ам- мония из фосфоритов Центральных Кызылкумов. // Universum: Технические науки: электрон научн. журн. 2018 №4 (49). С. URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/5777. 20. Nabiev A.A., Namazov SH.S., Seytnazarov A.R., Reymov A.M., Beglov B.M., & Ayymbetov M.J. Izvestkovo- ammiachnaya selitra i eyo primenenie v sel’skoxozyaystvennom proizvodstve. Universum: texnicheskie nauki, 6 (39), 2017. –s. 25-32. 21. Nabiev A.A., Reymov A.M., Namazov SH. S., & Mamataliev A.A. Fiziko-ximicheskie i tovarnye svoystva magniysoderjaщey izvestkovoy ammiachnoy selitry. Universum: texnicheskie nauki, (5), 2017 pp. 40-46. 22. Nabiev A.A; Reymov A.M; Namazov Sh.S; and Beglov B.M. Investigation of magnesium containing and calcium ammonium nitrate obtainment process. Chemical Technology, Control and Management: Vol. 2018: Iss. 1, Article 2. 2018 109
№ 2 (83) февраль, 2021 г. 23. Nabiyev A.A., Namazov Sh.S., Seytnazarov A.R., Reymov A.R., Beglov A.M., Ayymbetov M.Zh. Carbonateammonium nitrate and its using in agricultural production. Universum: Tekhnicheskiye nauki: elektronnyy nauchnyy zhurnal, (6), 39. 2017 24. Namazov Sh. S., Usanbaev N.H., Sultonov B.E., Reymov A.M. Organic-mineral Fertilizer Based on Chicken Ma- nure and Phosphorite from Central Kyzylkum. Chem. Sci. Int. J, 24(3), 2018. –pp. 1-7. 25. Namozov O.M. Glycyrrhizic acid and its production,\" Karakalpak Scientific Journal: Vol. 2: Iss. 2, Article 3. DOI: ISSN 2181-9203 2018. https://uzjournals.edu.uz/karsu/vol2/iss2/3 26. Намазов Ш.С., Сейтназаров А.Р., Бадалова А.О., Беглов Б.М., Волынскова Н.В., Садыкова Б.Б. Реологиче- ские свойства аммонизированных фосфорнокислотных пульп из нового мытого обожженного фосфоконцен- трата Центральных Кызылкумов // Химическая технология. Контроль и управление. - Ташкент, 2015. - №1. - С. 5-11. 27. Намазов Ш.С., Сейтназаров А.Р., Беглов Б.М., Волынскова Н.В., Садыков Б.С., Мирзакулов Х.Ч. Перера- ботка нового вида фосфоконцентрата фосфоритов Центральных Кызылкумов, содержащего 26% Р2О5, на экстракционную фосфорную кислоту, аммофос и диаммофос // Химический журнал Казахстана. - Алматы, 2014. - №3 - С. 158-167. 28. Нурмуродов Т.И. Разработка технологии получения моно- и диаммонийфосфатов высшего качества из Ка- ратауской экстракционной фосфорной кислоты: Дисс. … канд. техн. наук. – Ташкент Институт удобрений, 1998. – 115с. 29. Reymov A M. Study of the process of production of liquid nitrogen fertilizers. Karakalpak Scientific Journal: Vol. 2: Iss. 1, Article 6. 2019 30. Reymov A.M., Nabiev A.A., Namazov SH. S., & Madenov B.D. Prochnost’ granul magnievo-izvestkovoy am- miachnoy selitry. SamGU nauchnyy vestnik, (5), 2016. –s. 153-156. 31. Shapulatov U.; Allaniyazova M.K.; Khozhiboboeva S. Kh.; and Kushiev Kh. Kh. Influence of the glycirrizin acid complex on fungal diseases of winter wheat. Karakalpak Scientific Journal: Vol. 3: Iss. 1, Article 9. 2020. https://uz- journals.edu.uz/karsu/vol3/iss1/9 32. Sidikov I., Yakubova N., Usmanov K., Kazakhbayev S. Fuzzy synergetic control nonlinear dynamic objects. Kara- kalpak Scientific Journal: Vol. 3: Iss. 2, Article 2. 2020. https://uzjournals.edu.uz/karsu/vol3/iss2/2 33. Temirov U.S., Namazov S.S., Usanbaev N.H., Sultonov B.E., & Reymov A.M. Organic-mineral Fertilizer Based on Chicken Manure and Phosphorite from Central Kyzylkum. Chemical Science International Journal, 24(3), 2018. – pp. 1-7. 34. Temirov U.S., Reymov A.M., Namazov S.S., & Usanbaev N.H. Organic-mineral fertilizer based on cattle manure and sludge phosphorite with superphosphate. International Journal of Recent Advancement in Engineering & Re- search. India, 4(01), 2018. –pp. 39. 35. Turakulov B.B., Kucharov B.X., Erkaev A.U., Toirov Z.K., & Reymov A.M. Usovershenstvovanie proizvodstva gidroksida kaliya izvestkovym sposobom. Universum: texnicheskie nauki, (10 (43)). 2017. 36. Турдиалиев У.М., Сейтназаров А.Р., Намазов Ш.С., Беглов Б.М. Обогащение фосфоритов Центральных Кы- зылкумов растворами уксусной кислоты // Химия и химическая технология. - Ташкент, 2012. - № 2. - С. 12- 18. 37. Wang, Wei; Samat, Alim; and Abuduwaili, Jilili () Long-term variations (2001-2016) of satellite-based PM2.5 con- centrations and its determinants in Xinjiang, northwest of China,\" Karakalpak Scientific Journal: Vol. 3: Iss. 1, Article 25. 2020. https://uzjournals.edu.uz/karsu/vol3/iss1/25 110
ДЛЯ ЗАМЕТОК
Научный журнал UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ № 2(83) Февраль 2021 Часть 2 Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 – 54434 от 17.06.2013 Издательство «МЦНО» 123098, г. Москва, улица Маршала Василевского, дом 5, корпус 1, к. 74 E-mail: [email protected] www.7universum.com Отпечатано в полном соответствии с качеством предоставленного оригинал-макета в типографии «Allprint» 630004, г. Новосибирск, Вокзальная магистраль, 3 16+
UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ Научный журнал Издается ежемесячно с декабря 2013 года Является печатной версией сетевого журнала Universum: технические науки Выпуск: 2(83) Февраль 2021 Часть 3 Москва 2021
УДК 62/64+66/69 ББК 3 U55 Главный редактор: Ахметов Сайранбек Махсутович, д-р техн. наук; Заместитель главного редактора: Ахмеднабиев Расул Магомедович, канд. техн. наук; Члены редакционной коллегии: Горбачевский Евгений Викторович, канд. техн. наук; Демин Анатолий Владимирович, д-р техн. наук; Елисеев Дмитрий Викторович, канд. техн. наук; Звездина Марина Юрьевна, д-р. физ.-мат. наук; Ким Алексей Юрьевич, д-р техн. наук; Козьминых Владислав Олегович, д-р хим. наук; Ларионов Максим Викторович, д-р биол. наук; Манасян Сергей Керопович, д-р техн. наук; Мартышкин Алексей Иванович, канд.техн. наук; Мерганов Аваз Мирсултанович, канд.техн. наук; Усманов Хайрулла Сайдуллаевич, канд.техн. наук; Серегин Андрей Алексеевич, канд. техн. наук; Юденков Алексей Витальевич, д-р физ.-мат. наук; Tengiz Magradze, PhD in Power Engineering and Electrical Engineering. U55 Universum: технические науки: научный журнал. – № 2(83). Часть 3, М., Изд. «МЦНО», 2021. – 96 с. – Электрон. версия печ. публ. – http://7universum.com/ru/tech/archive/category/283 ISSN : 2311-5122 DOI: 10.32743/UniTech.2021.83.2-3 Учредитель и издатель: ООО «МЦНО» ББК 3 © ООО «МЦНО», 2021 г.
Содержание 5 Химическая технология 5 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВИХРЕВЫХ АППАРАТОВ С ЗАКРУЧЕННЫМ 10 ПОТОКОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ 14 Бахронов Хошим Шойимович Худойбердиева Назора Шарофовна 19 Турдиева Одина Джураевна 23 Файзуллоева Сарвиноз Собир кизи 26 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ AНAЛИЗ ПРОЦЕССA ПОЛУЧЕНИЯ БИКAРБОНAТA КAЛИЯ 31 ПО СИСТЕМЕ ET2NH2+, K+ // HCO3-,CL- - H2O 36 Бобокулов Акбар Носирович 42 Эркаев Актам Улашевич 46 Тоиров Зокир Каландарович СОСТАВ СУСПЕНДИРОВАННЫХ ЖИДКИХ КОМПЛЕКСНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ОСНОВЕ КЫЗЫЛКУМСКОЙ АММОФОСНОЙ ПУЛЬПЫ И НИТРАТА АММОНИЯ Ганиева Назокат Мухторали кизи Намазов ШафаатСаттарович Сейтназаров Атаназар Рейпназарович Алимов Умарбек Кадырбергенович Номозов Шухратжон Юлдашали-угли ПОЛУЧЕНИЕ ГЛАУБЕРОВОЙ СОЛИ И СУЛЬФАТА НАТРИЯ ИЗ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ Джураева Гулнора Хуррамовна Абдирахимов Илхом Эшбаевич Шоназаров Эркин Базарович ОТРАБОТАННЫЕ ЖИРНЫЕ ГЛИНЫ ОТБЕЛКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ - ЦЕННОЕ СЫРЬЁ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЫЛОПОДОБНЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ Кадирова Нафиса Баннобовна Салиханова Дилноза Саидакбаровна Сагдуллаева Дилафруз Саидакбаровна Аноров Рустам Абдурахмонович Абдурахимов Саидакбар Абдурахмонович ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА ОСНОВЫ МОЮЩЕГО СРЕДСТВА И ИЗУЧЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ЕЁ СВОЙСТВ ПРИ ХРАНЕНИЕ Мажидов Кахрамон Халимович Саидвалиев Саидазим Сайдиамирханович ИССЛЕДОВАНИЕ ИНГИБИРОВАННОЙ КОРРОЗИИ СТАЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВТОРИЧНЫХ ОТХОДОВ Мисиров Зафар Холмуминович Бекназаров Хасан Сойибназарович Джалилов Абдулахат Турапович ТЕХНОЛОГИЯ РАЗДЕЛЕНИЯ МОНТМОРИЛЛОНИТА С НАНОЧАСТИЦАМИ ИЗ БЕНТОНИТОВОЙ ГЛИНЫ КАРАКАЛПАКСТАНА Муфтуллаева Марзия Бегдуллаевна Искандеров Ахмет Максетбаевич Ибадуллаев Ахмаджон Собирович ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И СЭМ АНАЛИЗ ФОСФОР, АЗОТ И МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩЕГО ОРГАНИЧЕСКОГО ОЛИГОМЕРА Набиев Дилмурод Абдуалиевич Тураев Хайит Худайназарович Джалилов Абдулахат Турапович СИНТЕЗ И ИСПОЛЬЗОВАНИЕ НОВЫХ ТИПОВ ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ НА ОСНОВЕ КОРТОНАЛЬДЕГИДА Нарзуллаев Акмал Холлинорович Сирожиддинов Исмоил Луқмонович Мухсинова Наргиза Эркиновна Бекназаров Хасан Сойибназарович
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЕ ОДНОСТОРОННИХ ФОСФОРНЫХ 50 УДОБРЕНИЙ ЦИКЛИЧЕСКИМ СПОСОБОМ Рахимов Кодир Исломбаевич 55 Намазов Шафоат Саттарович 58 Сейлханова Айнура Нурниязовна 62 Алимов Умарбек Кадырбергенович Сейтназаров Атаназар Рейпназарович 67 Каймакова Дина Абдурахимовна 71 77 ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНГИБИТОРОВ КОРРОЗИИ ARIN&M ДЛЯ ЗАЩИТЫ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ И МЕТАЛЛОКОНСТРУКЦИЙ 83 Содикова Мунира Рустамбековна 83 МОДИФИКАЦИЯ ПОЛИОЛЕФИНОВ С МЕТАЛОКСИДНЫМИ ОЛИГОМЕРНЫМИ МОДИФИКАТОРАМИ 86 Умаров Шухрат Шарипович 90 Тураев Хайит Худайназарович Джалилов Абдулахат Туропович МЕТОДИКА ПОВЫШЕНИЯ АДСОРБЦИОННЫХ СВОЙСТВ ПОЧВЫ ПАЛИГОРСКИТНОЙ ГЛИННОЙ Холов Хуршид Муродиллаевич Собиров Боходир Бойпулатович Алланазаров Хасан Султонов Шавкат Абдуллаевич ПОЛИТЕРМА РАСТВОРИМОСТИ СИСТЕМ NH4NO3 - C2H5OH - H2O Хошимханова Мухайё Абраловна Дехканов Зулфикахар Киргизбаевич ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ПОЛУЧЕНИЯ ЭКСТРАКЦИОННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ ИЗ МЫТЫХ ВЫСУШЕННЫХ ФОСФОРИТОВ Хуррамов Наврузбек Ибраимович Нурмуродов Тулкин Исамуродович Эркаев Актам Улашевич ИЗУЧЕНИЕ ПРОЦЕССА КОНВЕРСИИ ХЛОРИДА КАЛИЯ В ПРИСУТСТВИИ ДИЭТИЛАМИНА Эшметова Дилафруз Зухриддиновна Джандуллаева Мунаввара Сапарбаевна Бобокулов Акбар Носирович Тоиров Зокир Каландарович Эркаев Актам Улашевич Хазратова Шахризода Ориф кизи Электротехника ПОВЫШЕНИЕ ЭНЕРГОЭФФЕКТИВНОСТИ ЗА СЧЕТ РАЗРАБОТКИ ЭНЕРГОСБЕРЕГАЮЩИХ МЕРОПРИЯТИЙ ПОСРЕДСТВОМ ЭНЕРГОАУДИТА В ОБЩЕПРОМЫШЛЕННЫХ МЕХАНИЗМАХ Гафуров Мирзохид Орифович Мухторов Абдулло Файзуллаевич Фаттоев Миржон Хусниддин угли Фармонов Фарход Ахмад угли СТАБИЛИЗАЦИЯ РАБОТЫ УСТРОЙСТВА РЕГУЛИРОВАНИЯ СКОРОСТИ НА УСТРОЙСТВАХ С УНИВЕРСАЛЬНЫМИ ДВИГАТЕЛЯМИ Сатторов Тошпулот Ахмад угли Чориев Маъруф Бахтиёрович Курбонова Дилноза Нуриддин қизи ПРИМЕНЕНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ФИЛЬТРОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ХЛОПКА ОТ МАЛЫХ ЧАСТИЦ ПЫЛИ Шарипов Шерзод Насим угли Худойназаров Фаррух Жуманазар угли Гозиев Рустам Турдимурод угли Хайитов Бехруз Халим угли Наврузов Ризоқул Олимович 4
№ 2 (83) февраль, 2021 г. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ВИХРЕВЫХ АППАРАТОВ С ЗАКРУЧЕННЫМ ПОТОКОМ ТЕПЛОНОСИТЕЛЕЙ Бахронов Хошим Шойимович д-р техн. наук, проф. кафедры химической технологии, Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, г. Навои E-mail: [email protected] Худойбердиева Назора Шарофовна PhD доктор философии, доцент, Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, г. Навои, E-mail: [email protected]. Турдиева Одина Джураевна старший преподаватель Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, г. Навои Файзуллоева Сарвиноз Собир кизи студент, Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, г. Навои E-mail: [email protected] STUDY OF EFFICIENCY OF THE EXHAUST EQUIPMENT WITH THE SWIRLED FLOW OF HEAT CARRIERS Khoshim Bakhronov Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Chemical Technologies Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi Nazora Khudoyberdieva Candidate of Philosophical Sciences, Associate Professor of the Department of Chemical Technologies. Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi Odina Turdieva Senior Lecturer, Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi Sarvinoz Fayzulloeva Student of Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi АННОТАЦИЯ Приведены результаты экспериментальных исследований интенсификации теплообмена с использованием закрученных потоков газа и жидкости. Конструкции современных скоростных, реализующих газожидкостной __________________________ Библиографическое описание: Исследование эффективности вихревых аппаратов с закрученным потоком тепло- носителей // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Бахронов Х.Ш. [и др.]. 2021. 2(83). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11311 (дата обращения: 25.02.2021).
№ 2 (83) февраль, 2021 г. контакт в поле центробежных сил более просты, надежны и эффективны в плане промышленного использования. Решены вопросы, касающиеся равномерного распределения жидкости на контактных элементах, предотвраще- ния брызгоуноса. Широкое внедрение вихревых аппаратов в промышленности в настоящее время сдерживается из-за недостаточной изученности гидродинамики вихревого потока, а также процессов тепломассообмена в центробежном поле. Поэтому исследование гидродинамики и процессов тепломассообмена вихревых аппаратов, а также разработка методов их конструктивного расчета и определения основных гидродинамических характе- ристик являются актуальными задачами. Закручивание потока теплоносителя в аппарате существенно интенси- фицирует теплоотдачу. В закрученном потоке центробежные силы оттесняют поток к стенке аппарата, при этом возникает вторичное поперечное течение среды и увеличение пристенной скорости потока (суммирование про- дольного и поперечного течения), что содействует улучшению теплообмена. АBSTRACT The results of experimental studies of heat transfer intensification using swirling gas and liquid flows are presented. The designs of modern high-speed vortex apparatuses that realize gas-liquid contact in the field of centrifugal forces are simpler, more reliable and effective in terms of industrial use, issues related to the uniform distribution of fluid on the contact elements, and the prevention of splashing water. The widespread introduction of vortex devices in industry is currently being restrained due to insufficient knowledge of the hydrodynamics of the vortex flow, as well as heat and mass transfer processes in a centrifugal field. Therefore, the study of hydrodynamics and heat and mass transfer processes of vortex apparatuses, as well as the development of methods for their constructive calculation and determination of the main hydrodynamic characteristics, are urgent tasks. Swirling the coolant flow in the apparatus significantly intensifies heat transfer. In a swirling flow, centrifugal forces push the flow to the wall of the apparatus, while a secondary transverse flow of the medium and an increase in the wall velocity (summation of the longitudinal and transverse flows) occur, which helps to improve heat transfer. Ключевые слова: вихревой аппарат, тангенциальный завихритель, центробежная сила, плотность орошения, теплообмен, коэффициент теплопередачи, теплообменник смешения, интенсивность теплопередачи, поверхност- ных теплообменников, термическое сопротивление. Keywords: vortex apparatus, tangential swirl, centrifugal force, irrigation density, heat transfer, heat transfer coeffi- cient, mixing heat exchanger, heat transfer rate, surface heat exchangers, thermal resistance. ________________________________________________________________________________________________ Теплопередача при непосредственном сопри- такого же материала. При этом такое конструктивное косновении теплоносителей встречается значи- решение не оказывает абсолютно никакого влияния тельно реже, чем через разделяющую их стенку [1]. на условия теплопередачи, так как последняя проис- Возможность применения смесительных теплооб- ходит в пленке жидкости на поверхности насадки менников ограничена тем, что далеко не всегда до- и стенок аппарата. Таким образом, теплообменники пустимо смешение теплоносителей. Однако в ряде смешения во всех случаях могут быть изготовлены случаев (например, при охлаждении воды воздухом) из дешевых материалов. такой вид переноса теплоты позволяет с большой эффективностью проводить процессы теплообмена Основным условием эффективной работы кон- и существенно упрощать их аппаратурное оформле- тактных аппаратов является наличие развитой по- ние. Теоретические предпосылки и практические верхности контакта между газом и жидкостью, что исследования показали, что процессы теплопере- достигается оформлением аппарата в виде колонны дачи в контактных аппаратах происходят весьма ин- с насадкой, практически не отличающейся по кон- тенсивно. струкции от абсорбционных аппаратов. В качестве теплообменников смешения могут использоваться, Для поверхностных теплообменников харак- помимо аппаратов с насадкой, также колонны с ме- терно наличие термического сопротивления, созда- ханическим распыливанием жидкости, однако это ваемого поверхностью теплообмена. При загрязне- не целесообразно, так как усложнение конструкции нии такой поверхности отложениями, термическое не дает особых преимуществ. Весьма эффектив- сопротивление может возрастать в десятки раз ными теплообменниками смешения оказались вих- (гидравлическое - в разы) что приводит к суще- ревые аппараты [2, 3]. ственному снижению интенсивности теплообмена и значительному увеличению гидравлического сопро- Основные преимущества вихревых аппаратов тивления такого теплообменника. перед традиционными теплообменниками смеше- ния: Теплообменники смешения характеризуются высокими коэффициентами теплопередачи и боль- 1. Характеризуются практически полной пере- шой производительностью, а также незначительным дачей тепловой энергии нагреваемой среде в тече- гидравлическим сопротивлением. Теплообменники ние всего периода эксплуатации (термический КПД смешения можно применять при работе с агрессив- в этом случае не менее 99%), благодаря развитой по- ными и склонными к солеотложению средами. верхности контакта фаз, интенсивным перемешива- Стенки аппарата могут быть футерованы коррозион- нием и высокой дисперсностью вращающегося га- ностойким материалом, а внутренние контактные зожидкостного слоя. устройства (насадки или тарелки) изготовлены из 2. Обладают высокой пропускной способностью. 6
№ 2 (83) февраль, 2021 г. 3. Низкое гидравлическое сопротивление данных Экспериментальная часть аппаратов, может дать экономию электроэнергии за счет использования вентилятора меньшей мощности. Проведены экспериментальные исследования интенсивности теплообмена в вихревом аппарате. В 4. Отличаются значительно большей устойчиво- качестве рабочих сред использовались горячая вода стью к загрязнениям, существенно меньшими габа- с температурой 40–60°С и атмосферный воздух тем- ритными размерами и массой, по сравнению с тра- пература которого на входе в аппарат была порядка диционными контактными теплообменниками, что 15–25°С. Опытами была охвачена область измене- приводит к значительному снижению эксплуатаци- ния чисел Рейнольдса от 1100 до 4050 по газовой онных и капитальных затрат. фазе, вычисленное по среднерасходной скорости воздуха (приходящихся на полное поперечное сече- 5. Не имеют вращающихся и трущихся частей, ние аппарата). Исследования проводились на экспе- не подвержены зарастанию накипью и коррозии, в риментальной установке, схема которой приведена результате существенно повышаются их надеж- на рис. 1. ность и долговечность, понижаются затраты на ре- монт и обслуживание по сравнению с насадочными Главным элементом установки является прямо- колоннами. точный вихревой контактный теплообменник. Теп- лообменный аппарат представляет собой цилиндри- Конструкции современных скоростных вихре- ческий сосуд диаметром 100 мм и высотой рабочей вых аппаратов, реализующих газожидкостной кон- зоны 1000 мм. В верхней части его размещены тан- такт в поле центробежных сил более просты, генциальные патрубки для подачи воздуха и горячей надежны и эффективны в плане промышленного ис- воды. Воздух, подаваемый сверху вентилятором вы- пользования, решены вопросы, касающиеся равно- сокого давления 5 через тангенциальные патрубки 2, мерного распределения жидкости на контактных поступает в рабочую камеру 1, приобретает враща- элементах, предотвращения брызгоуноса [5,6]. тельно-поступательное движение и далее по ее внут- ренней поверхности направляется вниз. Горячая Широкое внедрение вихревых аппаратов в про- вода также подается сверху тангенциально через за- мышленности в настоящее время сдерживается из- вихритель 3 и в виде жидкостной пленки на внутрен- за недостаточной изученности гидродинамики вих- ней поверхности аппарата спиралеобразно движется ревого потока, а также процессов тепломассообмена вниз. В результате такого подвода фаз в рабочей ка- в центробежном поле. Поэтому исследование гидро- мере аппарата образуется закрученный высокотур- динамики и процессов тепломассообмена вихревых булизированный газожидкостной поток. При этом аппаратов, а также разработка методов их конструк- процесс теплообмена происходит на поверхности тивного расчета и определения основных гидроди- пленки жидкости, которая непрерывно обновляется намических характеристик являются актуальными благодаря наличию относительных скоростей фаз. задачами. Далее вращающийся газожидкостной поток по- Закручивание потока теплоносителя в аппарате ступает в нижнюю сепарационную часть аппарата. существенно интенсифицирует теплоотдачу. В за- Поток газа отводится из аппарата через нижний крученном потоке центробежные силы оттесняют аксиальный штуцер 10, а жидкость удаляется через поток к стенке аппарата, при этом возникает вторич- боковой штуцер 11 бункера-емкости 4. ное поперечное течение среды и увеличение при- стенной скорости потока (суммирование продоль- 1 – рабочая камера вихревого аппарата; 2 – танген- ного и поперечного течения), что содействует улуч- циальные завихрители газа; 3 – завихритель жидкости; шению теплообмена теплообмена. Высокая интен- 4 – бункер-емкость жидкости; 5 – вентилятор; 6 – расходо- сивность переноса тепла и массы, возможность ре- мер воздуха; 7 – расходомер воды; 8, 9 – дифференциальные гулирования времени пребывания жидкости в зоне манометры; 10– термопары; 11 – штуцер для отвода контакта с газом, а также малые габариты, низкий газа; 12 – штуцер для отвода жидкости брызгоунос, простота конструкции и отсутствие движущихся элементов делают аппараты с закру- Рисунок 1. Схема экспериментальной установки ченным потоком теплоносителя весьма перспектив- ными при проведении многих технологических про- цессов, в том числе теплообмена, абсорбции, ректи- фикации, экстрагирования, охлаждения газов и жид- костей, а также пылеулавливания и газоочистки [7]. Цель работы: • интенсификация теплообмена при нагрева- нии воздуха горячей водой в вихревом теплообмен- ном аппарате; • разработать и исследовать способ интенси- фикации процесса теплопереноса, который основан на закручивании потока газа путем его тангенци- альной подачи. 7
№ 2 (83) февраль, 2021 г. В процессе проведения экспериментов измеря- поверхности пленки воды. Однако, при увеличении лись: расход воздуха с использованием стандартной нагрузок как по жидкости, так и по газу сильно растет диафрагмы 6 и U-образного дифманометра 8; расход перепад давления в аппарате и при высоких значениях горячей воды ротаметром 7; перепад давления в вихре- плотности орошения появляется унос жидкости. вом аппарате U-образным дифманометром 9; темпера- тура рабочих сред на входе в аппарат и на выходе из Рисунок 2. Зависимость коэффициента него термопарами типа ТХК 10, присоединенных к по- теплопередачи KF от скорости газа w тенциометру КСП-4. Измерение температур горячей и плотности орошения Г: 1–3 – в вихревом воды и воздуха дублировались стеклянными термо- аппарате при Г, кг/(м·ч): 1 – 2830; 2 – 1380; 3 – 570; метрами, с ценой деления 0,1°С. 4 – в насадочной колонне при Г = 620 кг/(м·ч) Проведено сравнение полученных значений коэф- Эксперименты проводились при фиктивных фициентов теплопередачи в насадочном и в вихревом (среднерасходных) скоростях воздуха w = 6–30 м/с и аппарате. Как видно из рис. 2, интенсивность теплопе- отношениях массовых расходов жидкости и газа редачи в вихревом аппарате существенно выше, чем в L/G = 0,5–3. Для получения надежных данных, учиты- насадочном аппарате. Кроме того, насадочный тепло- вая вероятность проскока определенной части газа с обменник устойчиво работал в узком диапазоне скоро- плохим контактом с жидкостью, опыты для каждого стей воздуха, т.е. при 1,5–3,0 м/с. Вихревой аппарат режима повторялись 4–6 раз. При этом среднеквадра- интенсивно работал при гораздо больших скоростях тичная относительная погрешность при определении газа 7–30 м/с. В связи с этим определить степень ин- коэффициента теплопередачи не превышала 6–9%. тенсификации теплообмена в виде отношений коэф- фициентов теплопередачи в исследованных аппаратах Тепловая нагрузка (Вт) определялась по тепло- не удалось. [4] вому балансу как со стороны жидкости (горячей воды) Обработка экспериментальных данных в виде за- Qж, так и газа (холодного воздуха) Qг: висимости коэффициента теплопередачи KF от отно- шений массовых расходов жидкости и газа L/G под- Qж = Lcж (tжн − tжк ); (3) твердила рост интенсивности теплопередачи при уве- личении скорости газа и плотности орошения (рис. 3). Qг = Gcг (tгк − tгн ), (4) Рисунок 3. Зависимость коэффициента где L – массовый расход горячей воды, кг/с; теплопередачи KF от отношений cж – удельная теплоёмкость горячей воды, Дж/(кг·К); массовых расходов жидкости и газа L/G tжн и tжк – температуры горячей воды на входе в аппарат при скорости газа w, м/с: 1 – 22; 2 – 17 и на выходе из него, °С; G – массовый расход холод- ного воздуха, кг/с; cг – удельная теплоемкость холод- ного воздуха, Дж/(кг·К); tгн и tгк – температуры холод- ного воздуха на входе в аппарат и на выходе из него, °С. Результаты опытов, при которых значения Qж и Qг отличались друг от друга более чем на 5% не подле- жали к обработке. (Отличие Qж от Qг более 5% очень редко и скорее всего оно связано с ошибками измере- ний, и частично с потерями тепла, хотя аппарат был теплоизолирован). Среднюю движущую силу теплопередачи Δtср, °С, рассчитывали по уравнению: tср = (tжн − tгн ) − (tжк − tгк ) . (5) tжн − tгн ln tжк − tгк Результаты одной из серий опытов приведены на рис. 2 в виде зависимости поверхностного коэффици- ента теплопередачи KF от фиктивной скорости воздуха w при различных расходах воды. Расход воды оцени- вался линейной плотностью орошения Г, (кг/(мч). Анализ полученных экспериментальных данных показал, что с увеличением скорости потока газа и плотности орошения интенсивность теплообмена уве- личивается. Такой характер изменения коэффициента теплопередачи объясняется ростом турбулентности потока, возникновением относительной скорости жид- кости и газа, что способствует быстрому обновлению 8
№ 2 (83) февраль, 2021 г. Из анализа опытного материала следует, что при где Q – количество теплоты, переданной от воды к использовании сильнозакрученных потоков можно воздуху, Вт; F – поверхность теплообмена, равная добиться значительной интенсификации теплооб- площади внутренней поверхности рабочей зоны мена. При этом с увеличением числа Рейнольдса Re аппарата, м2; V – объем рабочей зоны аппарата, м3; эффект интенсификации снижается, так как при Δtср – средняя разность температур теплоносителей больших числах Re поток становится настолько тур- в аппарате, °С. булизированным, что гидродинамическое воздей- ствие на теплообмен возмущений, вносимых закру- Вывод ченным потоком, сказывается слабее, чем турбу- лентный перенос тепла. [5] Таким образом, использование закручивания потоков газа и жидкости позволяет существенно ин- Интенсивность теплообмена оценивалась по- тенсифицировать контактный теплообмен между жидкостью и газом. Область устойчивой работы верхностным KF, Вт/(м2K), и объемным вихревого аппарата гораздо шире чем традицион- ных аппаратов, работающих при контактировании KV, Вт/(м3K), коэффициентами теплопередачи, ко- газа и жидкости. С ростом скорости газа и плотности торые определялись с использованием основного орошения интенсивность теплопереноса повыша- уравнения теплопередачи: ется. На основании экспериментальных исследова- ний гидродинамики и теплообмена в принципи- KF = Q ; (1) ально новых вихревых устройствах разработана F tср конструкция высокоэффективного промышленного вихревого теплообменника. KV =Q , (2) V tср Список литературы: 1. Касаткин А.Г. Основные процессы и аппараты химической технологии.- М.: Альянс, 2005. - 750 с. 2. Щукин В.К. Теплообмен и гидродинамика внутренних потоков в полях массовых сил. - М.: Машиностроение, 1980. - 240 с. 3. Дрейцер Г.А. Эффективность использования закрутки потока для интенсификации теплообмена в трубчатых теплообменных аппаратах // Теплоэнергетика. - 1997. - № 11. - С. 61–65. 4. Романков П.Г., Фролов В.Ф., Флисюк О.М. Методы расчета процессов и аппаратов химической технологии. - СПб.: Химиздат, 2009. - 543 с. 5. Туробов Ш.Н., Хасанов А.С., Шодиев А.Н. Исследование технологии извлечения ванадия из отходов серно- кислотного производства // UNIVERSUM: Технические науки. – 2020. - 11(80) – 82-85 с. 6. Хасанов А.С., Шодиев А.Н., Саидахмедов А.А., Туробов Ш.Н. Изучение возможности извлечения молибдена и рения из техногенных отходов // Горный вестник Узбекистана г. Навои. -2019. -№3. - C. 51-53. 7. Пирматов Э.А., Хасанов А.С., Шодиев А.Н., Туробов Ш.Н., Хамидов С.Б. Современное оборудование, применяемое в гидрометаллургической переработке редких металлов // UNIVERSUM: Технические науки. - Москва, 2019. - № 11. - C. 33-39. 9
№ 2 (83) февраль, 2021 г. DOI: 10.32743/UniTech.2021.83.2-3.10-13 ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ AНAЛИЗ ПРОЦЕССA ПОЛУЧЕНИЯ БИКAРБОНAТA КAЛИЯ ПО СИСТЕМЕ ET2NH2+, K+ // HCO3-,CL- - H2O Бобокулов Акбар Носирович ст. преподаватель Ташкентского химико-технологического института Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Эркаев Актам Улашевич профессор Ташкентского химико-технологического института Республика Узбекистан, г. Ташкент Тоиров Зокир Каландарович доцент Ташкентского химико-технологического института Республика Узбекистан, г. Ташкент THEORETICAL ANALYSIS OF THE PROCESS OF OBTAINING KALIUM BICARBONATE BY THE SYSTEM ET2NH2+, K+ // HCO3-,CL- - H2O Akbar Bobokulov Lecturer of Tashkent Chemical Technology Institute Republic of Uzbekistan, Tashkent Aktam Erkayev Professor of Tashkent Chemical Technology Institute Republic of Uzbekistan, Tashkent Zokir Toirov Assistant professor of Tashkent Chemical Technology Institute Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Проведено исследование получения гидрокарбоната калия аминным способом, заключающийся в карбони- зации растворов хлорида калия и диэтиламина с образованием суспензии, при охлаждении которой выпадают кристаллы гидрокарбоната калия. Изучены теоретический aнaлиз процессa получения бикaрбонaтa кaлия по си- стеме Et2NH2+, K+ // HCO3-,Cl- - H2O. ABSTRACT Studies were made of the preparation of potassium hydrocarbonate by an amine method, consisting in the carboniza- tion of solutions of potassium chloride and diethylamine with the formation of a suspension, on cooling which precipitates crystals of potassium hydrogen carbonate. The theoretical analysis of the process of obtaining potassium bicarbonate by the system Et2NH2+, K+ // HCO3-,Cl- - H2O. Ключевые слова: гидрокарбонат калия, хлорид калия, диэтиламин, карбонизация, изотерма. Keywords: potassium hydrocarbonate, potassium chloride, diethylamine, carbonization, isotherm. ________________________________________________________________________________________________ Изотерма растворимости взаимной системы одновременно определения количества воды в си- Et2NH2+,K+//HCO3-,Cl- - H2O при 10 – 30°С была по- стеме изотермы совмещали нa месте с определением строена нa основе литературных дaнных [1-3]. Для молей воды нa сумму молей солей. удобства сравнения данных влияния температуры и __________________________ Библиографическое описание: Бобокулов А.Н., Эркаев А.У., Тоиров З.К. Теоретический aнaлиз процессa получения бикaрбонaтa кaлия по системе Et2NH2+, K+ // HCO3-,Cl- - H2O // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 2(83). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11296 (дата обращения: 25.02.2021).
№ 2 (83) февраль, 2021 г. Рисунок 1. Теоретический aнaлиз получения бикaрбонaтa кaлия по взaимной системе Et2NH2+, K+ //HCO3-,Cl- - H2O Рисунок 2. Рaзрез A-A1 взaимной системы Et2NH2+, K+ /HCO3-,Cl- - H2O (рис.1) 11
№ 2 (83) февраль, 2021 г. Тaблицa 1. Теоретический aнaлиз процессa получения бикaрбонaтa кaлия по системе K+, Et2NH2+//Cl-, HCO3-—H2O Исходное * Соотношение Т:Ж Н2Омоль/Σ моль со- Состaв фигурaтивной точки жидкой соотношение лей фaзы № компонен- Обознaчение Знaче- нa грaфике ния Обознaче- Обознaче- индексы инеке тов K+ Et2NH2+ Cl- HCO3- С:A ние нa Знaчение ние нa грaфике грaфике 1 М1=1:1 ������������1 = 115 0,65 L2 5,59 L0 17,6 82,4 82,4 17,6 ������1������ 177 2 М2=1,071 ������30������2 = 162 0,91 P230 2,28 P30 0,33 99,67 92,76 7,23 ������2������ 178 3 М3=1,414 ������130������3 = 122 0.678 E230 1,75 E30 0,55 99,45 68,96 31,03 ������3 ∗ ������ 180 4 М4=1,65 ������030 ∗ ������4 = 108 0,593 J2 2,10 J0 0,80 99,20 59,20 40,80 ������4 ∗ ������ 182 *С - Et2NH2HCO3, А- КCl-по рис.1 Тaблицa 2. Рaсчетные дaнные степени выходa KHCO3 грaфоaнaлитическим методом Номера проб Содержaние воды, Н2Омоль/Σ молей соли Выход KHCO3 соответствуют по К,% *∆ Н2Омоль номерам табл.3.2 Исходнaя системa После отделения KHCO3 (рaсчетнaя) (грaфически) 1 3,39 5,59 2,20 78,64 2 1,19 2,28 1,09 99,67 3 1,05 1,75 0,7 99,21 4 1,40 2,10 0,7 98,64 * рaзницa молей Н2О нa один моль солей в исходной системе и мaточникa после отделения KHCO3. Состaв узловых точек системы и диaгрaммa кaлию достигaет более 99 % при всех знaчениях М1 и М4 он не повышaется более 78,64 и 98,64 %. взaимной системы дaны в тaбл. 1, рис.1 и 2. Необходимо отметить, что при М1 содержaние Из диaгрaммы (рис.1) нaглядно видно, что об- Н2О в мaточном рaстворе увеличивaется нa 2,2 мо- лья нa сумму моли солей, то есть системa (фильтрaт) ласть перекристaллизaции KHCO3 при 10°С в сред- нем нa 10-15% больше, чем при 30 °С, a при соотно- рaзбaвляется, для чего потребуется больше рaсходa шении КСl/Et2NH2HCO3=1, выход KHCO3 при 10 °С воды. При М1 и М2 рaзницa количествa воды в ис- значительно больше, чем при 30°С. Однaко со сни- ходной системе и в мaточном рaстворе состaвляет жением соотношения КСl/ Et2NH2HCO3<1 выход 1,09 и 0,7. В случае М4 разница составляет 0,7, од- KHCO3 при 30°С увеличивается, a при 10 °С, нобо- нaко снижaется выход KHCO3 по срaвнению с М3 и рот, снижaется. потребуются больший рaсход Et2NH2HCO3 и пaрофaзная отгонка из мaточного фильтрaтa через Области перекристaллизaции Et2NH2HCO3 и Et2NH2Cl (рис.1) окaзaлись очень узкими для опре- дистилляцию Et2NH из Et2NH2Cl в присутствии из- деления положения эвтектических узловых точек. весткового молокa. Для более точного определения влияния соотноше- Тaким обрaзом, оптимaльными пaрaметрaми ния КСl/Et2NH2HCO3 нa выход KHCO3 провели процессa конверсии является соотношение грaфоaнaлитический расчет. По графику определяли Et2NH2HCO3 /КСl=1,071-1,414, темперaтурa про- соотношения Т:Ж, состaв жидкой фазы и количе- цессa не менее 30°С, рaсход воды 1,05-1,2 моль нa ство воды в системе (рис.1, табл.1). сумму молей солей. Из тaблицы 2 видно, что при соотношении КСl/Et2NH2HCO3, рaвным М2 и М3 выход KHCO3 по 12
№ 2 (83) февраль, 2021 г. Список литературы: 1. Пaнaсенко В.В., Гринь Г.И., Пaнaсенко В.A. и др. Изучение рaстворимости солей в системе (С2Н5)2NН2Cl – (С2Н5)2NН2НСО3 – Н2О при 30 °С // XVIII Укрaинскaя конференция из неоргaнической химии с учaстием зaрубежных ученых: тезисы доклaдов, (27 июня – 1 июля 2011 г., г. Хaрьков). Хaрьков: ХНУ имени В.Н. Кaрaзинa, 2011. С. 278. 2. Пaнaсенко В.В., Гринь Г.И., Пaнaсенко В.A. и др. Зaвисимость между состaвом и свойствaми системы K+ , (С2Н5)2NН2 + // НСО3- – Н2О при 30 °С // Восточно-Европейский журнaл передовых технологий. Хaрьков. 2011. № 4/6 (52). С. 38–41. 3. Мазунин С.А., Чечулин В.Л. Высаливание как физико-химическая основа малоотходных способов получе- ния фосфатов калия и аммония: монография / С.А. Мазунин, В.Л. Чечулин; Перм. гос. нац. исслед. ун-т. — Пермь, 2012.— 114 с. 4. A.N. Bobokulov., A.U. Erkaev., Z.K. Toirov., B.X. Kucharov Research on the Carbonization Process of Potassium Chloride Solutions in the Presence of Diethylamine // International Journal of Innovative Technology and Exploring Engineering (IJITEE),Volume-8 Issue-9S2, July 2019, ISSN:2278-3075. 5. А.Н. Бобоқулов., А.У. Эркаев., З.К. Тоиров.,Кучаров Б.Х. Исследование процесса выпарки жидкой фазы производства бикарбоната калия // O’zbekiston kimyo jurnali, 2019, №4 9-15 ст. 13
№ 2 (83) февраль, 2021 г. DOI: 10.32743/UniTech.2021.83.2-3.14-18 СОСТАВ СУСПЕНДИРОВАННЫХ ЖИДКИХ КОМПЛЕКСНЫХ УДОБРЕНИЙ НА ОСНОВЕ КЫЗЫЛКУМСКОЙ АММОФОСНОЙ ПУЛЬПЫ И НИТРАТА АММОНИЯ Ганиева Назокат Мухторали кизи магистрант, Наманганский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Наманган E-mail: [email protected] Намазов Шафаат Саттарович д-р. техн. наук, профессор, академик, заведующий лабораторией, Институт общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент Сейтназаров Атаназар Рейпназарович д-р. техн. наук, главный научный сотрудник, Институт общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент Алимов Умарбек Кадырбергенович д-р. техн. наук, ведущий научный сотрудник, Институт общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Номозов Шухратжон Юлдашали-угли д-р. техн. наук. PhD, старший научный сотрудник, Институт общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] COMPOSITION SUSPENDED LIQUID COMPLEX FERTILIZER BASED ON KYZYLKUM AMMOPHOSE PULP AND AMMONIUM NITRATE Nazokat Ganieva Master's degree, Namangan Institute of Engineering and Technology, Uzbekistan, Namangan Shafаat Namazov Doctor of technical sciences, prof., academician, Head of the Laboratory, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent Atanazar Seytnazarov Doctor of technical sciences, chief researcher, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent Umarbek Alimov Doctor of technical sciences, leading researcher, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent __________________________ Библиографическое описание: Состав суспендированных жидких комплексных удобрений на основе Кызылкумской аммофосной пульпы и нитрата аммония // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Ганиева Н.М. [и др.]. 2021. 2(83). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11276 (дата обращения: 25.02.2021).
№ 2 (83) февраль, 2021 г. Shuhratjon Nomozov Doctor of technical sciences PhD, senior researcher, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Определены состав и степень осветления жидких комплексных NР-удобрений на основе аммонизации Кызылкумской экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК с содержанием 17,17% Р2О5) с получением аммофос- ной пульпы со значениями pH = 4,51; 5,53; 6,07; 6,56. Путем добавки аммиачной селитры к аммофосной пульпе были получены уравновешенные NP-удобрения при соотношениях N : Р2О5 от 1 : 0.5 до 1 : 1. Изучены состав и свойства (влажность, степень осветления и температуры кристаллизации) NP-удобрений. С целью устранения выпадения осадков в качестве суспендирующего агента применена 26 %-ная бентонитовая суспензия в количе- стве 3%. Таким образом, суспендированные NP-удобрения обладают малой летучестью и могут храниться длительное время без изменения своих физико-химических свойств. ABSTRACT The composition and lightness liquid complex NP-fertilizers on the basis of ammonization of Kyzylkum wet-process phosphoric acid (WPA content 17.17% P2O5) to obtain ammophos pulp with pH = 4.51; 5.53; 6.07; 6.56. The addition of ammonium nitrate to ammophos pulp was obtained balanced NP-fertilizers in the ratio of N : P2O5 from 1 : 0.5 to 1 : 1. The composition and properties (humidity, degree of clarification and crystallization temperature) of NP-fertilizers were studied. In order to eliminate precipitation, a 26% bentonite suspension in an amount of 3% was used as a suspending agent. Thus, suspended NP-fertilizers have low volatility and can be stored for a long time without changing their physi- cochemical properties. Ключевые слова: экстракционная фосфорная кислота, аммонизация, глиняная суспензия, аммиачная се- литра, суспендированные NP-удобрения, состав и свойства Keywords: wet-process phosphoric acid, ammonification, clay suspension, ammonium nitrate, suspended NP-ferti- lizers, composition and properties. ________________________________________________________________________________________________ Мировой опыт показывает, что минеральные В настоящее время АО «Аммофос-Максам» вы- удобрения играют ключевую роль при решении про- пускает аммофос из слабой ЭФК с содержанием 16- блемы продовольственной безопасности любой 18% Р2О5. Поэтому на наш взгляд необходимо изу- страны. В 2016 году мировой рынок жидких удобре- чить возможность получения ЖКУ и СЖКУ на базе ний был оценен в 11 108 млн. долл. США, а к 2023 данной ЭФК. Для этого необходимо решить следу- году ожидается 13 530 млн. долл. США, при этом ющие задачи: изучение процесса аммонизации ЭФК среднегодовой рост – 2,8%. На мировом рынке круп- в зависимости от рН, определение состава образцов нейшими производителями жидких удобрений явля- аммофосной пульпы, добавление аммиачной се- ются: Россия, Канада, Норвегия, США, Германия, литры с целью получения уравновешенных NP- Бельгия, Израиль, Турция, Австралия [1]. удобрений, использование глиняной суспензии для стабилизации их состава, определение состава урав- Жидкие удобрения по сравнению с твердыми новешенных NP-удобрений, степени осветления и туками обладают рядом преимуществ, главными из температуры кристаллизации новых композиций. которых являются [2, 3]: возможность получения на их основе жидких тукосмесей широкого ассорти- Методы и материалы. В опытах использовали мента с различным соотношением питательных ве- ЭФК состава: 17,17% Р2О5, 2,2% SO3, 0,16% CaО, ществ, резкое снижение потерь, высокая равномер- 0,22% MgО, 0,39% Fe2О3 и 0,53% Al2О3. Процесс ность внесения и возможность использования с ним нейтрализации ЭФК осуществляли газообразным микроэлементов, пестицидов, гербицидов, инсекти- аммиаком (100% NH3) в специальном реакторе при цидов и стимуляторов роста. На почвах Узбекистана интенсивном перемешивании до значения рН = 4,51; с недостаточной влажностью и щелочной реакцией 5,53; 6,07 и 6,56. Измерение величины рН аммони- среды агрохимическая эффективность жидких зированных пульп проводили с помощью иономера форм, как правило, будет выше. марки И-130М с электродной системой из электро- дов ЭСЛ 63-07, ЭВЛ-1М3.1 и ТКА-7 с точностью до В зарубежных странах основной маркой жидких 0,05 единиц рН. комплексных удобрений (ЖКУ) и суспендирован- ных жидких комплексных удобрениях (СЖКУ) яв- Для получение уравновешенных NP-удобрений ляются 11:27:0, 10:34:0 и 8:24:0, получаемые из по- марок 1:0,5; 1:0,6; 1:0,7; 1:0,8; 1:0,9 и 1:1 в аммофос- лифосфорной или суперфосфорной кислоты. Это ную пульпу добавлена аммиачная селитра (34,5% приводит к повышению себестоимости продукта. N). После добавления азотного компонента в аммо- Одним из путей удешевления производства суспен- фосную пульпу, полученные суспендированные, зий является замена суперфосфорной кислоты на уравновешенные NP-удобрения анализировали на стандартную экстракционную фосфорную кислоты содержание различных компонентов. Состав ЭФК (ЭФК), получаемую дигидратным способом. 15
№ 2 (83) февраль, 2021 г. и образцов Р2О5, CaO, MgO, SO3, А12О3 и Fe2O3 по Такая аммофосная пульпа использована базовым известным методикам [4]. раствором для получения различных марок ЖКУ и СЖКУ. Для этого как сказано выше применена ам- Различные формы фосфора определялись фото- миачная селитра. метрическим методом по желтому ванадиево-мо- либденовому комплексу с использованием фотоко- Составы образцов жидких NP-удобрений приве- лориметра КФК-3 при длине волны 440 нм. Опреде- дены в табл. 1. Из неё видно, что чем больше массо- ление кальция и магния проводили комплексоно- вая доля аммофосной пульпы в смеси, чем выше метрическим методом путем титрования трилоном Б влажность в последнем. в присутствии индикаторов флуорексона и хром темно-синего, соответственно. Содержание азота в Повышение рН аммофосной пульпы незначи- продуктах определяли по Къельдалю – отгонкой ам- тельно снижает её влажность. В зависимости от рН миака в щелочной среде со сплавом Деварда с по- пульп и соотношения N:Р2О5 с применением амми- следующим титрованием [5], SO32--ион весовым - ачной селитры в жидких NР-удобрениях содержа- осаждением в виде сульфата бария. Анализ на AI2O3 и ния влаги, N и Р2О5общ. колеблются в пределах от Fe2O3 проводили комплексонометрическим методом. 30,11 до 44,51%, от 12,54 до 19,21% и от 9,20 до 13,05% соответственно. В них имеются Р2О5водн. : Результаты и обсуждение. Результаты показы- Р2О5общ.= 91,36-94,31%, Р2О5усв. : Р2О5общ.= 98,62- 99,57%. В зависимости от рН аммофосной пульпы вают, что при аммонизации ЭФК при рН с 4,51 до и массового соотношения N : P2O5, температура 6,56 содержание N увеличивается с 3,32 до 6,29%, кристаллизации в них колеблется в пределах от +16 при этом содержание Р2О5общ. снижается с 16,22 до до - -18ºС. 16,06%. Тогда как Р2О5водн. : Р2О5общ. находится в пре- делах 91,31-97,10%, Р2О5усв. : Р2О5общ. – 98,43-99,44. Таблица 1. Состав жидких уравновешенных NР-удобрений на основе аммофосной пульпы и аммиачной селитры Массовое Содержание Содержание компонентов, Р2О5усв. Р2О5водн. Ткрист. соотношение Р2О5общ. Р2О5общ. ºС воды в вес. % N : P2O5 % пульпе, % Nобщ. Р2О5общ. % Аммофосная пульпа со значением рН = 4,51 1 : 0,5 32,05 19,21 9,61 98,62 94,19 +16 1 : 0,6 35,49 17,14 10,19 98,64 94,21 +12 1 : 0,7 38,29 15,61 10,87 98,66 94,23 +9 1 : 0,8 40,62 14,39 11,26 98,68 94,25 +7 1 : 0,9 42,26 13,52 11,82 98,71 94,28 +6 1:1 44,51 12,64 12,62 98,73 94,31 +5 Аммофосная пульпа со значением рН = 5,53 1 : 0,5 31,76 18,53 9,25 99,47 91,36 2 1 : 0,6 34,21 16,86 9,96 99,49 91,38 -5 1 : 0,7 37,65 15,41 10,76 99,51 91,41 -10 1 : 0,8 38,93 14,23 11,41 99,53 91,43 -12 1 : 0,9 41,28 13,36 11,94 99,55 91,45 -14 1:1 42,97 12,54 12,54 99,57 91,47 -15 Аммофосная пульпа со значением рН = 6,07 1 : 0,5 31,61 18,42 9,2 98,84 93,84 0 1 : 0,6 33,82 16,9 9,9 98,86 93,86 -6 1 : 0,7 36,5 15,4 10,9 98,88 93,88 -11 1 : 0,8 38,54 14,43 11,5 98,9 93,89 -13 1 : 0,9 40,61 13,45 12,1 98,91 93,91 -15 1:1 42,15 12,61 12,61 98,92 93,92 -16 Аммофосная пульпа со значением рН = 6,56 1 : 0,5 30,11 18,86 9,36 99,15 92,19 -1 1 : 0,6 32,47 17,45 10,24 99,18 92,23 -7 1 : 0,7 34,71 16,06 11,24 99,21 92,26 -13 1 : 0,8 36,54 15,07 11,97 99,23 92,28 -15 1 : 0,9 38,63 14,03 12,53 99,25 92,3 -17 1:1 40,95 13,05 13,05 99,27 92,32 -18 16
№ 2 (83) февраль, 2021 г. Изучена степень осветления ЖКУ при комнат- осветления уравновешенных NР-пульп в течение 72 ной температуре в зависимости от продолжительно- часов составляет 35,42-57,84%. А это требует допол- сти хранения. Степень осветления ЖКУ образцов нительных затрат энергии в процессе их применения приведены в табл. 2. Из неё следует, что в зависимо- в сельском хозяйстве. сти от рН исходной аммофосной пульпы степень Таблица 2. Степень осветления (%) жидких NР-удобрений на основе аммофосной пульпы и аммиачной селитры в зависимости от времени выдержки Массовое 1 Продолжительность выдерживания пульпы, час соотношение 2 3 4 5 8 23 24 28 48 72 N:Р2О5 Аммонизированная ЭФК со значением рН = 4,51 1 : 0,5 13,96 36,67 39,16 40,21 41,04 41,45 42,91 43,54 43,75 46,67 46,67 1 : 0,6 12,42 35,73 38,06 39,67 40,63 41,38 43,19 43,84 44,70 47,25 47,25 1 : 0,7 10,87 34,78 36,95 39,13 40,21 41,30 43,47 44,13 45,65 47,82 47,82 1 : 0,8 9,52 30,76 32,97 35,18 36,65 38,14 40,04 40,63 42,02 44,00 44,00 1 : 0,9 8,16 26,74 28,98 31,22 33,10 34,97 36,61 37,13 38,40 40,18 40,18 1 : 1 6,81 22,72 25,00 27,27 29,54 31,81 33,18 33,63 34,77 36,36 36,36 Аммонизированная ЭФК со значением рН = 5,53 1 : 0,5 14,34 22,14 26,00 29,70 32,80 34,50 53,14 56,80 57,40 57,84 57,84 1 : 0,6 11,17 17,07 21,00 24,85 28,40 31,25 52,47 54,50 55,63 56,03 56,03 1 : 0,7 8,00 12,00 16,00 20,00 24,00 28,00 51,80 52,20 53,85 54,21 54,21 1 : 0,8 6,03 10,78 14,83 18,89 22,94 26,30 49,81 50,20 51,51 51,83 51,83 1 : 0,9 4,05 9,55 13,67 17,78 21,89 24,61 47,82 48,21 49,17 49,46 49,46 1 : 1 2,08 8,33 12,50 16,67 20,83 22,91 45,83 46,21 46,83 47,08 47,08 Аммонизированная ЭФК со значением рН = 6,07 1 : 0,5 0,42 1,04 2,08 6,25 8,33 8,96 25,00 25,42 41,67 47,08 47,08 1 : 0,6 1,77 4,69 8,33 14,59 19,79 22,19 37,50 38,34 48,65 52,08 52,08 1 : 0,7 3,12 8,33 14,58 22,92 31,25 35,42 50,00 51,25 55,62 57,08 57,08 1 : 0,8 2,29 5,64 10,41 16,32 22,22 25,35 38,19 39,44 46,11 48,47 49,86 1 : 0,9 1,46 2,94 6,25 9,73 13,20 15,28 26,39 27,64 36,59 39,86 42,64 1 : 1 0,63 0,25 2,08 3,13 4,17 5,21 14,58 15,83 27,08 31,25 35,42 Аммонизированная ЭФК со значением рН = 6,56 1 : 0,5 8,16 18,36 26,53 28,57 32,65 38,77 51,83 53,06 54,08 54,90 54,90 1 : 0,6 5,33 13,35 22,64 26,79 30,91 36,05 49,88 50,70 53,08 54,22 54,22 1 : 0,7 2,50 8,33 18,75 25,00 29,17 33,33 47,92 48,33 52,08 53,54 53,54 1 : 0,8 1,82 5,95 14,09 18,57 21,43 24,60 38,93 39,25 49,00 50,04 50,04 1 : 0,9 1,15 3,57 9,42 12,14 13,69 15,87 29,94 30,17 45,93 46,54 46,54 1 : 1 0,47 1,19 4,76 5,71 5,95 7,14 20,95 21,09 42,85 43,04 43,04 С целью устранения выпадения осадков из NР- из них N общ. – 12,6-18,54%, Р2О5общ. - 9,26-12,6%, а пульп в качестве стабилизатора использовалась содержание влаги составляет 32,24-42,79%. А тем- 26 %-ная глиняная суспензия в количестве 3% для рН=6,56 и получено уравновешенное суспендиро- пература кристаллизации образцов находится от -3 ванное NР-удобрение. до -20 оС. По показателям температурных значений Определен химический состав и температура всех марок СЖКУ можно считать сезонными (ве- кристаллизации полученных образцов. Из табл. 3 видно, что при рН = 6,56 общее содержание пита- сенне-осенний) препаратами для питания сель- тельных веществ в СЖКУ варьируется 25,2-27,8%, хозкультур. 17
№ 2 (83) февраль, 2021 г. Таблица 3. Состав суспендированных NP- удобрений на основе аммофосной пульпы (рН=6,56) с добавкой 26%-ной бентонитовой суспензии и аммиачной селитры Соотношение Содержа-ние Содержание компонен- Р2О5усв. Р2О5водн. Ткрист. N : P2O5 воды в тов, вес.% Р2О5общ. Р2О5общ. ºС пульпе, % Nобщ. Р2О5общ. % % 1 : 0.5 32,24 18,54 9,26 99,19 92,25 -3 1 : 0.6 34,57 17,01 9,98 99,23 92,29 -9 1 : 0.7 36,82 15,6 10,91 99,26 92,32 -15 1 : 0.8 38,69 14,38 11,46 99,28 92,34 -17 1 : 0.9 40,29 13,42 11,98 99,3 92,36 -19 1:1 42,79 12,6 12,6 99,32 92,37 -20 Изучена степень осветления СЖКУ в течение 72 затем при 22 и 24 сутках наблюдается линейный часов при комнатной температуре. Данные сведены подъем достигая 29,31-22,98% при 72 суток. То есть в табл. 4. Из неё видно, что степень осветления об- 26 %-ная бентонитовая суспензия снижает степень разцов СЖКУ резко повышается в первые 8 суток, осветления образцов в 2 раза. Таблица 4. Степень осветления суспендированных NP- удобрений на основе аммофосной пульпы (рН=6,56) с добавкой 26%-ной бентонитовой суспензии и аммиачной селитры Массовое соотношение Продолжительность выдерживания пульпы, час N:Р2О5 1 8 24 28 48 72 1 : 0.5 2,27 29,31 1 : 0.6 1,48 16,37 21,61 22,55 29,46 28,95 1 : 0.7 0,69 28,58 1 : 0.8 0,50 15,22 20,65 22,13 29,10 26,71 1 : 0.9 0,32 24,85 1:1 0,13 14,07 19,68 21,71 28,73 22,98 10,38 15,98 20,43 26,85 6,70 12,29 19,14 24,98 3,01 8,59 17,86 23,1 Из результатов исследований можно сделать вы- вполне приемлемы для их использования в сельхо- вод, что найденные значения СЖКУ по степени зугодиях. осветления находятся на уровне ниже 50% и они Список литературы: 1. Лыжин Д.Н. Современные тенденции мирового рынка минеральных удобрений и средств защиты растений: конкурентные позиции России // Проблема Национальной Стратегии. – 2016. - №3(36). – C. 123-141. 2. Кочетков В.Н. Производства жидких комплексных удобрений. – Москва: Химия, 1978. - 240 с. 3. Лембриков В.М., Малахова Н.Н. Жидкие комплексные удобрения // Труды НИУИФ (85 лет). – Москва, 2004. – С. 211-220. 4. Методы анализа фосфатного сырья, фосфорных и комплексных удобрений, кормовых фосфатов / М.М. Винник, Л.Н.Ербанова, П.М.Зайцев и др. – М.: Химия, 1975. - 218 с. 5. ГОСТ 30181.4-94. Mинеральные удобрения. Метод определения суммарной массовой доли азота, содержащегося в сложных удобрениях и селитрах в аммонийной и нитратной формах (метод Деварда). 18
№ 2 (83) февраль, 2021 г. DOI: 10.32743/UniTech.2021.83.2-3.19-22 ПОЛУЧЕНИЕ ГЛАУБЕРОВОЙ СОЛИ И СУЛЬФАТА НАТРИЯ ИЗ ПРИРОДНОГО СЫРЬЯ Джураева Гулнора Хуррамовна доцент Каршинский инженерно-экономический институт, Республики Узбекистан, г. Карши Абдирахимов Илхом Эшбаевич ст. преподаватель, Каршинский инженерно-экономический институт, Республики Узбекистан, г. Карши E-mail: [email protected] Шоназаров Эркин Базарович ст. преподаватель, Каршинский инженерно-экономический институт, Республики Узбекистан, г. Карши EXTRACTION OF GLAUBER SALT AND SODIUM SULFATE FROM NATURAL RAW MATERIALS Gulnora Djuraeva Docent, Karshi Engineering and Economic Institute, Republic of Uzbekistan, Karshi Ilhom Abdirahimov Head teacher, Karshi Engineering and Economic Institute, Republic of Uzbekistan, Karshi Erkin Shonazarov Head teacher, Karshi Engineering and Economic Institute, Republic of Uzbekistan, Karshi АННОТАЦИЯ Получение товарного сульфата натрия из основных сырьевых источников мирабилита. Для исследований применяли измельченный до размера 5-6 мм природный мирабилит Тумрюкского месторождения. Была изучена растворимость в системе Na2SO4 – H2O. Для насыщенных водных растворов стабильной фазой при температуре от -1,2 до +32,4 °С является Na2SO4·10H2O, а выше 32,4 °С – Na2SO4. При +32,4 °С Na2SO4·10H2O инконгруэнтно плавится, образуя безводный сульфат натрия и его насыщенный раствор. Насыщенный раствор сульфата натрия при атмосферном давлении кипит при температуре 102,9 °С. Определена продолжительность охлаждения до 20 °С и изменение концентрации сульфата натрия при охлаждении получен ABSTRACT Obtaining commercial sodium sulfate from the main raw material sources of mirabilite. Natural mirabilite of the Tumryuk deposit, crushed to a size of 5-6 mm, was used for research. The solubility in the Na2SO4 - H2O system was studied. For saturated aqueous solutions, the stable phase at temperatures from -1.2 to +32.4 °С is Na2SO4 · 10H2O, and above 32.4 °С - Na2SO4. At +32.4 °C, Na2SO4 · 10H2O melts incongruently, forming anhydrous sodium sulfate and its saturated solution. A saturated sodium sulfate solution at atmospheric pressure boils at a temperature of 102.9 °C. The duration of cooling to 20 °C and the change in the concentration of sodium sulfate during cooling of the resulting solution were determined.ного раствора. Ключевые слова: мирабилит, солей галита, эпсомита, гипса, выщелачивание, насыщенный раствор, инкон- груэнтно, глауберовой соль. Keywords: mirabilite, halite, epsomite, gypsum, leaching, saturated solution, incongruent, Glauber's salt. ________________________________________________________________________________________________ __________________________ Библиографическое описание: Джураева Г.Х., Абдирахимов И.Э., Шоназаров Э.Б. Получение глауберовой соли и сульфата натрия из природного сырья // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 2(83). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11298 (дата обращения: 25.02.2021).
№ 2 (83) февраль, 2021 г. Химическая промышленность является базовой натрия, выпариванием. При этом важным является отраслью, которая находится в тесной взаимосвязи установление кинетических параметров выщелачи- со всеми отраслями экономики, играет ключевую вания природной соли. роль в агрохимическом комплексе. Производство отрасли основано на высоких технологиях и выпус- С этой целью предварительно была изучена рас- каемая продукция по номенклатуре соответствует творимость в системе Na2SO4 – H2O. Полученные мировым стандартам, поэтому развитие химической данные показали, что для насыщенных водных рас- промышленности является приоритетной задачей творов стабильной фазой при температуре от -1,2 до современного развития экономики Республики Уз- +32,4 °С является Na2SO4·10H2O, а выше 32,4 °С – бекистан [1]. Na2SO4. При +32,4 °С Na2SO4·10H2O инконгруэнтно плавится, образуя безводный сульфат натрия и его В настоящее время перед наукой Узбекистана насыщенный раствор. При -1,2 °С и 4,0 %-ной кон- стоит целый ряд стратегических задач. Это разра- центрации Na2SO4 в равновесии с жидкой фазой ботка высоких технологий, в том числе био- и нано- находится лед с Na2SO4·10H2O. В пределах темпера- технологий для развития отечественного производ- тур от -1,2 до +32,4 °С и 4,0 %-ной концентрации ства, развитие ядерной энергетики, создание недо- раствора Na2SO4 равновесной твердой фазой си- рогостоящих мини - технологий, ориентированных стемы Na2SO4 – H2O является Na2SO4·10H2O. Рас- на местное сырье и выпуск качественной продукции творимость сульфата натрия в этом температурном для субъектов малого и среднего бизнеса, разра- интервале возрастает с повышением температуры. ботка единой концепции использования водных ре- Насыщенный раствор сульфата натрия при атмо- сурсов, улучшение экологической обстановки, про- сферном давлении кипит при температуре 102,9°С. гнозирование и долгосрочное планирование фунда- ментальных научных исследований во всех областях В интервале температур от 32,4 °С до темпера- науки, упрочение взаимосвязи образования, науки и туры кипения насыщенных растворов зависимость производства. растворимости сульфата натрия от температуры но- сит обратный характер, т.е. уменьшается с повыше- Узбекистан располагает большими запасами нием температуры. сульфата натрия (мирабилита, тенардита, астраха- нита), обнаруженными в соляных отложениях При- Кинетику выщелачивания природного мираби- аралья: месторождения Аккалы, Кушканатау и лита изучали в чистой воде и насыщенном при 20 °С Тумрюк в Республике Каракалпакстан. Тумрюкское оборотном щелоке, содержащем 16,1 % сульфата месторождение мирабилита является одним из ос- натрия [2]. новных сырьевых источников сульфата натрия, ха- рактеризующимся минимальным содержанием при- Опыты проводили при температурах, для кото- месных солей галита, эпсомита и гипса. Каждое ме- рых в качестве стабильной фазы существует сторождение сырьевых материалов является по сво- Na2SO4·10H2O (32,4 °С) и Na2SO4 (50 и 70 °С). Для ему уникальным и требует отдельных исследований исследований применяли измельченный до размера для получение продукта. 5-6 мм природный мирабилит Тумрюкского место- рождения, содержащий в среднем 90,53 % основ- Получение товарного сульфата натрия из мира- ного вещества. Выщелачивание осуществлялось при билита Тумрюкского месторождения целесообразно массовых соотношениях Т:Ж, вызывающих образо- проводить по схеме, предусматривающей растворе- вание 33,25; 33,80 и 30,60 %-ных растворов суль- ние соли, удаление нерастворимого остатка, кри- фата натрия, насыщенных соответственно при 32,4; сталлизацию декагидрата сульфата натрия из освет- 50 и 70 °С. На основе полученных эксперименталь- ленного раствора и выделение продукта из раствора, ных данных была построена графическая зависи- получаемого при плавлении декагидрата сульфата мость в координатах Сτ–τ (рис. 1). 20
№ 2 (83) февраль, 2021 г. Рисунок 1. Кинетика выщелачивания природного мирабилита Тумрюкского месторождения водой (а) и 16,1 %-ным раствором сульфата натрия (б) при 32,4 (1), 50 (2) и 70 °С (3) Данные показывают, что температура суще- Одним из главных факторов, определяющим ка- ственно влияет на скорость выщелачивания мираби- чество сульфата натрия, является содержание гипса лита водой и 16,1 %-ным раствором сульфата в продукте. Содержание его в растворах сульфата натрия. С повышением температуры образование натрия, полученных после выщелачивания сырья, не насыщенных растворов завершается за короткий должно превышать 0,4 %. В противном случае из промежуток времени. При выщелачивании природ- него невозможно получить качественный продукт. ной соли водой образование 31,85 %-ного раствора сульфата натрия при 32,4 °С происходит в течение Анализ литературных данных по физико-хими- 14 минут. При 50 и 70 °С образование растворов с ческим свойствам системы Na2SO4 – СaSO4 – H2O концентрацией 31,70 и 30,40 % Na2SO4 достигается показывает, что растворимость сульфата кальция в соответственно в течение 6 и 4 минут. На начальной присутствии сульфата натрия меняется различно в стадии процесса благодаря высокому значению ве- зависимости от температуры и концентрации суль- личины недонасыщенности раствора (Сн-Сτ) ско- фата натрия в растворе. Ниже 29 °С в системе в ка- рость выщелачивания велика, а затем, по мере повы- честве твердых фаз существуют CaSO4·2H2O и шения концентрации сульфата натрия в жидкой Na2SO4·10H2O. Содержание сульфата кальция в эв- фазе, скорость выщелачивания уменьшается. Ана- тоническом растворе достигает 0,33 %. Повышение логичная картина наблюдается и в процессах выще- температуры приводит к образованию малораство- лачивания мирабилита 16,1 %-ным раствором суль- римого глауберита Na2SO4·СaSO4, а также двойных фата натрия с тем отличием, что для образования солей СaSO4·2Na2SO4·2H2O и 5СaSO4·Na2SO4·3H2O концентрированных растворов требуется чуть и уменьшению растворимости сульфата кальция в больше времени. Для количественной характери- эвтонических растворах. При 35 и 50 °С в равновес- стики процесса выщелачивания водой и раствором ных эвтонических растворах, отвечающих кристал- сульфата натрия производился расчет константы лизации сульфата натрия с глауберитом, содержа- скорости выщелачивания. Найденные значения кон- ние сульфата кальция составляет 0,05 и 0,04 %, а при стант скоростей выщелачивания при всех изучен- 80 °С – 0,03 %. ных температурах за определенный промежуток времени оставались постоянной величиной. В этой области системы образуется раствор с высоким содержанием сульфата натрия. С повышением температуры значения констант скорости выщелачивания повышаются. Температур- Вышеизложенное указывает на целесообраз- ный коэффициент скорости выщелачивания водой ность проведения процесса выщелачивания природ- при повышении температуры от 32,4 до 50 и от 50 ного мирабилита Тумрюкского месторождения во- до 70 °С равен соответственно 1,74 и 1,80. При вы- дой при температуре не ниже 50 °С. В этих темпера- щелачивании 16,1 %-ным раствором сульфата турных условиях по сравнению с интервалом 25- натрия этих показатели составляют 2,56 и 3,39. 35 °С, с одной стороны, скорость растворения суль- фата натрия будет высокой, а с другой стороны, из- Сравнение значений констант скоростей выще- за низкой растворимости и скорости растворения лачивания мирабилита водой и 16,1 %-ным раство- сульфат кальция полностью не успевает перейти в ром сульфата натрия показывает, что в последнем раствор за короткий промежуток времени. случае скорость выщелачивания по сравнению с во- дой для температур 32,4; 50 и 70 °С уменьшается со- Результаты исследования процесса выщелачи- ответственно в 5,33; 3,61 и 1,91 раза. вания мирабилита Тумрюкского месторождения при 50 °С водой при соотношении Т:Ж=1,0:0,37 в тече- ние 5-6 минут показали, что при этом образуется 21
№ 2 (83) февраль, 2021 г. раствор, содержащий 30,96 % Na2SO4, 0,27 % и магния. Целесообразным является получение из MgSO4, 0,02 % СaSO4, 0,15 % NaCl и 68,60 % H2O. него технического сульфата натрия путем полного высушивания. Исследования показали, что при этом Изучена продолжительность охлаждения до образуется продукт, содержащий 95,79 % Na2SO4, 20 °С и изменение концентрации сульфата натрия 1,65 % MgSO4, 0,26 % СaSO4, 1,37 % NaCl и 0,93 % при охлаждении полученного раствора. Продолжи- влаги. Качество данного продукта по требованию тельность охлаждения раствора с выделением глау- ГОСТа 6318 соответствует марке «Б» – техниче- беровой соли в твердую фазу и образованием рас- скому сульфату натрия. твора, содержащего 15,92 % Na2SO4, 0,59 % MgSO4, 0,05 % CaSO4, 0,33 % NaCl и 83,11 % Н2О, состав- Полученные образцы глауберовой соли и суль- ляет фата натрия изучали рентгенофазовым, ИК-спектро- 65-66 минут. При этом образуется пульпа с осадком скопическим и термогравиметрическим анализами, глауберовой соли c соотношением Т:Ж = 1,0:0,87. которые подтвердили результаты химических ана- После фильтрации влажный осадок глауберовой лизов. соли содержит примеси эпсомита, гипса и галита, со- державшихся в твердой фазе. Для получения чистой Исследование процессов фильтрации пульп, об- глауберовой соли ее осадок на фильтре промывали разующихся при выпарке и охлаждении раствора двукратно холодной водой сначала при соотноше- сульфата натрия, проводили на лабораторной уста- нии Т:Ж=1,0:0,05, а затем при 1,0:0,025. Получена новке, состоящей из узлов накопителя, термостата и глауберова соль, содержащая 4,7·10-3 % эпсомита, фильтрации. В качестве фильтровальной ткани ис- 6·10-4 % гипса и 1,9·10-3 % галита при влажности пользовался бельтинг. 12,65 %. Согласно полученным данным фильтруемость и Высушивание влажного продукта позволило скорость фильтрации обеих пульп, содержащих глауберову соль и сульфат натрия, с повышением получить декагидрат сульфата натрия, содержащий соотношения Ж:Т увеличиваются. Производитель- 99,98 % Na2SO4·10Н2О; 0,05 % MgSO4·7H2O; ность фильтрации пульпы с осадком глауберовой 6,8·10-3 % СaSO4·2H2O и 0,02 % NaCl. Качество про- соли выше по сравнению с пульпой, содержащей дукта соответствует натрию сернокислому меди- сульфат натрия. Скорость фильтрации по твердой и цинскому – глауберовой соли. жидкой фазам сильно зависит от толщины слоя твердого остатка на фильтрах. Чем меньше толщина Изучена зависимость изменения состава жидкой этого остатка, тем больше производительность фазы и количества выделяющегося в твердую фазу фильтрации по пульпе, твердой и жидкой фазам. сульфата натрия от степени удаления воды из рас- Изучен процесс выщелачивания природного мира- твора. Установлено, что с увеличением степени уда- билита Тумрюкского месторождения водой и обо- ления воды количество примесных солей хлорида ротным раствором сульфата натрия. Показано, что натрия, сульфата магния и кальция в растворе уве- выщелачивание сырья необходимо проводить при личивается, а содержание сульфата натрия незначи- температуре не ниже 50 °С, чтобы уменьшить пере- тельно понижается. После разделения пульпы с ход примеси гипса в раствор. осадком сульфата натрия, однократной промывки твердой фазы водой с температурой ниже 35 °С при Исследованиями фильтруемости растворов и соотношении Т:Н2О=1,0:0,05 и сушки влажного суспензий глауберовой соли и сульфата натрия, про- осадка при 200 °С получен продукт с содержанием цесса выпарки, охлаждения растворов и кристалли- Na2SO4 не ниже 99,6 % и не более 0,01 % MgSO4, зации солей установлены оптимальные условия по- 4,1·10-3 % СaSO4, 0,03 % NaCl и 0,24 % влаги. лучения глауберовой соли и сульфата натрия. Про- По ГОСТу 6318 полученный продукт соответствует веденные токсикологические исследования глаубе- марке «А» – высшему сорту сульфата натрия. ровой соли показали, что она безвредна и относится к малоопасным веществам (IV класс опасности). После первой ступени выпарки и кристаллиза- ции сульфата натрия образуется раствор, который Проведенные исследования явились научной ос- содержит около 47 % сульфата натрия от имевше- новой для получения глауберовой соли медицин- гося в первоначальном растворе, взятом для вы- ского назначения, и сульфата натрия из местного парки. Переработка этого раствора на продукт выс- сырья – природного мирабилита Тумрюкского ме- шего качества невозможна из-за повышенного со- сторождения. держания в нем примесных солей натрия, кальция Список литературы: 1. Каримов И.А. Узбекистан по пути углубления экономических реформ. – Москва: Дом Дрофа. 1994. – 321 с. 2. Мирзакулов Х.Ч., Джураева Г.Х., Якубов Р.Я., Эркаев А.У., Бардин С.В., Реймов А.М. Кинетика выщелачи- вания природного мирабилита Тумрюкского месторождения. / Узб. хим. журн. 2005. № 2. С. 29-32. 3. Джураева Г.Х., Мирзакулов Х.Ч., Эркаев А.У., Якубов Р.Я., Растворимость в системе 2Na+, 2NH4+ // 2Сl- , SО42-–Н2О при 100 °С. / Узб. хим. журн. 2005. № 1. С. 16-20. 4. Джураева Г.Х., Мирзакулов Х.Ч., Мамиров И.Г. Получение сульфата натрия из местного природного сырья. // Кимё ва кимёвий технологиянинг замонавий муаммолари: Сб. трудов I Респ. научно-техн. конф. Ферганского политехнического института. 23-24 апреля 2004. – Фергана, 2004. С. 14-15. 22
№ 2 (83) февраль, 2021 г. ОТРАБОТАННЫЕ ЖИРНЫЕ ГЛИНЫ ОТБЕЛКИ РАСТИТЕЛЬНЫХ МАСЕЛ - ЦЕННОЕ СЫРЬЁ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА МЫЛОПОДОБНЫХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ Кадирова Нафиса Баннобовна ст. преподаватель, Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана E-mail: [email protected] Салиханова Дилноза Саидакбаровна д-р техн. наук, профессор, Институт общей и неорганической химии, АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент Сагдуллаева Дилафруз Саидакбаровна старший научный сотрудник, д-р техн. наук, Институт биоорганической химии АНРУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент Аноров Рустам Абдурахмонович канд. техн. наук, доцент, Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана Абдурахимов Саидакбар Абдурахмонович д-р техн. наук, профессор, Ташкентский химико-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Ташкент WASTE FATTY CLAYS BLEACHING VEGETABLE OILS VALUABLE RAW MATERIALS FOR PRODUCTION OF SOAP-LIKE SURFACE-ACTIVE SUBSTANCES Nafisa Kadirova Lecturer Polytechnic, Fergana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Fergana Dilnoza Salikhanova Dr. Tech. Sciences, Prof., Institute of General and Inorganic Chemistry, Uzbekistan, Tashkent Dilafruz Sagdullaeva Senior Research Scientist, Institute of Bioorganic Chemistry, ANRUz, Uzbekistan, Tashkent Rustam Anorov Ph.D., Assoc., Fergana Polytechnic Institute, Uzbekistan, Fergana Saidakbar Abdurakhimov Dr. Tech. Sciences, Prof., Tashkent Chemistry-tenological Institute, Uzbekistan, Tashkent __________________________ Библиографическое описание: Отработанные жирные глины отбелки растительных масел - ценное сырьё для производства мылоподобных поверхностно-активных веществ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Кадирова Н.Б. [и др.]. 2021. 2(83). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11220 (дата обращения: 25.02.2021).
№ 2 (83) февраль, 2021 г. АННОТАЦИЯ В данной статье представлены результаты анализов отработанных жирных глин некоторых масло жировых предприятий Узбекистана и пути их использования пути полученим абразивных мылоподобных поверхностно- активные вещества. ABSTRACT This article presents the results of analyzes of waste fatty clays of some oil and fat enterprises in Uzbekistan and the ways of their use by obtaining abrasive soap-like surfactants. Ключевые слова: Растительные масла, активированные угли, глины, отбелка, адсорбенты, производство мылоподобных, поверхностно-активны веществ. Keywords: Vegetable oils, activated carbons, clays, bleaching, adsorbents, soap-like surfactants. ________________________________________________________________________________________________ На современном этапе развития масложировой свалку на захоронение, что по экологическим требо- промышленности Узбекистана основное внимание ваниям является нарушением, за счет которого пред- уделяется разработкам инновационных экологически приятие ежегодно оплачивают значительные суммы безопасных безотходных технологий в частности для штрафов из доходов предприятий. Не знание состава производства мыл, моющих средств и т.п. ПАВ [1, 2]. адсорбированных веществ в порах отработанных угля и глинистых минералов способствовало безвоз- В Республике сегодня успешно функционируют вратным потерям нейтральных масел и жиров, жир- более 30 крупных масложировых предприятий, где ных кислот, фосфолипидов и т.п. сопутствующих ежегодно в среднем производится более 600,0 тыс. веществ. Регенерация отработанных адсорбентов тонн рафинированных растительных (хлопкового, известными способами считается экономически не соевого, подсолнечного, сафлорового и.т.п.) масел. выгодным и поэтому, практически не используется Из них в процессах рафинации хлопкового и соевого ни в одном предприятии. Хотя имеются пути рацио- масел используют активированные угли и глинистые нального использования отработанных жирных ад- адсорбенты, которых завозят по импорту по “дорогой сорбентов в производстве ПАВ, в , в частности при цене” из Европейских стран, Индии, Китая и др. получении специальных технических и хозяйствен- Эти затраты также повышаются в 1,3-1,5 раза за счет ных мыл , содержащих высокодисперсные угольные дорогих транспортных и таможенных расходов, ко- или глинистые порошки. торые сильно завышают себестоимость производ- ства отбеленных растительных масел. Известно, что Для решение данной проблемы нами произве- в настоящее время основным способом адсорбцион- дены анализы выбранных образцов отработанных ной очистки и отбелки растительных масел, исполь- жирных глин согласно действующего стандарта [4]. зуемым в промышленности является контактный ме- Данные образцы отработанных жирных глин были тод, где активированные адсорбенты применяются в получены из АО “Фергана ёғ мой”, “Андижон ёғ-мой” виде высокодисперсных порошков и отделяются из и “Учкургон ёғ-экстракция”, где восновном отбели- осветленных растительных масел фильтрованием на вают хлопковое и соевое масла. рамных фильтр-прессах [3]. В табл.1 представлены результаты анализов Отработанные адсорбенты собираются в большой местных отработанных жирных глин. ёмкости и периодически отвозятся в городскую Таблица 1. Химический состав местных отработанных жирных глин Образы отработанных Масло Содержание в масле, % жирных глин содержание,% фосфолипидов госсипола неомыляемых веществ АО “Фергана ёғ мой” 55-58 2,1-2,5 2,3-2,5 2,0-2,2 АО “Андижон ёғ-мой” 53-55 2,0-2,4 2,4-2,6 2,1-2,4 АО “Учкургон ёғ-экстракция” 52-56 2,2-2,6 2,3-2,4 2,2-2,5 Из табл.1 видно что во всех образцах роль. Например, фосфолипиды и госсипол взаимо- отработанных жирных глинах содержится более дествуя со щелочью образуют ПАВ с высокой 52 % одсорбированного ценного масла. Извлечение эмульгирующей способностью, что очень важно при последнего методом экстракции углеводородным получении мыл различного назначення. растворителем с последующим его отгонкой позво- лило определить содержания сопутствующих адсорб- Далее нами изучены химические составы обез- ционному маслу веществ. В частности, выявлено что масленных отработанных глин тех же предприятий фосфолипидов содержится более 2,0 %, госсипола с целью выяснения их влияния на показатели 2,3 %, инеомыляемых веществ не более 2,5 % от получаемых ПАВ. массы масла. Для получения ПАВ технического назначения эти вещества играют положительную В табл. 2 представлены результаты анализов данных образуов местных отработанных глин. 24
№ 2 (83) февраль, 2021 г. Химический состав местных отработанных глин. Таблица 2. Образцы отработанных Содержания окисленных веществ, % CO2 П.П.П. 0,2 15,97 жирных глин SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO Na2O K2O P2O5 SO3 0,1 6,7 14,04 FeO 0,74 6,9 16,8 АО “Фергана ёғ мой” 57,91 18,75 5,10 0,48 1,84 1,53 1,75 0,43 0,75 60,3 АО “Андижан ёғ-мой” 6,6 1,1 1,9 3,6 2,4 0,2 0,3 63,45 АО “Учкургон ёғ- 2,92 3,45 1,18 1,65 0,75 0,21 0,56 экстракция” Из табл.2 видно, что во всех образцах местных Извесно, что гранулометрический состав местных отработанных глинах не содержатся вредные отаботанных глин должен соответствовать требо- токсикологически опасные соединения. Это даёт ваниям стандартов на получаемые мылоподобные основание использованию местных отработанных ПАВ технического назначения. Учитывая это нами глин в призводстве ПАВ технического назначения. исследованы гранулометрические составы подобран- ных местных отработанных обезжиренных глин. Полученные результаты представлены в табл.3. Гранулометрический состав местных отработанных глин Таблица 3. Образцы отработанных 1,0-0,063 Размеры частиц, мм менее 0,001 жирных глин 14,4 0,063-0,01 0,01-0,005 0,005-0,001 9,8 12,5 12,8 АО “Фергана ёғ- мой” 15,5 36,7 15,6 23,5 8,9 АО “Андижон ёғ-мой” 38,6 14,5 21,6 АО “Учкургон ёғ-экстракция” 36,1 19,7 19,8 Из табл.3 видно, что все местные отработанные производстве ПАВ технического назначения глины по своим показателям вполне соответствуют показывают возможности их использования в требованиям получаемых мылоподобных ПАВ качестве заменителей импортных глинопорошков. технического назначения по своим дисперсным Это выгодно масло-жировым предприятиям как с показателям. точки зрения экономии ресурсов, так и экологический безопасности, получаемых Таким образом проведенные исследования по мылоподобных ПАВ для технического назначения. утилизации местных отработанных жирных глин в Список литературы: 1. Базаров Г.Р. Рациональное использование отработанных жирных глин при получении буровых растворов. // Universum: Технические науки. Масква. 2019, № 11 (68). ; 2. Крупин С.В., Трыимова Ф.А., Коллоидно-химические основы создания глинистых суспензий для нефтепромыщлового дела.- Казань,: ФГУП, ЦНИИгеолнеруз, 2010, -с. 411. 3. Справочник по мыловарному призводетву // Под. ред. И.М. Товбина. М.: Пищевая промышленность, 1974-517 с. 4. Махмудов Т.М., Аминов Х.Д. Получение новых мыл и моющих средств. // Ташкент, ГФНТИ, 1993-19 с. 25
№ 2 (83) февраль, 2021 г. DOI: 10.32743/UniTech.2021.83.2-3.26-30 ОПТИМИЗАЦИЯ СОСТАВА ОСНОВЫ МОЮЩЕГО СРЕДСТВА И ИЗУЧЕНИЕ ИЗМЕНЕНИЙ ЕЁ СВОЙСТВ ПРИ ХРАНЕНИЕ Мажидов Кахрамон Халимович д-р техн. наук, профессор, проф. кафедры Бухарского инженерно-технологического института. Республика Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] Саидвалиев Саидазим Сайдиамирханович канд. техн. наук, докторант (DSc) Бухарского инженерно-технологического института Республика Узбекистан , г. Бухара OPTIMIZATION OF THE DETERGENT BASE COMPOSITION AND STUDY OF CHANGES IN ITS PROPERTIES DURING STORAGE Kakhramon Mazhidov Dr. Tech. Sciences, Professor, Professor of the Department of the Bukhara Engineering Technological Institute, Uzbekistan, Bukhara Saidazim Saidvaliev Cand. tech. sciences, Doctoral student (DSc) of Bukhara Engineering Technological Institute Uzbekistan, Bukhara АННОТАЦИЯ Оптимизирован состав основы моющего средства. В качестве критериев оптимизации выбраны содержание пальмового стеарина, пальмового масла и пальмоядрового масла. Установлено зависимость изученных критерий от титра мыльной основы. Определена зависимость хранения мыльной основы от количественного содержания антиоксидантов биологически активных добавок. ABSTRACT The foundation of the washer is optimized. As optimization criteria, palm stearin, palm oil and palmoyadro oil were adopted. It turned out that the titration of the soap base is tied to the norms studied. The preservation of soap basis was determined by the dependence on the amount of antioxidants and biologically active substances. Ключевые слова: Моющее средства, составляющие компоненты, оптимизация хранение мыла, антиокси- данты, биологически активные добавки. Keywords: detergents, constituent components, optimization, cold storage, antioxidants, biologically active substances. ________________________________________________________________________________________________ Моющие средства, являющиеся водными рас- собой ковалентной связью С-С, достаточно удалены творами натриевых солей высших насыщенных и друг от друга, чтобы действовать почти независимо ненасыщенных жирных кислот Сю-С18, относятся к поверхностно- активным веществам (ПАВ) [1-3]. [6,7]. Химическая формула этих веществ структурно со- Карбоксильная группа является полярной груп- стоит из двух частей: гидрофильной и гидрофобной. Для щелочных солей жирных кислот гидрофильной пой с дипольным моментом 1,7D и обладает четко частью является солевая карбоксильная группа - выраженным сродством к полярным растворителям, COONa или - COOK, а гидрофобной - углеводород- в частности к воде. Углеводородная цепь электриче- ная цепь, состоящая из метальной СН3, метиленовых ски нейтральна и растворяется исключительно в не- СН2 и метановых СН групп [4,5]. В молекуле ПАВ полярных растворах, в частности в жирах и маслах, гидрофильную часть называют головной, гидрофоб- за что гидрофобную часть называют часто липо- ную - хвостовой. Обе части, хотя и связаны между фильной. В общем случае такие вещества, которые обла- дают четко выраженным сродством как к полярным, __________________________ Библиографическое описание: Мажидов К.Х., Саидвалиев С.С. Оптимизация состава основы моющего средства и изучение изменений её свойств при хранение // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 2(83). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11271 (дата обращения: 25.02.2021).
№ 2 (83) февраль, 2021 г. так и неполярным средам, называют амфифильным. где R - углеводородная цепь. Для того, чтобы моющие средства как ПАВ было ам- Для определения оптимального состава мою- фифильным, необходимо, чтобы липофильная (хво- стовая) часть его молекулы была достаточно длин- щего средства был реализован один из планов иссле- ной (не менее С7) и уравновешена гидрофильной дования зависимости свойств 3-х компонентной (головной) частью. Соотношение между гидрофиль- смеси от соотношения компонентов. В качестве кри- ной и липофильной частями молекул моющие сред- терия оптимальности принят титр Т, °С. ства, или иначе гидрофильно-липофильный баланс (ГЛБ) в значительной мере определяет его струк- Параметры плана для исследования зависимости туру и свойства [8-10]. титра (° С) от состава основы моющего средства представлены в табл 1. ПАВ на основании природы ионного заряда в растворе принято классифицировать как анионные По полученному уравнению построена треу- (АПАВ), катионные (КПАВ), неионные (НПАВ). гольная диаграмма ( рис.1) , на которой представ- Классификация определяется только характером за- лены линии равного титра Т= const. Исследовались ряда иона гидрофильных групп молекул ПАВ, так смеси при ограничениях по относительному содер- как гидрофобные группы всегда неионные. Поэтому жанию компонентов смеси: термин «анион(оген)ные» относится к отрицательно заряженным ПАВ, «катион(оген)ные» - к положи- X1 - пальмовый стеарин от 0,2 до 0,8; тельно заряженным, «неион(оген)ные» - к неимеющим Х2 - пальмовое масло от 0,2 до 0,25; заряда в растворе [11-12]. Хз- пальмоядровое масло от 0,03 до 0,25. На диаграмме псевдоконцентрации Xi = 1,0 со- Моющие свойства жирных кислот относятся ответствует Ximax. к АПАВ, так как в водном растворе они диссоции- Принятая оптимальная точка (М) имеет для по- руют (распадаются) электролитически, образуя по- лученного титра 40,5°С ' имеет псевдоконцентрации верхностно-активный анион жирной кислоты и гид- X1= 0,75 ; Х2 = 0,05 ; Хз = 0,20 , после пересчета на ратированный катионы металла и К+ по уравнению реальные концентрации (%) : пальмовый стеарин реакции пальмовое X1 = 0,75 ; пальмовое масло Х2 = 0,20 ; пальмоядровое масло Хз= 0,05 ( про- RСООNа ↔ RСОО- + N+ верка ∑ Xi 0пт.= 1,0). Таблица 1. Параметры плана по исследованию титр – состав основы моющего средства и Х1 Х2 Х3 х1 х2 х3 1 1,0 0 0 0,80 0,20 0,03 2 0 1,0 0 0,20 0,25 0,03 3 0 0 1,0 0,20 0,20 0,25 4 0,5 0,5 0 0,50 0,22 0,03 5 0,5 0 0,5 0,50 0,20 0,14 6 0 0,5 0,5 0,20 0,22 0,14 Рисунок 1. Диаграмма равного титра для трехкомпонентной системы 27
№ 2 (83) февраль, 2021 г. На основе оптимизации состава моющего сред- потребительских свойств мыла в его состав могут ства были изучены свойства мыльной основы при вводиться красители , отдушивающие и отбеливаю- хранении щие вещества и пластификаторы. В качестве моющего средства была взята мыльная Качество мыла в основном определяется содер- стружка группы \"Ekstra palmera\". Мыльная стружка жанием жирных кислот и сырьем , из которого эти группы \"Ekstra palmera\" сделана на установке непре- жирные кислоты получены. рывного омыления фирмы \" Маццони\". Мыльная основа затем высушивалась на распылительной су- ЧП Alviero имеет опыт и традиции производства шилке. мыла и использует для этой цели только пищевые и натуральные жиры и масла. Технология получения Рецептура на основе которой получена мыльная мыла достаточно сложна и включает в себя на по- основа содержала : пальмовый стеарин – 45%, паль- следних стадиях производства сушку , прессование , мовое масло - 45%, пальмоядровое масло – 10%. разрезание на куски и штампование. Эти операции Наряду с этим для оценки антиоксидантного эффекта можно провести только при сохранении пластично- предложенных антиоксидантов использовали про- сти мыльной массы , которая оптимальна при влаж- мышленную стружку , полученную на ЧП “Alviero” ности мыла 11-16%. для группы мыл “Ekstra palmera”, содержащую наряду с составляющими компонентами антал - 0,3% Мыльная стружка используемая в исследова- в замен части пальмового стеарина. Антал - явля- тельской работе не содержала красителей и отдуши- ется комплексным соединением призванным предо- вающих веществ . хранять мыльную основу от окисления , другими словами выступает как антиоксидант и пластифика- При хранении влага из мыла частично испаря- тор. В состав антала входят: ется , а вес куска - уменьшается . В то же время аб- солютное содержание моющего компонента - • комплексон - трилон Б (соли винной и лимон- натриевых солей жирных кислот в куске мыла не из- ной кислот) меняется. Поэтому для характеристики качества мыла использовали понятие качественного числа - • антиоксидант - ортоталилбигуанид количество ( в граммах) жирных кислот в пересчете на номинальную массу куска 100 г. Качественное • пластификатор - диэтиленгликоль. число мыла практически не изменяется в процессе Основным компонентом мыла являются натрие- хранения, его значение всегда можно проверить при вые соли жирных кислот: лауриловой , миристиновой , химическом анализе мыла в лаборатории. пальмитиновой и стеариновой( 60-85 % в пересчете на жирные кислоты ). В состав мыла также входят : К исследованию брали мыльную стружку по- вода (до 35%) , глицерин (0,5 -0,4 ), неомыляемые ор- этому качественное число посчитать не возможно и ганические вещества и неомыленный жир (до 3,5 %), для характеристики данного сырья использовали та- хлористый натрий ( до 0,7%), углекислая сода кой показатель , как содержание жирных кислот , ко- (до 0,5%) атакже некоторқе виды биологически ак- торое было равно 76+2% (табл 2.) тивных добавок(БАД). Кроме того, для улучшения Таблица 2. Основные показатели мыльной стружки Показатели Нормативные значения Мыльная стружка Содержание содопродуктов , % в пересчете на Na2CO3, не более 0,2 0,15±0,02 Массовая доля NаС1,% не более 0,7 0,39±0,01 Содержание жирных кислот, % * 75-80 76±2 35-41 Титр ,°С 350 42,4±0,5 500±50 Первоначальный объем пены , см3 не менее Определение оптимальной концентрации иссле- облучение проводили по 15 минут бактерицидными дуемой моющей основы в мыльную стружку оцени- облучателями ОБН-150М , частота 50 Гц , облучен- вали с двух сторон во -первых с точки зрения анти- ность на расстоянии 1 м Вт/м , не менее 1,0, лампа оксидантных свойств и как следствие увеличение бактерицидная ДБ-30-1, периодичность облучения срока годности, так и с точки зрения воздействия по- лученного мыла на состояние кожного покрова. 1 раз в неделю в течение месяца. Оценка произ- водилась органолептически по запаху и цвету, а Диапазон концентраций введения моющей ос- также по основным физико-химическим показателям. новы был принят от 0,1 до 0,5 % с интервалом в 0,1%. По результатам эксперимента было установлено, Сформированные куски мыла оценивались в мо- что опытные образцы мыла , содержащие в качестве мент изготовления и после хранения в течение 1 ме- активных добавок антал по всему диапазону концен- сяца искусственно состаренных кусков мыла за счет траций при хранении не имели изменений по орга- УФ облучения, хранение осуществляли на свету, нолептическим показателям , тогда как контрольный при комнатной температуре. УФ (ультрофиолетовое) вариант при хранении в экстремальных условиях 28
№ 2 (83) февраль, 2021 г. потемнел хотя постороннего запаха не было обнару- показатели, в частности по цвету, не соответство- жено. вали стандарту, так хранили моющего средства без антиоксидантной защиты. Таким образом, по ре- Результаты экспериментов по физико-химиче- зультатам полученным в результате искусственного ским показателям представлены в таблице 3. старения было установлено, что туалетное мыло со- держащие в качестве добавок антал- 0,3%. Анализ полученных результатов показал, что по физико-химическим показателям все исследуемые образцы соответствовали после хранения норматив- ным показателям. Наряду с этим органолептические Таблица 3. Результаты аналитического контроля моющего средства по результатам хранения Содержание Первона- содопро- Наименование дуктов, % Массовая Качественное чальный Органолеп- образца доля, % тические в пересчете не более число ,г, Титр,0 С объем Нормативные значения на Na2CО3 , показатели Исходное моющее средства – не менее пены, см3 контроль не более Исходное моющее средство - не менее контроль после хранения Туалетное мыло с анталом 0,3% 0,2 0,7 78,0 35,41 350 характерные 0,15±0,02 0,39±0,01 76,0±2,0 42,4±0,5 500±50 характерные 0,16±0,02 0,4±0,01 79,4±1,5 42,2±0,4 500±100 Темный цвет 0,15±0,02 0,4±0,01 78,4±1,0 42,3±0,4 500±100 характерные Проведение искусственного старения по пред- мыла 2 года и наряду с этим позволяет убрать из ре- лагаемой схеме в течение двух и трех месяцев пока- цептуры антал , заменив последний на натуральный зали недостаточное введение антиокислителей как продукт. антала , так и БАД - происходило потемнение мыла и появлялся характерный запах застарелого сырья. Сделанный вывод был проверен посредством анализа жирнокислотного состава полученных об- Учитывая то , что антал в концентрации 0,3% разцов (табл. 4). вводится традиционно в моющее средство, как анти- оксидант, и обеспечивает срок годности средства в К исследованию были взяты образцы , прошедшие течение 2 лет , сделан вывод , что введение предла- ускоренное старение УФ и содержащие антал – 0,3%. гаемых БАД позволяет обеспечить срок годности Рисунок 2. Антибактериальная активность моющих средств 29
№ 2 (83) февраль, 2021 г. Таблица 4. Жирно – кислотный состав моющего средства Жирные Массовая доля индивидуальных кислот в общей массе кислот ,% кислоты Наимено- С8 С10 С12 С14 С15 С16 С16:1 С17 С18 С18:1 С18:2 С20 С20:1 вание кап- капри лаури мири панта- пальм паль- мар- стеар олеин. ли- арахи гондои Прочие мыла рил. новая новая с тин. децил. ИТ. мит- гарин нол. новая новая олеин ин. Моющее 0,37 0,97 8,79 6,98 0,39 20,95 3,22 0,44 13,15 28,43 3,28 0,2 0,87 11,96 средство с анталом Мыльная 1,07 2,6 стружка 0,61 1,23 10,41 7,59 0,11 27,79 2,61 2,53 13,88 28,85 0,47 0,25 (контроль) Таким образом Установленные и оптимизиро- активных добавок позволили увеличивать сроки ванные рецептурные компоненты моющего сред- хранения твердых мыл. ства, а также выбор антиоксидантов и биологически Список литературы: 1. Плесовских В.А., Безденежных А.А. Физико-химия и технология производства мыла // СПб: Химиздат. - 2007. – 336 с. 2. Дубовик О.А., Зинченко КВ., Тришин В.М. Кинетика реакций нейтрализации высших жирных кислот и омыления их сложных метиловых эфиров едкими щелочами натрия и калия в производстве натриевых и калиевых мыл//Вестник ВНИИЖа - 2005. - № 1. - с. 24-28. 3. Kintom A., Kijli H„ Lim P.-K. Chemical and Physical Characteristics of Soap Made from distilled Fatty Acids of Palm Oil and Palm Kernel Oil//J.Am.Oil Chem.Soc.- 1996.-V.73.- №1.-p. 105-108. 4. Дубовик О.А., Зинченко КВ. Вязкость водных растворов натриевых мыл// Масложировая пром-сть. - 2005. - № 6. - с. 30-31. 5. Villela C.F., Suranyi E.A.L. Continuous Saponification and Neutralization Process: in soap and Detergents, Ed.Spitz L.// AOCS, Champaign.- 1996.-p. l40-171. 6. Дубовик О.А., Зинченко И.В., Тришин В.М. Омыление нейтральных жиров и растительных масел едкими щелочами/ Масложировая пром-сть.-2005.-№ 3.--с. 27-29. 7. Почерников В.И., Лисицын А.Н. Получение твердого хозяйственного мыла с улучшенными физико- механическими свойствами // Сб.ВНИИЖ.-1999.- с. 132-135. 8. Schubert H., Armbruster H. Prinzipien der Herstellung und Stabiiitat von Emulsionen//Chem.-Ing.-Tech.- 1989.- V.61.-№ 9.-S. 701-711. 9. С.С. Саидвалиев, А.М. Рахимов, М.Н. Рахимов, К.Х. Мажидов Разработка по созданию новых видов туалетных мыл и повышения их качества // Журнал Химия и химическая технология, -2010 г №3, 2-с. 10. С.С. Саидвалиев ,М.Н.Рахимов, К.Х.Мажидов, Повышение качества и моющих свойств туалетного мыла на основе биологически активных добавок // Сборник трудов республиканской научно-технической конференции, Ташкент, Таш.КТИ, 2009 , с. 278-279. 11. ГОСТ 28546-2002. Мыло туалетное твердое // М.: ИПК Издательство стандартов. - 2003.- 11 с. ГОСТ 28546-2002. Мыло туалетное твердое // М.: ИПК Издательство стандартов. - 2003.- 11 с. 12. Руководство по технологии получения и переработки растительных масел и жиров. Т 3, книга первая // Под общ. научн. ред. А.Г. Сергеева, Н.Л. Мелмуда, Р.Л. Перкеля. Л.:ВНИИЖ.-1985.-286 с. 30
№ 2 (83) февраль, 2021 г. ИССЛЕДОВАНИЕ ИНГИБИРОВАННОЙ КОРРОЗИИ СТАЛИ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВТОРИЧНЫХ ОТХОДОВ Мисиров Зафар Холмуминович преподаватель ТГТУ Термезского филиала, Республика Узбекистан, г. Термез Бекназаров Хасан Сойибназарович д-р техн. наук, профессор Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии, Республика Узбекистан, п/о Шуро-базар E-mail: [email protected] Джалилов Абдулахат Турапович д-р хим. наук, академик АН РУз, Ташкентский научно-исследовательский институт химической технологии, Республика Узбекистан, г. Ташкент STUDY OF STEEL CORROSION INHIBITION WITH THE USE OF SECONDARY WASTE Zafar Misirov Lecturer, TSTU, Termez branch, Republic of Uzbekistan, Termez Hasan Beknazarov Doctor of Technical Sciences Leading Researcher, Tashkent Research Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, p/o Shuro Bazaar Abdulahat Djalilov D. Sc., Academician, Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В работе изучена ингибирование коррозии стали ингибиторами на основе полиэтиленполиамина с кротоно- вым альдегидом. Полученные значения эффективности ингибирования, была достигнута 93,65% при 301 K и концентрации 50 г/л. ABSTRACT In this work, we studied the inhibition of steel corrosion by inhibitors based on polyethylene polyamine with crotonic aldehyde. The obtained values of the inhibition efficiency were reached 93.65% at 301 K and a concentration of 50 g/l. Ключевые слова: ингибиторы коррозии, коррозия металла, полиэтиленполиамин, кротоновый альдегид. Keywords: corrosion inhibitors, metal corrosion, polyethylene polyamine, crotonaldehyde. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Хорошо известно, что низкоуглеро- стали, среди которых - ингибирование поверхности дистая сталь применяется в производственных обору- мягкой стали с помощью органических и неоргани- дованиях и водооборотных системах из-за ее высокой ческих ингибиторов. Вторичные отходы производ- механической прочности и низкой стоимости [1]. ства привлекла больше внимания, потому что поощ- Однако он имеет плохую коррозионную стойкость ряет использование вторичных материалов во всех при воздействии агрессивной среды, таких как про- сферах жизни. Это, в свою очередь, снижает риск для мышленное травление и очистка кислотой, кислотная здоровья человека и загрязнения окружающей среды. обработка нефтяных скважин, высокая температура Вторичные отходы применялась для ингибирования и многие другие [1,2]. Эффекты коррозии огромны, коррозии различных металлов. Сообщалось, что и ее подавление до безопасного уровня очень жела- кротоновую фракцию с аминсодержащими соедине- тельно. Многие исследователи работали над получе- ниями можно использовать в качестве ингибиторов нием различных методов смягчения коррозии мягкой __________________________ Библиографическое описание: Мисиров З.Х., Бекназаров Х.С., Джалилов А.Т. Исследование ингибированной коррозии стали с использованием вторичных отходов // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 2(83). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11308 (дата обращения: 25.02.2021).
№ 2 (83) февраль, 2021 г. коррозии, поскольку они могут легко адсорбиро- и эффективность ингибирования IE были рассчитаны ваться на поверхности металла за счет свободных с использованием уравнений 1, 2 и 3 соответственно. электронов, ароматических колец, π-связей, поляр- ных функциональных групп, которые присутствуют (1) в них и служат центрами адсорбции [2]. (2) Экспериментальная часть. В данной работе изучены олигомерные ингибиторы коррозии на ос- (3) нове полиэтиленполиамина с кротоновым альдеги- дом (ПКА-1). Использовалась низкоуглеродистая ∆w - изменение веса в мг, K - постоянная кор- сталь (~1см×1см×0,1см) с массовым содержанием розии (87,6), ρ - плотность мягкой стали в г/см3, A - площадь образца мягкой стали в см2, а t - время C (0,15%), Mn (1,00%), P (0,035%), S (0,035%), в часах. Потеря массы купона в электролите с инги- Si (0,30%) и Fe (98,48%). для этого исследования. битором равна w1, а w2 - потеря массы купона в элек- тролите без ингибитора. Все использованные образцы мягкой стали были очищены, промыты ацетоном, высушены на воздухе Реакцию полиэтиленполиамина (ПЭПА) с кро- и предварительно взвешены перед погружением в тоновым альдегидом (КА) проводили в диметилфо- растворы 1M HCl (контроль) и 1M HCl, содержащие рамиде при 50 оС в течении 2 часа, при мольном со- ингибиторы коррозии с концентрацией 15, 30 и 50 г/л. отношении 1:1. Схему реакции ПЭПА с КА можно Образцы были испытаны в трех экземплярах для представить следующем образом: каждой концентрации при различных температурах 301, 313 и 323 К. Изменение веса мягких сталей про- веряли каждые 2 дня в течение 16 дней. Скорости коррозии (CR) мягкой стали, покрытие поверхности θ H2N C C N C C NH2 + H3C C C CHO H2 H2 H n H2 H2 HH CH3 H CC n H2 H C CN H2N C C N C C N C HN H2 H C C NH2 H2 H2 H n H2 H2 H H H2 H2 n Из рисунка 1 видно, что в ИК-спектре ПКА-1 по- появляются характерные полосы для CH– и CH2– являются характерные полосы -N-CH- при 1663 см-1, групп, а также деформационные колебания в области а также концевые NH2-группы появляются в обла- 1440 см-1. В области 1384 см-1 появляются полосы сти 657 см-1. В области 2935 и 2808 см-1 и 1091 см-1 относящейся CH3-группам. Рисунок 1. ИК-спектр олигомера ПЭПА с КА (ПКА-1) 32
№ 2 (83) февраль, 2021 г. Полученные результаты и их обсуждение. ингибитора увеличивается, потеря веса уменьша- В таблице 1 показаны скорости коррозии и эффек- ется, несмотря на повышение температуры. Исполь- тивность ингибирования, полученные в результате зуя холостые образцы (0,0 г/мл) в качестве ссылки испытаний на основе гравиметрического метода. Ре- на результаты с образцами, содержащими ингиби- зультаты показали, что с повышением температуры тор, было видно, что ПКА-1 действует как эффек- среды потеря веса испытуемого образца уменьша- тивный ингибитор коррозии на мягкой стали. Чем ется. Аналогичным образом, когда концентрация ниже скорость коррозии, тем выше эффективность ингибирования коррозии. Таблица 1. Скорость коррозии и эффективность ингибирования ингибитора ПКА-1 Температура Концентрация ∆w (г) Покрытие Эффективность Скорость (K) (г/л) поверхности (θ) ингибирования коррозии 0.7156 (мм/год) 0.0 0.4756 - (% IE) 15 0.3678 0.7554 - 3.7865 301 30 0.1867 0.8344 2.8654 50 0.6051 0.9365 75.54 2.3103 0.0g 0.3235 83.44 1.2061 15 0.2673 - 93.65 3.6798 313 0.1994 0.7386 2.1986 30 0.5806 0.8132 - 1.3214 50 0.3137 0.9108 73.86 1.1865 0.0 0.2366 81.32 3.4559 15 0.2158 - 91.08 2.1655 323 0.7172 1.3894 30 0.7930 - 1.231 50 0.8753 71.72 79.30 87.53 Изотерма адсорбции часто применяется для изу- были подогнаны к модифицированной форме изотерм чения типа взаимодействия молекул с поверхностью Ленгмюра и Темкина для определения адсорбцион- металла при определенных условиях (температуре). ного поведения ингибитора на поверхности мягкой Изотермы Ленгмюра и Темпкина были использо- стали, и данные соответствуют обеим изотермам. ваны для анализа наилучшего соответствия реакции Параметры, полученные из изотерм, представлены ингибирования между молекулами ПКА-1 и поверх- в таблице 2. ностью мягкой стали. Данные анализа потери веса Таблица 2. Параметры изотермы Темпера- Параметры изотермы Ленгмюра Параметры изотермы Темкина тура (K) Кадс∙104 (/мг) 1/год ∆Gads аK ∆Gads 301 (кДж/моль) (кДж/моль) 313 323 3.65 0.63 -37.34 -1.6871 167.14 -23.02 3.01 0.91 -36.47 -2.7613 188.96 -24.35 2.42 0.86 -37.07 -2.2314 172.73 -24.61 Изотерма Ленгмюра имеет следующий вид [3]: Стандартная свободная энергия адсорбции (ΔGºads), полученная из экспериментальных данных (4) с использованием изотерм адсорбции Ленгмюра, дала отрицательные значения при всех температурах. где y - количество молекул ингибитора, занимающих Известно, что отрицательные значения ΔGºads подра- активный центр, θ - степень покрытия поверхности, зумевают процесс самопроизвольной адсорбции. C - концентрация ингибирования, K - константа, свя- Было высказано предположение, что стандартные занная с константой равновесия процесса адсорб- значения свободной энергии адсорбции (ΔGºads) ции, а Kads = K1/y. Стандартная свободная энергия до -20 кДж/моль указывают на электростатические была рассчитана с использованием уравнения 5 [4]. взаимодействия (физическую адсорбцию) между заря- женной поверхностью металла и ингибитором. С дру- (5) гой стороны, значения ΔGºads порядка -40 кДж/моль и выше показывают, что существует перенос заряда (хемосорбция) от органических молекул к поверхно- сти металла. 33
№ 2 (83) февраль, 2021 г. Высокие значения Kads при более низкой темпе- ратуре указывают на то, что адсорбция более подхо- дящий при более низкой температуре [5]. График изотермы Ленгмюра приведен на рисунке 2. Рисунок 2. График изотермы Ленгмюра Полученные значения ΔGºads показали, что ПКА-1 (6) показывает комплексное поведение (комбинирован- ный эффект), и значения уменьшаются с повышением Значения параметра притяжения (а) отрица- температуры. Процесс адсорбции может больше по- тельны при каждой температуре, что означает, что в ходить на физическую адсорбцию из-за снижения адсорбционном слое существует отталкивание [6]. эффективности ингибирования с повышением тем- Значения ΔGºads, полученные из изотермы Темкина, пературы. отрицательны и означают полную адсорбцию, ана- логичную значениям, полученным из изотермы Изотерма Темкина показывает степень покрытия Ленгмюра. поверхности (θ) относительно концентрации инги- битора (C), как показано в уравнении 6 [6]. График изотермы Темкина приведен на рисунке 3. Рисунок 3. График изотермы Темкина 34
№ 2 (83) февраль, 2021 г. Заключение. Из полученных данных можно • Наивысшая эффективность ингибирования сделать следующие выводы: 93,65% была достигнута при 301 K и концентрации 50 г/л. • Скорость коррозии снижается с увеличением концентрации ингибитора. • Экспериментальные данные соответствуют изотермам Ленгмюра и Темкина. • Эффективность ингибирования увеличивается с увеличением концентрации, но уменьшается с по- • Адсорбция ингибитора на поверхности металла вышением температуры. была самопроизвольной в результате как физического, так и химического взаимодействия. Список литературы: 1. M.N. Rahuma, M.B. EL-Sabbah, I.M. Hamad, Effect of serine and methionine on electrochemical behavior of the corrosion of mild steel in aqueous solutions. Hindawi Publishing Corporation, ISRN, Corrosion: (2013) pp 1-7. 2. Нуриллоев З.И., Бекназаров Х.С., Джалилов А.Т. Исследование ингибирование коррозии стали 20 в1М растворах H2SO4, исследованных методом атомно-абсорбционной спектрометрии // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2019. No 2(59). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/6947 3. R. Karthikaiselvi, S. Subhashini, Study of adsorption properties and inhibition of mild steel corrosion in hydrochloric acid media by water soluble composite poly (vinyl alcohol-o-methoxy aniline). J. Assoc. Arab Univ. Basic Appl. Sci., 16 (2014) 74–82 4. K.D. Ogwo, J.C. Osuwa, I.E. Udoinyang, L.A. Nnanna, Corrosion Inhibition of Mild Steel and Aluminium in 1 M Hydrochloric Acid by Leaves Extracts of Ficus sycomorus//Physical Science International Journal. 2017. V. 14. №3. P. 1-10 DOI: 10.9734/PSIJ/2017/32708 5. Нуриллоев З.И., Бекназаров Х.С., Джалилов А.Т. Исследование ингибирование коррозии стали СТ20 новым ингибитором ИКФ-1 // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2020. No 6(75). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/9616 6. A.A. El-Awady, B.A. Abd-El-Nabey, S.G. Aziz, Kinetic–thermodynamic and adsorption isotherms analyses for the inhibition of the acid corrosion of steel by cyclic and open-chain amines. Electrochem. Soc. 139 (1992) 2149–2154. 35
№ 2 (83) февраль, 2021 г. ТЕХНОЛОГИЯ РАЗДЕЛЕНИЯ МОНТМОРИЛЛОНИТА С НАНОЧАСТИЦАМИ ИЗ БЕНТОНИТОВОЙ ГЛИНЫ КАРАКАЛПАКСТАНА Муфтуллаева Марзия Бегдуллаевна младший научный сотрудник, Каракалпакское отделение Академии наук Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Нукус E-mail: [email protected] Искандеров Ахмет Максетбаевич д-р. техн. наук, доцент, Филиал ФГБОУ ВПО «Национальный исследовательский университет «МЭИ» в г. Ташкенте, Республика Узбекистан, г. Ташкент Ибадуллаев Ахмаджон Собирович д-р. техн. наук, проф, Ташкентский государственный транспортный университет, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] TECHNOLOGY SEPARATION OF MONTMORILLONITE WITH NANOPARTICLES FROM BENTONITE CLAY OF KARAKALPAKSTAN Marziya Muftullaeva Junior researcher, Karakalpak Branch of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Uzbekistan, Nukus Axme Iskanderov Doctor of Technical Sciences, Associate Professor, Branch of FGBOU VPO \"National Research University\" MPEI \"in Tashkent, Uzbekistan, Tashkent Axmadjon Ibadullaev Doctor of Technical Sciences prof, Tashkent University of Railway Engineers Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В данной статье приведены результаты исследования технологии получения монтмориллонита из бентони- товой глины. Изучены физико-химические свойства бентонитовых глин и монтмориллонита на его основе. При этом установлена возможность получения монтмориллонита с высокими дисперсностями. ABSTRACT This article presents the results of a study on the development for obtaining montmorillonite from bentonite clay. The physicochemical properties of bentonite clays and montmorillonite on its basis have been studied. At the same time, the possibility of obtaining montmorillonite with high dispersion was established. Ключевые слова: Бентонит, дисперсность, структура, технология, пластичность, вязкость, гидроксил, сетка, решетка, кристалл, плотность, поглощение, обезвоживание, степень, атом, катион, маслоемкость, наполнитель, гистограмма. Keywords: Bentonite, dispersion, structure, technology, plasticity, viscosity, hydroxyl, mesh, lattice, crystal, density, absorption, dehydration, degree, atom, cation, oil absorption, filler, histogram. ________________________________________________________________________________________________ Введение. В последние годы во всем мире природ- пищевых производствах, фармацевтике и нефтехи- ные бентонитовые глины стали использоваться в жи- мических отраслях [1]. В Республике проводятся вотноводстве, сельскохозяйстве, водном хозяйстве, научно-исследовательские работы по изучению __________________________ Библиографическое описание: Муфтуллаева М.Б., Искандеров А.М., Ибадуллаев А.С. Технология разделения монтмориллонита с наночастицами из бентонитовой глины Каракалпакстана // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2021. 2(83). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11324 (дата обращения: 25.02.2021).
№ 2 (83) февраль, 2021 г. физико-химических свойств минеральных ресурсов кого, Кушканатауского, Белтауского и Каратерен- для применения в производстве. К настоящему вре- ского месторождений. Из шести месторождений мени уже реализуется ряд мероприятий, направлен- были отобраны пробы, физико-химические свойства ных на решение этой общей проблемы, среди кото- каждой пробы были исследованы трижды и полу- рых большое место принадлежит разработке техно- чены среднее значение. Исследования проводили логии разделения монтмориллонита из бентонито- физико-химическими методами исследовании свойств вых глин Каракалпакстана, отличающихся своей минеральных наполнителей, такие как электронная природой и структурой. микроскопия, ИК-спектров, ДТА и стандартных методов химических анализов. В свете вышеизложенного, целью данной статьи является исследование технологии разделения Основная часть. На основе полученных ре- монтмориллонита с наночастицами из бентонитовой зультатов многочисленных исследований установ- глины Каракалпакстана и изучение возможности его лено [1, 2], что бентонитовая глина Каракалпакстана применения в качестве наполнителя для производ- относится и приурочена к верхнеглянцевым отло- ства композиционных эластомерных материалов. жениям, рН водной суспензии 7-9. Его химический состав имеет несколько характерных особенностей, Объекты и методы исследование. Объектом молярное соотношение между SiO2 и Al2O3 колеб- исследования являются монтмориллониты Каракал- лется от 4 до 5. пакстана Муйнакского, Турткульского, Ходжакуль- Таблица 1. Химический состав исходных бентонитовых глин Каракалпакстана Наиме- Месторождение монтмориллонита № нование Муйнак Турткуль Ходжакуль Кушкана-тау Белтау Каратерен показателя (МБ) (ТБ) (ББ) (КБ) (ХБ) (КБ) 52,2 56,2 15,7 16,8 1. SiO2 50,50 64,96 50,04 50,0 2,02 1,5 2 3,02 2. Al2O3 17,00 12,70 16,76 13,5 1,10 0,3 2,8 3,0 3. CaO 1,20 2,0 2,08 1,8 2,04 3,0 0,11 0,9 4. Na2O 5,06 0,28 2,48 1,8 0,70 0,90 0,55 0,65 5. K2O 0,27 0,13 1,22 1,03 0,26 0,18 6,00 8,05 6. MgO 3,62 3,35 2,00 2,35 6,80 7,55 7. Fe2O3 3,56 1,26 6,04 2,00 6,00 4,30 8. FeO 0,13 0,10 0,07 0,12 9. TiO2 0,30 0,10 1,00 0,50 10. CO2 1,68 0,20 0.60 0,40 11. SO3 0,28 0,21 0,15 0,20 12. H2O- 9,15 4,30 4,32 4,8 13. H2O 5,05 7,31 8,44 6,01 2,20 14. Вод. 3,10 4,80 5,00 раст. соли Как видно из таблицы 1, практически во всех ме- монтмориллонита из бентонитовых глин Каракал- сторождениях бентонитовых глин Каракалпакстана пакстана. содержатся оксиды железа, кальция, натрия, магния, титана и водорастворимые солы. В таком виде ис- Мы для обогащения или разделения монтмо- пользовать бентонитовые глины Каракалпакстана риллонита из бентонитовых глин Каракалпакстана в производстве композиционных эластомерных разработали следующий технологический процесс, материалов невозможно. Необходимо разработать которой основывается на различной плотности ми- технолого процесса обогащения или разделения нералов: 37
Search
Read the Text Version
- 1
- 2
- 3
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- 24
- 25
- 26
- 27
- 28
- 29
- 30
- 31
- 32
- 33
- 34
- 35
- 36
- 37
- 38
- 39
- 40
- 41
- 42
- 43
- 44
- 45
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- 51
- 52
- 53
- 54
- 55
- 56
- 57
- 58
- 59
- 60
- 61
- 62
- 63
- 64
- 65
- 66
- 67
- 68
- 69
- 70
- 71
- 72
- 73
- 74
- 75
- 76
- 77
- 78
- 79
- 80
- 81
- 82
- 83
- 84
- 85
- 86
- 87
- 88
- 89
- 90
- 91
- 92
- 93
- 94
- 95
- 96
- 97
- 98
- 99
- 100
- 101
- 102
- 103
- 104
- 105
- 106
- 107
- 108
- 109
- 110
- 111
- 112
- 113
- 114
- 115
- 116
- 117
- 118
- 119
- 120
- 121
- 122
- 123
- 124
- 125
- 126
- 127
- 128
- 129
- 130
- 131
- 132
- 133
- 134
- 135
- 136
- 137
- 138
- 139
- 140
- 141
- 142
- 143
- 144
- 145
- 146
- 147
- 148
- 149
- 150
- 151
- 152
- 153
- 154
- 155
- 156
- 157
- 158
- 159
- 160
- 161
- 162
- 163
- 164
- 165
- 166
- 167
- 168
- 169
- 170
- 171
- 172
- 173
- 174
- 175
- 176
- 177
- 178
- 179
- 180
- 181
- 182
- 183
- 184
- 185
- 186
- 187
- 188
- 189
- 190
- 191
- 192
- 193
- 194
- 195
- 196
- 197
- 198
- 199
- 200
- 201
- 202
- 203
- 204
- 205
- 206
- 207
- 208
- 209
- 210
- 211
- 212
- 213
- 214
- 215
- 216
- 217
- 218
- 219
- 220
- 221
- 222
- 223
- 224
- 225
- 226
- 227
- 228
- 229
- 230
- 231
- 232
- 233
- 234
- 235
- 236
- 237
- 238
- 239
- 240
- 241
- 242
- 243
- 244
- 245
- 246
- 247
- 248
- 249
- 250
- 251
- 252
- 253
- 254
- 255
- 256
- 257
- 258
- 259
- 260
- 261
- 262
- 263
- 264
- 265
- 266
- 267
- 268
- 269
- 270
- 271
- 272
- 273
- 274
- 275
- 276
- 277
- 278
- 279
- 280
- 281
- 282
- 283
- 284
- 285
- 286
- 287
- 288
- 289
- 290
- 291
- 292
- 293
- 294
- 295
- 296
- 297
- 298
- 299
- 300
- 301
- 302
- 303
- 304
- 305
- 306
- 307
- 308
- 309
- 310
- 311
- 312
- 313
- 314
- 315
- 316
- 317
- 318
- 319
- 320
- 321
- 322
- 323
- 324
- 325
- 326
- 327
- 328
- 329
- 330
- 331
- 332
- 333
- 334
- 335
- 336
- 337
- 338
- 339
- 340
- 341
- 342
- 343
- 344
- 345
- 346
- 347
- 348
- 349
