tech-2022_09(102)

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛУЧЕННЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ ТАЛЬК-МАГНЕЗИТА С СОЛЯНО-КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКОЙ Умиров Фарход Эргашович д-р техн. наук, проф. кафедры «Химическая технология» Навоийского государственного горно-технологического университета, Республика Узбекистан, г. Навои E-mail: [email protected] Аслонов Аброр Бурхонович базовый докторант кафедры «Химическая технология» Навоийского государственного горно-технологического университета, Республика Узбекистан, г. Навои E-mail: [email protected] STUDY OF THE PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES OF THE PRODUCTS OBTAINED FROM TALCOMAGNESITE WITH HYDROCHLORIC ACID TREATMENT Umirov Farkhod Doctor of Technical Sciences, Professor of the Department of Chemical Technology, Navoi State Mining and Technology University, Republic of Uzbekistan, Navoi Aslonov Abror Doctoral student of the Department of Chemical technology Navoi State Mining and Technology University127 Galaba Shokh аvenue, Republic of Uzbekistan, Navoi АННОТАЦИЯ В этой статье представлена характеристика химического, минералогического состава и сравнения составов тальк-магнезита Зинельбулакского месторождения Берунийского района Республики Каракалпакстан с месторожде- нием талька Кудауа, Австралия и тальком Мульводжского месторождения, Таджикистана. Проведены рентгеногра- фические анализы талько-магнезитной руды Зинельбулакского месторождения. Представлены результаты соляно- кислотного разложения тальк-магнезитной руды при различных температурах. Рекомендованы научные основы получения хлорида магния. ABSTRACT This article presents the characteristics of the chemical, mineralogical composition and comparison of talc-magnesite compositions of the Zinelbulak deposit of the Beruniysky district of the Republic of Karakalpakstan with the Kudaua talc deposit, Australia and the talc of the Mulvoj deposit, Tajikistan. X-ray analyses of the only-magnesite ore of the Zinelbu- lak deposit were carried out. The results of hydrochloric acid decomposition of talc-magnesite ore at various temperatures are presented. The scientific basis for obtaining magnesium chloride is recommended. Ключевые слова: тальк-магнезит, соляная кислота, оксид магния, хлорид магния, спектральный анализ, рентгенографический анализ. Keywords: talc-magnesite, hydrochloric acid, magnesium oxide, magnesium chloride, spectral analysis, X-ray analysis. ________________________________________________________________________________________________ На сегодняшний день существует множество ви- различных пропорциях. Сырьевая база для произ- дов комплексных удобрений, содержащих три и бо- водства магниевых удобрений очень разнообразна и лее питательных компонента (включая магний) в в природе насчитывается более 200 магний содержа- __________________________ Библиографическое описание: Умиров Ф.Э., Аслонов А.Б. ИЗУЧЕНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПО- ЛУЧЕННЫХ ПРОДУКТОВ ИЗ ТАЛЬК-МАГНЕЗИТА С СОЛЯНО-КИСЛОТНОЙ ОБРАБОТКОЙ // Universum: тех- нические науки : электрон. научн. журн. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14242

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. щих руд. В основном это карбонатные руды (доло- Месторождения серпентенита и тальк-магнезита расположены в основном в Джизакской области, а за- мит − MgСО3∙СаСО3, магнeзит − MgСО3), силикаты пасы серпентенита в этом регионе составляют 12,94 магния (дунит, сeрпeнтинит, оливинит, тaльк-маг- миллиона тонн [6]. Серпентиниты рудника Арватен, нeзит) энстатит − Mg2(Si2О6), тремолит − которые могут служить сырьём для производства Са2Mg5(Si4О11)(ОH)2, оливин-форстерит − Mg2SiО4, магниевых брикетов, расположены на юге села Кия- диопсид − СаMg(Si2О6), в виде тaлька − баш Джизакской области. Запас рудника составляет Mg3Si4О10(ОH)2 и входят соли (карналит − 1363,7 тыс. м3. Он был изучен Кадировой как пер- KСl·MgСl2·6H2О, каинит − KСl∙MgSО4∙3H2О, поли- спективное месторождение в производстве огне- галит − K2Са2Mg[SО4]4·2H2О) [1-2]. Богатые маг- упорных материалов [7-10]. нием месторождения талька, талько-магнезита и серпентинита обнаружены в центральной части Объект и методы исследования. В Узбекистане хребта Султан-Увайс на северо-западе страны. Рес- одним из сырьевых ресурсов для получения соеди- публика Каракалпакстан разделена на три зоны: Ме- нений магния или хлористого магния может служить сторождения Кызылсай, Казгансай и Зинелбулак. тальковый камень Зинельбулакского месторождения, Месторождение Кызылсай расположено между ме- расположенного в Республике Каракалпакстан в таморфическими породами свиты Шейх Джалил в районе Султанувайсе. Оно считается единственным в Средней Азии месторождением талькового камня, направлении пластов мощностью 10-20 м, место- запасы которого, по данным геологов, составляет рождение Казгансай расположено вдоль рудных за- около 450 млн.т. [11-12]. Поэтому интерес к изуче- лежей месторождения Кызылсай. Основная часть нию этого минерала и получение хлорида магния месторождения расположена на территории горы очень актуальны. Казгантав, для которой характерны амфиболитовые и осадочно-метаморфические слои серпентинита. Спектральный анализ — совокупность методов Руда этого месторождения состоит из талько-магне- качественного и количественного определения со- зитовой породы. Месторождение разделено на де- става объекта, основанная на изучении спектров вза- вять рудных залежей мощностью 3-140 м и имодействия материи с излучением, включая спектры протяженностью 120-1900 м. Месторождение Зи- электромагнитного излучения, акустических волн, нелбулак занимает западную и юго-западную части распределения по массам и энергиям элементарных талькового месторождения. Это месторождение со- частиц и др. При спектральным анализе на приборах стоит из очень крупных рудных залежей длиной до IСP-MS марки СРМ 20 и S-115 установлены каче- 2000 м (толщина 100-280 м) [3-4]. ственные и количественные характеристики ионов находящихся в растворах [13-14]. В 1966 году ГКЗ (Государственная комиссия по запасам) изучила запасы магматических рудников Результаты и их обсуждение. Тальковый ка- горной системы Султан Увайс, согласно которым в мень Зинельбулакского месторождения изучен рен- категориях В+С1 68 миллионов тонн и в категории генографическим анализом, масс-спектроскопичес- С2 15,7 миллионов тонн, на общий счет 83,7 милли- кими методами химического и физико-химического она тонн. есть тонны талька и тальк-магнезита [5]. анализа. Таблица 1. Химический состав Зинeльбулакского тaлько-магнeзита Наименование SiО2 MgО Fe2О3 А12О3 СаО Na2O MnО NiО Сr2О3 K2O к.й. 30,61 6,92 1,38 0,92 0.12 0,15 0,21 0,18 0.15 11.34 Сырье талько- 39,81 магнезита 61

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Рисунок 1. Спектр ИК-талько-магнезитного сырья Для проведения исследования сначала были ванный раствор разбавляли до уровня, достаточного взяты четыре образца минерала тальк-магнезита и для элементного анализа состава. Твёрдый остаток активированными 5, 10, 15 и 20% - ными растворами от фильтрации раствора сушили 2 часа при темпера- соляной кислоты в эквивалентных количествах. По- туре 80-90оС. Состав твёрдого остатка анализиро- вали методом ИК-спектроскопии. Были получены лученные растворы были названы соответственно с- спектроскопические анализы каждого остатка рас- 5%, с-10%, с-15% и с-20%. Процедура проводилась при температуре 50оС в течение 60 минут. Получен- твора (с-5%, с-10%, с-15% и с-20%). ный раствор фильтруются и обесцвечиваются. Твёр- дый остаток отделяли и высушивали, а фильтро- Рисунок 2. Спектроскопический анализ образца-C-5% Рисунок 3. Спектроскопический анализ образца C-10% 62

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Рисунок 4. Спектроскопический анализ образца C-15% Рисунок 5. Спектроскопический анализ образца C-20% Полученные результаты спектроскопического сделать вывод, что с увеличением концентрации в рас- твор переходит большое количество магния. анализа показали, что в составе твёрдого остатка, полученного для анализа, остались неизменными Он использует пламенную фотометрию и титри- длины волн 669,3 см-1, 1384,89 см-1, 1618,28 см-1. метрический метод для элементного анализа. Для экс- Установлено, что эти длины волн относятся к SiO2, перимента был использован фотометр Flome (модель H2O и MgO соответственно. Было замечено, что с 410). Измерения на Пламенном фотометре проводи- увеличением концентрации это значение уменьшается лись в концентрациях в пределах от 0,001 до 0,01 гр/л. до 1654,2 см-1, 1637,5 см-1, 1618,1 см-1. Из этого можно Полученные результаты представлены в таблице 2. Таблица 2. Результаты, полученные на Пламенном фотометре раствора минерала талько-магнезита, обработанного соляной кислотой Концентрация, г/л Nа+ Диапазон спектра см-1 Mg2+ 40 К+ Са2+ 25 0,001 61 47 12 52 0,002 102 70 24 102 0,004 130 131 38 210 0,008 168 190 72 262 0,01 53 209 124 40 C-5% 95 59 21 91 C-10% 121 102 33 115 C-15% 160 132 47 198 C-20% 200 67 Из полученных данных видно, что скорость пе- магния в исходном минерале используется следующая рехода Иона Mg2+ в раствор увеличивается с увели- формула. чением концентрации. Для расчёта степени перехода в раствор в процентном соотношении к содержанию ω = VE ∙ 1000 mнач. ∙ Mg% T ∙ 63

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Заключение. На основе выполненных экспери- спектроскопического метода. Таким образом, 20% - ментов изучены возможности получения магний со- ная концентрация солянокислотного раствора пока- держащего продукта из местного компонента зала 91% выход по отношению перехода металла в рас- минерала талька из месторождения Зинелбулак. Из твор в виде хлоридов. Все эти полученные результаты первичных данных анализа минерала талька уста- лежат в основе получения высококачественного про- новлено, что в составе содержится 30,61% МgO в дукта хлорида магния. Дальнейшие исследования в форме силикатов. Для этого проведена солянокис- этой области будут направлены на разработку тех- лая переработка минерала и получен хлорид магния. нологии отделения хлорида магния из раствора со- На основе анализов доказана прямая корреляция лянокислотной переработки минерала талька в концентрации кислоты на выход хлорида магния. месторождении Зинелбулак. Кроме того, образование хлорида магния обосно- вано на основе анализов фотометрического и ИК- Список литературы: 1. Atashev E.A. Markaziy Qizilqum fosforitlari va Zinelbuloq magnezit xom ashyolari asosida magniyli azosuperfosfatlar olish texnologiyasi. 02.00.13.tex. fan. falsafa doktori (PhD) dissertatsiyasi. Urganch-2022 yil 2. Umirov F.E., Aslonov A.B. Исследование процессов получения хлоридамагния на основе тальк-магнезитной рудезипельбулакского месторождения // International Journal of Advanced Technology and Natural Sciences.− №2. − 2021. − Pp. 60-64 3. Добровольский И.П., Селихов А.Б. Перспективные направления переработки солянокислых отработанных травильных растворов с получением бишофита, пигментов и коагулянтов // Вестник ЧелГУ. − 2008. − №17. − С. 28-31 4. Umirov F.E., Nomozova G.R., Shodikulov Zh.M. Solubility Diagram of the Sodium Hypochlorite–Sodium Chloride–Water System. Russian Journal of Inorganic Chemistry, 2022. − Vol. 67. − No. 4. − Pp. 502–507. 5. Умиров Ф.Э., Шодикулов Ж.М. Научно-технологические принципы комплексного использования серпентинита Карманинского месторождения // Обогащение руд, 2022. − № 1(397). − С. 41-45. 6. Умиров Ф.Э., Шодикулов Ж.М., Умиров У.Ф. Исследование процессов получения хлорат-магниевого дефолианта на основе серпентинита Арватенского месторождения / Путь науки. − 2020. − №10(80). − C. 19-22. 7. Umirov F.E., Namazova G.R., Majidov H. Investigation of the production of surfactants containing sodium chlorate based on sodium hypochlorite // Journal of Critical Reviews. − 2020. − V.7. Issue 10. − P. 2577-2581. doi: 10.31838/jcr.07.10.427 8. Карапетьянц М.Х. Общая и неорганическая химия / М.Х. Карапетьянц, С.И. Дракин. – М.: Химия, 2000. – 592 с. 9. Шарипов С.Ш., Мухиддинов Б.Ф. Бактериальное выщелачивание сульфидных флотоконцентратов // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2020. 12(81). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/11079 (дата обращения: 25.08.2022). 10. Санакулов К.С., Мухиддинов Б.Ф., Шарипов С.Ш., Умрзаков А.Т. Исследование изменения концентрации ионов металлов в бактериальном окислении флотоконцентрата в жидкой фазе // Горный вестник Узбекистана. –Навои, 2020. − № 4. − С. 24-28. 11. Chen T.T. Serpentine Ore Microtextures Occuring in the Magnola Magnesium Process / T.T. Chen, J.E. Dutrizac, and C.W. White. // JOM. – April, 2000. – P. 20-22. 12. Нажарова Л.Н., Хуснутдинов В.А. Получение жидкого стекла из серпентинита // Вестник Казанского технологического университета. − Казань, 2003. − №1. − С. 57-59. 13. Умиров Ф.Э., Шодикулов Ж.М. Исследование основных физико-химических характеристики серпентинита Карманинского месторождения // Республиканская научно-практическая конференция “Актуалные проблемы предметов химический технологии”. – Ташкент, 2020. 14. Умиров Ф.Э., Номозова Г.Р., Шодикулов Ж.М. Физико-химические свойства и агрохимическая эффектив- ность новых дефолиантов на основе хлоратов натрия, магния и кальция, содержащих ПАВ // Universum: хи- мия и биология : электрон. научн. журн. 2020. 1(79). URL: https://7universum.com/ru/nature/archive/item/11155 (дата обращения: 06.09.2022). 64

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗОМЕРИЗАЦИИ И ГИДРОИЗОМЕРИЗЦИИ БЕНЗОЛСОДЕРЖАЩЕЙ ФРАКЦИИ БЕНЗИНА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КАТАЛИЗАТОРА ALNIW-CL Махмудов Мухтор Жамолович д-р хим. наук, доцент, Бухарский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара Е-mail: [email protected] Ахмедов Улуғ Каримович д-р хим. наук, проф., заведующий лабораторией «Поверхностно-активных веществ» ИОНХ АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент Қаршиев Муродулла Тўраевич ст. преподователь, Каршинский инженерно-экономический институт, Республика Узбекистан, г. Карши INVESTIGATION OF THE PROCESS OF ISOMERIZATION AND HYDROISOMERIZATION OF THE BENZENE-CONTAINING GASOLINE FRACTION USING THE ALNIW-CL CATALYST Mukhtor Makhmudov Doc. chem. Sciences, Associate Professor, Bukhara Engineering-Technological Institute, Republic of Uzbekistan, Bukhara Ulug Akhmedov Doctor of Chemistry, Professor, Head of the Laboratory \"Surfactant\" IGIC Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent Murodulla Karshiev Senior lecturer, Karshi Engineering and Economics Institute, Republic of Uzbekistan, Karshi АННОТАЦИЯ В настоящем исследовании была проведена гидроизомеризация бензолсодержащей фракции бензина АИ-80 на никельвольфрамсодержащих катализаторах, представляющем собой основной никель и вольфрам, нанесен- ный на хлорированный оксид алюминия. ABSTRACT In the present study, hydroisomerization of the benzene-containing fraction of AI-80 gasoline was carried out on nickel-tungsten-containing catalysts, which are basic nickel and tungsten supported on chlorinated alumina. Ключевые слова: бензин, изомеризация, катализатор, гидроизомеризация. Keywords: gasoline, isomerization, catalyst, hydroisomerization. ________________________________________________________________________________________________ Увеличение количества автомобилей с двигате- связи с чем ужесточаются экологические требова- лями внутреннего сгорания в мире является причи- ния к этому виду моторного топлива. Поэтому про- ной увеличения спроса на моторные топлива. изводство автомобильных бензиновых фракций с Большой расход моторных топлив, особенно авто- низким содержанием ароматических углеводородов мобильных бензинов, является одним из основных и высоким октановым числом имеет большое значе- факторов серьезности экологической ситуации, в ние в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности [1]. __________________________ Библиографическое описание: Махмудов М.Ж., Ахмедов У.К., Каршиев М.Т. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ИЗОМЕРИЗАЦИИ И ГИДРОИЗОМЕРИЗЦИИ БЕНЗОЛСОДЕРЖАЩЕЙ ФРАКЦИИ БЕНЗИНА С ИСПОЛЬЗОВА- НИЕМ КАТАЛИЗАТОРА AlNiW-Cl // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14274

Сегодня в мире происходит переход на высоко- обрабатываются галогенами (Cl или F) [2]. Мы обра- октановые автомобильные бензины АИ-95 и АИ-98, батывали носитель (γ-оксид алюминия) HCl. содержащие до 35% ароматических углеводородов. Существует множество способов повышения окта- Для повышения селективности гидрирующе-де- нового числа автомобильных бензинов, среди них гидрирующих свойств катализатора использовали особое внимание уделяется разработке технологий, металлы никель и вольфрам, а в другие образцы ка- направленных на получение изомеризата, содержа- тализаторов еще добавляли металлы Cu, Cr, Mo. щего до 70 % изоструктурных углеводородов, путем Была проведена гидроизомеризация бензолсодержа- изомеризации низкооктановых легких бензиновых щей фракции бензина на полученных катализаторах фракций в наличие бифункциональных катализато- и дана оценка активности и селективности этих ка- ров [1]. тализаторов в процессе гидроизомеризации. В настоящем исследовании была проведена гид- Катализатор AlNiW-Cl содержит в составе: 4,0% роизомеризация бензолсодержащей фракции бен- – NiO, 5,0% – WO3 и 91% – хлорированный Al2O3. зина АИ-80 на никельвольфрамсодержащих Результаты проведённой гидроизомеризации бен- катализаторах, представляющем собой основной ни- золсодержащей фракции бензина приведены в табл. кель и вольфрам, нанесенный на хлорированный ок- сид алюминия. Для многих процессов изомеризации 1. используют носители, обладающие высокой кислот- Как видно из таблицы, в катализате содержание ностью. Для этого во время его приготовления до- бавляют разные цеолиты или носитель, которые ароматических углеводородов и н-парафинов значи- тельно уменьшилось при давлении 5 МПа и при тем- перутуры 200-220оС. Таблица 1. Групповой углеводородный состав сырья и продуктов, полученных с использованием AlNiW-Cl катализатора Углеводороды Состав сы- Состав продуктов, полученных при различных рья, % масс. температурах, % масс. Ароматические углеводороды н-парафиновые углеводороды 160 180 200 220 240 260 изо-парафиновые и нафтеновые углеводо- роды Давление, 3 МПа Выход катализата, % 42,85 38,24 36,50 35,45 34,58 36,28 37,18 Ароматические углеводороды н-парафиновые углеводороды 11,90 10,54 9,85 9,45 9,30 8,95 8,48 изо-парафиновые и нафтеновые углеводо- роды 45,25 51,22 53,65 55,1 56,12 54,77 54,34 Выход катализата, % 100 99,4 99,3 99 99 98,5 96,4 Ароматические углеводороды Давление, 4 МПа н-парафиновые углеводороды 25,94 28,15 изо-парафиновые и нафтеновые углеводо- 42,85 35,5 34,33 30,25 25,65 7,84 7,45 роды 9,1 8,45 8,25 Выход катализата, % 11,90 9,54 45,25 54,96 56,57 61,3 66,1 66,22 64,4 100 99,8 99 99 98,6 96 94,5 Давление, 5 МПа 22,87 18 17,05 18,54 20 42,85 28,45 3,02 1,2 0,9 0,7 0,5 11,90 6,45 45,25 65,05 74,11 80,8 82,05 80,76 79,5 100 99,8 99 99 93,2 92,3 89,45 Из таблицы 1 видно, что с ростом давления про- Выход катализата до 200оС незначительно цесса гидроизомеризации в катализате содержание уменьшается, а с ростом температуры процесса вы- ароматических и н-парафиновых углеводородов ход газов увеличивается значительно. Исходя из уменьшается, а количество изо-парафиновых и наф- этого можно сказать, что с ростом температуры теновых углеводородов – увеличивается. Исходя из выше 200оС в процессе гидроизомеризации наблю- этого можно сказать, что на алюмоникельвольфра- дается увеличение реакции гидрокрекинга. Это мо- мовом катализаторе гидрирование ароматических жет привести к значительной потери ресурса углеводородов и изомеризация н-парафиновых уг- бензина. леводородов наиболее активно протекает при 5 МПа. 66

Список литературы: 1. Махмудов М.Ж., Қаршиев М.Т Механизмы и термодинамика реакций изомеризации бензиновых фракций // Развитие науки и технологий научно – технический журнал – 2022 й. – №2. С. 40-45. 2. Махмудов М.Ж., Наубеев Т.Х, Сапашов И.Я., Артықбаева А.Р. Гидроизомеризация бензолсодержащей фрак- ции низкооктанового бензина на катализаторе NiCu/Al2O3 с целью соответствия его до норм Евростандарта-5 // «Инновационные развитие нефтегазовой отрасли, современная энергетика и их актуальные проблемы». Меж- дународная конференция, Ташкент-2020. С. 141-142.

Научный журнал UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ № 9(102) Сентябрь 2022 Часть 3 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: 9(102) Сентябрь 2022 Часть 4 Москва 2022

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; 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; Мажидов Кахрамон Халимович, д-р наук, проф; Мартышкин Алексей Иванович, канд.техн. наук; Мерганов Аваз Мирсултанович, канд.техн. наук; Пайзуллаханов Мухаммад-Султанхан Саидвалиханович, д-р техн. наук; Радкевич Мария Викторовна, д-р техн наук; Серегин Андрей Алексеевич, канд. техн. наук; Старченко Ирина Борисовна, д-р техн. наук; Усманов Хайрулла Сайдуллаевич, д-р 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. – № 9(102). Часть 4. М., Изд. «МЦНО», 2022. – 64 с. – Электрон. версия печ. публ. – http://7universum.com/ru/tech/archive/category/9102 ISSN : 2311-5122 DOI: 10.32743/UniTech.2022.102.9 Учредитель и издатель: ООО «МЦНО» ББК 3 © ООО «МЦНО», 2022 г.

Содержание 5 Химическая технология 5 9 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГРАНИТНЫХ ДОБАВОК НА СВОЙСТВА ЦЕМЕНТА 12 Хамзаев Номоз Жавлиевич Тураев Хайит Худайназарович 17 Эшмуродов Хуршид Эсанбердиевич 21 ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЖЕЛЕЗНОЙ РУДЫ «ЧУЯНКОН» В ЦЕМЕНТНОЙ 25 ПРОМЫШЛЕННОСТИ Хамзаев Номоз Жавлиевич 30 Тураев Хайит Худайназарович 34 Эшмуродов Хуршид Эсанбердиевич 40 ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЕРОСОДЕРЖАЩИХ И АЗОТСОДЕРЖАЩИХ АНТИСЕПТИКОВ, ПОЛУЧЕННЫХ НА ОСНОВЕ ТЕТРАСУЛЬФИДА НАТРИЯ Холбоева Азиза Ихитияровна Тураев Хайит Худайназарович Эшмуродов Хуршид Эсанбердиевич Якубова Дильфуза Тогаймурод кизи МОДИФИКАЦИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ ОЛИГОМЕРНЫМИ АНТИСЕПТИКАМИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ СВОЙСТВ Холбоева Азиза Ихитияровна Тураев Хайит Худайназарович Эшмуродов Хуршид Эсанбердиевич Якубова Дильфуза Тогаймурод кизи ВЛИЯНИЕ АЛЮМОСИЛИКАТНОЙ МИКРОСФЕРЫ НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕТОНА Шайдоева Мафтуна Муиддиновна Соттикулов Элёр Сотимбоевич Соатов Сирожиддин Уролович ИССЛЕДОВАНИЕ РАСТВОРИМОСТИ КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ ДИКАРБАМИДХЛОРАТ НАТРИЯ – МОНОЭТАНОЛАМИН ЯБЛОЧНОКИСЛЫЙ – ВОДА Дадамухамедова Нилуфар Ахмаджонова Манзурахон Сидиков Абдулазиз Хушвактов Мехрож Тогашаров Ахад ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОЛЕКУЛЯРНОГО ЦЕОЛИТА Камалова Матлуба Бакаевна ЖИДКИЕ NPK-УДОБРЕНИЯ НА ОСНОВЕ ОЧИЩЕННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ, АЗОТНЫХ И КАЛИЙНЫХ СОЛЕЙ Каршиев Бекзод Носирович Намазов Шафоат Саттарович Сейтназаров Атаназар Рейпназарович Тожиев Рустамбек Расулович ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДРЕВЕСНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ОБРАБОТАННЫХ АЗОТСОДЕРЖАЩИМИ И СЕРОСОДЕРЖАЩИМИ ОЛИГОМЕРНЫМИ АНТИПИРЕН-АНТИСЕПТИКАМИ Холбоева Азиза Ихитияровна Тураев Хайит Худайназарович Эшмуродов Хуршид Эсанбердиевич Якубова Дильфуза Тогаймурод кизи

ЖИДКОФАЗНАЯ КОНВЕРСИЯ ПРИРОДНОГО ГИПСА С ПОМОЩЬЮ РАСТВОРА 44 КАРБОНАТА АММОНИЯ Холмуродов Жамшид Эркинович 48 Намазов Шафоат Саттарович Раджабов Рузмат 53 Сейтназаров Атаназар Рейпназарович Муродов Жавлонбек Зафар угли 53 СОРБЦИЯ ИОНОВ СВИНЦА (II) НОВОГО ПОЛИКОМПЛЕКСОНА СОДЕРЖАЩИЙ 56 АМИНО-И СУЛЬФОГРУППЫ Хушвактов Суюн Юсуп угли 56 Жураев Мурод Махмаражаб угли Муртозақулов Муслимбек Рахматилло угли Бекчанов Давронбек Жумазарович Мухамедиев Мухтаржан Ганиевич Энергетика ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ СОЛНЕЧНЫХ БАТАРЕЙ Кравцов Павел Витальевич Энергетическое, металлургическое и химическое машиностроение ПЕРСПЕКТИВЫ ОЧИСТКИ ОБОРОТНЫХ И СТОЧНЫХ ВОД ХИМИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ ПРИРОДНЫМИ СОРБЕНТАМИ Вахобов Жавохир Валижон угли Умиров Фарход Эргашович Тагаев Илхом Ахрорович Мажидов Хаётжон Бахтиёр угли

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ DOI: 10.32743/UniTech.2022.102.9.14233 ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГРАНИТНЫХ ДОБАВОК НА СВОЙСТВА ЦЕМЕНТА Хамзаев Номоз Жавлиевич ст. преподаватель, Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Тураев Хайит Худайназарович д-р хим. наук, проф., Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Эшмуродов Хуршид Эсанбердиевич PhD, доцент, Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] STUDY OF THE INFLUENCE OF GRANITE ADDITIVES ON THE PROPERTIES OF CEMENT Nomoz Khamzaev Senior teacher, Termez State University. Republic of Uzbekistan, Termez Hayit Turaev Doctor of Chemical Sciences, Professor, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Khurshid Eshmurodov PhD, docent, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez АННОТАЦИЯ В данной статье изучалось влияние гранитного минерала, добавляемого в качестве добавки к клинкеру, на марку цемента. Были проведены эксперименты с различными водоцементными соотношениями. ABSTRACT This article studied the effect of the granite mineral added as an additive to clinker on the grade of cement. Experiments were carried out with various water-cement ratios. Ключевые слова: цемент, наполнитель, инертный наполнитель, гранитный минерал, прочность на изгиб, прочность на сжатие. Keywords: cement, filler, inert filler, granite mineral, bending strength, compressive strength. ________________________________________________________________________________________________ __________________________ Библиографическое описание: Хамзаев Н.Ж., Тураев Х.Х., Эшмуродов Х.Э. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ГРАНИТНЫХ ДОБАВОК НА СВОЙСТВА ЦЕМЕНТА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14233

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Введение топлива. Приводятся данные об изменении тенден- Сегодня в мире быстро развивается строительная ции производства цемента с добавками. Изучалось отрасль. Объемы производства строительных матери- влияние добавок на качество и марку цемента. Даны алов также растут в связи с этим. Цемент занимает ли- предложения по эффективному использованию от- дирующие позиции среди строительных мате- ходов [4]. риалов. Роль цемента в производстве новых прогрес- сивных материалов и изделий для строительства вы- В данном исследовании изучалась возможность сотных зданий неуклонно возрастает. Исследования использования отходов белита, получаемых после показывают, что добавление полимерной глины и вол- получения оксида алюминия в процессе промывки ластонита, который содержит кальцинированный и из- кальциево-алюминиевого агломерата в цементной мельченный каолинит, увеличивает прочность на промышленности. Приведены физико-химические сжатие. Благодаря совместному применению электро- свойства белитовой глины, расчет сырья для производ- литов и минеральных добавок можно не только восста- ства цементного клинкера на основе белитовой глины, новить свойства портландцемента, который долго а также экспериментальные данные по использованию хранится во влажных условиях, но и улучшить его белитовой глины в качестве добавки к портландце- качество. Это поможет решить проблему транспор- менту [5]. тировки. Комплексные добавки повышают морозо- стойкость цемента. Таким образом, можно увеличить Установлено, что применение синтетического объем производимого портландцемента, улучшить волластонита в качестве добавки-наполнителя в его качество. [1]. портландцемент позволяет повысить его прочностные В следующем исследовании авторы изучили, характеристики [6]. как уменьшение количества клинкера в цементе сни- жает потребление энергии при его производстве. Со- Целью данного исследования является использо- ответственно, комбинированным дроблением вание гранитного порошка, который является отходом активных и инертных минеральных добавок с порт- гранитного завода, в качестве минеральной добавки ландцементным клинкером можно получить высоко- в производстве цемента и исследование влияния до- активный композитный цемент с пониженным бавки на свойства цемента. содержанием клинкера. Смоделирована зависимость активности композитного цемента от различных Методика исследования факторов. [2]. В данном исследовании были приготовлены об- В результате проведенных исследований было разцы с различным водоцементным соотношением установлено, что применение кварцевой добавки ведет при приготовлении цементной смеси. Изготовлен- к небольшому повышению (до 26,00%) водопотребно- ной образцы бетона испытан на предел прочности на сти цементного теста. Время начала схватывания це- изгиб и на сжатии в возрасте 1 и 28 суток на универ- ментного теста с кварцевой добавкой постепенно сальный испытательной машине AGS-X, 10 кН. уменьшается с увеличением ее содержания (с 270 Shimadzu, Япония. минут до 140 минут). Время конца схватывания уменьшается незначительно (с 365 минут до 325 ми- Экспериментальная часть нут). В целом, сроки схватывания соответствуют В исследовании изучалось влияние гранитного нормативным требованиям [3]. минерала, добавляемого в качестве добавки к клин- В следующем исследовании, которое мы рассмот- керу, на качество цемента. В ходе эксперимента рели, анализируется наличие и использование вторич- была приготовлена смесь цемент-песок 1:2 и во- ных ресурсов, пригодных для использования в доцементного соотношения 0,3 и 0,5 с использова- производстве цемента вместо природного сырья и нием цемента с добавлением гранитного минерала в качестве инертной минеральной добавки с уровнем измельчения 300 м2/кг. На основании ГОСТ 31108- 2020 изготовлен образец бетона и испытан на проч- ность на изгиб и на сжатии. 6

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Результаты исследования 45 40 35 МПа (кгс/см2) 30 25 20 15 10 5 0 0,5 0,4 0,3 Предел прочности при изгибе Предел прочности при сжатии В/Ц Рисунок 1. Влияние водоцементного соотношения на прочность цемента Из рисунка видно, что введение 20 % микродис- клинкеру оказывает положительное влияние на по- персного гранитного минерала в качестве добавки к вышение прочности при малом водоцементном со- отношении. Таблица 1. Влияние гранитного минерала на прочность цемента Предел прочности, МПа (кгс/см2) Обозначение цемента При изгибе в возрасте, сут При сжатии в возрасте, сут ПЦ, Д0, В/Ц 0,5 1 28 1 28 ПЦ, Д0, В/Ц 0,3 ПЦ, Д20 (гранит), В/Ц 0,5 3,950 4,362 37,286 46,598 ПЦ, Д20 (гранит), В/Ц 0,3 4,204 4,641 37,770 48,089 3,239 3,621 30,575 38,211 3,616 3,973 31,614 39,821 Как видно из таблицы, добавление в клинкер микродисперсный гранитный минерал не снижает 20 % гранитного минерала привело к снижению об- марку клинкера за счет содержания кремнезема. Это щей прочности на 18 % при водоцементном отноше- связано с тем, что микрокристаллы кремнезема бло- нии 0,5 и на 14 % при водоцементном отношении кируют микрокапилляры, образующиеся при за- 0,3. Это показатель не уступает по сравнению с дру- твердевании бетонной массы, не давая воде гими добавками. просачиваться. В результате вода участвует в пол- ной гидратации. Выводы Из проведенных исследований можно сделать вывод, что добавляемая нами инертная добавка - Список литературы: 1. Каспарян А.Э., Тлехусеж М.А. Влияние добавок на свойства портландцемента // XII Международная студен- ческая научная конференция // Студенческий научный форум – Казан 2020. 2. Щербакова М.Н., Овчинников А.А., Семин О.А. // Композиционное вяжущее с пониженным содержанием клинкера // Научное обозрение №:5 Санкт-Петербург - 2012 ISSN: 1815-4972 c.56-59. 3. Панина А.А., Корнилов А.В. Применение кварцевого компонента в качестве добавки–наполнителя в порт- ландцемент // Роль технологической минералогии в рациональном недропользовании // Материалы Россий- ского совещания с международным участием. ФГУП «ЦНИИгеолнеруд», г. Казань, 15-16 мая 2018 г. 4. Жарко В.И., Гузь В.А., Высоцкий Е.В. Использование отходов в цементной промышленности России // Це- мент и его применение ISSN: 1607-8837 №: 6 Санкт-Петербург – 2010 г. с. 60-62. 7

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. 5. Клименко А.А., Шаповалова Т.В., Реброва Л.М. Использование белитового шлама глиноземного производ- ства в качестве добавки при получении цемента // Хiмiя i хiмiчна технологiя // ГВУЗ «Донецкий националь- ный технический университет», Донецк – 2014 г. ISSN: 2074-6652 №: 2 (23). с. 189-194. 6. Панина А.А., Самигуллин Р.Р., Цыплаков Д.С., Корнилов А.В., Тухватшина А.И. Волластонит - нетрадици- онная минеральная добавка - наполнитель в портландцемент // Вестник Казанского технологического уни- верситета // Казан – 2010 г. с. 377-378. 8

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. DOI: 10.32743/UniTech.2022.102.9.14232 ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЖЕЛЕЗНОЙ РУДЫ «ЧУЯНКОН» В ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ Хамзаев Номоз Жавлиевич ст. преподаватель, Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Тураев Хайит Худайназарович д-р хим. наук, проф., Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Эшмуродов Хуршид Эсанбердиевич PhD, доцент, Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] PROSPECTS FOR THE USE OF CHUYANKON IRON ORE IN THE CEMENT INDUSTRY Nomoz Khamzaev Senior teacher, Termez State University. Republic of Uzbekistan, Termez Hayit Turaev Doctor of Chemical Sciences, Professor, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Khurshid Eshmurodov PhD, docent, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez АННОТАЦИЯ В статье представлен анализ проведенных опытов по добавлению руды «Чоянкон», расположенной в Шерабадском районе Сурхандарьинской области, в цементное сырье взамен шлаков металлургического завода. Для этого был определен состав руды и скорректирован состав сырьевой муки. ABSTRACT The article presents an analysis of the experiments on adding Choyankon ore, located in the Sherabad district of the Surkhandarya region, to cement raw materials instead of slag from a metallurgical factory. To do this, the composition of the ore was determined and the composition of the raw meal was adjusted. Ключевые слова: цемент, клинкер, вращающаяся печь, глина, Чуянкон, руда железа, оксид железа, шлак металлургического завода, прочность на изгиб, прочность на сжатие. Keywords: cement, clinker, rotary kiln, clay, Chuyankon, iron ore, iron oxide, smelter slag, bending strength, com- pressive strength. ________________________________________________________________________________________________ __________________________ Библиографическое описание: Хамзаев Н.Ж., Тураев Х.Х., Эшмуродов Х.Э. ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВА- НИЯ ЖЕЛЕЗНОЙ РУДЫ «ЧУЯНКОН» В ЦЕМЕНТНОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14232

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Введение производства. Производство многокомпонентного В связи с резким увеличением населения пла- цемента зависит от наличия соответствующего аль- неты расширяются масштабы строительства. Это тернативного сырья, конкретных условий производ- приводит к увеличению спроса на строительные мате- ства на цементных заводах и строительной практики. риалы, создавая потребность в производстве новой, де- Композитные цементы не только помогают оптимизи- шевой, качественной строительной продукции на ровать производство с экологической точки зрения, основе ресурсосберегающих технологий. но также могут дать технические преимущества, та- В статье рассмотрены перспективы использования кие как высокая химическая стойкость, хорошая обра- бедных бурожелезняковых руд Каракалпакстана в це- батываемость и низкая теплоемкость гидратации [4]. ментной промышленности. Авторами разработано су- Целью данного исследования является использо- хой и мокрые методы обогащения бедных вание Чуянконской железной руды вместо металлур- бурожелезняковых руд Каракалпакстана, с получе- гических шлаков в производстве цемента и изучение нием железистых концентратов пригодных для ис- ее влияния на свойства цемента. пользования цементного клинкера [1]. Методика исследования В статье приведены результаты изучения хими- В данном исследовании были приготовлены об- ческого и минералогического состава усредненной разцы с различным водоцементным соотношением пробы бурой железистой породы исследуемого гео- при приготовлении цементной смеси. Изготовлен- логического участка с целью определения ее соответ- ной образцы бетона испытан на предел прочности на ствия требованиям, предъявляемым к химическому изгиб и на сжатии в возрасте 2, 7 и 28 суток на уни- составу железосодержащей минерализующей добавки версальный испытательной машине AGS-X, 10 кН. при производстве портландцементного клинкера. Shimadzu, Япония. Элементный состав Чуянконской Определение фазового состава бурого железняка руды, муки сырья и клинкера определен рентгено- Худжакульского геологического участка проведено флуоресцентным анализом. с использованием современных физико-химических Экспериментальная часть методов анализа, таких как химический, ренгенофа- В эксперименте вместо шлака металлургиче- зовый, электронно - микроскопический и ИК – спек- ского завода при приготовлении цементного сырья троскопический [2]. использовали Чуянконскую руду, расположенную в В статье с помощью классических методов ана- Шерабадском районе Сурхандарьинской области. лиза установлена пригодность бурого железняка Для этого предварительно определили состав руды Худжакулского участка Республика Каракалпакс- по ГОСТ 5382-2019. Скорректирован состав клин- тана в качестве железосодержащего минерализующего кера по ГОСТ 31108-2020. Руда обнаружена вместе компонента при производстве портландцементного с известняком и глиной. Процесс приготовления клинкера [3]. клинкера осуществлялся сухим способом. Следующая научная работа была посвящена Результаты исследования композитным цементам. Композитные цементы ста- В таблице 1 приведен состав использованной новятся все более важными в ряде строительных ма- руды “Чуянкон”, приготовленной сырьевой муки и териалов из-за их практических характеристик, а полученного клинкера. Из таблицы видно, что со- также экологических преимуществ, в частности, из- держание железа в руде “Чуянкон” достаточно для за снижения удельных выбросов CO2 в процессе их получения клинкера требуемого состава. Таблица 1. Состав руды “Чуянкон”, сырьевой муки и клинкера № Элемент Единицы Состав руды “Чуянкон” Состав сырьевой Состав клинкера муки 1 SiO2 % 2 Al2O3 % 23,17 12,90 21,79 3 Fe2O3 % 4 CaO % 10,86 3,52 5,12 5 MgO % 6 SO3 % 38,28 2,32 3,34 7 Na2O % 8 K2O % 8,80 43,76 65,18 9 BaO % 10 Cr2O3 % 2,60 1,44 1,64 11 Mn2O3 % 12 TiO2 % 0,10 0,39 0,76 13 ZnO % 14 ППП % 1,10 0,83 1,34 15 Все % 16 LSF % 2,54 17 SM % 18 AM % 0,0000 0,0188 0,1551 0,6059 0,0274 9,97 34,30 98,23 5,26 1,03 0,91 2,78 2,58 1,31 1,53 10

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Таблица 2. Прочность цемента, полученного на основе шлака и руды Предел прочности, МПа (кгс/см2) Обозначение цемента При изгибе в возрасте, сут При сжатии в возрасте, сут ПЦ, Д0, (шлак) 2 7 28 2 7 28 ПЦ, Д20, (шлак) ПЦ, Д0, (руда) 3,827 4,159 4,466 28,5 34,3 43,2 ПЦ, Д20, (руда) 3,215 3,494 3,821 18,9 26,0 33,7 3,924 4,220 4,641 29,2 39,8 44,2 3,340 3,560 3,973 21,7 24,5 33,9 Из таблицы 2 видно, что общая прочность це- металлургических шлаков в производстве цемента мента, полученного на основе рудодобавочного сырья, марка и качество клинкера не снижаются. Оптималь- выше, чем при добавке шлака во всех случаях, кроме ный состав достигнута за счет уменьшения количества показателя прочности на сжатие 7-суточной пробы. глины, чтобы не увеличивать количество оксида крем- ния в сырьевой муке. Выводы В результате исследований можно сделать вы- вод, что при использовании железной руды вместо Список литературы: 1. Бойжанов И.Р., Бадалов Ф.А., Дусчанов С.К., Рузметова А.Ш., Эркинбоев Ш.А. Перспективы использования бедных бурожелезняковых руд Каракалпакстана в цементной промышленности // современная наука: про- блемы, идеи, инновации // Материалы II Международной научно-практической конференции. Под общ.ред. Е.А.Назарова. Казань, 2020. 2. Уббинязова Л.К., Оразимбетова Г.Ж., Нимчик А.Г., Кудайбергенова А.М., Турдиалиев У.М. Изучение свойств бурого железняка Каракалпакстана как минерализующей добавки для разработки портландцемент- ного клинкера // Строительные материалы, оборудование, технологии XXI века. ISSN: 1729-9209 Номер: 4 (273) Год: 2022. с.23-25. 3. Уббиниязова Л.К., Оразимбетова Г.Ж., Нимчик А.Г., Кудайбергенова А.М. Бурый железняк Каракалпакс- тана - железосодержащий компонент в производстве портландцементного клинкера // Современная наука: проблемы, идеи, инновации // Материалы II Международной научно-практической конференции (25 декабря 2020 г.) // Под общ.ред. Е.А.Назарова. – Казань: ИП Рагулин Р.А., ЧУДПО «НИОЦ», 2020. с.48-53. 4. Айменов А.Ж., Худякова Т.М., Глаголев С.Н. Производство композиционных цементов и их экономические и технологические преимущества // Теоретические основы создания эффективных композитов // Сборник материалов Российской онлайн-конференции, посвященной Дню науки. 2018 Изд.: Белгородский государ- ственный технологический университет им. В.Г. Шухова (Белгород) с.1-11. 11

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. DOI: 10.32743/UniTech.2022.102.9.14256 ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЕРОСОДЕРЖАЩИХ И АЗОТСОДЕРЖАЩИХ АНТИСЕПТИКОВ, ПОЛУЧЕННЫХ НА ОСНОВЕ ТЕТРАСУЛЬФИДА НАТРИЯ Холбоева Азиза Ихитияровна PhD, Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Тураев Хайит Худайназарович д-р хим. наук, проф., Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Эшмуродов Хуршид Эсанбердиевич PhD, доц., Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Якубова Дильфуза Тогаймурод кизи преподаватель, Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] INVESTIGATION OF PHYSICO-CHEMICAL PROPERTIES OF SULFUR- AND NITROGEN-CONTAINING ANTISEPTICS OBTAINED ON THE BASIS OF SODIUM TETRASULFIDE Aziza Kholboeva PhD, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Hayit Turaev Doctor of Chemical Sciences, Professor, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Khurshid Eshmurodov PhD, docent, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Togaimurod Yakubova Teacher Termez State University. Republic of Uzbekistan, Termez __________________________ Библиографическое описание: ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ СЕРОСОДЕРЖА- ЩИХ И АЗОТСОДЕРЖАЩИХ АНТИСЕПТИКОВ, ПОЛУЧЕННЫХ НА ОСНОВЕ ТЕТРАСУЛЬФИДА НАТРИЯ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Холбоева А.И. [и др.]. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14256

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. АННОТАЦИЯ При производстве водорастворимого олигомера антипирен-антисептика РО-1, содержащего азот, серу, тетрасульфид натрия: окись цинка: аммофос: уротропин в соотношении 0,5:0,25:1:0,25, выход реакции составляет 86%, а количество уротропина увеличивается, показано, что растворимость вещества в воде снижается. ABSTRACT In the production of a water-soluble oligomer of flame retardant-antiseptic RO-1 containing nitrogen, sulfur, sodium tetrasulfide: zinc oxide: ammophos: urotropine in a ratio of 0.5: 0.25: 1: 0.25, the reaction yield is 86%, and the amount of urotropine increases, it is shown that the solubility of the substance in water decreases. Ключевые слова: сера, тетрасульфид натрия, древесные материалы, сульфат аммония, меламин, уротропин, аммофос, оксид цинка, растворимость. Keywords: Sulfur, sodium tetrasulfide, wood materials, ammonium sulfate, melamine, urotropine, ammophos, zinc oxide, solubility. ________________________________________________________________________________________________ Процессы взаимодействия серы с органиче- S-электронные сульфиды соединений серы скими вяжущими могут протекать по ионному и ра- имеют смешанные ионно-ковалентные химические дикальному механизмам в результате разложения связи: они образуют ковалентные связи между ато- серы при высоких температурах. В первом случае, мами серы и ионные связи между металлом и ато- когда кольцо разомкнется, на атоме серы могут мами серы. По мере снижения потенциала остаться электронные пары, и в результате на дру- ионизации этих металлов увеличивается способ- гом конце образовавшейся цепи образуется недоста- ность атомов серы образовывать друг с другом кова- ток электронов. Во втором случае, каждый атом лентно связанные группы. В результате повышается серы может присоединять один электрон [1]. способность металлов образовывать большое коли- чество полисульфидных фаз. В результате серосодержащих реакций происхо- дит уменьшение количества органических смол и Так, натрий (потенциал ионизации I1 = 5,14 эВ) увеличение дисперсной фазы высокомолекулярных образует следующие сульфиды: Nа2S, Nа4S2, Nа2S2, соединений, важно повысить роль стенок коагуля- Nа4S5, Nа2S3, Nа4S7, Nа2S4, Nа4S9, Nа2S5; другие ве- ции в формировании свойств нефти. В результате щества этого типа обладают относительно высоким взаимодействия серы с нефтью получается серово- потенциалом ионизации. дород, а затем образуются различные серосодержа- щие органические соединения (в первую очередь Исходя из приведенных выше сведений, для меркаптаны, с последующим их разложением и пре- синтеза органических соединений, содержащих азот вращением в сульфиды) [2, с. 7]. и серу на основе тетрасульфида натрия, в первый хи- мический стакан вместимостью 250 мл помещают Элементарная сера реагирует с органическими 100 мл насыщенного раствора гидроксида натрия и соединениями с образованием различных элемен- повышают температуру до 90-95°С и медленно пе- тарных органических соединений [3, с. 157]. В ряде ремешивают в течение 30 минут 20 г молотой серы. литературы приводятся реакции с органическими Затем реакцию продолжают в течение 1 часа и полу- веществами в присутствии серы, которые могут об- ченный раствор фильтруют. Итак, для получения ор- разовывать серосодержащие органические соедине- ганических соединений на основе азота и серы мы ния, формируя активный реакционный процесс в синтезировали первый тетрасульфид натрия всего за нескольких направлениях одновременно [4, с. 10]. 1,5 часа. Сегодня возрастает спрос на современные стро- Сложность этих процессов зависит от концен- ительные материалы на основе древесины и поиск трации и соотношения веществ в химической реак- эффективных средств ее защиты от избыточной ции, а также от природы катионов. Реакционные влаги относится к основным факторам, определяю- процессы серы с гидроксидами кальция и натрия щим долговечность деревянных конструкций. Ком- представлены в реакциях на овцах. позиционные соединения на основе серы относятся к особым видам строительных материалов, в произ- ������������2������������3 + [������] = ������������2������2������3 водстве которых сырьем является сера техническая (деревянные строительные материалы, обработан- 10 ные композитами на основе серы, устойчивы к 8 ������8 + 6������������������������ = 2������������2������4 + ������������2������2������3 + 3������2������ внешним воздействиям, химическим веществам, и эти материалы могут использоваться в качестве би- 9 озащитных добавок против термитов). 8 ������8 + 3������������(������������)2 = 2������������������4 + ������������������2������3 ↓ +3������2������ Исходя из этих вопросов, новые органические В нашей второй реакции 25 г раствора аммофоса соединения и композиты на основе серы, которые в воде, 5 г оксида цинка помещали в химический мы предлагаем в качестве защитных добавок для де- стакан на 250 мл и перемешивали в течение 1 часа ревянных строительных материалов, получены из при температуре 90-100°С до получения однород- местного и вторичного сырья и обладают экологиче- ной дисперсии. К полученной массе при постоянном ской и экономической эффективностью. перемешивании медленно добавляли 2 г уротропина, 13

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. затем 10 г тетрасульфида натрия. Смесь перемеши- вали в течение 2 часов, пока рН смеси не стал 7,5-8. Полученные олигомеры имеют следующую об- Данные по выходу продукта на рис. 1 показы- щую формулу. вают, что зависимость от времени и температуры ко- леблется от 60% до 86% в зависимости от соотношения используемых исходных материалов. Зависимость выхода реакции от времени Выход реакции, % 100 0,5:0,25:1: 0,25 90 1:0,25:0,5:0,25 80 123 1:0,5:1:0,25 70 Время, час 60 4 50 40 30 20 10 0 0 Рисунок 1. Зависимость от времени выхода синтеза органических соединений, содержащих азот и серу, на основе тетрасульфида натрия В ходе реакции анализировали в основном три процессов: увеличение количества уротропина сни- различных соотношения: тетрасульфид натрия: ок- жало растворимость продукта в воде. Нашей целью сид цинка: аммофос: уротропин 1). 0,5:0,25:1:0,25 является получение растворимых в воде азот- и се- (выход реакции 86%), 2). 1:0,25:0,5:0,25 (выход ре- росодержащих органических соединений. акции 74%), 3). 1:0,5:1:0,25 (выход реакции 60%). Анализируя рисунок 1, мы можем наблюдать эффек- На рис. 2 показана температурная зависимость тивный для нас процесс реакции, когда реакцию этих реакционных процессов, и среди всех соотно- проводят в пропорциях 0,5:0,25:1:0,25 и в разное шений была достигнута наибольшая эффективность. время приводит к реакции, поэтому можно наблю- дать, что выход реакции выше, чем другие соотно- Исследованы продукты реакции соотношения шения. Причина, по которой количество уротропина 0,5:0,25:1:0,25 при различных температурах. оставалось неизменным во время процесса реакции, Наилучшие результаты получены при 90-100°С, так была обнаружена в ходе нескольких реакционных как эти реакционные процессы в основном осу- ществляются в водных растворах. 14

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. 100 Зависимость выхода реакции от температуры 90 80 0,5:0,25:1… 70 20 40 60 80 100 120 60 50 Температура, ºС Продукт реакции, %40 7,5-8,030 20 10 0 0 Рисунок 2. Темпертурная зависимость выхода синтеза органических соединений, содержащих азот и серу, на основе тетрасульфида натрия В табл. 1 приведены физико-химические свой- азот, а также изучены данные по выходу %, агрегат- ства синтезированных органических соединений на ному состоянию, среде и плотности г/см3 вещества, основе тетрасульфида натрия, содержащих серу и полученного в различных соотношениях. Таблица 1. Органические соединения, содержащие азот и серу физико-химические свойства (композит на основе марки РО-1) Имя Исходные вещества Соотношение, Вывод, Агрегатное состоя- pH Плотность, (моль) % ние г/см3 Органическое соеди- терасульфид натрия: 0,5:0,25:1:0,25 86 Твердое вещество нение, хранящееся в оксид цинка: 1:0,25:0,5:0,25 74 коричневого цвета. 0,13 азоте и сере аммафас: уратропин 1:0,5:1:0,25 60 Растворимый в воде Антисептики на основе синтезированных серо- группа (- CONHR) в диапазоне ИК-спектроскопии и азотсодержащих органических соединений ИК- 3329 см-1 регистрирует наличие линий поглощения. спектроскопические исследования проводились на инфракрасном спектрометре SHIMADZU Fure (диа- Линия поглощения связи между фосфором, кис- пазон 4000-400 см-1, размеры 4 см-1) порошковым лородом и углеродом можно увидеть через линии методом. В полученных анализах ИК-спектроско- поглощения на слабом изображении в диапазоне пии - присутствуют существующие длины волн в об- 1105,21 см-1. В ИК-спектроскопии линии поглоще- ласти 2880 см-1, подтверждающие -CH¯группу, и ния в диапазоне 657-995 см-1 образованы оксидами линии поглощения в области 1630 см-1. Первичная металлов и связями на основе серы. Таблица 2. Растворимость синтезированных серо- и азотсодержащих органических соединений Наименование Т/р Растворы при температуре 20°C Органические соединения, содержащие серу и азот 1 Вода (дис) ++ 2 Вода (оддий) 3 Спирт этиловый +- 4 Метанол +- 5 Пропанол +- 6 ДМС +- 7 Раствор Р-4 +- Примечание: 1. + + - Растворимое вещество; 2. − − - Нерастворимое вещество; 3.+ − - труднорастворимое вещество. По результатам экспериментальной проверки хорошей растворимостью в воде. Благодаря хоро- установлено, что полученное вещество отличается шей растворимости этого вещества в воде (табл. 2) 15

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. мы можем использовать его как средство биологи- ферментов), поэтому оно может быть экономически ческой защиты (против термитов, бактерий и других эффективным антисептиком. Список литературы: 1. Осипов А.В., Будник В.А., Зольников В.В. Взаимодействие серы с органическим сырьём // Нефтегазовое дело, 2010. [Электронный ресурс]. – Режим доступа: https://www.google.com/url?sa=t&source=web&rct=j&url=http://www.simas.ru/netcat_files/File/50_let_RGU_G ubkina.pdf&ved=2ahUKEwjnm_6twJL6AhUFKhoKHQg- BfEQFnoECB4QAQ&usg=AOvVaw1fGHO1aPSqSgwn1pHK9TCw (дата образения : 02.09.2022). 2. Волгушев А.Н. Применение серы в строительстве / А.Н. Волгушев // Аналитический портал химической промышленности Newchemistry.ru. – Режим доступа: http://www.newchemistry.ru/letter.php?n_id=4348. (дата доступа: 02.06.2022). 3. Корнеева Л.А. Синтез олигоариленсульфидов реакцией двухъядерных ароматических углеводородов с элементной серой: дис. ... канд. хим. наук. Москва. 2019. 4. Неделькин В.И., Зачернюк Б.А., Андрианова О.Б. Органические полимеры на основе элементной серы и ее простейших соединений // Российский Химический Журнал. - 2005. - Т.49. - №6. - С. 3-10. 16

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. DOI: 10.32743/UniTech.2022.102.9.14237 МОДИФИКАЦИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ ОЛИГОМЕРНЫМИ АНТИСЕПТИКАМИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ СВОЙСТВ Холбоева Азиза Ихитияровна PhD, Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Тураев Хайит Худайназарович д-р хим. наук, проф., Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Эшмуродов Хуршид Эсанбердиевич PhD, доц., Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Якубова Дильфуза Тогаймурод кизи преподаватель, Термезский государственный университет, Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] MODIFICATION OF SYNTHETIC POLYMERS WITH OLIGOMERIC ANTISEPTICS AND INVESTIGATION OF THEIR PROPERTIES Aziza Kholboeva PhD, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Hayit Turaev Doctor of Chemical Sciences, Professor, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Khurshid Eshmurodov PhD, docent, Termez State University, Republic of Uzbekistan, Termez Togaimurod Yakubova Teacher Termez State University. Republic of Uzbekistan, Termez АННОТАЦИЯ В статье представлено взаимодействие фосфора, азота, серы и других элементов в олигомерах серы, полученных в результате исследований, с образованием стабильных композитов. По результатам испытаний исследуемых олигомеров определяли устойчивость к химическим веществам, нефтепродуктам и воде. __________________________ Библиографическое описание: МОДИФИКАЦИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОЛИМЕРОВ ОЛИГОМЕРНЫМИ АНТИСЕПТИКАМИ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ СВОЙСТВ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Холбоева А.И. [и др.]. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14237

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. ABSTRACT The article presents the interaction of phosphorus, nitrogen, sulfur and other elements in sulfur oligomers obtained as a result of research, with the formation of stable composites. According to the test results of the studied oligomers, resistance to chemicals, oil products and water was determined. Ключевые слова: Сера, РО-1, РО-2, ДГТ-1, ДГТ-2, ДГТ-3 антипирены-антисептики, древесные материалы, сульфат аммония, меламин, уротропин. Keywords: Sulfur, RO-1, RO-2, DHT-1, DHT-2, DHT-3 fire retardants-antiseptics, wood materials, ammonium sulfate, melamine, urotropine. ________________________________________________________________________________________________ Современные нефте- и газоперерабатывающие композиты получают путем смешивания с отверди- заводы производят большое количество серы в год, телями, пластификаторами, стабилизаторами и дру- но процесс извлечения серы в процессе добычи и до- гими специальными добавками [4]. бычи нефти и газа технически сложен, а соединения серы ускоряют коррозию металлов, а смесь различ- Из литературы известно, что серные композици- ных газов выброс в окружающую среду увеличивает онные материалы устойчивы к водной, кислой и ще- экологический ущерб, в связи с чем предъявляются лочной средам, органическим растворителям и особые технические требования. нефтепродуктам. Строительные материалы на ос- нове сернистых композитов могут найти широкое В настоящее время основными потребителями применение в строительстве объектов химической серы являются химическая и шинная промышлен- промышленности, нефтегазовой отрасли, дорожном ность. Также сера широко используется в производ- строительстве, сельском хозяйстве и других отрас- стве органических полисульфидов, в основном лях. применяемых в качестве гермитантов. Кроме того, он находит все более широкое применение в органи- В настоящее время в результате изучения ком- ческом синтезе, производстве полимерных компози- позитов группы серы установлено, что их устойчи- ционных материалов, сельском хозяйстве, бумажной вость в водной среде зависит от их химического промышленности, антисептиках, защищающих дере- строения. вянные строительные материалы, медицине и других областях. Следует отметить, что основными отрас- Тот факт, что композиты, относящиеся к этому лями потребления серы являются производство типу, воздействуют на водную среду, вызывает из- сельскохозяйственной продукции и химическая менение их структуры и приводит к ухудшению тех- промышленность [1,2]. нических свойств. На сегодняшний день разработка строительных Получены олигомеры азотной и серной групп материалов, устойчивых к физико-химическим воз- эффективными технологическими методами на основе действиям, является одной из актуальных задач. Ряд местного сырья фосфора, азота и серы и определена проводимых исследований показывает, что в резуль- устойчивость этих олигомеров к органическим рас- тате добавления в строительные материалы специ- творителям, кислым и щелочным средам (в % по альных химических веществ усиление конструкции объему) в специальных условиях ( 30°С, 1 месяц) сада позволяет обеспечить стабильность его механи- была проведена тестовая работа (таблица 1). В ходе ческих и химико-термических свойств [3]. экспериментальных испытаний в лаборатории были приготовлены специальные образцы композитов Полимерные композиционные материалы на ос- группы серы той же массы. Затем в химических со- нове серы представляют собой особый вид строи- судах одинакового объема готовили органические тельных материалов, при их производстве растворители, растворы кислот и щелочей разной используются все виды технической серы и смеси, концентрации и проводили экспериментальные ис- получаемые из вторичного сырья. Серосодержащие пытания. Таблица 1. Определение чувствительности олигомера ДГТ-2 с группой серы к различным средам (% по объему) Среда Олигомер с серной группой Бензол Толуол 0,7 Бензин 0,08 HCI, 50 % 0,05 NaOH, 10% Влияет NaOH, 5% 0,5 Влияет HNO3, 5% Влияет H2SO4, 5% 0,1 Влияет H2SO4, 10% Вода (дис.) 0 18

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Композиты серной группы близки по составу к продуктов к УФ (ультрафиолетовому излучению). полисульфидным каучукам, оба из которых содер- Единственной причиной использования вторичного жат от 20 до 50% серы и имеют схожие области при- сырья в данном процессе модификации является по- менения, но могут отличаться друг от друга по лучение экологически и экономически эффектив- физико-химическим и механическим свойствам. ного продукта, а так как состав вторичных продуктов состоит из смешанных веществ, то с учетом их Кроме того, проведены модификации серосо- устойчивости во внешней среде модификации серо- держащих олигомеров марки ДГТ-2 вторичным по- содержащих олигомеры. лиэтиленом и изучена устойчивость полученных Таблица 2. Состав герметизирующих и отвердевающих паст Герметизирующая паста, % Укрепляющая паста, % РО-2 - 100 MnO2 -80 Стеарат калций - 5 ДБФ -400 TiO2 - 10 ДФГ -15 Эпоксидная смола ЭД-20 - 5 Бентонит -90 ПЭПА -100 В результате можно наблюдать улучшение ме- массы. Из рисунка видно, что потеря массы при ханических свойств 1%-ных олигомеров марки 300°С составляет 2,19 мг, что составляет 53,1%. В ДГТ-2, модифицированных вторичным полиэтиле- результате нашего наблюдения за тепловыми про- ном. В данном эксперименте изучалось влияние ок- цессами также был определен экзотермический эф- сида марганца (IV) и ПЭПА на кинетику твердения фект при температурах, при которых происходила композитов, полученных модифицированием синте- основная потеря массы, то есть состояние, при кото- зированных серосодержащих олигомеров (РО-2) ром ДТА переходил с двумя тепловыделениями при эпоксидной смолой. В таблице 2 приведен состав за- температурах 408,4°С и 600°С, было учился. калочных паст. Можно сделать вывод, что потеря массы древес- По результатам эксперимента изучено влияние ных материалов, обработанных антипиреном РО-2, свойств наполнителей и скорости твердения на составила 0,28 мг (9,6 %) при 132°С. При 350°С свойства зарубежных герметиков марки АМ-05. При наблюдалось разрушение основной части, т.е. по- сравнении разработанных герметизирующих паст с теря массы 1,17 мг, что составляет 39,3% от общей зарубежными отвердителями установлено, что гер- массы (потеря массы 50,0% при 350°С). При темпе- метизирующие и отвердительные пасты равномерно ратуре 428°С она составила 0,9 мг (30% от общей смешиваются и обладают такими же свойствами, массы). При температуре 600°С теряется 0,62 мг как и зарубежные аналоги. массы, что составляет 21% от общей массы. Оптико- микроскопический анализ морфологии поверхности Исследована термостойкость древесных матери- олигомера имеет большое значение при изучении алов, обработанных серосодержащими составами деревянных строительных материалов, модифици- антипиренов марок РО-1, РО-2, ДГТ-1, ДГТ-2 и рованных азотными и серосодержащими олигомер- ДГТ-3. Кинетика потери массы деревянных матери- ными антипиренами-антисептиками, методом алов, обработанных РО-1, в зависимости от темпе- электронно-микроскопического анализа. С помо- ратуры этого процесса представлена на рис. 1. щью этого метода можно частично определить, что Потеря массы в рассматриваемом интервале темпе- состав обработанного образца древесины проникает ратур связана с различными процессами: окисле- в детали, поглощая антипирены и антисептики, и нием олигомеров, разложением с выделением находится в конструкции. летучих веществ и др. На кривой ТГА отмечено, что потеря массы деревянных материалов, обработан- Электронно-микроскопическим методом прове- ных антипиреном РО-1, с повышением темпера- ден анализ олигомеров, образованных серосодержа- туры, основная часть разрушалась при температуре щими олигомерами РО-1, РО-2, ДГТ-1, ДГТ-2 и от 200°С до 300°С. Этот композит потерял 0,5 мг ДГТ-3 с древесными материалами. массы при 120°С, что составило 12,6% от общей Список литературы: 1. Полтораднев М.С., Гребенникова Т.В. и Хисамутдинов Н.Ш. Агрономический эффект от применения нового минерального удобрения, содержащего азот и серу. // Питание растений. Вестник Международного инсти- тута питания растений при возделывании яровой пшеницы. Питание растений, №3, 2014. С.10-13. 2. Aulakh, M.S. and S.S. Malhi. 2004. In A.R. Mosier, J.K. Syers, and J.R. Freney (eds.) Agriculture and the nitrogen cycle: Assessing the impacts of fertilizer use on Food production and the environment. pp. 181-191. Scope no. 65. Island Press, Washington, USA. 19

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. 3. Холбоева А.И., Тураев Х.Х., Нуркулов Ф.Н. Исследование модификациина основе вторичного полиэтилена с фосфор, азот и серосодержащие тиоколовым каучуком // Инновационныое развитие нефтгазовой отралси, современная энергетика и их акуальные проблемы. Международной конференции. Тошкент. 26 май 2020 й. 318 б. 4. Холбоева А.И., Тураев Х.Х., Нуркулов Ф.Н. Comprehensive protection of wood with compositions based on nitrogen and sulfur-containing Oligomeric compounds // International journal of materials and chemistry 2020,10(1)5-7 DOI:105923/j.ijmc.20201001.02. 20

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. ВЛИЯНИЕ АЛЮМОСИЛИКАТНОЙ МИКРОСФЕРЫ НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕТОНА Шайдоева Мафтуна Муиддиновна магистрант, факультет естественных наук, Бухарский государственный университет, Республика Узбекистан, Бухара Соттикулов Элёр Сотимбоевич ст. науч. сотр.,(PhD), доц., ООО «Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии», Республика Узбекистан, п/о Ибрат E-mail: [email protected] Соатов Сирожиддин Уролович мл. науч. сотр., ООО «Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии», Республика Узбекистан, п/о Ибрат INFLUENCE OF ALUMOSILICATE MICROSPHERE ON RHEOLOGICAL PROPERTIES OF CONCRETE Maftuna Shaidoeva Master student, Faculty of Natural Sciences, Bukhara State University, Republic of Uzbekistan, Bukhara Elyor Sottikulov Senior Researcher, (PhD), Senior Researcher, Tashkent Research Institute of Chemical Technology LLC, Republic of Uzbekistan, Ibrat Sirojiddin Soatov Junior Researcher, Tashkent Research Institute of Chemical Technology LLC, Republic of Uzbekistan, Ibrat АННОТАЦИЯ В данной работе рассмотрено влияние алюмосиликатной микросферы на реологические свойства бетона. Полу- чены алюмосиликатные микросферы на основе золошлаковых отходов Ангренской ТЭС. Изучен химический состав алюмосиликатной микросферы и золошлаковых отходов. Добавление полученной алюмосиликатной микросферы значительно влияет на свойства бетона, у которого происходит уменьшение плотности и значительно увеличивается прочность. Определено оптимальное количество добавляемой алюмосиликатной микросферы, что составляет 15%. При добавлении 15% алюмосиликатной микросферы результат прочностных показателей достиг 400 кг/см3, а плотность уменьшилась до 1840 кг/м3. ABSTRACT In this paper, the influence of aluminosilicate microspheres on the rheological properties of concrete is considered. Aluminosilicate microspheres were obtained on the basis of ash and slag wastes from the Angren TPP. The chemical composition of aluminosilicate microspheres and ash and slag wastes has been studied. The addition of the obtained aluminosilicate microspheres significantly affects the properties of concrete, in which there is a decrease in density and a significant increase in strength. The optimal amount of added aluminosilicate microspheres was determined, which is __________________________ Библиографическое описание: Шайдоева М.М., Соттикулов Э.С., Соатов С.У. ВЛИЯНИЕ АЛЮМОСИЛИ- КАТНОЙ МИКРОСФЕРЫ НА РЕОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕТОНА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14247

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. 15%. With the addition of 15% aluminosilicate microspheres, the result of strength indicators reached 400 kg/cm3, and the density decreased to 1840 kg/m3. Ключевые слова: Алюмосиликатная микросфера, золошлаковые отходы, бетон, алюмосиликатный гель, температура, плотность, геополимерная добавка, органическое вещество, прочность. Keywords: Aluminosilicate microsphere, ash and slag waste, concrete, aluminosilicate gel, temperature, density, geopolymer additive, organic matter, strength. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Оживление национальной экономики зольных микросфер находится в интервале и развитие строительного комплекса страны ведет к 120-128 мг/г. После механоактивации пуццолановая увеличению потребности в строительных материа- активность частиц зольных микросфер увеличилась лах. Это обуславливает поиск путей снижения их се- до 140 мг/г. бестоимости, расширения минерально-сырьевой базы за счет использования местных сырьевых ресурсов, а По химическому составу зольные микросферы также новых эффективных технологий их производ- различных ТЭС отличаются друг от друга, но содер- ства. жание основного состава оксида алюминия и крем- ния близки между собой у разных зольных В процессе сжигания угля при производстве сы- микросфер. В составе золошлаковых отходов раз- рой золы около 20% мелких шариков получается из личных ТЭС содержится разное количество алюмо- золы. Микросферы представляют собой легкие карт- силикатной микросферы. Изделия, используемые с риджи, наполненные углекислым газом массой применением алюмосиликатной микросферы, гото- 100...150 кг/м3 [1]. Эта часть золы обладает повы- вятся при высокой температуре размягчения. шенной устойчивостью к кислоте и теплу. На Ангренской ТЭС собралось около 7 млн тонн Одним из наиболее дорогих веществ золы явля- золошлаковых отходов. Но в составе этих отходов ются пористые частицы — алюмосодержащие мик- алюмосиликатной микросферы очень мало. Для ис- росферы (АСМ) — лёгкая фракция золы уноса, пользования золошлаковых отходов мы решили по- представляющая собой мелкодисперсный сыпучий лучить алюмосиликатную микросферу методом порошок, состоящий из полых тонкостенных частиц повторной активации алюмосиликатного сырья. Со- сферической формы алюмосиликатного состава став золошлаковых отходов и алюмосиликатной диаметром в несколько десятков или сотен микрон. микросферы очень похож. В составе алюмосиликат- На электростанциях, где зольные отходы убираются ной микросферы содержится оксид алюминия, ок- в виде водной пульпы, микросферы, обладая плот- сид кремния, оксид железа, оксид кальция и другие ностью не более 1 г/см3, в результате естественной элементы. В составе золошлаковых отходов содер- флотации всплывают на поверхностные водные бас- жатся такие же оксиды, но отличается количествен- сейны золоотвалов и находятся там длительное время ным составом. Мы решили эту проблему во время в виде «пенных слоёв» различной толщины [2]. активации золошлаковых отходов. Во время актива- ции золошлаковых отходов получается алюмосили- Данные многочисленные накопления микро- катный гель, который легче подвергается измельчени сфер могут быть переработаны и в дальнейшем ис- ю. Измельчение геля активированного алюмосиликат- пользованы в производствах как добавки для разных ного сырью проводилось путём термообработки. При нужных материалов (строительных материалов; ог- воздействии высокой температуры частицы геля нестойких керамических; антикоррозионных по- плавились и получалась алюмосиликатная микро- крытий; компонентов автомобилей; электрических сфера шарообразной формы. Получалась алюмоси- кабелей и взрывчатых веществ; газоразделительных ликатная микросфера разных размеров. Полученная материалов и др.), а также для улучшения их тепло- микросфера имела среднюю плотность 700-800 вых, прочностных, изоляционных, детонационных и кг/м3, а насыпную плотность 0,35…0,39 г/см3, раз- акустических свойств [3]. меры частиц были от 5 до 450 мкм. Внутри получен- ной алюмосиликатной микросферы содержится В работе [4] на начальном этапе были изучены смесь газов: около 70% СО2 и 30% N2. Благодаря процессы структурообразования цементной матрицы, своей форме, частицы микросферы используются, наполненной зольными микросферами (ЗМС). На вто- как сыпучий материал, обладающий повышенной ром этапе изучений выполнена механоактивация текучестью, что обеспечивает хорошее истечение из зольных микросфер путем помола в шаровой мель- бункера и плотное заполнение формы. нице до размера удельной поверхности 360 м2/кг. В процессе работы изучили химический соста- В ходе эксперимента использовались золошла- вов стеклянной, зольной микросферы, полученной ковые отходы с содержанием оксидов: SiО2 – из алюмосиликатной микросферы и золошлаковых 60,0÷62,0%, Аl2О3 – 29,0÷31,0%, Fe2О3 – 4,0÷5,0%, отходов. Химический состав зольной микросферы, СаО+MgО – 1,5÷6,5%. Размер зерен - 30-80 мкм, 80- полученной из алюмосиликатной микросферы и зо- 100 мкм до 25 %, в основном представлены стеклян- лошлаковых отходов показан в таблица 1. ными частицами практически совершенной сфери- ческой формы. Индекс пуццолановой активности 22

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Таблица 1. Химический состав зольной микросферы, полученной алюмосиликатной микросферы и золошлаковых отходов Стеклянные микро- Зольные микросферы Полученная алюмосили- Золошлаковые отходы катная микросфера сферы Хим. % (мас.) Хим. % (мас.) Хим. % (мас.) Хим. % (мас.) соединение соединение соединение соединение 29-31 SiO2 65-80 SiO2 40-65 Al O 8,83 Al O 0,58 Al2O3 8-30 23 0,44 23 60-62 Na2O 6-17 Fe2O3 2-14 54,27 1,8 CaO 0,4-6,5 TiO 3,11 TiO 4-5 CaO 6-24 2 2 1,9 6,5 K2O 5-17 SiO SiO 0,72 MgO 0-16 2 2 16,4 MgO MgO Fe O MnO2 0-11 MgO 0,5-2,5 Fe O 3,86 B2O3 0-21 Na2O 0,2-4 23 2,03 23 K2O 0,3-4 8,73 KO KO 2 2 CaO CaO Na O MnO 10,08 2 Na O 2,18 2 п.п.п Из таблицы видно, что химический состав золь- прочности при сжатии, благодаря более прочной ной микросферы, полученной из алюмосиликатной оболочке, за счет алюмосиликатной микросферы, микросферы и золошлаковых отходов, ближе к друг сформированной из микро и мезо пор. Предел проч- другу. Но у стеклянной микросферы обнаружен в ности на сжатие 140…285 кг/см2. составе B2O3, а Al2O3 отсутствует, поэтому данную стеклянную микросферу часто называют бор сили- Алюмосиликатные микросферы взаимодей- катной микросферой. Прочий химический состав ствуют активно с глиной, цементом, гипсом и сили- почти схож и отличается только количественным со- катными вяжущими, что позволяет использовать их ставом. Видно, что в зольной микросфере количе- для получения специальных строительных смесей, ство Al2O3 составляет от 25 до 35%, а в золошлаке - строительный материалов и разных изделий, харак- около 17,39%. В составе зольной микросферы нахо- теризующихся следующими показателями: объём- дится SiO2 от 50 до 65 %, а в золошлаке меньше - до ная масса 540…900 кг/м3; прочность при сжатии 40,6%. Алюмосиликатная микросфера получена ме- 4…13 МПа; коэффициент теплопроводности тодом щелочной активации золошлака. Добавляли 0,17…0,23 Вт/(м ·К). Цементные изделия с добавле- активатор на основе жидкого стекла, при получении нием алюмосиликатной микросферы изготавлива- алюмосиликатной микросферы из золошлаковых от- ются при высокой температуре, примерно до ходов, в результате активации алюмосиликатов по- 1200 °С. вышается количество SiO2. Парообразователь добавляли для получения шарообразной структуры Получены цементные лабораторные образы с с микропорами. добавлением алюмосиликатных микросфер, кото- рые получены методом пере активации золошлако- Микросферы — это высокодисперсный сфери- вых отходов Ангренской ТЭС. Цементное тесто ческий наполнитель, который может обеспечивать приготовлено по стандартным рецептурам. Для по- низкую усадку изделий. Алюмосиликатные микро- вышения совместимости алюмосиликатной микро- сферы – это микроскопические шарики, которые об- сферы с цементами добавлено 2 % от массы цемента ладают шероховатой сферой, за счет чего, при специально синтезированные геополимерные до- добавлении в смеси, получается активная связка бавки. Геополимерные добавки синтезированы на между поверхностью микросфер с вяжущим. А в основе золошлаковых отходов с органическими ве- среде стеклянной микросферы, которая представ- ществами. Алюмосиликатные микросферы добавлены ляет собой более гладкую поверхность, между вяжу- в количество 1-20% от обшей массы. Результаты ис- щим и поверхностью микросферы не образуется следований проведены после 14 дней приготовления мошной связи. При этом, полученное изделие не лабораторных образцов. Результаты исследования по- дает достаточной прочности. В отличие от стеклян- казаны на рисунке 1. ных сфер, микросферы имеют более высокий предел 23

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. 2400 450 2300 440 430 2200 420 410 2100 400 390 2000 380 370 1900 360 350 1800 340 330 1700 320 310 1600 300 290 1500 280 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 плотность (кг/м3) прочность при сжатия ( кг/ см2) Рисунок 1. Влияние количества алюмосиликатной микросферы на реологические свойства бетона На рисунке 1 видно, что добавление полученной Таким образом, в результате проведённых ис- алюмосиликатной микросферы в тесто цементобе- следований доказано, что микросферы являются тонного изделия, очень заметно влияет на его реоло- превосходным наполнителем при производстве из- гические свойства. При добавлении делий из облегчённых цементов и других строитель- алюмосиликатной микросферы в количестве 5% ных материалов. Изделия, с добавлением алюмо- видно, что повышается прочность на сжатие от 400 силикатной микросферы, обладают увеличенной из- до 440 кг/см3, а плотность уменьшается незначи- носостойкостью, лёгкостью и высокими изоляцион- тельно: от 2350 до 2300 кг/м3, когда при добавлении ными свойствами. Кроме всего, применение алюмосиликатной микросферы в количестве 15 % микросферы в качестве наполнителей значительно прочностной показатель стал 400 кг/см3, а плотность снижает себестоимость продукции за счет снижения уменьшалось до 1840 кг/м3. При добавлении алюмо- плотности и повышения прочности. Если произво- силикатной микросферы больше 15%, показатель дить дорожно-бордюрные изделия с добавлением прочности уменьшается пропорционально. алюмосиликатной микросферы, можно облегчить труд при транспортировке и установке этих изделий. Список литературы: 1. И.П. Добровольский, О.В. Васильев, Ш.Ш. Ягафаров Химические проблемы экологии: М.: Изд-во Челяб. гос. ун-та, 2012. 225 с. 2. В.Г. Пименов, И.В. Никулин, B.C. Дрожжин и др.Физико-химические свойства поверхности зольных микро- сфер по данным обращённой газовой хроматографии / Химия твёрдого топлива. 2005. № 3. С. 83–92. 3. Кулкарни М., Бамболе В., Маханвар П. Влияние размера частиц ценосфер летучей золы на свойства акрило- нитрил-бутадиен-стирольных композитов. Журнал термопластичных композитных материалов. 2014;27(2):251-267. дои :10.1177/0892705712443253. 4. Зимакова Г.А., Солонина В.А., Зелиг М.П. Зольные механоактивирванные микросферы – компонент высоко- эффективных бетонов // МНИЖ. 2016. №12-3 (54). URL: https://cyberleninka.ru/article/n/zolnye-mehanoakti- virvannye-mikrosfery-komponent-vysokoeffektivnyh-betonov. 24

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. ИССЛЕДОВАНИЕ РАСТВОРИМОСТИ КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ ДИКАРБАМИДХЛОРАТ НАТРИЯ – МОНОЭТАНОЛАМИН ЯБЛОЧНОКИСЛЫЙ – ВОДА Дадамухамедова Нилуфар мл. науч. сотр., Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г.Ташкент Ахмаджонова Манзурахон канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр., Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент Сидиков Абдулазиз PhD, ст. науч. сотр., Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент Хушвактов Мехрож мл. науч. сотр., Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент Тогашаров Ахад д-р. техн. наук, зав. лаб. Институт общей и неорганической химии АН Республики Узбекистан, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] STUDY OF THE SOLUBILITY OF SYSTEM DICARBAMIDE OF CHLORATE SODIUM – MONOETHANOLAMMONIUM OF MALIC ACID – WATER Nilufar Dadamuxamedova Junior researcher Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan Republic of Uzbekistan, Tashkent Manzurakhon Akhmadjonova Doctor of Science Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan Republic of Uzbekistan, Tashkent Abdulaziz Sidikov Doctor of Philisophy, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan Republic of Uzbekistan, Tashkent __________________________ Библиографическое описание: ИССЛЕДОВАНИЕ РАСТВОРИМОСТИ КОМПОНЕНТОВ СИСТЕМЫ ДИ- КАРБАМИДХЛОРАТ НАТРИЯ–МОНОЭТАНОЛАМИН ЯБЛОЧНОКИСЛЫЙ–ВОДА // Universum: техниче- ские науки : электрон. научн. журн. Дадамухамедова Н.А. [и др.]. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14298

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Mekhroj Нushvaqtov Junior researcher Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan Republic of Uzbekistan, Tashkent Akhat Togasharov Doctor of Science, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan Republic of Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ С целью получения эффективного дефолианта изучена растворимость в системе дикарбамидхлорат натрия − моноэтаноламин яблочно-кислый – вода в интервале температур от -26.8o C до 32.0o С визуально-политермическим методом. На диаграмме растворимости нанесены изотермы через каждые 10°С. На основе бинарных систем и внутренних разрезов построена политермическая диаграмма растворимости системы, которая разделена на три поля, соответствующие полям кристаллизации льда, карбамида CO(NH2)2 и моноэтаноламина яблочно-кислого NH2C2H4OH·C4H6O5. Полученные данные представляют интерес для получения эффективного, малотоксичного дефолианта. ABSTRACT The solubility of components of the system dicarbamide of chlorate sodium–monoethanolammonium of malic acid– water is studied by visual-polythermal method from eutectic freezing -26.8°С to 32.0oС for obtaining an efficient operating defoliant. On the diagram of solubility are plotted isotherms throwing every 10°С temperature. On the basis of binary systems and internal sections is built polythermal solubility diagram of the system in which supposed a three area of crystallization: ice, carbamide CO(NH2)2 and monoethanolammonium of malic acid NH2C2H4OH·C4H6O5. The results of conducted research are interesting to obtain effective and non-toxic defoliants. Ключевые слова: растворимость, система, дикарбамидохлорат натрия, моноэтаноламин яблочнокислый, диаграммa. Keywords: solubility, system, dicarbamide of chlorate sodium, monoethanolammonium of malic acid, diagram. ________________________________________________________________________________________________ В настоящее время для повышения продуктивно- сплавлением карбамида с хлоратом натрия при моль- сти сельскохозяйственных культур широко применя- ном соотношении 2:1. После образования гомогенного ются химические регуляторы роста растений. расплава исходных компонентов, охлаждением выде- Регуляторами роста растений являются моноэтанола- лены кристаллы соединения NaClO3·2CO(NH2)2. Би- мин и его производные, играющие большую роль в нарная система NaClO3·2CO(NH2)2-H2O исследована окислительно-восстановительных процессах. Яблоч- нами в интервале температуры от -20.8 до 100.0°С. На ная кислота относятся к промежуточным производ- кривой растворимости системы установлены ветви ным обмена веществ в живых организмах (в цикле кристаллизации льда, карбамида, дикарбамидохлорат трикарбоновых кислот). Моноэтаноламин и его про- натрия, которые согласуются литературным спосо- изводные в составе дефолиантов усиливают дей- бом [8]. ствие активных компонентов, одновременно устраняя негативное воздействие препаратов на растения [1-2]. Соединение моноэтаноламина с яблочной (окси- В связи с этим для разработки физико-химических ос- янтарной) кислотой в твердом виде получено при вза- нов получения комплексно действующих дефолиан- имодействии моноэтаноламина с яблочной кислотой в тов, а также для характеристики поведения хлората соотношениях 1:1. Синтезированное соединение хо- натрия, карбамида и производных моноэтаноламина рошо растворяется в спирте, плохо в эфирах. Раствори- с яблочной кислотой при их совместном присут- мость моноэтаноламина яблочно-кислого в воде нами ствии нами изучено растворимость водной системы изучена от температуры полного замерзания растворов NaClO3·2CO(NH2)2-NH2C2H4OH·C4H6O5-Н2О в ши- от -19.4 o C до точки плавления 30° С. роком интервале температур и концентраций визу- ально-политермическим методом [3]. При На основе полученных данных построена поли- количественном химическом анализе содержание термическая диаграмма растворимости бинарной си- хлорат-иона определяли объемным перманганато- стемы: димоноэтаноламин яблочно-кислый – вода метрическим методом [4], натрия − методом пламен- (рис.1). Система NH2C2H4OH·C4H6O5-H2O характери- ной фотометрии [5]. Содержание яблочной кислоты − зуется наличием ветвей кристаллизации льда, моно- по методике [6], карбамида − по амидному азоту этаноламина яблочно-кислого NH2C2H4OH·C4H6O5 с спектрофотокалориметрически на ФЭК- 56 М [7]. точкой перехода при -19.4o C, в которой концентрация моноэтаноламина яблочно-кислого составляет В исследовании был использован дикарбами- 60.2%. дохлорат натрия NaClO3·2CO(NH2)2, синтезированный 26

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Рисунок 1. Бинарная система NH2C2H4OH·C4H6O5-H2O Из диаграммы растворимости видно, что моно- NaClO3·2CO(NH2)2, а разрезы IV-VI наоборот со сто- роны NaClO3·2CO(NH2)2 к полюсу этаноламин яблочно-кислый хорошо растворим в NH2C2H4OH·C4H6O5. Поверхность политермической диаграммы разделена на три поля, соответствующих воде. Ветвь кристаллизации его очень широкая и полям кристаллизации льда, CO(NH2)2 и простирается изученной нами области концентрации NH2C2H4OH·C4H6O5 (рис.2). На политермической диаграмме состояния системы нанесены изотермиче- моноэтаноламина яблочно-кислого (от 0.1 до 80%), ские кривые растворимости через каждые 100 С в ин- данные согласуются литературным способом [1]. тервале температур -20о; -10 о; 0o; 10o; 20o; 30o С. Тройная система NaClO3·2CO(NH2)2- NH2C2H4OH·C4H6O5-Н2О изучена шестью внутрен- ними разрезами в интервале температур от -26.8o C до 32.0o С из которых I-III разрезы проведены со сто- роны NH2C2H4OH·C4H6O5 к полюсу Рисунок 2. Политермическая диаграмма растворимости системы NaClO3·2CO(NH2)2-NH2C2H4OH.C4H6O5-Н2О 27

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Построены проекции политерм системы на бо- ции узловых нонвариантных точек, и уточнение ха- ковые стороны моноэтаноламин яблочно-кислый − рактера изменения в линии насыщения двух суще- вода и дикарбамидхлорат натрия − вода (рис. 3) для ствующих твердых фаз. Точки состава, отвечающие установления состава и температуры кристаллиза- изотермам растворимости, находили интерполяцией данных по политермическим разрезам. Рисунок 3. Политермические проекции системы NH2C2H4OH·C4H6O5 − H2O и NaClO3·2CO(NH2)2 − H2O Установлены две тройные и двенадцать двойных лицы видно, что тройные точки совместной кристал- точек системы, для которых определены температуры лизации Лед+CO(NH2)2+NH2C2H4OH·C4H6O5 и кристаллизации и составы равновесных растворов NaClO3·2CO(NH2)2+CO(NH2)2+NH2C2H4OH·C4H6O5 (табл.). Из диаграммы растворимости и данных таб- наблюдаются при температурах -26.8оС и 3.6оС со- ответственно. Таблица 1. Двойные и тройные точки системы NaClO3·2CO(NH2)2 – NH2C2H4OH·C4H6O5-H2O Состав жидкой фазы, % Темп-ра крист., °С NaClO3· NH2C2H4OH·C4H6O5 H2O Твердая фаза 2CO(NH2)2 -20.8 52.0 -22.0 Лед + CO(NH2)2 48.0 - 44.8 -24.2 То же 37.8 -26.8 44.0 11.2 33.8 -23.8 -//- 36.0 -20.0 Лед + CO(NH2)2 + NH2C2H4OH·C4H6O5 37.0 25.2 40.2 -19.3 39.6 -19.2 Лед + NH2C2H4OH·C4H6O5 29.8 36.4 35.2 -15.6 То же 51.6 24.0 40.0 3.6 -//- 46.8 10.2 49.6 6.0 -//- 70.0 7.8 CO(NH2)2 + NH2C2H4OH·C4H6O5 0.8 59.6 86.8 9.0 NaClO3·2CO(NH2)2+CO(NH2)2 30.0 32.0 - 64.8 17.2 + NH2C2H4OH·C4H6O5 NaClO3·2CO(NH2)2 + CO(NH2)2 17.2 31.2 То же 26.4 26.8 -//- 15.2 14.8 NaClO3·2CO(NH2)2 + NH2C2H4OH·C4H6O5 6.6 6.6 70.0 - 57.2 25.6 Согласно приведенным данным, в изученном Компоненты системы сохраняют свою индивиду- температурном интервале в системе не происходит об- альность, а, следовательно, и необходимую физио- разования ни твердых растворов на основе исходных логическую активность. Таким образом, изучение компонентов, ни новых химических соединений. Си- взаимодействия компонентов в системе дикарба- стема относится к простому эвтоническому типу. мидхлорат натрия-моноэтаноламин яблочно-кис- лый – вода представляют интерес для получения 28

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. комплексных и «мягко» действующих дефолиантов хлопчатника. Список литературы: 1. Адилова М.Ш., Нарходжаев А.Х., Тухтаев С., Талипова Л.Л. Взаимодействие моноэтаноламина с яблочной кислотой // Журнал неорганической химии. –2005. – Т. 50. – №11. – С.1897-1901. 2. Нарходжаев А.Х. Физико-химические основы получения эффективных рост активирующих веществ на ос- нове оксиянтарной и лимонной кислот // Узбекский химический журнал. – 2006. – № 2-3. – С. 34-40. 3. Трунин А.С., Петрова Д.Г. Визуально-политермический метод. – Куйбышев: Куйбышевский политехн. инс-т, 1977. 4. ГОСТ 12257 – 77 Хлорат натрия. Технические условия. – М.: Изд-во стандартов, 1987. – № 548 – 78. 5. Полуэктов Н.С. Методы анализа по фотометрии пламени. – М.: Химия, 1967. – 307 с. 6. Барам Н.И. Синтезы на основе лимонной и яблочной кислот: автореф. дис. … канд. хим. наук. − Ташкент, 1964. − 19с. 7. Удобрения минеральные. Методы анализа. ГОСТ 20851. 1 – 75 – ГОСТ 20851. 4–75. – М.: Изд-во стандартов, 1977. – 56 с. 8. Shukurov Zh.S., Ishankhodzhaev S.S., Askarova M.K., Tukhtaev S. Solibulity in the NaClO3·2CO(NH2)2– NH2C2H4OH-H2O system // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2010. Vol.55. N.10. Pp.1630-1633. 29

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОЛЕКУЛЯРНОГО ЦЕОЛИТА Камалова Матлуба Бакаевна канд. техн. наук, доц., Бухарский инженерно-технологический институт, Республика Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] STUDY PHYSICO-MECHANICAL PROPERTIES OF MOLECULAR CITY ZEOLITE Matluba Kamalova Candidate of Technical Sciences, Associate Professor, Bukhara Institute of Engineering and Technology, Republic of Uzbekistan, Bukhara АННОТАЦИЯ Цель статьи – описание эффективности процесса адсорбционной осушки природного газа с применением в качестве адсорбента цеолита, что и является важной и весьма актуальной научной задачей. Наиболее эффективными процессами осушки газа сложного химического состава являются адсорбционные процессы. Исследованы физико-механические свойства молекулярного цеолита, такие как удельная поверхность, пори- стость, прочность, параметры распространения трещин, эти показатели в значительной мере определяют успешную эксплуатацию адсорбционных материалов в различных областях современной техники. ABSTRACT The purpose of the article was to use the efficiency of the process of adsorption drying of natural gas using zeolite as an adsorbent, which is an important and very relevant scientific task. The most effective processes for drying gas of complex chemical composition are adsorption processes. Studied the physical and mechanical properties the molecular sity - zeolite, such as specific surface area, porosity, strength, crack propagation parameters; these indicators largely determine the successful operation of adsorption materials in various fields of modern technology. Ключевые слова: процесс, цеолит, бентонит, кислый компонент, гидрат, углеводород, адсорбция, фотоэле- мент, осушка. Keywords: process, zeolite, bentonite, acid component, hydrate, hydrocarbon, adsorption, photocell, drying. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Исследование физико-механических Цель работы. В работе исследовалась зависи- свойств молекулярных адсорбентов, таких как мость предела прочности гранулированных цеоли- удельная поверхность, пористость, прочность, пара- тов от температуры и времени обжига, количества метры распространения трещин в значительной связующего вещества и длины исследуемых образ- мере определяют успешную эксплуатацию адсорб- цов при постоянном диаметре, т.е. физико-механи- ционных материалов в различных областях современ- ческие свойства молекулярного цеолита. ной техники. Известно, что пленки адсорбируемых веществ на поверхности твердых тел изменяют их Результаты исследований. Образцы изготав- механические свойства. Этот эффект особенно про- ливались из цилиндрических гранул, формованных является на материалах с большой скрытой пористо- из кристаллитов цеолита NaA, размером 20–30 мкм стью и относительно слабыми связями между с глиной (бентонитом). Объемное содержание структурными элементами – адсорбентах, катализа- глины изменялось от 10 до 25%, макропористость – торах и др. [1; 3]. При нагреве природных цеолитов от 22,5 до 12,5%. Для образцов отбирались цилин- дегидратация вызывает определенное изменение дрические гранулы диаметром (4±0,1) мм без види- структуры и свойств [1; 2]. При гидратации формо- мых дефектов, шлифовкой торцов обеспечивались ванных цеолитов уменьшается прочность при одноос- заданная длина образцов (2–10)±0,1 мм и плоскопа- ном сжатии гранул, отношение пределов прочности в раллельность торцов. дегидратированном и гидратированном состояниях составляет для цеолитов NaA 1,5–2,5 для NaX 2–3 [3]. Цеолиты – это алюмосиликаты, содержащие в Такое значительное изменение прочности влияет на своем составе оксиды щелочных и щелочноземель- выбор режимов эксплуатации и условия хранения ных металлов. Они отличаются строго регулярной адсорбентов. структурой пор, которые при обычных температу- рах заполнены молекулами воды. При нагреве эта вода выделяется. Процессы гидратации и дегидрата- ции обратимы. Если из цеолита удалить воду, поры __________________________ Библиографическое описание: Камалова М.Б. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОЛЕКУЛЯРНОГО ЦЕОЛИТА // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14210

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. могут быть заполнены адсорбатом. Эти материалы Для одинакового исходного состояния образцы типично микропористые адсорбенты, молекулярные регенерировались в вакууме ~10–3 мм рт.ст. при 350 сита, разделяющие вещества, различающиеся разме- °С в течение 2 ч, затем охлаждались и выдержива- рами и формой поглощаемых молекул. Цеолиты лись на воздухе в течение 2 суток. Перед испыта- промышленного производства разделяются на нием образцы нагревались на воздухе до заданной группы А, Х, У и Е [1; 3]. температуры, выдерживались 15–20 мин, после Структура изучаемых цеолитов NaA состоит из больших и малых адсорбционных полостей. В со- чего нагружались осевым сжатием со скоростью став элементарной ячейки входит одна большая и 0,25 мм/мин до разрушения. При испытании опреде- одна малая полости, которые имеют почти сфериче- лялись предельные механические характеристики скую форму диаметрами 1,14 и 0,66 нм. Большая по- лость соединена с 6 большими соседними полостями образцов. Испытание проводилось на 7–9 образцах окнами диаметром 0,42 нм и с 8 малыми полостями ок- нами диаметром 0,22 нм. В большой полости поме- каждого из указанных цеолитов, различающихся щаются 24 молекулы воды. Окна и малые поры объемным содержанием связующего и макропори- цеолитов А настолько малы, что в них не проникают стостью. Для анализа результатов вычислялись молекулы адсорбируемых веществ, кроме молекул средние значения предельных напряжений и дефор- воды и водорода. маций. В образцах предел прочности монотонно изме- няется с температурой (рис. 1). Рисунок 1. Зависимость предельных напряжений и деформаций прочности гранул при сжатии от температуры отжига Т: 1 – η = 25%; 2 – η = 20%; 3 – η = 15%; 4 – η = 10% В интервале от 20 до 450 °С предел прочности до –196 °С практически мало влияет на прочность гранул непрерывно возрастает, затем наступает насыщение. При охлаждении образцов в начальной образцов. При заданной температуре прочность воз- растает с продолжительностью нагрева, наиболее стадии от 20 до –50 °С отмечается прирост предела существенный прирост в начальной стадии нагрева прочности, дальнейшее более глубокое охлаждение 15–20 мин (рис. 2). Рисунок 2. Зависимость предела прочности при сжатии от продолжительности нагрева для гранул (п = 20%, d = 4 мм, σ = 6 мм): 1 – Т = 600 °С; 2 – Т = 450 °С; 3 – Т = 150 °С 31

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Деформация образцов до разрушения повыша- Гранулы цеолитов имеют пористо-дисперсную ется с увеличением температуры, для испытанных структуру, состоящую из кристаллитов цеолита, по- цеолитов ее величина изменяется в пределах от 0,8 крытых не сплошной оболочкой из связующего ве- до 3,5%. щества (см. рис. 1). Прочность таких систем зависит от локальной прочности на сдвиг и отрыва связей Анализируя зависимости (см. рис. 1–2), следует между частицами, а также от их числа в единице отметить, что прирост прочности и пластичности объема [1; 2]. Разрушение гранул при внешнем воз- образцов возрастает с температурой и плотностью действии происходит путем развития и объединения исходного состояния, определяемого количеством структурных дефектов в магистральную трещину связующего вещества и плотностью упаковки ча- продольную при сжатии и поперечную при растяже- стиц. Полученные результаты можно объяснить, нии. рассмотрев процессы, происходящие в структуре гранул при нагреве и охлаждении. Рисунок 3. Зависимость предельных деформаций гранул ɛ от температуры отжига Т: 1 – η = 20%; 2 – η = 10% При нагреве упрочняются связи между части- влаги и упрочнения связей между кристаллитами цами и становятся менее вероятными локальные цеолита. В адсорбентах это вызывает дополнитель- разрушения. Упрочнение при нагреве в большей ное сжатие образца. Поэтому при сжатии гранул оно мере проявляется на образцах с большим содержа- уменьшает предельное напряжение. При повыше- нием связующего вещества и меньшей плотностью нии температуры коэффициент поверхностного дефектов (см. рис. 1). Немонотонное изменение пре- натяжения уменьшается, в результате чего происхо- дела прочности с температурой обусловлено различ- дит снижение внутреннего давления на контактах и ными механизмами разрушения. При температурах упрочнение связей между частицами. Наибольший выше 600 °С связи между частицами настолько прирост предела прочности до 400 °С; величина его упрочняются, что поверхность разрушения в основ- возрастает с уменьшением пористости и увеличе- ном проходит по кристаллам цеолитов. Количество нием количества связующего вещества (см. рис. 1). образующегося льда при Т<0 занимает 5–10% от об- щего объема образцов. Незначительный прирост Выводы. Адсорбционные процессы широко ис- прочности при понижении температуры от 0 до –50 пользуются для глубокой очистки от примесей и °С связан с тем, что ледовая пленка, образующаяся осушки различных газов и жидкостей, для разделе- на внешней поверхности гранул, вносит дополни- ния газовых и жидких смесей с целью выделения от- тельный вклад в предел прочности исследуемых об- дельных чистых компонентов, в рекуперационной разцов. Величина предела прочности уменьшается с технике для извлечения ценных веществ из отходя- пористостью системы; в процессе отепления в ин- щих промышленных потоков газов и жидкостей и тервале от –50 до 20 °С наблюдается снижение проч- т.д. Для достижения значительного адсорбционного ности образцов. Таким образом, изготовление эффекта в непрерывных процессах необходимо гранул с оптимальной пористостью способствует не иметь адсорбенты, обладающие не только большой только повышению прочности за счет улучшения адсорбционной и селективной способностью по от- структуры, но и уменьшает отрицательное влияние ношению к целевому компоненту, но и способно- на прочность капиллярно-сконденсированной стью к быстрому восстановлению их адсорбционных влаги, возникающей при хранении гранулирован- свойств, т.е. к регенерации. Применение эффектив- ных адсорбентов. ных методов регенерации адсорбентов позволяет увеличить срок службы адсорбентов и снизить экс- Таким образом, повышение прочности образцов плуатационные затраты на очистку газовых и жид- при нагреве объясняется изменением капиллярного костных потоков. давления, возникающего на контактах между части- цами твердой фазы вследствие испарения пленки 32

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Список литературы: 1. Поляков Л.М., Винокуров Э.И. Механические свойства и структура гранулированных цеолитов // Вопросы атомной науки и техники. Серия «Общая и ядерная физика». – 1983. – Вып. 2. – С. 74–79. 2. Смит Дж.В. Структура цеолитов // Химия цеолитов и катализ на цеолитах / под ред. Дж. Рабо. – Мир, 2006. – С. 11. 3. Умаров Б.Н., Нодиров А., Камалова М.Б. Исследование процесса осушки газа цеолитами // БухИТИ. Конфе- ренция. – 2017. – С. 32. 33

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. ЖИДКИЕ NPK-УДОБРЕНИЯ НА ОСНОВЕ ОЧИЩЕННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ, АЗОТНЫХ И КАЛИЙНЫХ СОЛЕЙ Каршиев Бекзод Носирович PhD, Институт общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Намазов Шафоат Саттарович д-р техн. наук, проф., акад., Институт общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Сейтназаров Атаназар Рейпназарович д-р техн. наук, Институт общей и неорганической химии АН РУз, Республика Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Тожиев Рустамбек Расулович д-р техн. наук, Ферганский политехнический институт, Республика Узбекистан, г. Фергана Email: [email protected] LIQUID NPK FERTILIZERS BASED ON PURIFIED PHOSPHORIC ACID, NITROGEN AND POTASSIUM SALTS Bekzod Karshiev PhD, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent Shafoat Namazov Doctor of Technical Sciences, professor, academician, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent Atanazar Seytnazarov Doctor of Technical Sciences, Institute of General and Inorganic Chemistry of the Academy of Sciences of the Republic of Uzbekistan, Republic of Uzbekistan, Tashkent Rustambek Tozhiev Doctor of Technical Sciences, Ferghana Polytechnic Institute, Republic of Uzbekistan, Fergana АННОТАЦИЯ Изучен процесс получения жидких NPK-удобрений на базе очищенной с помощью ацетона ЭФК, азотных и калийных солей. Определены состав и свойства ЖКУ на основе аммонизации очищенной упаренной ЭФК (35% __________________________ Библиографическое описание: ЖИДКИЕ NPK-УДОБРЕНИЯ НА ОСНОВЕ ОЧИЩЕННОЙ ФОСФОРНОЙ КИСЛОТЫ, АЗОТНЫХ И КАЛИЙНЫХ СОЛЕЙ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Каршиев Б.Н. [и др.]. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14245

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Р2О5) с последующей добавкой в аммофосную пульпу аммиачной селитры, КАС-32 и хлорида калия при соотно- шениях N : Р2О5 : К2О от 1 : 0,5 : 0,3 до 1 : 1 : 1. Показано, что при N : P2O5 : K2О = 1 : 1 : 1 суспензия содержит по 12% питательных элементов при равных их количествах. Во всех соотношениях N : Р2О5 : К2О и температурах (20-80оС) NPК-пульпы жидкотекучи (до 1,4 г/см3 и до 20 сПз). Они по электропроводности (22,41-67,00 См/м) близки к известным жидким удобрениям. Давление насыщенных паров изучаемых ЖКУ в интервале 20-70С составляет 1,85-2,74 и 0,29-22,65 Па (для NH4NO3 и КАС-32, соответственно), что свидетельствует о малой их летучести в условиях жаркого климата. ABSTRACT he process of obtaining liquid NPK fertilizers based on EPA purified with acetone, nitrogen and potassium salts has been studied. The composition and properties of an LCF based on the ammoniation of purified stripped off EPA (35% P2O5) followed by the addition of ammonium nitrate, CAN-32, and potassium chloride to the ammophos pulp at N : P2O5 : K2O ratios from 1 : 0.5 : 0.3 to 1 : 1 : 1 have been determined. It has been shown that at N : P2O5 : K2O = 1 : 1 : 1 the suspension contains 12% of nutrients at equal amounts. In all ratios N : P2O5 : K2O and temperatures (20-80°C), NPK pulps are fluid (up to 1.4 g/cm3 and up to 20 cPz). Their electrical conductivity (22.41-67.00 S/m) is close to known liquid fertilizers. The pressure of saturated vapors of the studied LCF in the range of 20-70oС is 1.85-2.74 and 0.29-22.65 Pa (for NH4NO3 and СAN-32, respectively), which indicates their low volatility in hot climates. Ключевые слова: очищенная экстракционная фосфорная кислота, азотные и калийные соли, жидкие NPK- удобрения, состав и свойства. Keywords: purified extractive phosphoric acid, nitrogen and potassium salts, liquid NPK fertilizers, composition and properties. ________________________________________________________________________________________________ Мировой рынок жидких минеральных удобрений Принципиальная схема получения ЖКУ заклю- в 2019 году оценивался в $2,5 млрд. Примерно 40% чается в нейтрализации фосфорной кислоты (супер- продукции потребляется в Азии, причем около поло- фосфорной или термической) до pH=6,5. В качестве вины приходится на Китай. Второй по величине рынок нейтрализующего агента используют водный или жидких минеральных удобрений – США и Канада, безводный аммиак. Наиболее широко распространены затем следуют Европа и Латинская Америка. По NP растворы марок 10:34, 11:37 и 8:24. В ЖКУ марок оценкам исследователей, наибольший рост рынка в 10:34 и 11:37 фосфор присутствует в виде орто- и по- ближайшие годы ожидается в Китае, Индии, Японии лиформ Р2О5, а в марке 8:24 – в виде ортоформ Р2О5 [2, и Бразилии [1]. 3]. Раствор ЖКУ марки 10:34 или 11:37 получают ам- В сравнении с твердыми формами удобрений пре- монизацией полифосфорной кислоты (72-76% Р2О5). имуществами жидких являются простота изготовле- Раствор ЖКУ марки 8:24 получают нейтрализацией ния, меньшие капитальные и эксплуатационные аммиаком Н3РО4 с 54% Р2О5. При использовании по- расходы. При этом соотношение питательных элемен- лифосфорной кислоты (44-65% Р2О5) образуются бо- тов (N, P, K, S и различных микроэлементов) в жидких лее стабильные растворы, благодаря способности удобрениях легко регулируется. Жидкое комплекс- полифосфатов поддерживать примеси во взвешенном ное удобрение (ЖКУ) не содержит NH3своб., поэтому состоянии. Все они представляют собой базисный рас- их можно разбрызгивать по поверхности поля с по- твор, применяемый в качестве удобрения или являю- следующей заделкой. Их применение позволяет ме- щийся основой для получения двойных и тройных ханизировать процессы погрузки и разгрузки, ЖКУ. Такая композиция достигается прибавлением устранять потери при транспортировке, хранении и к ним азотных компонентов (мочевина, нитрат ам- внесении в почву. Возможность совместного внесе- мония или их смесь) и калийных (хлорид, сульфат и ния гербицидов, инсектицидов, микроэлементов. нитрат калия). Следует отметить, что основные ЖКУ взаимодействуют с почвой полнее, чем грану- трудности при получении и применении ЖКУ – рост лированные удобрения. Они не требовательны к кристаллов и осаждение твердых частиц, что не поз- низкой влажности почв, универсальны по способам воляет повысить концентрацию питательных компо- и срокам внесения, просты в обращении, не воспла- нентов, к тому же приводит к изменению состава меняются, не взрывоопасны и не ядовиты. К тому продукта, а в некоторых случаях – образованию плот- же, на карбонатных почвах Узбекистана со щелоч- ного осадка. Поэтому в настоящее время широкое раз- ной реакцией среды агрохимическая ценность жидких витие получило приготовление суспендированных форм, как правило, будет выше, чем гранулированных. удобрений, в которых концентрация питательных солей может значительно превышать их раствори- В Узбекистане АО «Maxam-Chirchiq» и мость [4-6]. «Farg’onaazot» выпускают жидкие удобрения в виде раствора нитрата кальция (9-10% N) и КАС – карба- К суспензионным стабилизаторам предъявляются мидо-аммиачной смеси (28-32% N с добавкой 0,2- следующие требования: они должны быть крупнотон- 0,5% Р2О5); жидкого аммиака (82% NН3) и аммиач- нажными продуктами, дешевыми и экономически вы- ной воды (20-22% NН4ОН). годными, нетоксичными по отношению к растениям и животным, химически инертными, иметь благоприят- Необходимо освоить производство ЖКУ, содер- ные реологические свойства. Таким требованиям соот- жащие два (N-Р2О5) или три питательных элемента ветствуют аттапульгитовая и бентонитовая глины. (N-Р2О5-К2О). 35

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Они используются в сухом либо в виде 10-25 %-ных Для того чтобы удалить подобные примесные компоненты из состава кислоты в работе [13] нами пульп в воде или удобрительных растворах [7]. изучен процесс очистки Кызылкумской ЭФК со- В США суспендированные ЖКУ перед посевом става (вес. %): 18,23 Р2О5; 0,60 СаО; 0,38 MgO; 0,48 Al2O3; 0,35 Fe2O3; 0,23 SO3; плотность ρ25 = 1,18 г/см3 кукурузы вносят суспензии N : P2O5 : K2O = 6 : 12 : с помощью 99,5 %-ного ацетона. При этом показано, 24 и 6 : 12 : 28, пшеницы – 20 : 10 : 10 и 14 : 14 : 14. что оптимальном весовом соотношении Н3РО4 : При посеве кукурузы и хлопчатника применяют сус- СН3СОСН3 = 1 : 4 достигается вполне приемлемая сте- пензию 11 : 22 : 11 [8]. В этой стране для приготов- пень удаления Fe2O3 – 99,4%, Al2O3 – 99,28%, SO3 – ления суспензий служит раствор 10 : 34, получаемый 99,54%, СаО – 93,62% и MgO – 82,81%. Высушенный из суперфосфорной кислоты. Однако применение су- осадок содержит 39,98% Р2О5, 9,30% СаО, 5,21% перфосфорной кислоты предопределяет высокую сто- MgO, 5,76% Fe2O3, 7,39% Al2O3 и 3,79% SO3. Она имость ЖКУ. вполне пригодна в качестве концентрированного PMg-удобрения пролонгированного действия. Из В Узбекистане из-за отсутствия концентриро- жидкой фазы ацетон легко отгонялся методом ванной Н3РО4 или жидких комплексных препаратов упарки под вакуумом и тем самым получена очи- в период вегетации растения обрабатывают суспен- щенная от примесей, концентрированная фосфорная зией, получаемой путем смешения и растворения в кислота с содержанием 35% Р2О5, что служила фос- воде твердых стандартных туков – карбамида, амми- фатным компонентом для жидких NPK-удобрений. ачной селитры, КАС, фосфатов аммония, суперфос- Процесс нейтрализации очищенной Н3РО4 осу- фата либо хлорида калия. ществляли аммиаком (100% NH3) в специальном ре- Одним из путей удешевления производства ЖКУ акторе до рН = 6,5. Измерение величины рН аммонизированных пульп проводили с помощью является замена дорогостоящей суперфосфорной кис- иономера марки И-130М с электродной системой из лоты на стандартную экстракционную фосфорную электродов ЭСЛ 63-07, ЭВЛ-1М3.1 и ТКА-7 с точ- кислоту (ЭФК) или продуктами её аммонизации. ностью до 0,05 единиц рН. При нейтрализации ЭФК Этими путями сейчас идет сейчас США [9]. аммиаком её температура повышается до 65-70оС. Полученная аммофосная пульпа служила базисным В Узбекистане в условиях отсутствия производ- раствором для получения комплексных смесей с за- ства суперфосфорной кислоты необходимо научиться данным соотношением питательных веществ. перерабатывать низкоконцентрированную ЭФК (16- 18% Р2О5) производства АО «Ammofos-Maxam» в Для получения жидких NPК-удобрений марок ЖКУ с различными соотношениями питательных N : Р2О5 : К2О = 1 : 0,5 : 0,3, 1 : 0,7 : 0,5 и 1 : 1 : 1 в компонентов. полученную аммофосную пульпу, имеющую темпера- туру 70оС дополнительно вводили гранулированную Целью настоящей работы является изучение со- аммиачную селитру (34,6% N), КАС-32 (32% N) и в става и свойств различных марок жидких NPK-удоб- последнюю очередь кристаллический КС1 (60% рений, полученных на очищенной аммофосной К2О) и перемешивали до состояния однородной пульпы, азотных и калийных солей. массы. Перед применением селитры и хлорида ка- лия их размалывали до размера частиц 0,25 мм. После В технических условиях на ЭФК [10] регламенти- аммонизации полученные продукты анализировали на рованы только нижний предел концентрации Р2О5, со- содержание: различных компонентов по известным держание сульфатной серы и твердого осадка. Кроме методикам [14]. Составы жидких NPК-удобрений сульфатной серы, в кислоте содержатся растворенные приведены в табл. 1. ионы Fe, Al, Са, Mg и F. Твердый осадок может со- держать сульфаты кальция, выпадающие при охла- Таблица 1. ждении кислоты, фосфаты железа и алюминия – (Fe,Al)3(H3О)Н8(PO4)6•6H2O, кремнефториды Na2SiF6, K2SiF6, NаKSiF6, чухровит CaSO4AlSiF13•10H2O, раль- стонит (Ca,Mg)NaAIF6·2H2O [11]. Во время аммониза- ции примеси, содержащиеся в осадке кислоты, переходят в раствор и реагируют с NН3 [12]. Химический состав жидких NРК-удобрений Соотношение Содержание компонентов, вес. % Р2О5усв. Р2О5водн. N : P2O5 : K2О Р2О5общ. Р2О5общ. Nобщ. Р2О5общ. Kобщ. % % Аммофосная пульпа (рН = 6.5) + Аммиачная селитра + КС1 1 : 0,5 : 0,3 19,12 9,56 5,74 99,85 99,78 1 : 0,7 : 0,5 15,88 11,11 7,94 99,95 99,75 1:1:1 12,14 12,14 12,14 99,91 99,73 Аммофосная пульпа (рН = 6,5) + КАС-32 + КС1 1 : 0,5 : 0,3 18,44 9,22 5,53 99,86 99,80 1 : 0,7 : 0,5 15,44 10,81 7,72 99,95 99,78 1:1:1 11,92 11,92 11,92 99,94 99,76 36

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Из неё видно, что в зависимости от вида азотной капиллярного вискозиметра ВПЖ-2 с погрешностью 0,2 отн. % в интервале температур 20-80С. добавки и марки композиции в продуктах сумма пи- Из табл. 2 видно, что в зависимости от весового тательных компонентов (N+P+К) составляет 33,19- соотношения N : Р2О5 : К2О при 20оС полученная суспензия имеет плотность от 1,384 до 1,401 г/см3 с 36,42%, из них 11,92-19,12% N, 5,53-12,14% К2О, применением в качестве азотного компонента – ам- Р2О5усв. : Р2О5общ. – 99,85-99,95% и Р2О5водн. : Р2О5общ.= миачной селитры, от 1,322 до 1,361 г/см3 с примене- 99,73-99,80%. При N : P2O5 : K2О = 1 : 1 : 1 суспензия нием КАС-32, соответственно. С повышением содержит по 12% питательных элементов при рав- температуры пульпы вплоть до 80оС этот показатель снижается монотонно. ных их количествах. Таблица 2. Далее определены плотность и вязкость NPК- пульп в зависимости от весового соотношения N : Р2О5 : К2О, значений рН пульп и температуры. Плот- ность ЖКУ устанавливали пикнометрическим мето- дом, кинематическую вязкость - с помощью Плотность жидких NРК-удобрений Соотношение Плотность, г/см3 (при температурах, °С) 70 80 N : P2O5 : K2О 20 30 40 50 60 Аммофосная пульпа (рН = 6.5) + Аммиачная селитра + КС1 1 : 0,5 : 0,3 1,401 1,394 1,388 1,381 1,375 1,368 1,362 1 : 0,7 : 0,5 1,387 1,380 1,374 1,367 1,361 1,355 1,349 1:1:1 1,384 1,378 1,371 1,365 1,358 1,35 1,346 Аммофосная пульпа (рН = 6,5) + КАС-32 + КС1 1 : 0,5 : 0,3 1,322 1,315 1,308 1,302 1,295 1,289 1,282 1 : 0,7 : 0,5 1,324 1,317 1,311 1,305 1,299 1,292 1,286 1:1:1 1,361 1,354 1,348 1,341 1,335 1,329 1,322 Чем выше температуры, тем ниже вязкость и 9,01-20,95 сПз для КАС-32), что обеспечивает воз- ЖКУ (табл. 3). Такая же закономерность отмечается можность их хранения, транспортировки и внесения при применении КАС-32. В любом случае при изу- в почву. чаемых параметрах пульпы сохраняют жидкотеку- чее состояние (3,53-9,70 сПз для аммиачной селитры Таблица 3. Вязкость жидких NРК-удобрений Массовое соотноше- Вязкость, сПз (при температурах, °С) 70 80 ние 20 30 40 50 60 Аммофосная пульпа (рН = 6,5) + Аммиачная селитра + КС1 N : P2O5 : K2О 1 : 0,5 : 0,3 9,70 7,87 6,63 5,78 5,05 4,63 4,37 1 : 0,7 : 0,5 7,86 6,19 5,15 4,42 3,89 3,46 3,26 1:1:1 8,93 7,17 5,82 4,90 4,13 3,72 3,53 Аммофосная пульпа (рН = 6,5) + КАС-32 + КС1 1 : 0,5 : 0,3 20,95 17,85 15,98 14,45 13,5 12,83 12,26 1 : 0,7 : 0,5 16,79 14,04 12,02 10,42 9,57 9,13 9,01 1:1:1 19,29 16,25 14,04 12,25 11,07 10,31 9,90 Таким образом, при всех соотношениях N: Р2О5 : 50оС. По данным потенциометра (Ri, Ом) вычисляли К2О и температур NPК-пульпы жидкотекучи и их удельную электропроводность χ = К/ Ri, где К – по- перекачка центробежными насосами не вызывает стоянная ячейки. Изменение удельной электропро- трудностей. водности (χ) всех марок ЖКУ в зависимости от Удельную электропроводность ЖКУ измеряли температуры (25-50оС) приведены в табл. 4. кондуктометрическим методом в стеклянной ячейке сопротивления с платиновыми электродами с помо- щью реохордного моста в интервале температур 20- 37

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. Таблица 4. Удельная электропроводность жидких NРК-удобрений Массовое соотноше- Удельная электропроводность, См/м (при температурах, °С) ние 25 30 35 40 45 50 N : P2O5 : K2О Аммофосная пульпа (рН = 6,5) + Аммиачная селитра + КС1 60,43 67,00 1 : 0,5 : 0,3 57,85 62,72 1 : 0,7 : 0,5 39,01 50,04 49,05 55,92 57,32 66,56 1:1:1 39,83 41,75 47,74 5,58 46,11 5,81 48,51 54,86 1 : 0,5 : 0,3 31,86 39,12 46,84 49,67 57,12 63,80 1 : 0,7 : 0,5 Аммофосная пульпа (рН = 6,5) + КАС-32 + КС1 1:1:1 22,41 30,28 35,75 41,43 24,39 33,46 39,36 42,74 28,33 37,42 45,12 51,98 Из данных таблицы 6 следует, что в зависимости электропроводности близки к известным жидким от изучаемых параметров (от вида азотного компо- удобрениям. нента, соотношения N : Р2О5 : К2О и температуры) удельная электропроводность NPК-суспензий нахо- В табл. 5 приведены результаты измерения дав- дится в пределах 22,41-67,00 См/м, То есть, ЖКУ на ления насыщенных паров над растворами ЖКУ в основе очищенной, упаренной ЭФК (35% Р2О5) по интервале температур 20-70оС. Таблица 5. Упругость паров жидких NРK-удобрений Массовое соот- Вид уравнения lgP=A- Давление паров (Па) при температуре, ношение (B/K), К=(273+°С, °С=20- К=( 273+°С, °C=20-70) N:P2O5:K2O 70) 293 303 313 323 333 343 1 : 0,5 : 0,3 Аммофосная пульпа (рН = 6.5) + Аммиачная селитра + КС1 18,80 1 : 0,7 : 0,5 18,50 lgP=7,8163-1943,8/Т 2,03 3,36 5,38 8,38 12,71 20,74 1:1:1 lgP=8,2447-2093,1/Т 1,68 2,89 4,81 7,75 12,13 22,65 1 : 0,5 : 0,3 18,61 1 : 0,7 : 0,5 lgP=8,3487-2111,8/Т 1,85 3,19 5,33 8,62 13,55 21,77 1:1:1 Аммофосная пульпа (рН = 6,5) + КАС-32 + КС1 lgP=13,341-3811/Т 0,29 0,77 1,95 4,65 10,51 9,36 lgP=12,087-3410,2/Т 0,37 0,91 2,07 4,51 11,10 lgP= 11,954-3341,2/Т 0,47 1,13 2,54 5,43 Из таблицы видно, что значения А и В в зависи- 2,74 и 0,29-22,65 Па (для NH4NO3 и КАС-32, соот- мости от весового соотношения N : Р2О5 и рН ветственно), что свидетельствует о малой их летуче- пульпы колеблются в пределах 7,8186-8,3487 и сти в условиях жаркого климата. 1943,8-2111,8 и 11,954-13,341 и 3341,2-3811,0, соот- ветственно для аммиачной селитры и КАС-32. Всё это позволяет сделать вывод о том, что при Упругость паров воды над жидкими удобрениями максимальных температурах хранения до 40оС, по- определяется в первую очередь, температурой и со- лучаемые жидкие NР-удобрения обладают малой левой массой растворов. Показано, что увеличение летучестью и могут храниться длительное время без концентрации Р2О5 по отношению к N приводит к заметному повышению упругости паров, вследствие изменения своих физико-химических свойств. возрастания массовой доли свободной воды в ЖКУ. Таким образом, очищенная и упаренная вполне Наиболее резкое возрастание давления пара наблю- дается при повышении температуры с 60оС и выше. подходит для получения ЖКУ. С целью повышения В любом случае, давление насыщенных паров изу- концентрации питательных элементов в качестве азотного компонента рекомендуется применять ам- чаемых ЖКУ в интервале 20-70С составляет 1,85- миачную селитру и КАС-32, а в качестве калийного компонента – хлористый калий. Список литературы: 1. https://www.agroinvestor.ru/technologies/article/33818-v-forme-vody-potreblenie-zhidkikh-udobreniy-v-rossii- prevysilo-770-tysyach-tonn/ 2. Кочетков В.Н., Андреев М.В., Янкин В.М. Производство жидких комплексных удобрений марки 10-34-0. // Химическая промышленность, 1980, №2. - С. 37-38. 38

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. 3. ТУ 6-08-414-78. Жидкие комплексные удобрения. 4. Пермитина Г.В., Полевкова Э.Г., Рябченко И.К., Явтушенко В.Е., Малахова Н.Н., Лембриков В.М. Произ- водство жидких и суспендированных комплексных удобрений. / Обзорная информация. Серия «Земледелие, химизация и мелиорация». - М: ВНИИТЭИСХ, 1979, 5с. 5. Леонова Т.М. Основные направления исследований в области суспензионных удобрений в США // Химиче- ская промышленность за рубежом, 1986, №5, с.31-47. 6. Бриедис П.Х., Биргелис А.Я. Суспензии – перспективный вид удобрений // Журнал ВХО им. Д.И.Менделе- ева, 1987, Т. 32, №4, с.416-419. 7. Номозов Ш.Ю., Алимов У.К., Намазов Ш.С., Сейтназаров А.Р., Беглов Б.М. Состав и свойства жидких ком- плексных NP-удобрений из Кызылкумской экстракционной фосфорной кислоты. // Узбекский химический журнал. - Ташкент, 2019. – №2. – С.14-22. 8. Смирнов Ю.А. Суспендированные удобрения за рубежом // Химия в сельском хозяйстве, 1987, №7, с.72-75. 9. Лембриков В.М., Малахова Н.Н. Жидкие комплескные удобрения. // Труды НИУИФ (к 85-летию НИУИФ). - Москва, 2004, с. 211-220. 10. ТУ 6-08-342-76. Кислота фосфорная экстракционная. 11. Портнова Н.Л., Кленицкий А.И., Кононов А.В. Реакции, протекающие при аммонизации экстракционной фосфорной кислоты // НИУИФ, М., 1979г, 9 стр. Деп. В ОНИИТЭХИМ, г.Черкассы, № 3275/79. 12. Кононов А.В., Трутнева Н.В., Ленева З.Л., Евдокимова Л.М. Количество и состав твердой фазы, образую- щейся при аммонизации экстракционной фосфорной кислоты из рядовых руд бассейна Каратау в интервале изменения рН 1,3-2,5 // Химическая промышленность, 1983, № 7, С.417-419. 13. Каршиев Б.Н., Кахаров Э.М., Намазов Ш.С., Сейтназаров А.Р. Очистка экстракционной фосфорной кислоты, полученной из мытого обожженного фосфоконцентрата ацетоном. // Композиционные материаллы. Узбекский научно-технический и производственный журнал. – Ташкент, 2018 г. – № 2. – С. 116-118. 14. М.М.Винник, Л.Н.Ербанова, П.М.Зайцев. Методы анализа фосфатного сырья, фосфорных и комплексных удобрений, кормовых фосфатов // М., Химия, 1975. - 218 с. 39

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. DOI: 10.32743/UniTech.2022.102.9.14230 ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДРЕВЕСНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ОБРАБОТАННЫХ АЗОТСОДЕРЖАЩИМИ И СЕРОСОДЕРЖАЩИМИ ОЛИГОМЕРНЫМИ АНТИПИРЕН-АНТИСЕПТИКАМИ Холбоева Азиза Ихитияровна PhD, Термезский государственный университет. Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Тураев Хайит Худайназарович д-р хим. наук, проф., Термезский государственный университет. Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Эшмуродов Хуршид Эсанбердиевич PhD, доц., Термезский государственный университет. Республика Узбекистан, г. Термез E-mail: [email protected] Якубова Дильфуза Тогаймурод кизи преподаватель, Термезский государственный университет. Республика Узбекистан, г. Термез STUDY OF THE PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF WOOD BUILDING MATERIALS TREATED WITH NITROGEN-CONTAINING AND SULFUR-CONTAINING OLIGOMERIC FIRE RETARDANT ANTISEPTICS Aziza Kholboeva PhD, Termez State University. Republic of Uzbekistan, Termez Hayit Turaev Doctor of Chemical Sciences, Professor, Termez State University. Republic of Uzbekistan, Termez Khurshid Eshmurodov PhD, docent, Termez State University. Republic of Uzbekistan, Termez Dilfuza Yakubova Teacher, Termez State University. Republic of Uzbekistan, Termez __________________________ Библиографическое описание: ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДРЕВЕСНЫХ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ, ОБРАБОТАННЫХ АЗОТСОДЕРЖАЩИМИ И СЕРОСОДЕРЖАЩИМИ ОЛИГОМЕРНЫМИ АНТИПИРЕН-АНТИСЕПТИКАМИ // Universum: технические науки : электрон. научн. журн. Холбоева А.И. [и др.]. 2022. 9(102). URL: https://7universum.com/ru/tech/archive/item/14230

№ 9 (102) сентябрь, 2022 г. АННОТАЦИЯ По результатам исследования стойкости к статическому сжатию древесных материалов, обработанных серо- содержащими антисептиками-антисептиками РО-1, РО-2, ДГТ-1, ДГТ-2 и ДГТ-3, образцы древесины, обработан- ные РО-1 сорта обрабатывали необработанной древесиной, механические свойства образцов оказались относительно низкими. ABSTRACT According to the results of a study of the resistance to static compression of wood materials treated with sulfur- containing antiseptics-antiseptics RO-1, RO-2, DGT-1, DGT-2 and DGT-3, wood samples treated with RO-1 varieties were treated with untreated wood, the mechanical properties of the samples turned out to be relatively low. Ключевые слова: Сера, РО-1, РО-2, ДГТ-1, ДГТ-2, ДГТ-3 жаропонижающие антисептики, древесные мате- риалы, сульфат аммония, меламин, уротропин. Keywords: Sulfur, RO-1, RO-2, DGT-1, DGT-2, DGT-3 antipyretic antiseptics, wood materials, ammonium sulfate, melamine, urotropin. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Элементарная сера реагирует с орга- сопротивляться воздействию внешних сил. К таким ническими соединениями с образованием различ- внешним воздействиям относятся тугоподвижность, ных элементоорганических соединений [1]. Реакции изгиб, изменение положения, сжатие. с органическими веществами в присутствии серы упоминаются в ряде литературы, и они могут обра- Сжатие и изгиб деревянных строительных мате- зовывать серосодержащие органические соедине- риалов считаются наиболее важными, а механиче- ния, формируя активный реакционный процесс ские свойства и характеристики деревянных одновременно в нескольких направлениях [2]. Мо- образцов, обработанных любыми методами, не мо- дификация поливинилхлорида серой в зависимости гут кардинально отличаться от сведений, приведен- от условий реакции позволяет получить олигомеры ных в литературе. Антипирены РО-1, РО-2, ДГТ-1, с содержанием серы от 2 до 57% от общей массы при ДГТ-2 и ДГТ-3 обрабатывали древесными (соснами) температуре 210-230°С [3,4]. строительными материалами и изучали их механи- ческие свойства. Важно, что механические свойства древесных композитов, устойчивых к огню и биологическому Полученные в ходе экспериментальных испыта- воздействию, полученных на основе местного сы- ний огнезащитно-антисептические растворы готовили рья, имеют хорошие показатели при сравнении со в различных количествах на водных и спиртовых свойствами аналогов. Важными считаются механи- растворах и изучали их устойчивость при статиче- ческие свойства деревянных строительных материа- ском изгибе на основании требований ГОСТ. лов, в основном понимаемые как способность Таблица 1. Прочность на статический изгиб деревянных материалов, обработанных серосодержащими антисептиками РО-1, РО-2, ДГТ-1, ДГТ-2 и ДГТ-3 Образцы Способ нанесения и количество Статическая прочность на изгиб, 1 2 Древесина МПа Древесина + РО-1 - 3 Древесина+ РО-1 Опрыскивание (10% спиртовой раствор) Древесина + РО-1 Замочить (10% спиртовой раствор) 78,6 Древесина+ РО-1 Опрыскивание (20% спиртовой раствор) 77,5 Древесина+ РО-2 Замочить (20% спиртовой раствор) 76,8 Древесина+ РО-2 Опрыскивание (10% спиртовой раствор) 76,5 Древесина+ РО-2 Замочить (10% спиртовой раствор) 75,3 Древесина+ РО-2 Опрыскивание (20% спиртовой раствор) 78,7 Древесина+ DGT-1 Замочить (20% спиртовой раствор) 79,1 Древесина+ DGT-1 Опрыскивание (10% спиртовой раствор) 79,6 Древесина+ DGT-2 Замочить (10% спиртовой раствор) 80,4 Древесина+ DGT-2 Опрыскивание (10% спиртовой раствор) 78,6 Древесина+ DGT-3 Замочить (20% спиртовой раствор) 78,6 Покрытие 79,8 80,3 76,5 В Таблице 1 материалы древесина были обрабо- олигомеров по сравнению со свойствами необрабо- таны 10-20%-ными растворами антипиренов-анти- танного образца Древесина (древесина+РО-1) пока- септиков, а механические свойства полученных зали меньшую прочность 1,1- 3,3 МПа при 41