tech-2019_05(62)

№ 5 (62) май, 2019 г. производство новые методы заготовки, консервиро- понентов, входящих в их состав, и различными физи- вания и хранения кормов (силосование, заготовка се- ческими, химическими и биологическими свой- нажа, химическое консервирование, ускоренная ствами каждого компонента. Большинство комби- сушка травы вентилированием, брикетирование, гра- кормов содержит не только несколько родов зерна, нулирование и др.), а также подготовки кормов к животных белков и жира (в виде рыбной, мясной, скармливанию (измельчение, обработка химикатами, кровяной и мясокостной муки и т.п.), травяную муку, запаривание, дрожжевание и др.). Многие процессы жмых или шрот, свекловичный жом, минеральные кормодобывания, подготовки и раздачи кормов меха- добавки (поваренную соль, соединения кальция, низированы. Решению многих вопросов кормление костную муку и др.), но и специальные добавки в сельскохозяйственных животных (составление кор- виде сложных премиксов, содержащих витамины, мовых планов, рационов, рецептов комбикормов и незаменимые аминокислоты, антибиотики, фермент- др.) способствует применение современных матема- ные препараты, антиоксиданты и т.д. [2]. тических методов, электронно-вычислительной тех- ники. Устойчивость комбикормов при хранении и про- должительность их хранения без заметного ухудше- В затратах на производство продуктов животно- ния кормовой ценности зависят от следующих при- водства стоимость кормов составляет большую часть чин: качества исходного сырья и пригодности его к (50—75%), поэтому внедрение в практику достиже- хранению; рецептуры и технологии приготовления; ний науки и передового опыта по кормлению сель- структуры; содержания влаги; факторов окружаю- скохозяйственных животных играет большую роль в щей cреды. снижении себестоимости продукции. Установлено, что при равных условиях хранения Современные методы ведения животноводства самосогревание в насыпи гранулированного комби- на промышленной основе требуют разработки мето- корма наступило в среднем на 15...20 суток раньше, дов кормления сельскохозяйственных животных, чем в рассыпном. Это можно объяснить большой обеспечивающих оптимальное течение обменных концентрацией влаги на поверхности гранулирован- процессов у животных при ещё более быстром росте ных комбикормов при перепадах температуры окру- их продуктивности и высоком использовании кор- жающего воздуха, в результате чего может быстрее мов. Многие научные учреждения проводят исследо- образоваться очаг самосогревания гнездового харак- вания для решения этих задач. тера. Комбинированные корма, имеющие исключи- Нами было исследовано изменение химического тельное значение в развитии животноводства и обес- состава комбикорма при хранении в течение трёх ме- печивающие сокращение затрат всех видов корма на сяцев (табл. 1). единицу продукции, являются более сложными и трудными объектами хранения, чем зерновые массы, Как видно, происходит уменьшение содержания мука и крупа. Объясняется это большим числом ком- белковых веществ и жира, увеличивается доля амми- ака. Повышается кислотность. Таблица 1. Изменение химического состава комбикормов при хранении Объем Продолжительность хра- Протеин, % Содержание Аммиак, мг % Кислотность град. ПК-65 нения, мес. ПК-51 11,8 Жир, % 7,6 3,2 0 9,6 20,2 5,0 3 3,9 3,8 18,7 2,8 8,9 5,7 0 12,6 23,1 3 4,2 3,0 Способностью разлагать белковые вещества об- Окислительное дезаминирование с образованием ладают многочисленные бактерии, актиномицеты и кетокислот и аммиака, грибы. Сначала белки расщепляются протеолитиче- скими ферментами вне клетки на отдельные фраг- 2RCH (NH2) COOH + O2 2RCОСОOH + 2 NH3 менты – пептиды, которые затем поглощаются клет- кой и дальше расщепляются до отдельных Восстановительное дезаминирование с образова- аминокислот. Аминокислоты используются микро- нием карбоновых кислот и аммиака: организмами или подвергаются дальнейшими изме- нениям, в результате которых дезаминируются, и по- RCH (NH2) COOH + H2O RCH2COOH + NH3 сле этого включаются в промежуточный обмен. Прочие дезаминирования (отщепления аммиака) мо- Дезаминирование с одновременным декарбокси- жет происходить различными путями. лированием: Гидроксилирование с образованием оксикислот RCH (NH2) COOH + H2O RCH2OH + СО2 +NH3 и аммиака: RCH (NH2) COOH + H2O RCH (OH) COOH + NH3 Продуктами декарбоксилирования являются СО2 и первичные амины к которым относится кадаверин, 50

№ 5 (62) май, 2019 г. образующийся из лизина, путресцин – из орнитина и Большинство аэробных микроорганизмов окис- агматин – из аргинина (питомаин, или трупный яд). ляют органические вещества в прогрессе дыхания до Из продуктов дезаминирования могут образоваться оксида углерода и воды, это полное окисление. При различные органические кислоты и спирты. Так, при неполном окислении в качестве продуктов обмена разложении аминокислот жирного ряда накаплива- выделяются лишь частично окисленные органиче- ются муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная и ские соединения, такие как кетокислоты, уксусная, другие кислоты. В аэробных условиях происходит глюконовая, фумаровая, лимонная, молочная кис- полное окисление жирных кислот с образованием лоты и ряд других соединений. Так как эти продукты СО2 и Н2О, в анаэробных условиях полное окисление сходны с образующимися при брожении (пропионо- жирных кислот невозможно и они накапливаются в вая, масляная, молочная и другие кислоты, то непол- среде. Некоторые жирные кислоты разлагаются на ное окисление органических веществ называют окис- оксид углерода и метан. При разложении аминокис- лительным брожением. лот ароматического ряда промежуточными продук- тами являются: фенол, крезол, скатол, индол - веще- Наибольший интерес представляет процесс по- ства, обладающие неприятным запахом. лучения уксусной кислоты при окислении этилового спирта уксуснокислыми бактериями. Они представ- При распаде серосодержащих аминокислот обра- ляют собой грамотрицательные, не образующие спор зуется сероводород и его производные – меркаптаны, палочки с перитирикнально или полярно располо- имеющие специфический запах тухлых яиц. Микро- женными жгутиками. Все они облигатные аэробы, организмы, осуществляющие глубокий распад бел- требовательные к питательному субстрату, распро- ков, называют гнилостными микроорганизмами. В странены главным образом на растениях. У бактерий нашем случае это грибы Aspergillus. рода, «ацетобактер» уксусная кислота накапливается в качестве промежуточного продукта для дальней- Под действием микроорганизмов и различных шего окисления. У бактерий рода Acetomonas Glu- физико-химических факторов среды происходит раз- conobacter уксусная кислота не подвергается даль- ложение жиров. Первая стадия гидролитического нейшему окислено до СО2 и Н2О. расщепления жира протекает под действиям неполи- тических ферментов и может быть представлена на Кроме этилового спирта к числу окисленных со- примере разложения тристеарина: единений относят другие одноатомные и многоатом- ные спирты – производные сахаров. Уксуснокислые С3Н5(С18Н35О2) + 3Н2О С3Н5(ОН)3 + 3С18Н36О2 бактерии окисляют первичные спирты в соответству- тристиарин глицерин стеариновая ющие жирные кислоты, а вторичные спирты – в ке- токислоты: кислота Жирные кислоты накапливаются в субстрате, по- СН3СН2ОН + О2 СН3СООН + Н2О этому о гидролизе жира можно судить по изменению СН3СНОНСН3 + О2 СН3СОСН3 + Н2О его кислотного числа – показателю содержания сво- бодных жирных кислот. Образующиеся в результате Многоатомные спирты окисляются уксуснокис- гидролиза глицерин и жирные кислоты претерпе- лыми бактериями в альдозы и кетозы, например: сор- вают дальнейшем изменения и могут окислится до бит – сорбоза, глицерин – диоксиацетон. Мицелиаль- оксида углерода и воды. Высокомолекулярные жир- ные грибы вызывают неполное окисление в случае ные кислоты разрушаются медленнее, но и они по- нарушения регуляции обмена веществ, часто наблю- степенно окисляются (особенно ненасыщенные). Не- даемой при избытке питательных веществ в суб- которые микроорганизмы, кроме липолитических страте. Во многих случаях достаточно понизить со- ферментов, образует фермент липоксигеназу, катали- держание какого ни будь микроэлементы, чтобы зирующую прогресс окисления некоторых ненасы- промежуточные продукты обмена грибов начали вы- щенных жирных кислот кислородом воздуха. В ре- деляться в среду. зультате образуются перекиси жирных кислот, легко подвергающиеся дальнейшему окислению с образо- Лимонная и глюконовая кислоты образуются ванием промежуточных продуктов – оксикислот, многими пеницилловыми и аспергилловыми гри- альдегидов, кетонов, придающих жиру неприятный бами. (прогорклый) вкус и запах. В результате установлено, что происходит Липолитической активностью обладают различ- уменьшение содержания белковых веществ и жира, ные группы микроорганизмов: бактерии, мицелиаль- увеличивается доля аммиака. Повышается кислот- ные грибы, некоторое дрожжи. Наиболее активно ность. расщепляют жиры бактерии рода Penicillium, осо- бенно Reudomonas, fluorescens, а также бактерии ро- Основные мероприятия, обеспечивающие сохра- дов Barillus, Clostridium. Из грибов значительной ли- нение качества и питательной ценности комбикор- политической активностью обладают Oidium lactis, мов, следующие: Cladosporium herbarum и многие виды Aspergillus, Penicillium, а также мукоральные грибы. При дли-  правильное размещение комбикормов, выпол- тельном хранении жиров в условиях, исключающих нение условий, предупреждающих слеживание ком- развитие микроорганизмов, их разрушение может бикормов, приготовленных по различным рецептам; происходить под влиянием света, кислорода воздуха.  систематическое наблюдение за состоянием комбикормов при хранении;  поддержание нормального состояния в скла- дах и на территориях предприятий, содержание в 51

№ 5 (62) май, 2019 г. должной чистоте всего оборудования, а также транс- портных средств. Список литературы: 1. Boboyev S.D., Аdizov R.T., Toirov B.B., Tursunova N.N. Оmixta yem ishlab chiqarish: Kasb – hunar kollejlari uchun o’quv qo’llanma. Тоshkеnt: “ILM. ZIYO”, 2004. – 272 b. 2. Бутковский В.А., Мельников Е.М. Технология мукомольного, крупяного и комбикормового производства. - М.:Агропромиздат, 1989.- 464 с. 3. Егоров Г.А. Технология муки, крупы и комбикормов. –М.: Колос, 1984. -376 с. 4. Мазник А.П., Хазина З.И. Справочник по комбикормам. –М.: Колос, 1982.-192 с. 52

№ 5 (62) май, 2019 г. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ РАЗРЫВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ХЛОПЧАТОБУМАЖНОЙ ПРЯЖИ ОТ СОСТАВА ШЛИХТУЮЩЕЙ КОМПОЗИЦИИ Раззоков Хасан Каландарович канд. техн. наук, доц. Бухарского государственного университета, Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] Назаров Сайфулла Ибодуллоевич канд. техн. наук, доц. Бухарского государственного университета, Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] Назаров Нурулло Ибодуллоевич преподаватель Бухарского государственного университета, Узбекистан, г. Бухара E-mail: [email protected] THE STUDY OF THE DEPENDENCE OF RUPTURE CHARACTERISTICS OF COTTON YARN FROM THE COMPOSITION OF THE DRESSING MATERIAL FOR COMPOSITION Hasan Razzakov Candidate of technical Sciences, associate Professor of Bukhara state University, Uzbekistan, Bukhara Sayfulla Nazarov Candidate of technical Sciences, associate Professor of Bukhara state University, Uzbekistan, Bukhara Nurullo Nazarov Teacher of Bukhara state University, Uzbekistan, Bukhara АННОТАЦИЯ В статье изучены физико-механические характеристики ошлихтованных хлопчатобумажных пряж, зависи- мость относительного уменьшения разрывного удлинения хлопчатобумажной пряжи от концентрации гидроли- зованного полиметилакрилата. ABSTRACT The article studies the physical and mechanical characteristics of banded cotton yarns, the dependence of the relative reduction of tensile elongation of cotton yarn from the concentration of hydrolyzed polymethylacrylate. Ключевые слова: крахмал, концентрация, крахмальный клейстер, шлихта, композиция, разрывная нагрузка. Keywords: starch, concentration, starch paste, dressing, composition, breaking load. ________________________________________________________________________________________________ Несмотря на большой объем исследований, по- В ряде исследований изучались зависимости священных вопросу шлихтования основ, существую- между разрывной нагрузкой и обрывностью, вынос- щие шлихтовальные составы имеют те или иные не- ливостью и обрывностью нитей при переработке на достатки, поэтому поиск новых технических ткацком станке. решений и изучение их свойств представляется пер- спективным как с практической, так и с научной точки зрения. __________________________ Библиографическое описание: Раззоков Х.К., Назаров С.И., Назаров Н.И. Изучение зависимости разрывных ха- рактеристик хлопчатобумажной пряжи от состава шлихтующей композиции // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 5(62). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7266

№ 5 (62) май, 2019 г. Поэтому представлял интерес вопрос изучения от состава шлихты показало, что повышение содер- зависимости полуцикловых разрывных характери- жания ПАА, ГПМА и ПВА в крахмальных составах стик (разрывной нагрузки и удлинения) от состава приводит к увеличению разрывной нагрузки и умень- шлихтующей композиции. шению разрывного удлинения ошлихтованных пряж за счет образования пленки на поверхности волокон. Одна из обоснованных теорий разрушения – ки- Однако повышение разрывной нагрузки не является нетическая теория прочности – гласит, что разруше- конечной целью. Оно должно находиться в таких ние является процессом, начинающимся с разрыва пределах, чтобы способствовать обеспечению нуж- одиночной молекулы, перенапряжения соседних, ного удлинения – не менее важного фактора в про- возникновения трещины и непрерывно происходя- цессе ткачества [2, с. 28]. щего ее роста, и что длительность сохранения це- лостности материалов или их долговечность пред- Чрезмерное же повышение прочности, как пра- ставляют собой сложную многофакторную вило, приводит к снижению удлинения и в итоге сни- зависимость, в первую очередь от структуры матери- жению эффективности шлихтования. Обычно после ала. В процессе ткачества разрывные характеристики шлихтования суровая пряжа приобретает высокую в основном определяются за счет проникновения прочность, а удлинение снижается. шлихтующих композиций вглубь пряжи, в резуль- тате чего происходит соединение отдельных воло- При этом надо учесть, что разрывная нагрузка кон, составляющих основу пряжи [1, с. 22]. должна повышаться не менее чем на 20-30%, разрыв- ное удлинение должно снижаться не более чем на Изучение зависимости разрывной нагрузки и 20%. удлинения ошлихтованных хлопчатобумажных пряж Рисунок 1. Зависимость прироста разрывной нагрузки хлопчатобумажной пряжи, ошлихтованной полимерной композицией, от концентрации ГПМА. Концентрации ПАА и ПВА – 5 и 2% соответственно. Содержание крахмала: 1-5, 2-6, 3-7% Рисунок 2. Зависимость относительного уменьшения разрывного удлинения хлопчатобумажной пряжи, ошлихтованной полимерной композицией, от концентрации ГПМА. Концентрации ПАА и ПВА – 5 и 2% соответственно. Концентрации крахмала: 1-5, 2-6, 3-7% 54

№ 5 (62) май, 2019 г. На рис. 1 и 2 показана зависимость прироста ному составу по вязкости, обладающего низким по- нагрузки и снижение разрывного удлинения от со- верхностным натяжением, высокими адгезионными держания ПАА, ГПМА и ПВА при различной кон- и хорошими сорбционными свойствами, обеспечива- центрации крахмала в композиции. Из рис. 1 следует, ющего получение ошлихтованных пряж с улучшен- что для обеспечения нужной нагрузки и разрывного ными физико-механическими свойствами, предло- удлинения для 5%-ной крахмальной шлихты количе- жена 5%-ная крахмальная шлихта с 5% ПАА, ГПМА ство ГПМА в шлихте не должно превышать 12%. Со- – 12% и ПВА – 2% от веса крахмала. Интересно от- держание ГПМА во всех опытах составляло 5% от метить, что прочностные свойства пряж, ошлихто- веса крахмала. ванных предложенными составами, существенно от- личаются от прочностных характеристик пряж, Поэтому в качестве оптимального состава крах- ошлихтованных 5-7%-ной крахмальной шлихтой без мальной шлихты, соответствующего 5% крахмаль- ПАА, (таблица). Таблица 1. Физико-механические характеристики ошлихтованных и неошлихтованных хлопчатобумажных пряж. Содержание ПВА – 2% от веса крахмала Шлихта Разрывная Разрывное удлине- нагрузка, Р, сН ние, % Неошлихтованная 96% 297 Крахмал % ГПМА ПАА 92 5 338 6 % от веса крахмала 87 7 346 85 5 -- 354 91 351 86 6 -- 372 81 384 77 7 -- 402 83 370 80 63 386 74 398 74 84 421 80 388 78 10 5 407 72 426 70 12 6 443 63 84 10 5 12 6 63 84 10 5 12 6 Таким образом, включение водорастворимых по- поверхности волокна в виде адгезионной пленки, она лимеров ПАА, ГПМА и ПВА в состав крахмальной должна обладать достаточной вязкостью, соответ- шлихты способствует сорбции и улучшению физико- ствующей промышленному требованию. механических, а также технологических характери- стик пряжи. Кроме того, чтобы шлихта оставалась на Список литературы: 1. Изучение влияния компонентов состава шлихты на механические свойства ошлихтованной пряжи / М.Р. Амонов, Х.К. Раззоков, О.У. Нурова, Равшанов // Композиционные материалы. – 2007. – № 2. – С. 21-23. 2. Исследование релаксационных свойств хлопчатобумажной пряжи, ошлихтованной полимерными компози- циями / М.Р. Амонов, Х.К. Раззоков, К.А. Равшанов и др. // Узбекский химический журнал. – 2007. – № 2. – С. 27-30. 55

№ 5 (62) май, 2019 г. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ НОВЫХ ФЛОТАЦИОННЫХ РЕАГЕНТОВ НА МИНЕРАЛЫ ФОСФОРИТОВЫХ РУД КЫЗЫЛКУМОВ ПРИ КОМБИНИРОВАННОМ ОБОГАЩЕНИИ Донияров Нодиржон Абдихакимович канд. техн. наук, доц., Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, Навоийская область, г. Навои E-mail: [email protected] Тагаев Илхом Ахрорович канд. с-х. наук, канд. техн. наук, доц., Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, Навоийская область, г. Навои Асроров Анвар Ахрорович старший преподаватель, Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, Навоийская область, г. Навои Муродов Ислом Нурбекович ассистент, Навоийский государственный горный институт, Республика Узбекистан, Навоийская область, г. Навои STUDYING THE INFLUENCE OF NEW FLOTATION REAGENTS ON THE MINERALS OF THE KYZYLKUM PHOSPHORITE ORE DURING COMBINED ENRICHMENT Nodirjon Doniyarov PhD, Associate Professor., Navoi State Mining Institute Uzbekistan, Navoi region, Navoi Ilhom Tagaev PhD, Associate Professor., Navoi State Mining Institute Uzbekistan, Navoi region, Navoi Anvar Asrorov Senior Lecturer, Navoi State Mining Institute Uzbekistan, Navoi region, Navoi Islom Murodov Assistant teacher, Navoi State Mining Institute Uzbekistan, Navoi region, Navoi АННОТАЦИЯ В статье рассматривается возможность получения концентрата по технологии комбинированного обогащения из низкосортных фосфоритовых руд Центральных Кызылкумов и подходящего препарата высококачественного фосфорсодержащего удобрения. ABSTRACT The possibility of obtaining the concentrate of the combined enrichment technology from low grade phosphorite ores of the Central Kyzylkum, suitable preparation of high-quality phosphorus-containing fertilizer is considered in the article. Ключевые слова: низкосортные фосфоритовые руды, обесшламливание, карбонатная флотация, фосфоритовая флотация, химическое обогащение, реагент, фомол, мыльный запас, концентрат, минеральные удобрения. Kеywords: low grade phosphorite ore, desliming, carbonate flotation, phosphorite flotation, chemical enrichment, reagent, fomol, soapstock, concentrate, mineral fertilizer. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Республика Узбекистан является стра- бы снижения его дефицита определяются возможно- ной интенсивного потребления фосфоритовых удоб- стями увеличения добычи руд на эксплуатируемых рений. Перспективы дальнейшего увеличения до- месторождениях и привлечением в производство бычи фосфоритного сырья для ликвидации или хотя низкосортных некондиционных фосфоритовых руд путем их обогащения. __________________________ Библиографическое описание: Изучение влияния новых флотационных реагентов на минералы фосфоритовых руд Кызылкумов при комбинированного обогащения // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Донияров Н.А. [и др.]. 2019. № 5(62). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7390

№ 5 (62) май, 2019 г. Анализ литературных данных показывает, что получения фосфоритовых концентратов, пригодных обогащение низкосортных фосфоритовых руд Цен- для производства минеральных удобрений. тральных Кызылкумов сложного минерально-петро- графического состава представляет собой одну из Как известно, для флотации окисленных минера- сложнорешаемых проблем вследствие недостаточ- лов используются в основном соли жирных кислот ной изученности флотационных свойств минераль- (олеиновая кислота). В экспериментах в качестве за- ных составляющих. Поэтому поиск нового дешевого менителя олеиновой кислоты был использован соап- флотореагента из местного сырья для разделения ми- сток (отход Каттакурганского масложирового комби- нералов с близкими флотационными свойствами яв- ната, Узбекистан) и заменитель синтетических ляется актуальной задачей. высших спиртов – фомол. Соапсток – натриевые соли жирных кислот (среднее число атомов в радикалах Следует отметить, что подавляющее большин- жирных кислот колебалось С10-С18), являющиеся ство руд в естественном виде далеко не удовлетво- производственным отходом масложировой промыш- ряют изложенным здесь требованиям ни по содержа- ленности, производственный расход которого со- нию Р2О5, ни по количеству вредных примесей. Суть ставляет 400 г/т. его состоит в концентрировании разными механиче- скими способами полезного минерала и удалении в В первом варианте кислая среда (рН=4-5,5) со- отвал (хвосты) вредных и балластных примесей [3]. здавалась фосфорной кислотой, которая одновре- менно являлась депрессором на фосфат. В данной работе рассмотрены возможности обо- гащения бедных фосфоритов с использованием про- Результаты опытов первого варианта экспери- цессов карбонатной и фосфоритовой флотаций для мента представлены в табл. 1. Таблица 1. Результаты карбонатной флотации фосфоритовой руды с применением H2PO5 (t=8 мин., расход соапстока – 500 г/т) № Продукты Выход, % Содержание Извлечение Условия опыта Р2О5, % Р2О5, % опыта 24,65 13, 8 20,4 Пенный продукт 75,35 17,6 79,6 рН=5÷5,5 100,0 16,7 100,0 1 Камерный продукт 23,39 12,14 19,3 рН=4,5÷5 76,61 17,6 80,7 Исходная руда 100,0 16,7 100,0 рН=4÷4,5 24,43 13,3 19,5 Пенный продукт 75,57 17,8 80,5 100,0 16,7 100,0 2 Камерный продукт Исходная руда Пенный продукт 3 Камерный продукт Исходная руда Во втором варианте кислая среда (рН=4-5,5) со- в камерном продукте составляет 17,8% при извлече- здавалась азотной кислотой. Результаты опытов в от- нии 81,2%. Расход азотной кислоты НNO3 при карбо- крытом цикле для второго случая представлены в натной флотации составляет 6 кг/т, что соответствует табл. 2. рН = 4,5-5,0. При флотации карбонатов в открытом цикле с за- Таблица 2. меной фосфорной кислоты азотной содержание Р2О5 Результаты карбонатной флотации фосфоритовой руды с применением HNO3 (t=8 мин., расход соапстока – 500 г/т) № опыта Продукты Выход, % Содержание Извлечение Условия опыта Р2О5, % Р2О5, % рН=5÷5,5 Пенный продукт 22,6 15,1 20,5 рН=4,5÷5 1 Камерный продукт 77,4 17,1 79,5 рН=4÷4,5 100,0 16,7 100,0 Исходная руда 23,9 13,1 18,8 Пенный продукт 76,1 17,8 81,2 2 Камерный продукт 100 Исходная руда 24,3 16,7 100,0 75,7 Пенный продукт 100 13,4 19,6 3 Камерный продукт 17,7 80,4 16,7 100,0 Исходная руда При флотации кальцита реагентом соапсток с 5,0, создаваемой азотной кислотой, наблюдается различными концентрациями (200-500 г/т) и рН=4,5- наибольшая активность флотации кальцита, тогда 57

№ 5 (62) май, 2019 г. как фосфат флотируется незначительно – в пределах кислой среде, что обусловлено физической сорбцией 11-12% (табл. 3). собирателя. Установлено, что селекция кальцита от фосфата может быть достигнута применением соапстока в Таблица 3. Результаты опытов по открытой схеме для карбонатной флотации (t = 8 мин., рН=4,5÷5,0) № Наименование Выход, Содержание Извлечение Расход продуктов % Р2О5, % Р2О5, % соапстока, г/т 22,0 12,1 15,0 Пенный продукт 78,0 19,4 85,0 200 17,8 100,0 1 Камерный продукт 100,0 300 11,4 19,3 Руда 30,0 20,5 80,7 400 70,0 17,8 100,0 Пенный продукт 100,0 500 10,3 16,2 2 Камерный продукт 28,0 20,7 83,8 72,0 17,8 100,0 Руда 100,0 12,0 21 Пенный продукт 31 20,3 79 69 17,8 100 3 Камерный продукт 100 Руда Пенный продукт 4 Камерный продукт Руда Фосфоритовая флотация проводилась в откры- (Р2О5 – 20,7%,) карбонатной флотации. В качестве ре- том цикле с использованием камерного продукта агента-собирателя для фосфатных минералов ис- пользовались олеат натрия и фомол. Таблица 4. Результаты фосфоритовой флотации камерного продукта с применением олеата натрия № Наименование Выход, Содержание Извлечение Расход продукта % Р2О5, % Р2О5, % олеата натрия, г/т 54,4 24,4 64,1 Концентрат 45,6 16,3 35,9 200 100 20,7 100 1 Хвосты 55,3 24,8 66,3 300 44,7 15,6 33,7 Камерный продукт 100 20,7 100 400 57,8 23,7 66,4 Концентрат 42,2 16,5 33,6 500 100 20,7 100 2 Хвосты 58,9 23,6 67,2 41,1 16,5 32,8 Камерный продукт 100 20,7 100 Концентрат 3 Хвосты Камерный продукт Концентрат 4 Хвосты Камерный продукт По литературным данным и результатам иссле- Основные научные результаты и рекомендации дований видно, что фосфатные минералы флотиру- выполненной диссертационной работы заключаются ются в щелочной среде. Для регулирования рН-среды в процессе фосфоритовой флотации добавили СаО. в следующем: Сначала опытами установили оптимальный расход 1. Установлено, что замена фосфорной кислоты реагентов олеата натрия и фомола при рН=9÷9,5. Ре- зультаты опытов по флотации фосфорита представ- азотной кислотой в условиях полного водооборота и лены в табл. 4 и 5. использование соапстока в качестве собирателя при флотации карбонатов позволяет получить сравни- Заключение. На основе выполненных исследо- тельно близкий по качеству и извлечению продукт по ваний дано решение научно-технической задачи по Р2О5. разработке и усовершенствованию технологии обо- гащения низкосортных фосфоритовых руд Кызылку- 2. Установлено, что при оптимальном расходе ре- мов, имеющее важное народно-хозяйственное значе- агентов (соапсток 400 г/т и «фомол» 300 г/т, азотной ние. кислоты 7 кг/т, жидкого стекла 300 г/т) можно полу- чить концентрат с содержанием Р2О5 24,5% при из- влечении 77,05%. 58

№ 5 (62) май, 2019 г. 3. Комплексными физико-химическими мето- 4. Определены факторы, влияющие на извлече- дами исследований выявлена возможность использо- ние кальцита и фосфата при карбонатной и фосфат- вания отходов масложиркомбината (соапсток) – как ной флотациях с предварительным удалением шла- флотореагента для флотации карбонатов – замени- мов из руд. Установлена возможность разделения теля олеиновой кислоты. Заменителем синтетиче- кальцита и фосфата регулированием кислотности ских высших спиртов при флотации фосфатных ми- (рН) среды. нералов рекомендован новый флотореагент «Фомол». Список литературы: 1. Абдурахмонов С.А., Абдурахмонов Э., Донияров Н.А. Обесшламливание низкосортных фосфоритовых руд Джерой-Сардара // Горный вестник Узбекистана. – 2009. – № 1. – С. 76-77. 2. Донияров Н.А. Обогащение низкосортных фосфоритовых руд Джерой-Сардара с применением отходов про- изводства // Горный вестник Узбекистана. – 2009. – № 1. – С. 82-83. 3. Шилаев В.П. Основы обогащения полезных ископаемых. – М.: Недра, 1986. – С. 247-255. 59

№ 5 (62) май, 2019 г. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА РАЗРУШЕНИЯ ВЫСОКОУСТОЙЧИВЫХ ВОДОНЕФТЯНЫХ ЭМУЛЬСИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ДЕЭМУЛЬГАТОРА В СОЧЕТАНИИ С МИКРОВОЛНОВЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ Адизов Бобиржон Замирович канд. техн. наук, докторант лаборатории «Коллоидная химия» Института общей и неорганической химии АН РУз, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Абдурахимов Саидакбар Абдурахманович д-р техн. наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории «Коллоидная химия» Института общей и неорганической химии АН РУз, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] OPTIMIZATION OF THE PROCESS OF DESTRUCTION OF HIGHLY RESISTANT WATER-OIL EMULSIONS WITH THE USE OF A DEEMULGATOR IN COMBINATION WITH MICROWAVE Bobirjon Adizov Candidate of technical sciences, doctoral candidate of the laboratory “Colloid chemistry” of the Institute of general and inorganic chemistry, Academy of sciences of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent Saidakbar Abdurakhimov Doctor of technical sciences, professor, chief researcher of the “Colloid chemistry” laboratory of the Institute of general and inorganic chemistry, Academy of Sciences of Uzbekistan, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Используя метода экстремального планирования эксперимента и применяя ЭВМ разработана блок-схема ал- горитма расчета комплексного показателя качества нефти направляемой к промышленной переработке и опти- мальных технологических режимов. ABSTRACT Using the method of extreme planning of the experiment and applying a computer, a flowchart has been developed for calculating a complex indicator of the quality of oil directed to industrial refining and optimal technological regimes. Ключевые слова: нефть, водонефтяная эмульсия, графоаналитика, функция, оптимизация, сверхвысокоча- стотная - излучения, деэмульгатор, омыленный хлопковый гудрон. Keywords: oil, water-oil emulsion, graphical analytics, function, optimization, ultra-high-frequency radiation, de- mulsifier, saponified cotton tar. ________________________________________________________________________________________________ В настоящее время в нефтедобывающей отрасли ( QH2O ), %; массовая доля механических примесей ведутся научно-исследовательские работы по опти- ( qМ .П. ), %; давление насыщенных паров ( РН .П. ), мизации технологических процессов на основе раз- мм.рт.ст. Кроме того, по ГОСТ 9965 - 76 [2] регла- ментируется массовая доля серы для высокосерни- работки их математических моделей, необходимых стых нефти. для их автоматического управления и регулирования. Безусловно, при такой многопараметричности показателей качества нефти, трудно выявить опти- Нефть, поставляемая на нефтеперерабатывающие за- мальные технологические режимы процессов её под- готовки. Для рационального решения такой сложной воды, контролируется по техническим условиям O`z задачи целесообразно, на наш взгляд, использовать DSt 3032:2015 [1], где основными характеристиками которых являются: концентрация хлористых солей ( С Cl ), мг/дм3; массовая доля остаточной воды соль __________________________ Библиографическое описание: Адизов Б.З., Абдурахимов С.А. Оптимизация процесса разрушения высокоустой- чивых водонефтяных эмульсий с использованием деэмульгатора в сочетании с микроволновым излучением // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. 2019. № 5(62). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7365

№ 5 (62) май, 2019 г. комплексный показатель качества нефти, который подготовки нефти (Di) можно определить по фор- охватывает практически все локальные показатели муле: качества, утвержденные стандартами [4]. Di  n d1i  d2i   dni (2) Нами, на основе стандартов [1-3] для нефти группы 1А, разработан графоаналитический метод где, di - безразмерный коэффициент i - того показа- комплексной оценки качества нефти, направляемой теля качества нефти; на промышленную переработку, с использованием функции Харрингтона [4]. n - количество локальных показателей качества нефти.  f ( y1)  exp exp(y1) (1) При этом необходимо соблюдать следующее не- равенство: На основе известной стратегии и методологии 0 < dni < 1,0 (3) квалиметрии качество нефти, направляемой на про- На рис. 1, представлен графоаналитический спо- соб преобразования частных показателей нефти в мышленную переработку, анализируется в два этапа: безразмерные величины (dni) с использованием функ- ции Харрингтона [5]. в начале определяются локальные показатели нефти, Для применения ЭВМ нами разработана блок- затем производится комплексная оценка качества в схема алгоритма расчета комплексного показателя качества нефти, направляемой к промышленной пе- целом. реработке, и оптимальных технологических режимов рассматриваемых процессов которая представлена При этом, преобразование натуральных значений на рис 2. показателей нефти ( С Cl , QH2O , qМ .П. , РН .П . и др.) в соль безразмерные величины (di) осуществляют с помо- щью безразмерной функции желательности Харринг- тона [4]. Причем, комплексный показатель качества Рисунок 1. Преобразование локальных Рисунок 2. Блок-схема алгоритма расчета и показателей нефти в комплексный показатель оптимизации комплексного показателя качества качества его подготовки нефти Из рис. 2, для применения ЭВМ нами разрабо- гических режимов рассматриваемых процессов Из- тана блок-схема алгоритма расчета комплексного по- вестно, что сложный технологический режим про- казателя качества нефти, направляемой к промыш- цессов подготовки нефти, особенно с использова- ленной переработке, и оптимальных техноло- нием нового деэмульгатора в сочетании с микроволновым излучением, требует определения их 61

№ 5 (62) май, 2019 г. оптимальных значений на основе использования ме- показатель качества подготовки нефти (Di), а в каче- тодов экстремального планирования эксперимента стве переменных факторов выбраны: Х1 - расход де- [6]. эмульгатора (Д - 3), г/т; Х2 - мощность СВЧ - обра- ботки, Вт; Х3 - время микроволнового излучения, Поэтому, для поиска оптимальных технологиче- мин; Х4 – расход флокулянта (омыленный хлопковый ских режимов деэмульгирования устойчивой ВНЭ, гудрон (ОХГ)), г/т. например, Джаркурганских месторождений, нами использован метод экстремального планирования В табл. 1, представлены значения уровней фак- эксперимента с использованием 1/2 реплики от пол- ного факторного эксперимента (ПФЭ) 24-1 [7]. торов и интервалов варьирования выбранных пере- При этом в качестве критерия оптимизации рас- менных факторов Х1÷Х4. сматриваемого процесса использовали комплексный Таблица 1. Значения уровней факторов Х1 ÷ Х4 и интервалов их варьирования Переменные фак- Основной уровень Единица варьиро- Уровень торы (нулевой) вания Нижний Верхний Х1, г/т 50 10 (-) (+) Х2, Вт 500 500 40 60 Х3, мин 15 5 400 600 Х4, г/т 20 5 10 20 15 25 ксперименты проводили согласно принятой рандомизированной матрице на двух параллельных пробах. Ре- зультаты представлены в табл. 2. Таблица 2. Результаты деэмульгирования устойчивой ВНЭ Джаркурганских месторождений деэмульгатором Д - 3 в сочетании с микроволновым излучением № опыта Переменные факторы Парное взаимодействие Критерий оптимизации Х0 Х1 Х2 Х3 Х4 Х1Х2= Х1Х3= Х2Х3=Х1Х4 у/ у// ỷср ŷвыч Х3Х4 Х2Х4 1+ + + - - + - - 0,70 0,68 0,69 0,6895 2+ - - - - ++ + 0,55 0,57 0,56 0,5605 3+ + - - + - - + 0,61 0,59 0,60 0,5995 4+ - + - + - + - 0,63 0,61 ,062 0,6205 5+ + + + + + + + 0,65 0,63 0,64 0,6405 6+ - - + + + - - 0,51 0,53 0,52 0,5195 7+ + - + - - + - 0,59 0,57 0,58 0,5805 8+ - + + - - - + 0,58 0,60 0,59 0,5895 Вi 0,6 0,0275 0,035 -0,0175 -0,005 0,0025 0,0005 -0,0025 Полученные результаты обрабатывали в виде n следующего уравнения регрессии [8]:  xij yi вi i 1 у  в0  в1х1  в2 х2  в3х3   (5)  в4 х4  в1,2 х1,2  в1,3х1,3   N (4) где: у - критерий оптимизации, т.е. функция отклика; где, i и j - номера фактора и опыта, соответственно; в0 и вi - нулевой и i - тый коэффициенты рассчи- N - число опытов (в нашем случае N = 8). По формуле (5) подсчитаны коэффициенты урав- тываемого уравнения регрессии, которые вычисля- нения регрессии, которые представлены в табл. 3. ются по формуле: 62

№ 5 (62) май, 2019 г. Таблица 3. Показатели уравнения регрессии У Значение Наименование показателя 1,0 n 0,5 0,6789  Si2 У 0,38 i 1 0,13 λэкс 1,0 λтабл [ ] 3,8 N SR  SR2i i 1 S Fрасч Fтабл Далее, дисперсию при определении У для каж- У = 0,6 + 0,0275·Х1 + 0,035·Х2 - 0,0175·Х3 - 0,005·Х4 дого опыта вычисляли по формуле: (10) n (6) Как видно, коэффициенты парного взаимодей- ствия факторов на У влияют незначительно. (Уi У )2 По количественному вкладу в критерий оптими- S 2 У  i1 n 1 зации У изученные переменные факторы располага- ются в следующем порядке убывания: где, У - среднее арифметическое значение критерия Х2 > Х1 > Х3 > Х4 (11) оптимизации; n - число параллельных опытов (в нашем случае Следовательно, роль микроволнового излучения (Х2) является более сильной, чем расход деэмульга- n = 2). тора Д-3 (Х1). Другие изученные факторы (Х3 и Х4) Критерий Кохрена [9] определяли по формуле: оказались относительно менее значимыми.  S2 (7) Адекватность полученного уравнения регрессии max n У истинной поверхности отклика сравнения экспери-  Si2 i 1 ментального критерия Фишера (Fэкс) с его табличным (Fтабл) значением [11]. Результаты вычислений критерия Кохрена для данных табл. 2 были представлены в табл. 3. Поэтому определяли остаточную дисперсию (SRi) для всех опытов по формуле [12]: Из табл. 3 видно, что λэкс меньше λтабл в несколько раз. Это свидетельствует о том, что за величину дис- Fэкс  S (12) персии можно использовать среднее значение экспе- риментов. S 2 У Следовательно, находим среднюю дисперсию При этом SRi определяли по формуле: коэффициентов уравнения регрессии У по формуле: n SRi N  Уi У 2 (13) i 1  i  Si2 У (8)  (14)  (15) S 2 У  i1 N Отсюда: Отсюда, S  SR S Bi   225 105  0, 0015 fR fR  W  K 1 Как видно, значение коэффициентов уравнения где, N, K, fR - число опытов, факторов и степени сво- регрессии У, оцененное по критерию Стьюдента - боды (в нашем случае N = 8, K = 4 и fR =3). Фишера (при φ = 8 и уровне значимости α = 0,95) [10] равно: В табл. 3, представлены данные по оценке адек- В = 2,31 · 0,0015 = 0,0035 (9) ватности уравнения регрессии У рассматриваемому Поэтому, рассчитываемое уравнение регрессии процессу при значении, α = 0,95 где критерий Фи- У после сокращения незначимых коэффициентов имеет вид: шера равен 3,8 [13]. Как видно из табл. 3, значение Fрасч<<Fтабл, что подтверждает адекватность полученного уравнения регрессии У истинной поверхности отклика. 63

№ 5 (62) май, 2019 г. Из данных табл. 2, видно, что в опыте 1 достиг- Учитывая то, что в опыте 1 получены наилучшие нуто высокое значение комплексного показателя ка- результаты по деэмульгированию высокоминерали- чества нефти, полученной после деэмульгирования с зованной устойчивой ВНЭ Джаркурганских место- Д-3 в сочетании с микроволновым излучением. Это рождений нефти, нами выбраны его режимы в каче- подтверждает, что нет нужды проводить «крутое вос- стве оптимальных. хождение» по плану второго порядка. Таким образом, выявлены следующие оптималь- В табл. 3, представлены результаты расчета пока- ные технологические режимы процесса деэмульги- зателей адекватности уравнения У реальному про- рования высокоминерализованной устойчивой ВНЭ цессу деэмульгирования устойчивой ВНЭ Джаркур- Джаркурганского месторождения с использованием ганского месторождения нефти в присутствии предлагаемого деэмульгатора Д-3 в сочетании с мик- деэмульгатора Д-3 в сочетании с СВЧ- излучением. роволновым излучением: Расчеты сравнивались при λ = 0,95, где табличное Х1 = 40 г/т; Х2 = 75 об/мин; Х3 = 600 Вт и Х4 = 20 г/т. значение критерия Фишера равно 3,8 [14]. Как видно, Fрасч << Fтабл, т.е. полученное уравне- ние регрессии У адекватно описывает истинную по- верхность отклика. Список литературы: 1. ТУ O`z DSt 3032:2015 Нефть, поставляемая на нефтеперерабатывающие заводы. 2. ГОСТ 9965-76. Техническое условия. Нефть поставляемая на нефтеперерабатывающие заводы. – М.: Стан- дарт, 1976. – 12 с. 3. ТУ TSH 39.0-176: 1999. Нефть, поставляемая на нефтеперерабатывающие заводы. 4. Азгальдов Г.Г. Теория и практика оценки качества товаров. Основы квалиметрии. – М.: Экономика, 1982. - 256 с. 5. Абдурахимов С.А., Адизов Б.З. Комплексная оценка качества подготовки нефти к промышленной перера- ботке // Узбекский журнал нефти и газа. - Ташкент, 2007. - №4. - С. 31 – 32. 6. Иванов В.В., Березовский А.М., Задина В.К., Здоренко Л.Д., Лепеха Н.П. Методы алгоритмизации непрерыв- ных производственных процессов. – М.: Наука, 1975. – 400 с. 7. Кафаров В.В., Дорохов И.Н. Системный анализ процессов химической технологии. Основы стратегии. – М.: Наука, 1976. -500 с. 8. Островский Г.М., Волин Ю.М. Методы оптимизации сложных химико – технологических схем. – М.: Химия, 1970. - 328 с. 9. Хартман К., Лецкий Э., Шифер В. Планирование эксперимента в исследовании технологических процессов. – М.: Мир, 1977.-552 с. 10. Рузинов Л.П., Слободчикова Р.И. Планирование эксперимента в химии и химической технологии. – М.: Хи- мия, 1980. - 280 с. 11. Хамханов К.М. Основы планирование эксперимента. Улан-Уэд: 2001. - 50 с. 12. Калимов В.В., Чернова И.М. Статические методы планирования экстремальных экспериментов. – М.: Наука, 1965. - 125 с. 13. Иванов А.З., Круг Г.К., Финаретов Г.Ф. Статистические методы в инженерных исследованиях: Регрессион- ный анализ. – М.: Статистика, 1977. – 78 с. 14. Дрейпер Н., Смит Т. Прикладной регрессионный анализ. – М.: Статистика, 1973. - 392 с. 64

№ 5 (62) май, 2019 г. ИССЛЕДОВАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННОГО СЕРНОГО БЕТОНА ДЛЯ ДОСТИЖЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННОЙ УСТОЙЧИВОСТИ Бекназаров Хасан Сойибназарович д-р техн. наук, ведущий научный сотрудник Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии, Республика Узбекистан, Ташкентская область, Ташкентский р-н, п/о Шуро-базар E-mail: [email protected] Джалилов Абдулахат Турапович д-р хим. наук, акад. АН РУз, Ташкентский научно-исследовательский институт химической технологии, Узбекистан, г. Ташкент Каримов Масъуд Убайдулла угли д-р техн. наук, начальник отдела технологии Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии, Республика Узбекистан, Ташкентская область, Ташкентский р-н, п/о Шуро-базар Соттикулов Элёр Сатимбаевич докторант Ташкентского научно-исследовательского института химической технологии, Республика Узбекистан, Ташкентская область, Ташкентский р-н, п/о Шуро-базар STUDY OF MODIFIED SULFUR CONCRETE TO ACHIEVE INDUSTRIAL STABILITY Hasan Beknazarov Doctor of Technical Sciences Leading Researcher, Tashkent Research Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent region, Tashkent district, p/o Shuro Bazaar Abdulahat Djalilov D.Sc., Academician, Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, Uzbekistan, Tashkent Mas’ud Karimov Doctor of Technical Sciences Head of Technology, Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent region, Tashkent district, p/o Shuro Bazaar Elyor Sottikulov doctoral student, Tashkent Scientific Research Institute of Chemical Technology, Republic of Uzbekistan, Tashkent region, Tashkent district, p/o Shuro Bazaar АННОТАЦИЯ В работе говорится об использовании модифицированной серы в качестве связующего для серного бетона. Установлено, что модифицированный серобетон достигает примерно 80,2% предела прочности за один день за- ливки. Это сопротивление продолжает расти со временем, но с меньшей скоростью. ABSTRACT We used modified sulfur as a binder for sulfur concrete. It is established that the modified sulfur concrete reaches approximately 80.2% of the ultimate strength per day of pouring. This resistance continues to grow with time, but at a slower rate. Ключевые слова: сера, модификация, серобетон, портландцемент. Keywords: sulfur, modification, sulfur concrete, portland cement. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Портландцемент (ПЦ) является Сера и ее производные считаются одними из са- наиболее широко используемым бетоном в строи- мых важных элементов, используемых в качестве тельной отрасли. Тем не менее ПЦ имеет короткий промышленного сырья во всем мире [1]. Серу приме- срок службы в некоторых агрессивных средах, что няют в основном в сельскохозяйственной промыш- приводит к необходимости дорогостоящего ремонта. __________________________ Библиографическое описание: Исследование модифицированного серного бетона для достижения промышлен- ной устойчивости // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Бекназаров Х.С. [и др.]. 2019. № 5(62). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7389

№ 5 (62) май, 2019 г. ленности в качестве удобрения и в различных хими- и солевым агентам, что позволяет использовать их в ческих процессах, но также возможно ее применение высокоагрессивных средах [4,5,6]. Кроме того, меха- и в обрабатывающей промышленности (фармацев- нические свойства серных цементов могут быть тика, средства личной гигиены, косметика, очистка улучшены за счет включения различных добавок для воды и т.д.). Сера в естественном виде содержится в получения так называемых модифицированных сер- окружающей среде и находится в числе десяти ных цементов. наиболее распространенных элементов в земной коре [1–3]. Поскольку потребление ископаемого топлива Целью данного исследования было внедрение увеличивается во всем мире, при добыче нефти и газа местных материалов в промышленное производство образуется сера в качестве побочного продукта, ко- модифицированного серобетона (MCБ) с улучшен- торый используется как связующее в композицион- ными характеристиками. ных строительных материалах, таких как асфальт и бетон [4]. Фактически серные цементы были при- Методическая часть. Элементарная сера с чи- знаны обеспечивающими хорошую устойчивость к стотой 99,9%, удельным весом 1,032 г/см3 и другими химическому воздействию, имеющими быстрое от- компонентами использовалась в качестве связую- верждение (то есть достигающими требуемых щего. Серу модифицировали с пиролизным дистил- свойств всего за 24 часа), высокую прочность и уста- лятом, состоящим из олефиновых углеводородов. лостную стойкость, очень низкую водопроницае- Полученные образцы представляли собой песчано- мость и исключительную устойчивость к кислотным кремнистый речной гравий в виде мелких и крупных фракций и были получены из местных каменных ка- рьеров с максимальным размером частиц ¾ (рис. 1). Рисунок 1. Образцы из серного бетона Образцы из серобетона подвергали воздействию MCБ может считаться экологически чистым матери- растворов серной кислоты (H2SO4) и сульфата аммо- алом, поскольку он может заменить портландцемент ния (NH4)2SO4 в концентрации 40% для моделирова- в нескольких строительных приложениях. ния условий промышленной среды. MCБ развивает около 80% предела прочности Результаты и их обсуждение. Одним из основ- при сжатии всего через несколько часов после ных преимуществ MCБ перед ПЦ является его долго- отливки и обычно от 80 до 95% через 24 часа [7]. В вечность в большинстве кислых и солевых сред, осо- этой работе исследования проводились на двух бенно на промышленных предприятиях, где одинаковых образцах, отвержденных за 3, 7, 14 и 28 обычный ПЦ имеет короткий срок службы. Помимо дней. Средняя прочность на сжатие и ее эволюция с промышленных предприятий, MCБ применяют в со- течением времени для всех образцов показаны в оружениях при циклах замораживания и оттаивания, таблице 1. Как видно из таблицы 1, средняя на объектах пищевой промышленности, при изготов- прочность на сжатие, полученная за 3 дня, составила лении канализационных труб, дренажных каналов и 33 МПа и 41 МПа за 28 дней. Результаты согласуются морских сооружений. Что касается устойчивости, с процентом прочности на сжатие, рассчитанным как 80,5% по сравнению со значением 28 дней, как приведены в других работах [8,9]. 66

№ 5 (62) май, 2019 г. Таблица 1. Прочности на сжатие для образцов MCБ № Время, день Средняя прочность на сжатие, МПа Стандартное отклонение, МПа 13 33,25 0,16 27 37,62 0,67 3 14 39,43 2,23 4 28 41,33 0,98 Испытания на долговечность образцов MCБ мм, погруженных в 40%-ный раствор серной кислоты были проведены путем измерения массы образца че- и сульфата аммония. Полученные значения измене- рез 3, 7, 14 и 28 дней и сравнения ее с начальным зна- ния массы вследствие погружения были низкими, что чением (до погружения), полученные результаты по- говорит о том, что образцы после воздействия кислой казаны на рис. 2 и 3. Потеря массы была рассчитана и сульфатной сред не показали какого-либо ухудше- для квадратных образцов MCБ размером 10х10х10 ния, как это было в работе [4]. Масса, г Рисунок 2. Изменение массы во время погружения в 40%-ный H2SO4 40 % (NH4)2SO4 25 До испыт. После испыт. 24,5 24 23,5 23 22,5 22 Испы3 туемое время7в химическом1р4астворе, день28 Рисунок 3. Изменение массы во время погружения в 40%-ный (NH4)2SO4 67

№ 5 (62) май, 2019 г. Результаты ухудшения свойств MCБ были оце- массы после погружения в раствор были немного нены путем сравнения результатов прочности на выше в обоих случаях, но оставались в пределах ожи- сжатие при различном времени погружения в рас- даемых значений. Кроме того, трещин или поврежде- творы и прочности на сжатие контрольных образцов, ний не наблюдалось после того, как образцы подвер- погруженных в обычную воду. Была рассчитана по- гались экстремальным условиям воздействия во теря массы и прочности на сжатие, полученные ре- время испытания. Что касается результатов прочно- зультаты приведены в таблице 2. Результаты по проч- сти на сжатие, как показано в таблице 2, средние зна- ности на сжатие, по-видимому, слегка зависят от чения снизились на 0,12-0,22% в 40% -ном растворе погружения в агрессивные среды, и контрольные об- H2SO4 и на 0,02-0,7% в 40%-ном (NH4)2SO4, анало- разцы ведут себя аналогично другим образцам с уве- гично результатам, приведенным в работах [4, 7,8]. личением времени погружения, демонстрируя высо- кую химическую стойкость MCБ. Средние значения Таблица 2. Результаты испытаний на долговечность при погружении образцов в химические растворы: потеря массы и потеря прочности на сжатие после погружения Прочности Прочность на Потеря проч- сжатие после ности при Время, Растворы Вес до погру- Вес после по- Потеря на сжатие до погружения сжатии (%) день 40 %-ном жения, (г) гружения, (г) массы, % погружения (МП) -2,64 3 Н2SO4 34,13 -0,16 7 (МПа) 0,12 14 40 %-ном 37,68 0,22 28 (NH4)2SO4 24,5 24,3 0,81 33,25 -0,17 3 39,38 -0,73 7 21,4 21,6 -0,93 37,62 0,02 14 41,27 -0,24 28 23,4 23,7 -1,28 39,43 34,59 25,1 25,3 -0,79 41,36 37,11 23,1 23,1 0 34,53 40,36 24,4 24,5 -0,40 36,84 41,15 23,6 23,7 -0,42 40,37 24,1 24,2 -0,41 41,05 Заключение. Таким образом, полученные ре- ливки. Это сопротивление продолжает расти со вре- зультаты дают основания утверждать, что, используя менем, но с меньшей скоростью. Никаких значитель- экспериментально полученные данные, можно разра- ных изменений в весе единицы или прочности на батывать различные конструкционные строительные сжатие не наблюдалось для образцов после испыта- материалы и смеси MCБ в зависимости от желаемой ния на долговечность в двух агрессивных средах, что прочности на сжатие и для минимизации затрат. свидетельствует о высокой химической стойкости MCБ. Результаты прочности на сжатие снизились на Модифицированный серобетон достигает при- 0,12-0,22% в 40%-ном растворе H2SO4 и на 0,02-0,7% мерно 80,2% предела прочности за один день за- в 40%-ном (NH4)2SO4. Список литературы: 1. An Introduction to Sulphur. Available online: https://www.sulphurinstitute.org/learnmore/sulphur101.cfm (accessed on 24 August 2018). 2. Charlson R.J., Anderson T.L., McDuff R.E. The sulfur cycle. Earth Syst. Sci. From biogeochem. Cycles Glob. Chang. 2000. Vol. 72. Р. 343-359. 3. El Gamal M.M., El-Dieb A.S., Mohamed A.M.O., El Sawy K.M. Performance of modified sulfur concrete exposed to actual sewerage environment with variable temperature, humidity and gases. J. Build. Eng. 2017. Vol. 11. No 1-8. 4. Khademi A.G., Imani H. Comparison of Sulfur Concrete, Cement Concrete and Cement-sulfur Concrete and their Properties and Application. Curr. World Environ. 2015. Vol. 10. Р. 63-68. 5. Loov R.E., Vroom A.H., Ward M.A. Sulfur Concrete–A New Construction Material. J. Prestress. Concr. Inst. 1974. Vol. 19. Р. 86-95. 6. Shin M., Kim K., Gwon S.W., Cha S. Durability of sustainable sulfur concrete with fly ash and recycled aggregate against chemical and weathering environments. Constr. Build. Mater. 2014. Vol. 69. Р. 167-176. 7. Vlahovic M.M., Martinovic S.P., Boljanac T.D., Jovanic P.B., Volkov-Husovic T.D. Durability of sulfur concrete in various aggressive environments. Constr. Build. Mater. 2011. Vol. 25. Р. 3926-3934. 8. Vlahovi´c M.M., Savi´c M.M., Martinovi´c S.P., Boljanac T., Volkov-Husovi´c T.D. Use of image analysis for du- rability testing of sulfur concrete and Portland cement concrete. Mater. Des. 2012. Vol. 34. Р 346-354. 9. National Minerals Information CenterAvailable at: Электронный ресурс. Режим доступа - https://miner- als.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/sulfur /myb1-2015-sulfu.pdf (accessed on 24 August 2018). 68

№ 5 (62) май, 2019 г. ГОМОГЕННО-КАТАЛИТИЧЕСКИЙ СИНТЕЗ ВИНИЛХЛОРИДА Вапоев Хуснитдин Мирзоевич заведующий кафедрой «Химическая технология» химико-металлургического факультета Навоийского государственного горного института, Республика Узбекистан, г. Навои Мухиддинов Баходир Фахриддинович проф. кафедры «Химическая технология» химико-металлургического факультета Навоийского государственного горного института, Республика Узбекистан, г. Навои Жураев Шохрух Тулкинович докторант кафедры «Химическая технология» химико-металлургического факультета Навоийского государственного горного института, Республика Узбекистан, г. Навои Турдиева Одина Джураевна доцент кафедры «Химическая технология» химико-металлургического факультета Навоийского государственного горного института, Республика Узбекистан, г. Навои HOMOGENE-CATALYTIC SYNTHESIS OF VINYL CHLORIDE Khusnitdin Vapoyev Chairman of department “Chemical technology”, Chemical and metallurgical faculty of Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi Bahodir Muhiddinov professor of “Chemical technology” department, Chemical and metallurgical faculty of Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi Shokhrukh Jurayev PhD student of “Chemical technology” department, Chemical and metallurgical faculty of Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi Odina Turdiyeva associate professor of “Chemical technology” department, Chemical and metallurgical faculty of Navoi State Mining Institute, Uzbekistan, Navoi АННОТАЦИЯ В статье приводятся результаты систематического исследования синтеза хлористого винила на основе аце- тилена и хлористого водорода гомогенно-каталитическим методом. Изучены условия синтеза хлористого винила в зависимости от природы и количества катализаторов и от соотношения реагирующих веществ. Показано, что с увеличением содержания меди в катализаторе возрастает выход основного продукта и при этом оптимальным соотношением ацетилен хлористый водород является 1,0:1,1. ABSTRACT In this article presented the results of the study of the systematic synthesis of vinyl chloride based on acetylene and hydrogen chloride by a homogeneous catalytic method. The synthesis of chlorinated vinyl from the nature and amount of catalysts and from the ratio of reactants was investigated. It was revealed that with an increase in the copper content in the catalyst, the yield of the main product increases and the optimal ratio acetylene hydrogen chloride is 1.0: 1.1. Ключевые слова: хлористый винил, ацетилен, хлористый водород, гомогенно-каталитический метод, гид- рохлорирование, катализатор, однохлористая медь. __________________________ Библиографическое описание: Гомогенно-каталитический синтез винилхлорида // Universum: Технические науки: электрон. научн. журн. Вапоев Х.М. [и др.]. 2019. № 5(62). URL: http://7universum.com/ru/ tech/ar- chive/item/7391

№ 5 (62) май, 2019 г. Keywords: vinyl chloride, acetylene, hydrogen chloride, homogeneous catalytic method, hydrochlorination, catalyst, temperature, ratio of reactants, yield, acetaldehyde, organic medium. ________________________________________________________________________________________________ Введение. Винилхлорид является одним из круп- образованию винилацетилена. Чтобы подавить эту нейших по объему органических полупродуктов ми- реакцию, параллельную синтезу хлорпроизводного, рового химического производства, уступая лишь эти- необходима высокая концентрация HCl, в связи с чем лену (150 млн тонн в 2017 году), пропилену (60 млн катализатор должен быть растворен в концентриро- тонн в 2015 году), метанолу (48-49 млн тонн в 2010 ванной соляной кислоте. В ходе процесса непре- году), бензолу (50,95 млн тонн в 2017 году) [1; 4]. рывно «укрепляют» кислоту, подавая газообразный Производство винилхлорида стоит на третьем месте хлорид водорода. Каталитическое действие солей после полиэтилена и окиси этилена по значимости ртути и меди на реакцию гидрохлорирования объяс- направления использования этилена как важнейшего няют образованием координационных соединений. химического сырья и составляет 11,9% его мирового потребления (по данным на 2015 год). По прогноз- Целью настоящей работы является разработка ным данным американской компании Information новых каталитических систем для синтеза винилхло- Handling Services (IHS), текущее потребление винил- рида и исследование влияния различных факторов на хлорида в период с 2010 по 2015 гг. будет расти в раз- каталитическую активность. мере 4,4% в год и 4,2% в последующие пять лет (с 2015 по 2020 гг.). Объекты и методы исследования. В работе ис- пользованы ацетилен, хлористый водород, N- В работах [3-7] предлагаются способы получения метилпирролидон, многокомпонентные катализа- хлористого винила из ацетилена и хлористого водо- торы, содержащие соляную кислоту, хлористый ам- рода в интервале температур 90-180°С в присутствии моний, медь однохлористую и порошкообразную ме- различных каталитических систем в водных и орга- таллическую медь. Хлористый водород нических средах. Выход хлористого винила состав- синтезировали по методике [3]. Чистоту исходных ляет 80-99%. веществ и состав образующихся продуктов опреде- ляли хроматографическим методом с использова- Для повышения производительности процесса нием газо-жидкостного хроматографа марки «ЛХМ- авторами работ [2; 5] предлагается в качестве катали- 80-МД» с детектором по теплопроводности (темпе- затора использовать раствор однохлористой меди в ратура колонки 190-2300оС, колонка длиной 2 м и солянокислой среде N-метилпирролидона-2 в коли- внутренним диаметром 3 мм). честве 0,5-2,5 г при температуре 130-190oС. Выход целевого продукта в этом случае составляет 95-99%. В качестве твердого носителя служил цеолит- 545, а жидкой фазой – апиезон (Апиезон М OV 220) Для жидкофазного гидрохлорирования пригодна (20% от массы цеолита-545). Газоносителем являлся соль одновалентной меди, так как она не дезактиви- водород, который пропускали через колонку со ско- руется и мало ускоряет взаимодействие ацетилено- ростью 36 мл/мин. вых соединений с водой. Катализатор представляет собой раствор Cu2Cl2 в соляной кислоте, содержащей Результаты и их обсуждение. Нами было иссле- хлорид аммония. довано влияние природы и концентрации катализато- ров на выход хлористого винила. В присутствии Cu2Cl2 может развиваться побоч- ный процесс димеризации ацетилена, приводящий к Результаты представлены в табл. 1. Таблица 1. Влияние природы и количества катализаторов на выход винилхлорида в водной среде при температуре 60оС за 6 часов № Мольные соотношения Состав и количество компонентов Выход хлористого ви- п/п С2Н2:НСI катализатора, % нила, % CuСl-11 1 1:1,1 HCl-3,75 26,43 NH4Cl-41,25 H2O-44 CuСl-13 2 1:1,1 HCl-2,75 28,03 NH4Cl-41,25 H2O-43 CuСl-15 3 1:1,1 HCl-3,0 31,33 NH4Cl-41,0 H2O-41 70

№ 5 (62) май, 2019 г. 4 1:1,1 CuСl-17 38,34 5 1:1,1 HCl-2,75 42,12 6 1:1,1 NH4Cl-40,25 45,53 H2O-40 CuСl-19 HCl-3,75 NH4Cl-37,25 H2O-40 CuСl-21 HCl-3,75 NH4Cl-36,25 H2O-40 Как видно из результатов исследования (табл. 1), меди в системе, которая является основным актив- с увеличением содержания Cu (I) в составе катализа- ным компонентом каталитической системы. тора возрастает выход хлористого винила. Активность молекулы в каких-либо реакциях в Исследовано также влияние соотношения и ско- основном зависит от ее структуры и энергетических рости подачи реагирующих веществ на конверсию характеристик. ацетилена. Установлено, что с увеличением скорости подачи реагирующих веществ НСl:С2Н2 = 1,1 от 19,8 Заключение. Проведено систематическое иссле- л/ч (НСl) и 18 л/ч (С2Н2) до 58,5 л/ч (НСl) и 53,2 л/ч дование процесса гомогенно-каталитического син- (С2Н2) возрастает конверсия ацетилена от 57,5% до теза хлористого винила из ацетилена и хлористого 66,0%, соответственно. Это обусловлено увеличе- водорода. Показана зависимость выхода целевого нием количества реагирующих частиц в процессе продукта от природы и количества катализаторов на синтеза. основе однохлористой меди, являющейся основным активным компонентом каталитической системы. Также исследована активность катализатора в за- Установлено, что с увеличением содержания меди в висимости от продолжительности процесса. Уста- катализаторе возрастает выход хлорвинила, при этом новлено, что при экспонировании катализатора более оптимальное соотношение ацетилен хлористый во- 75 часов почти не изменяется его активность. Таким дород составляет 1,0:1,1. образом, не уменьшается содержание однохлористой Список литературы: 1. Алексеева Н.Ф., Темкин О.Н., Флид Р.М. // Кинетика и катализ. – 1970. – Т. 11. – С. 1071-1072. 2. Dietrich Braun Braun Di PVC Origin, Growth and Future. Journal of Vinyl and Additive Technology. 2001. Vol. 7. No. 4. P. 168-176. 3. Vinul Chloride. Kirk-Othmer Encuclopedia of Chemical Technology. Elastomers, synthetic to Expert Sustems. -4 th edition. New York: John Wiley & Sons, 1994. Vol. 24. Р. 78-79. 4. Курсовая работа по дисциплине «Основы технологии производства органических веществ» [Электронный ресурс] – Режим доступа: https://mydocx.ru/10-90467.html (дата обращения: 22.05.2019). 5. Кинетика и механизм гидрохлорирования ацетилена в растворах комплексов ртути (II) и меди (I). О.Н. Тем- кин, Н.Ф. Алексеева, Р.М. Флид и др. Докл. АН СССР. – 1971. – Т. 196. – № 4. – С. 836-839. 6. Промышленное производство: экономические аспекты. Мировое производство винилхлорида [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://www.chemicalnow.ru/chemies-1591-1.html (дата обращения: 22.05.2019). 7. Синтез высокоэффективных катализаторов дегидрохлорирования в несмешивающейся системе: вода-хло- рорганика / A.A. Исламутдинова, Н.Б. Садыков, Э.Н. Садыков, JI.P. Асфандиярова // Башкирский химиче- ский журнал. – 2006. – Т. 13. – № 2. – С. 14-15. 8. Способ получения винилхлорида / С.С. Шаванов, Я.М. Абдрашитов, Ю.К. Дмитриев и др. // Патент RU 2167141. 2001. 9. Способ получения винилхлорида / С.С. Шаванов, Я.М. Абдрашитов, Ю.К. Дмитриев и др. // Патент RU 2167140. 2001. 10. Темкин О.Н., Флид Р.М. Каталитические превращения ацетиленовых соединений в растворах комплексов металлов. – М.: Наука, 1968. – 212 с. 71

№ 5 (62) май, 2019 г. ИК-СПЕКТРОСКОПИЧЕСКИЙ ОБЛИК НИЗКОСОРТНЫХ ФОСФОРИТНЫХ РУД ЦЕНТРАЛЬНЫХ КЫЗЫЛКУМОВ ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ МИКРОФЛОРОЙ АКТИВНОГО ИЛА СТАНЦИИ БИОХИМИЧЕСКОЙ ОЧИСТКИ Донияров Нодиржон Абдихакимович канд. техн. наук, доц., Навоийский государственный горный институт, Узбекистан, г. Навои E-mail: [email protected] Тагаев Илхом Ахрорович канд. с-х. наук, канд. техн. наук, доц., Навоийский государственный горный институт, Узбекистан, г. Навои Асроров Анвар Ахрорович старший преподаватель, Навоийский государственный горный институт, Узбекистан, г. Навои Муродов Ислом Нурбекович ассистент, Навоийский государственный горный институт, Узбекистан, г. Навои IR SPECTROSCOPIC APPEARANCE OF LOW-SORT PHOSPHORITE ORES OF CENTRAL KYZYLKUM AFTER TREATMENT OF MICROFLORA OF ACTIVE ILA OF BIOCHEMICAL CLEANING STATION Nodirjon Doniyarov PhD, Associate Professor., Navoi State Mining Institute Uzbekistan, Navoi Ilhom Tagaev PhD, Associate Professor., Navoi State Mining Institute Uzbekistan, Navoi Anvar Asrorov Senior Lecturer, Navoi State Mining Institute Uzbekistan, Navoi Islom Murodov Assistant teacher, Navoi State Mining Institute Uzbekistan, Navoi АННОТАЦИЯ В данной статье рассмотрены ИК-спектроскопический облик активного ила и низкосортных фосфоритов в различных вариантах их смешивания между собой, создание условий для активной работы микрофлоры активного ила. Показан химический состав активного ила и фосфоритов, а также появление новых функциональных групп, которые при взаимодействии между собой приводили к появлению растворимых фракций, способных благотворно влиять на рост и развитие сельскохозяйственных культур и создавать предпосылки для получения органоминерального удобрения, обогащенного фосфором. ABSTRACT This article discusses the IR spectroscopic appearance of activated sludge and low-grade phosphorites in various ways of mixing them together and creating conditions for the active work of the microflora of activated sludge. The chemical composition of activated sludge and phosphorites is shown, as well as the emergence of new functional groups, which, when interacting with each other, led to the appearance of soluble fractions that can positively influence the growth __________________________ Библиографическое описание: ИК-спектроскопический облик низкосортных фосфоритных руд Центральных Кы- зылкумов после обработки микрофлорой активного ила станции биохимической очистки // Universum: Техниче- ские науки: электрон. научн. журн. Донияров Н.А. [и др.]. 2019. № 5(62). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7379

№ 5 (62) май, 2019 г. and development of agricultural crops and provide prerequisites for obtaining organic-mineral fertilizer enriched with phosphorus. Ключевые слова: низкосортные фосфоритовые руды, обработка руды, микрофлора активного ила, органические вещества, рентгенофлуоресцентный спектральный анализ. Keywords: low-grade phosphorite ores, ore processing, activated sludge microflora, organic matter, X-ray fluorescence spectral analysis. ________________________________________________________________________________________________ Введение. В индустриальных странах с высоким мг/дм3, однако именно фосфатам как основным пита- уровнем развития производственных сил очистка тельным элементам принадлежит решающая роль в промышленных сточных вод как одно из процессе цветения природных водоемов [2]. мероприятий охраны природы приобрела значение проблемы государственной важности. Количество Примененный нами новый метод биотехнологи- городских стоков и осадков сточных вод (ОСВ) по- ческой переработки основан на способности некото- стоянно растет, вместе с этим обостряются про- рых видов микроорганизмов в определенных усло- блемы, связанные с их рациональной, экономически виях использовать не только загрязняющие вещества эффективной и экологически безопасной утилиза- в качестве своего питания, но и некоторые нераство- цией. За рубежом, в зависимости от региональных римые минеральные соединения в составе фосфори- геоэкологических особенностей стран, в агропроиз- тов, трансформируя их под воздействием внеклеточ- водстве (земледелии) используют от 10 до 90% ных метаболитов, выделяемых ими в загрязненную накапливающихся ОСВ, в среднем в Западной Ев- среду [3]. ропе – 30-40%. АИ в сочетании с такими веществами, как аммофос и известь, рекомендуется применять как Объект и методика исследований. удобрение [4]. Фосфаты малотоксичны, их летальная Объектом исследования служила низкосортная концентрация для дафний довольно высока – 2 фосфоритовая руда Джерой-Сардаринского место- рождения следующего химического состава (табл. 1) [1]: Таблица 1. Химический состав фосфоритов Центральных Кызылкумов № п\\п Наименование Содержание № п\\п Наименование Содержание соединений элементов, % соединений элементов, % 1. P2O5 7. CO2 2. Al2О3 8-12,2 8. Фтор 8-15 3. SiO2 1,5-3,0 9. 1,8-3,2 4. CaO 6,0-8,0 10. SO3 2,5- 3,5 5. MgО 42-48,1 11. Н2О 2,5-3,5 Органическое вещество 10,0 6. Fe2О3 12. 2,8-3,0 0,6-0,8 Нерастворимый остаток 8,0-8,2 Главный фосфатный минерал – франколит (фтор- Джерой-Сардаринского месторождения с примене- карбонатапатит) и кальцит слагают руды на 80-90%. нием аэробных видов нейтрофильных микроорганиз- Франколит в среднем содержит около 42,1% Р2О5, мов активного ила станции биохимической очистки 55,4% СаО, 1,2% F, 2,3% Cl, 0,6% H2O, сумма редких коммунально-бытовых отходов. элементов достигает 0,03% . Опыты были выполнены в реакторах нескольких Для решения поставленных задач в Навоийском вариантов, имитирующих аэротенки, с применением государственном горном институте были проведены воды, активного ила с компрессионной подачей воз- лабораторные исследования по выщелачиванию раз- духа и непрерывным перемешиванием. Были состав- личных элементов из низкосортных фосфоритов лены следующие варианты по руде (табл. 2): Таблица 2. Варианты опытов по низкосортной фосфоритовой руде Наименование Соотнош. 1 вариант 2 вариант 3 вариант 4 вариант 5 вариант вариантов Т:Ж Вода + ФР АИ (тв.ост.) +ФР АИ + ФР АИ(ж.ф.) АИ(тв.ост) Фосфоритовая 1:4 (ж.ф.) +ФР+О2 +ФР+О2 руда (ФР) Анализы составов образцов активного ила с фос- Анализ результатов табл. 3 свидетельствует о форитами были выполнены в научно-исследователь- том, что активный ил биохимической очистки ском институте общей и неорганической химии АН сточных коммунально-бытовых отходов после Республики Узбекистан (табл. 3). некоторой доработки сам по себе может служить готовым органическим удобрением, однако 73

№ 5 (62) май, 2019 г. основной составляющей проводимого нами трансформировать минеральные соединения в исследования является функционирующий биоценоз составе фосфоритов. микрофлоры активного ила, способный Таблица 3. Химический состав активного ила из цеха № 56 станции биохимической очистки АО «Навоиазот» Состав активного ила, % влага органические ве- азот Р2О5 К2О CaO MgO зола сухая щества масса 95,38 2,99 0,12 0,14 0,01 0,17 0,02 1,41 4,67 10,05 28,54 В пересчете на сухое вещество, % 11,44 13,35 0,95 16,21 1,90 13,44 44,26 Анализы состава микрофлоры АИ показали, что ряд существенных изменений в минеральной струк- туре перерабатываемой смеси с образованием рас- в них функционируют более 200 видов творимых фосфорного ангидрида – P2O5, оксидов микроорганизмов и сформировалась трофическая кальция и магния. Эти соединения имеют различную степень растворимости в воде и определьных средах. пирамида пищевой связи, состоящая из хищных Также установлено, что формирующийся в процессе карбонатного дыхания микроорганизмов углекислый простейших (инфузории, амебы и коловратки), газ выделялся из минерала кальцита (СаСО3). Отме- чены процессы, свидетельствующие о прохождении питающихся бактериями-трансформаторами стадий аммонификации, денитрификации, свиде- тельством которых служит наличие появившихся в органических и неорганических загрязнителей, осадке нитратов (NO2) и нитритов (NO3). Центрифу- гирование иловых осадков с фосфоритами показало нитчатыми грибами и одноклеточными водорослями. изменение содержания соединений фосфора в жид- кой фазе (табл. 4). Количественная составляющая хищных простейших является своего рода индикатором активности микрофлоры АИ [5]. Полученные результаты и их обсуждение. Результаты исследования иловых осадков после обработки низкосортными фосфоритами показали Таблица 4. Химический состав и характеристика перспективных вариантов для предложения производству Химический состав фосфоритной руды при взаимодействии в ж.ф. Химический состав образцов с тв.ост. Влага ФР+ Н2О 4. ФР+АИ (ж.ф.) 5. ФР+АИ (тв.ост.) Органическое вещество + Н2О+О2 + Н2О+О2 Зола Азот общ. (%) 75,68 70,73 71,94 Р2О5общ. ,% Р2О5усв. по тр.Б. (%) 0,12 4,31 5,18 Р2О5усв. / Р2О5общ. , % CaOобщ. ,% 23,5 23,96 22,88 CaOусв. По 2% лим. к-те. (%) CaOусв. / CaOобщ., % 0,03 0,12 0,14 MgO Сухая масса 3,54 3,58 3,76 1,53 1,79 2,06 36,26 50,12 56,38 10,65 10,66 10,89 8,14 8,33 9,33 76,52 78,22 85,66 0,31 0,33 0,36 24,03 26,27 25,06 Для определения трансформационных измене- соответствуют частотам их валентных, деформаци- ний исследуемых вариантов был использован метод онных и вибрационных колебаний. Важным диагно- ИК-спектрометрии. Метод основан на явлении по- стическим показателем полос поглощения является глощения группами атомов испытуемого объекта величина пропускания. электромагнитных излучений в инфракрасном диа- пазоне. Поглощение связано с возбуждением молеку- Таким образом, изучение ИК-спектров активного лярных колебаний квантами инфракрасного света. ила, фосфоритной руды и различных вариаций их При облучении инфракрасным излучением моле- смешиваний позволило установить возможность кулы поглощают только те кванты, частоты которых определения наиболее перспективных вариантов для получения органоминерального удобрения, а также 74

№ 5 (62) май, 2019 г. подбора специальной технологической схемы пере- зернистого франколита, который под воздействием работки низкосортной фосфоритовой руды. Анализ микрофлоры АИ стал более рыхлым из-за отделения ИК-спектров позволил установить также наличие из его состава минерала кальцита. Список литературы: 1. Влияние концентрации раствора нитрата кальция на степень отмывки концентрата фосфоритов Центральных Кызылкумов / Б.Э. Султанов, З.М. Турсунова, Ш.С. Намазов и др. // Узб. хим. журнал. – 2002. – № 4. – С. 10- 13. 2. Голуб Н.М. Влияние веществ-загрязнителей, содержащихся в сточных водах, на жизнедеятельность актив- ного ила // Вестник Брестского университета. – 2011. – № 1. – С. 14-18. 3. Донияров Н.А., Тагаев И.А. Анализ вещественного состава фосфоритов Центральных Кызылкумов после обработки микрофлорой активного ила // Горный вестник Узбекистана. – 2018. – № 4 (75). – С. 91-95. 4. Пахненко Е.П. Осадки сточных вод и другие нетрадиционные органические удобрения: Учебное пособие. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. – С. 2-27. 5. Черныш Е.Ю. Экобиотехнология обработки иловых осадков: удаление соединений фосфора. – Сумы: Сум- ский гос. ун-т, 2014. – С. 6. 75

№ 5 (62) май, 2019 г. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ДЕГИДРАТАЦИИ ФОСФАТОВ КАЛЬЦИЯ ИЗ ФОСФОРИТОВ ЦЕНТРАЛЬНЫХ КЫЗЫЛКУМОВ Улугбердиева Зияда Хотамовна докторант Ташкентского химико-технологического института, Узбекистан, г. Ташкент Хужамбердиев Шерзод Мусурмонович докторант Ташкентского химико-технологического института, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] Мирзакулов Холтура Чориевич проф. Ташкентского химико-технологического института, Узбекистан, г. Ташкент E-mail: [email protected] RESEARCHER OF THE PROCESS OF DEHYDRATING CALCIUM PHOSPHATES FROM CENTRAL KYZYLKUM PHOSPHORITES Ziyada Ulugberdieva PhD student of Tashkent chemical technology of institute, Uzbekistan, Tashkent Sherzod Khujamberdiev PhD student of Tashkent institute of chemical technology, Uzbekistan, Tashkent Kholtura Mirzakulov professor of Tashkent institute of chemical technology, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ Приведены результаты исследований влияния процесса термообработки одинарных фосфорных удобрений на химический состав дегидратированных фосфатов кальция из фосфоритов Центральных Кызылкумов. Фос- фаты кальция получены разложением мытого обожженного фосконцентрата экстракционной фосфорной кисло- той при соотношении Р2О5ЭФК:Р2О5ФС = 2,15-4,50 и последующей аммонизацией до рН 3,3-3,5. Показано влияние фракционного состава, соотношения Р2О5ЭФК:Р2О5ФС и температуры прокалки на химиче- ский состав и степень полимеризации удобрений. Установлены оптимальные технологические параметры полу- чения низкополимеризованных фосфатов кальция. ABSTRACT The results of studies of the influence of the process of heat treatment of single phosphate fertilizers on the chemical composition of dehydrated calcium phosphates from the phosphorites of Central Kyzylkum are presented. Calcium phos- phates are obtained by decomposition of washed burned phosphate concentrate by extraction phosphoric acid with a ratio of Р2О5EPA:Р2О5PRM = 2.15-4.50 and subsequent ammonization to a pH of 3.3-3.5. The effect of the fractional composition, the ratio of Р2О5EPA:Р2О5PRM and the temperature of calcination on the chem- ical composition and degree of polymerization of fertilizers is shown. The optimal technological parameters for the pro- duction of low-polymerized calcium phosphates are established. Ключевые слова: орто- и пирофосфаты кальция, дегидратация, фосфорная кислота, фосфориты. Keywords: ortho and calcium pyrophosphates, dehydration, phosphoric acid, phosphates. ________________________________________________________________________________________________ В Узбекистане ощущается острый недостаток них не превышает 35% от годовой потребности. Де- фосфорсодержащих удобрений. Обеспеченность в фицит фосфорных удобрений усугубляется еще и __________________________ Библиографическое описание: Улугбердиева З.Х., Хужамбердиев Ш.М., Мирзакулов Х.Ч. Исследование про- цесса дегидратации фосфатов кальция из фосфоритов Центральных Кызылкумов // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. 2019. № 5(62). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7258

№ 5 (62) май, 2019 г. тем, что с урожаем из почвы выносится большое ко- нормах ниже стехиометрической, на образование мо- личество питательных веществ, а коэффициент ис- пользования фосфорных удобрений не превышает нокальцийфосфата. При нормах фосфорной кислоты, 20-25% в первый год внесения и 40% в последующие близких к стехиометрической, образуется двойной 2-3 года [1; 3]. Кроме того, ежегодно необходимо суперфосфат. При снижении нормы кислоты образу- производство 272-292 тыс. т Р2О5 в виде одинарных ется смесь моно- и дикальцийфосфатов с последую- фосфорных удобрений для внесения под зяблевую щим переходом в дикальцийфосфат. Для исследова- пахоту при выращивании хлопчатника и зерновых ний влияния процесса дегидратации на химический [7]. Все это указывает на увеличение валового вы- состав фосфатов кальция с содержанием различных пуска фосфорсодержащих удобрений. При обогаще- форм фосфатов кальция приготовили образцы удоб- нии и выпуске 716 тыс. т мытого обожженного фос- рений с отношением Р2О5эфк:Р2О5фс от 2,15 до 4,50. концентрата (МОФК) в отвалы уходит более 40% Химический анализ исходных, промежуточных и ко- фосфатного сырья с низким содержанием фосфор- нечных продуктов проводили известными методами ного ангидрида. Переработка фосфоритов с низким [2; 4; 9]. содержанием Р2О5 в фосфорные удобрения пролон- гированного действия позволит увеличить валовый Для исследований использовали МОФК ЦК со- объем фосфорсодержащих удобрений, повысить их става (масс. %): P2O5 – 26,20; СaO – 57,70; CaO:P2O5 коэффициент использования и частично покрыть не- – 2,202; MgO – 0,60; Fe2O3 – 0,34; Al2O3 – 0,49; SO3 – достаток в одинарных фосфорных удобрениях. 3,21; F – 2,84 и ЭФК из этого же сырья состава Целью наших исследований является разработка (масс. %): P2O5 – 17,98; СaO – 0,31; MgO – 1,12; Fe2O3 технологии эффективных концентрированных оди- – 0,93; Al2O3 – 1,36; SO3 – 2,32; F – 1,25. МОФК раз- нарных фосфорных удобрений пролонгированного лагали ЭФК при 80оС в течение 90 минут. Массовое действия путем термохимической переработки фос- соотношение суммы Р2О5 ЭФК и Р2О5 ФС к сумме окси- форитов Центральных Кызылкумов (ЦК) экстракци- дов кальция, магния, железа, алюминия фосфорита и онной фосфорной кислотой (ЭФК). ЭФК (R) варьировали от 1,33 до 2,04, что соответ- ствует отношению Р2О5ЭФК:Р2О5ФС = 2,15-4,50. Кис- Кислотно-термическая переработка кальцийсо- лую пульпу нейтрализовали газообразным аммиаком держащего сырья используется для производства до рН 3,3-3,5 и сушили при температуре 90-100оС. кормовых, обесфторенных фосфатов огнеупоров и Для дегидратации отобрали образцы удобрений с биокерамики [5; 6; 8]. Термической дегидратации размером частиц от -4 до +3, от -3 до +2, от -2 до + подвергают гидрофосфаты, образующиеся при раз- 1 мм. ложении фосфатного сырья фосфорной кислотой при Химические составы полученных удобрений в зависимости от соотношения Р2О5ЭФК:Р2О5ФС или R приведены в таблице 1. Таблица 1. Влияние соотношения Р2О5ЭФК:Р2О5ФС на химический состав фосфорных удобрений Р2О5 ЭФК Химический состав, масс, % Р2О5 ФС № R рН Р2О5общ. Р2О5усв. Р2О5водн. Р2О5 усв Р2О5 водн Р2О5 общ Р2О5 общ 1 2,15 1,33 1,8 36,43 26,09 14,14 71,64 2 2,85 38,83 3 3,65 1,56 1,67 39,78 32,06 17,17 82,10 43,00 4 4,00 60,10 5 4,50 1,80 1,53 44,17 37,60 26,56 85,10 63,80 68,36 1,90 1,48 45,20 39,36 28,83 86,44 2,04 1,45 46,61 40,81 31,86 87,56 Как видно из таблицы, с повышением соотноше- Р2О5 повышается с 71,64% до 87,56%, а водораство- ния Р2О5ЭФК:Р2О5ФС с 2,15 до 4,5 или R с 1,33 до 2,04 римой – с 38,83% до 68,36%. увеличивается содержание Р2О5общ. с 36,43% до 46,61%, Р2О5усв с 26,09% до 40,81% и Р2О5водн. с Аммонизированные фосфорные удобрения под- 14,14% до 31,86%. При этом доля усвояемой нормы вергли термической дегидратации при температурах 150-300оС в течение 90 минут. Полученные резуль- таты приведены в таблицах 2-6. 77

№ 5 (62) май, 2019 г. Таблица 2. Влияние размера гранул, температуры прокалки и соотношения Р2О5ЭФК:Р2О5ФС на химический состав дегидратированных фосфатов кальция при соотношении Р2О5 ЭФК : Р2О5 Ф/С = 2,15 (R = 1,33) № Размер Р2О5, масс. % Р2О5 усв.  Р2О5 усв.орто.  Р2О5 усв.поли.  Р2О5водн  T, оС гранул Усвояемое Р2О5общ. Р2О5общ. Р2О5общ. Р2О5общ. Водн. d, мм Общ. Орто+поли Орто Поли 100% 100% 100% 100% 1 Исх. прод. 36,43 26,09 26,09 - 14,14 71,62 71,62 - 38,81 26,47 13,51 12,96 12,53 34,82 32,29 2 150 38,80 26,06 6,18 19,88 6,99 68,22 15,72 33,40 17,79 25,41 3,71 21,70 2,70 9,26 50,59 6,74 3 200 +1:-2 39,31 21,09 2,84 18,25 1,97 66,31 6,89 54,17 4,78 4 250 40,06 25,98 13,70 12,28 12,83 35,86 44,30 33,59 25,64 6,66 18,98 7,43 63,43 17,12 32,15 19,10 24,97 4,88 20,09 3,07 12,29 48,79 7,73 5 300 41,20 19,87 3,00 16,87 2,26 51,19 7,43 50,58 5,59 25,55 14,16 11,39 13,01 37,43 41,75 34,39 6 150 38,21 24,12 7,38 16,74 8,01 68,01 19,30 30,11 20,95 24,30 4,62 19,68 3,63 11,71 43,78 9,20 7 200 +2:-3 38,89 19,64 3,94 15,70 2,96 65,91 9,83 49,90 7,39 8 250 39,72 39,17 62,87 9 300 40,40 49,18 10 150 37,83 67,54 11 200 +3:-4 38,23 63,09 12 250 39,44 61,61 13 300 40,08 49,00 Таблица 3. Влияние размера гранул, температуры прокалки и соотношения Р2О5ЭФК:Р2О5ФС на химический состав дегидратированных фосфатов кальция при соотношении Р2О5 ЭФК : Р2О5 Ф/С = 2,85 (R = 1,56) Раз- Р2О5, масс. % Р2О5 усв. Р2О5 усв.орто. Р2О5 усв.поли. Р2О5водн Р2О5 общ. Р2 О5 общ. Р2О5общ. Р2О5общ. T, мер Усвояемое     оС № гра- Общ. Орто+поли Водн. нул Орто Поли 100% 100% 100% 100% d, мм 1 Исх. прод. 39,78 32,66 32,66 - 17,17 82,11 82,11 - 43,16 2 150 42,57 32,04 15,80 16,24 14,60 75,26 37,12 38,15 34,30 3 200 +1:-2 43,26 31,96 6,90 25,06 5,70 73,88 15,95 57,93 13,18 4 250 44,63 29,47 4,37 25,10 3,56 66,03 9,79 56,24 7,98 5 300 45,68 26,09 3,48 22,59 2,37 57,20 7,66 49,45 5,19 6 150 42,31 31,96 16,10 15,86 15,01 74,50 38,05 37,49 35,48 7 200 +2:-3 43,13 30,45 7,20 23,25 5,82 70,60 16,69 53,91 13,49 8 250 44,51 29,01 4,76 24,25 4,06 65,15 10,69 54,46 9,12 9 300 46,22 25,71 4,31 21,40 3,30 55,70 9,31 46,32 7,14 10 150 42,05 31,83 17,93 13,90 15,25 73,48 42,64 33,06 36,27 11 200 +3:-4 43,09 29,23 7,40 21,83 6,38 67,83 17,17 50,66 14,81 12 250 44,40 28,40 5,46 22,94 4,35 63,96 12,30 51,66 9,80 13 300 45,30 24,28 5,02 19,26 3,60 53,60 11,08 42,52 7,95 Таблица 4. Влияние размера гранул, температуры прокалки и соотношения Р2О5ЭФК:Р2О5ФС на химический состав дегидратированных фосфатов кальция при соотношении Р2О5 ЭФК : Р2О5 Ф/С = 3,65 (R = 1,80) Раз- Р2О5, масс. % Р2О5 усв.  Р2О5 усв.орто.  Р2О5 усв.поли.  Р2О5 водн  Р2О5общ. Р2 О5 общ. Р2О5общ. Р2О5 общ. № T, мер Усвояемое оС гранул Общ. Орто+поли Орто Поли Водн. 100% 100% 100% d, мм 100% 1 Исх. прод. 44,17 37,60 37,60 - 26,56 85,13 85,13 - 60,13 2 150 46,54 37,83 18,30 19,53 16,80 81,29 39,32 41,96 36,10 3 200 +1:-2 49,23 42,65 11,85 30,80 7 ,80 86,63 24,07 62,56 15,84 4 250 51,66 45,22 7,20 38,02 4,50 87,53 13,94 73,60 8,71 5 300 52,30 35,35 4,85 30,50 3,50 67,59 9,27 58,32 6,69 6 150 +2:-3 45,83 35,92 18,21 17,71 17,50 78,33 39,71 38,62 38,18 7 200 46,48 39,44 11,34 28,10 7,70 84,86 24,40 60,46 16,57 78

№ 5 (62) май, 2019 г. 8 250 49,83 43,41 8,40 35,01 5,20 87,10 16,86 70,24 10,44 34,10 6,84 27,26 4,60 66,34 13,31 53,04 8,95 9 300 51,40 32,89 17,49 15,40 17,90 75,63 40,23 35,40 41,15 36,62 12,40 24,22 8,80 80,24 27,17 53,07 19,28 10 150 43,50 39,87 8,90 30,97 6,20 83,18 18,57 64,62 12,94 31,31 7,41 23,90 5,70 62,36 14,74 47,61 11,36 11 200 +3:-4 45,64 12 250 47,93 13 300 50,20 Таблица 5. Влияние размера гранул, температуры прокалки и соотношения Р2О5ЭФК:Р2О5ФС на химический состав дегидратированных фосфатов кальция при соотношении Р2О5 ЭФК : Р2О5 Ф/С = 4,0 (R = 1,90) Раз- Р2О5, масс. % Р2О5 усв.  Р2О5 усв.орто.  Р2О5 усв.поли.  Р2 О5 водн мер Усвояемое Р2О5общ. Р2О5 общ. Р2О5общ. Р2О5общ.  № T, оС гранул Общ. Водн. d, мм Орто+поли Орто Поли 100% 100% 100% 100% 1 Исх. прод. 45,20 39,36 39,36 - 28,83 87,08 87,08 - 63,78 2 150 48,20 42,56 21,86 20,70 18,90 88,30 45,36 42,95 39,21 3 200 +1:-2 49,80 45,29 12,70 32,59 8,76 90,94 25,50 65,44 17,59 4 250 51,92 47,92 8,62 39,30 5,11 92,30 16,60 75,69 9,84 5 300 52,81 38,12 6,38 31,74 4,18 72,18 12,08 60,10 7,92 6 150 47,92 38,95 19,62 19,33 17,91 81,28 40,94 40,34 37,38 7 200 +2:-3 48,98 40,79 12,10 28,69 9,62 83,28 24,70 58,57 19,64 8 250 50,12 42,03 9,30 32,73 6,76 83,86 18,56 65,30 13,49 9 300 50,79 35,10 7,30 27,80 5,11 69,11 14,37 54,74 10,06 10 150 46,04 36,69 19,49 17,20 20,19 79,69 42,33 37,36 43,85 11 200 +3:-4 47,52 38,82 13,76 25,06 10,48 81,69 28,96 52,74 22,05 12 250 49,31 41,01 10,20 30,81 7,19 83,17 20,68 62,48 14,58 13 300 50,20 32,37 8,10 24,27 5,89 64,48 16,14 48,35 11,73 Таблица 6. Влияние размера гранул, температуры прокалки и соотношения Р2О5ЭФК:Р2О5ФС на химический состав дегидратированных фосфатов кальция при соотношении Р2О5 ЭФК : Р2О5 Ф/С = 4,5 (R = 2,04) Раз- Р2О5, масс. % Р2О5 усв.  Р2О5 усв.орто.  Р2О5 усв. поли.  Р2О5 водн  мер Усвояемое Р2О5 общ. Р2О5 общ. Р2О5 общ. Р2О5 общ. № T, оС гранул Общ. Водн. d, мм Орто+поли Орто Поли 100% 100% 100% 100% 1 Исх. прод. 46,61 40,81 40,81 - 31,86 87,56 87,56 - 68,35 2 150 48,56 43,07 21,76 21,31 20,21 88,69 44,81 43,88 41,62 3 200 +1:-2 49,29 44,49 12,17 32,32 9,49 90,26 24,69 65,57 19,25 4 250 52,62 51,09 10,60 40,49 6,36 97,09 20,14 76,95 12,09 5 300 53,71 41,59 8,30 33,29 5,79 77,43 15,45 61,98 10,78 6 150 47,89 39,36 19,49 19,87 20,88 82,19 40,70 41,49 43,60 7 200 +2:-3 48,40 41,67 12,49 29,18 10,89 86,09 25,81 60,29 22,50 8 250 50,89 47,16 13,47 33,69 8,04 92,67 26,47 66,20 15,80 9 300 52,32 39,01 8,74 30,27 6,62 74,56 16,70 57,86 12,66 10 150 47,23 38,50 19,44 19,06 22,07 81,52 41,16 40,36 46,73 11 200 +3:-4 47,81 39,79 15,10 24,69 12,09 83,23 31,58 51,64 25,29 12 250 49,60 44,44 12,60 31,84 8,56 89,60 25,40 64,19 17,26 13 300 50,89 35,98 12,27 23,71 7,91 70,70 24,11 46,59 15,54 Как видно из таблиц, с увеличением R с 1,33 до 38,21% до 40,40%, то Р2О5усв. и Р2О5водн. снижаются с 25,98% до 19,87% и с 12,83% до 2,26% для размера 2,04 при прочих равных условиях содержание фракции -3÷+2 мм при R = 1,33. При R = 2,04 показа- Р2О5общ., Р2О5усв. и Р2О5водн. повышается. Так, для фракции +3÷-2 мм содержание Р2О5 общ. с 38,21- тели Р2О5водн. также возрастают, а показатели Р2О5усв. 40,40% повышается до 47,89- 52,32%, Р2О5усв. с 19,87- повышаются с 39,36% до 47,16% при температуре 25,98 до 39,01-47,16%, Р2О5водн. с 2,26-12,83% до 6,62- 300оС. Показатели Р2О5водн. с повышением темпера- 20,88%. Если Р2О5общ. с увеличением температуры туры снижаются для всех значений R. Аналогично прокалки с 150оС до 300оС монотонно возрастает с ведут себя показатели Р2О5общ., Р2О5усв. и Р2О5водн. с 79

№ 5 (62) май, 2019 г. повышением R и температуры для остальных фрак- С увеличением размера фракции с -2÷+1 до -3÷+2 и -4÷+3 и R наблюдается незначительное снижение ций удобрений. Р2О5общ. и увеличение доли Р2О5водн.. Остальные зако- номерности остаются практически без изменений. Доля усвояемой ортоформы Р2О5 с повышением температуры для фракции -3÷+2 мм снижается с Таким образом, проведенные исследования пока- 35,86 при температуре 150оС до 7,43%, тогда как доля зали возможность получения одинарных концентри- усвояемой полиформы с 32,15% Р2О5 повышается до рованных фосфорных удобрений пролонгированного 50,58% при температуре 250оС и снижается до действия из фосфоритов ЦК, содержащих 50,58- 41,75% при 300оС. Доля водорастворимой Р2О5 при 70,24% полиформ Р2О5. Для этого необходимо про- этих условиях снижается с 33,59% до 5,59. С повы- калку фосфорных удобрений с R = 1,56-2,04 осу- ществлять при температуре 250оС в течение 90 ми- шением R до 1,56 доля усвояемой полиформы повы- нут. шается для фракции -3÷+2 мм с 37,49% при 150оС до 54,46% при температуре 250оС и снижается до 46,32% при температуре прокалки 300оС. Аналогич- ная картина наблюдается для фракции -3÷+2 мм и при R = 1,90 и 2,04. Список литературы: 1. Беглов Б.М., Намазов Ш.Р. Фосфориты Центральных Кызылкумов и их переработка. – Ташкент, 2013. – 460 с. 2. Кельман Ф.Н., Бруцкус Е.Б., Ошерович Р.И. Методы анализа при контроле производства серной кислоты и фосфорных удобрений. – М.: Госхимиздат, 1982. – 352 с. 3. Мельников Л.Ф. Органоминеральные удобрения: теория и практика их получения и применения. – СПБ.: Изд-во Политехн. ун-та, 2007. – 304 с. 4. Методы анализа фосфатного сырья, фосфорных и комплексных удобрений, кормовых фосфатов // М.М. Винник, Л.Н. Урбанов и др. – М.: Химия, 1975. – 218 с. 5. Олифсон А.Л., Махов С.В. Исследования в области комплексной переработки фосфатного сырья. – М., 2015. – 426 с. 6. Пористая керамика на основе пирофосфата кальция / Т.В. Сафронова, В.И. Путляев, Я.Ю. Филиппов и др. // Новые огнеупоры. – 2015. – № 1. – С. 46-51. 7. Практические рекомендации по сельскому хозяйству: земля, вода, удобрения. – Ташкент, 1996. – 108 с. 8. Свойства порошка аморфного пирофосфата кальция, синтезированного с использованием ионного обмена, для получения биокерамики / Т.В. Сафронова, В.И. Путляев, С.А. Курбатова и др. // Неорганические мате- риалы. – 2015. – Т. 51. – № 11. – С. 1269-1276. 9. Шварценбах Г., Флашка Г. Комплексонометрическое титрование. – М.: Химия, 1970. – 360 с. 80

№ 5 (62) май, 2019 г. ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЕ, МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ МАШИНОСТРОЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ УТИЛИЗАЦИИ ЭНЕРГИИ ДАВЛЕНИЯ ТРАНСПОРТИРУЕМОГО ПРИРОДНОГО ГАЗА В РЕСПУБЛИКЕ УЗБЕКИСТАН Халисматов Ирмухаммад канд. техн. наук, доцент, Ташкентский государственный технический университет, Узбекистан, г. Ташкент; Буранов Мардон Давронович старший преподаватель, Ташкентский государственный технический университет, Узбекистан, г. Ташкент; Мукольянц Арсен Артёмович доцент, Ташкентский государственный технический университет, Узбекистан, г. Ташкент; E-mail:[email protected]. RESEARCH OF THE POSSIBILITY OF UTILIZATION OF ENERGY PRESSURE OF TRANSPORTABLE NATURAL GAS IN THE REPUBLIC OF UZBEKISTAN Irmuhammad Khalismatov candidate of Technical Sciences, associate professor, Tashkent State Technical University, Uzbekistan, Tashkent Mardon Buranov senior Lecturer, Tashkent State Technical University, Uzbekistan, Tashkent Arsen Mukolyants assistant professor, Tashkent State Technical University, Uzbekistan, Tashkent АННОТАЦИЯ В статье рассматриваются возможности производства электроэнергии без сжигания топлива детандирова- нием природного газа высокого давления на газораспределительных станциях с меньшими удельными капиталь- ными затратами. ABSTRACT The article discusses the possibility of generating electricity without burning fuel by expanding high-pressure natural gas at gas distribution stations with lower specific capital costs. Ключевые слова: магистральный газопровод, транспортируемый природный газ, газораспределительная станция, высокое давление, детандирование, выработка электроэнергии, технологический перепад давления. Keywords: gas pipeline, transported natural gas, gas distribution station, high pressure, detonation, power genera- tion, technological pressure drop. ________________________________________________________________________________________________ Проблема энергосбережения, являясь одной из энергоблок мощностью 300 МВт на Ново-Ангрен- важнейших во всех развитых странах, приобретает ской тепловой электростанции (ТЭС), блок мощно- особую остроту и в Узбекистане. стью 800 МВт на Талимарджанской ТЭС, реализован проект по расширению Навоийской ТЭС со строи- С ростом экономики и уровня жизни населения тельством парогазовой установки (ПГУ) мощностью увеличилась и потребность в энергоресурсах. Так, за 478 МВт, а на Ташкентской теплоэлектроцентрали последнее время заметно возросли генерирующие внедрена когенерационная газотурбинная установка мощности системы страны. Введены в эксплуатацию __________________________ Библиографическое описание: Халисматов И., Буранов М.Д., Мукольянц А.А. Исследование возможности ути- лизации энергии давления транспортируемого природного газа в республике Узбекистан // Universum: Техниче- ские науки : электрон. научн. журн. 2019. № 5(62). URL: http://7universum.com/ru/tech/archive/item/7375

№ 5 (62) май, 2019 г. мощностью 27 МВт. В рамках проектов по использо- высокую капиталоемкость и инерционность, без ак- ванию нетрадиционных и возобновляемых источни- тивизации работ в области экономии энергии будет ков энергии внедрены детандергенераторные агре- невозможно. гаты на Сырдарьинской и Талимарджанской ТЭС. В начале 2019 года компанией Epsilon Development Одно из направлений энергосбережения – это Company были начаты работы по расконсервации применение детандер-генераторных агрегатов (ДГА) скважины №2 Худжум (Култак-Камашинский ин- для выработки экологически чистой электроэнергии вестблок) и начат капитальный ремонт, была прове- (без сжигания топлива) за счет использования техно- дена работа по перфорации в интервале 3660-3718 логического перепада давления газа в системах маги- метров. После кислотной обработки скважины полу- стрального транспорта и распределения природного чен промышленный приток природного газа в объёме газа. При существующей в республике системе газо- около 145-180 тыс. куб.м. в сутки. снабжения снижение давления транспортируемого природного газа производится обычно в двух ступе- Из открытого месторождения Худжум, по вновь нях – на газораспределительных станциях (ГРС) и на построенному газопроводу протяженностью 5,1 км, газорегуляторных пунктах (ГРП) и осуществляется связавшего месторождение Худжум со сборным за счет дросселирования. пунктом газопровода Назаркудук, начата поставка добываемого газа на головные сооружения ООО В настоящее время проекты использования избы- «Шуртаннефтегаз». Компания также получила про- точной энергии давления газа при его редуцировании мышленный приток газа на двух скважинах место- в системах газораспределения и потребления в ряде рождения Талимаржан. Таким образом, ожидается, странах Евросоюза направлены на производство что общие объемы добываемых компанией углеводо- электрической энергии. Однако до настоящего вре- родов составят 1-1,25 млн. куб.м в сутки. мени не приняты практические меры для широкомас- штабного и эффективного практического использо- Определяя перспективы совершенствования га- вания этой технологии в республиках Центральной зотранспортной системы республики, акционерная Азии, в том числе и в Узбекистане. компания «Узтрансгаз» по показателям технических свойств транзитной транспортировки может функци- Таким образом, для бесперебойного электро- онировать поэтапно с применением различных вари- снабжения на линейной части газопроводов, прибо- антов модернизации производства и совершенство- ров учета газа на ГРС и ЗУ, и других объектов газо- вания технологических процессов [4]. снабжения, авторы считают целесообразным применение (ДГА) для выработки экологически чи- Сохранение высокого уровня энергоёмкости стой электроэнергии путем утилизации энергии сжа- народного хозяйства может привести к тому, что не- того природного газа. удовлетворенный спрос составит значительную часть нынешнего потребления энергии в республики. Исследования, проведённые на месторождениях Покрыть этот спрос, учитывая изношенность основ- Урга, Северный Шуртан и Шимолий Бердак (табл. ных фондов существующей системы энергетики, ее 1,2,3) показали, что для использования транспорти- руемого пластового газа в турбодетандерных агрега- тах требуется дополнительная обработка и приведе- ния его к соответствующим техническим нормам. Таблица 1. Начальный состав пластового газа месторождения Урга (% мольн.) Горизонты Компоненты газа J32 J33 J35+6 J37 CH4 скв.7 скв.8 скв.4 скв.11 скв.6 скв.8 C2H6 C3H8 86,75 87,40 88,30 92,54 89,18 88,41 iC4H10 7,05 6,60 5,98 6,52 nC4H10 1,85 1,85 5,57 4,09 1,54 1,81 C5H12+выш 0,24 0,25 0.26 0,31 N2+редк. 0,38 0,35 1,98 1,01 0.26 0.38 CO2 0,47 0,45 0,37 0,63 H2S 3,12 2,30 0,34 0,16 0,74 1.28 Cодержание С5+выш: 0,14 0,80 0,67 0,66 - % мольн. 0,48 0,19 - г/м3 - - - - Молек. масса С5+выш 0,57 0,42 Плотность газа (760 мм.рт.ст. 200С), кг/м3 2,49 0,70 Относительная плот. газа (760 мм.рт.ст. 200С) 0,27 0,89 -- 0.47 22,3 0,45 22,3 0,57 22,3 0,42 22,3 0,37 22,3 0,63 114,062 119,132 94,051 22,3 0,778 94,051 94,051 0,777 0,646 85,094 0,645 0,771 0,742 0,772 0,771 0,640 0,613 0,641 0,640 82

№ 5 (62) май, 2019 г. Таблица 2. Физико- химическая характеристика газов месторождения Северный Шуртан Плотность (по воздуху) Свободный газ Нефтерастворенный газ Содержание, в объемных %: 0,652 0,706 метана этана 87,8 81,62 пропана 4,98 6,34 изобутана 2,48 3,84 норм. бутана 0,56 1,25 изопентана 0,64 1,79 норм. пентана 0,18 0,7 Сероводорода 0,09 0,45 Углекислого газа 0,15 0,05 Азота 1,68 1,58 Теплотворная способность, ккал/нм3 1,44 2,68 8712 9670 Таблица 3. Начальный состав пластового газа ГКМ Шимолий Бердак Пласт Пласт J39 Пласт J38 Пласт J27 J311 Компонент- скв. 9 скв. 3 скв. 7 скв. 14 скв. 6 скв. 7 скв. 10 ный состав интер- интер- интер- интервал интервал интервал интервал Среднее газа, (моляр- вал пер- вал пер- вал пер- перфора- Среднее перфора- перфора- перфора- ные %) форации форации форации ции ции ции ции 1577- 1988- 2024- 1991-1988, 2226-2217, 2222-2218, 2139-2136, 1566, (м) 1980, (м) 2017, (м) (м) (м) (м) (м) СН4 87,12 92,21 92,31 89,95 91,49 92,95 92,90 94,08 93,49 С2Н6 6,36 3,81 3,05 4,0 3,62 3,78 3,10 2,41 2,76 С3Н8 3,05 1,53 1,50 1,72 1,58 1,31 1,48 1,23 1,36 изо-С4Н10 0,78 0,24 0,20 0,50 0,31 0,22 0,16 0,32 0,24 н-С4Н10 0,82 0,23 0,17 0,42 0,27 0,22 0,15 0,30 0,23 С5Н12+выше 1,33 0,49 0,47 1,19 0,72 0,42 0,42 0,63 0,53 N2 0,43 1,33 1,53 1,49 1,45 0,75 1,07 0,93 1,0 H2S не обн. 0 не обн не обн не обн не обн не обн не обн не обн CO2 0,11 0,16 0,77 0,73 0,55 0,35 0,72 0,10 0,41 Всего 100 100 100 100 100 100 100 100 100 Потенциальное содержание конденсата, г/м3 - на 1 м3 пла- 57,48 23,7 22,4 51,83 32,31 20 20,3 29,32 24,81 стового газа - на 1 м3 су- 58,25 23,8 22,5 51,44 32,58 20,1 20,4 29,51 24,96 хого газа Потенциальное содержание 79,55 47,65 38,15 50,03 45,28 47,28 38,77 30,14 34,52 этана, г/м3 Критические параметры: - Ркр, кгс/см2 46,57 46,73 46,88 46,73 46,79 46,89 46,94 46,71 46,82 - Ткр, К 211,53 199,95 199,26 199,95 199,67 199,70 199,20 198,75 198,97 Плотность газа при 200С, 760 0,824 0,746 0,746 0,746 0,746 0,739 0,741 0,739 0,740 мм.рт.ст., кг/м3 Относительная 0,684 0,62 0,620 0,619 0,619 0,613 0,615 0,613 0,614 плотность газа 83

№ 5 (62) май, 2019 г. Продолжение таблицы 3 Пласт J23а Пласт J22а Пласт J22б скв. 14 скв. 16 скв. 9 скв. 15 скв. 16 Компонентный состав Среднее газа, молярная доля, % Среднее интервал интервал интервал интервал интервал перфорации перфорации перфорации перфорации перфорации 2452-2444 (м) 2552-2545 (м) 2615-2605 (м) 2468-2463 2516 (м) -2504 (м) СН4 92,76 89,14 90,9 92,39 90,99 91,6 92,60 5 9 С2Н6 2,56 4,50 3,53 2,46 4,57 3,52 3,44 С3Н8 1,89 2,21 2,05 1,92 0,65 1,29 0,72 изо-С4Н10 0,45 0,51 0,48 0,32 0,37 0,35 0,20 н-С4Н10 0,44 0,54 0,49 0,27 0,41 0,34 0,25 С5Н12+выше 0,90 1,08 0,99 1,20 0,80 1,0 0,66 N2 0,48 1,24 0,86 0,71 1,58 1,15 1,34 H2S не обн. не обн. не не обн. не обн. не не обн. обн. обн. CO2 0,52 0,78 0,65 0,72 0,63 0,63 0,79 Всего 100 100 100 100 100 100 100 Потенциальное содержание конденсата, г/м3 - на 1 м3 пластового газа 39,24 48,73 35,6 57,81 32,32 45,0 32,11 8 7 - на 1 м3 сухого газа 39,60 49,23 35,9 58,51 32,58 45,5 32,32 6 5 Потенциальное содержание 32,02 56,28 44,1 30,77 57,16 44,0 43,03 этана, г/м3 5 3 Критические параметры: - Ркр, кгс/см2 46,80 46,84 46,81 46,74 46,81 46,77 46,90 - Ткр, К 202,32 205,09 203,7 203,08 201,14 202,4 199,34 8 0 Плотность газа при 200С 760 0,763 0,782 0,773 0,777 0,760 0,764 0,748 ммрт.ст., кг/м3 Относительная плотность 0,634 0,649 0,642 0,645 0,631 0,634 0,621 газа Анализ полученных данных предполагает необ- второй – на газорегуляторных пунктах – от 1,2 до ходимость установки дополнительного фильтра пе- 0,15 МПа. В процессе расширения природного газа ред входом в детандерный агрегат для очистки газа высокого давления в ДГА происходит снижение его от механических примесей при транспортировке и давления до 1,2 МПа и температуры до 10°С. [2, с. 28- уменьшения процентного содержания конденсата. 36]. Характерная особенность разрабатываемой авто- На основании выше изложенного рами конструкции турбодетандера – расположение сформировалась постановка задачи оптимизации и турбинного и компрессорного колес на одном валу, представилась в следующем виде: годовая выработка которое обуславливает преимущественное примене- электроэнергии max E = f (P,G), (1) ние рабочих колес радиального либо радиально-осе- вого типов в целях упрощения конструкции подвода где P ϵ[P1,P2] ; G ϵ[G1,G2]. и отвода рабочей среды. Ограничения Т2=0; Т1 ≤ Тмаx; QTO ≤ Qмаx; NЭГ ≤ Nмаx. В связи с чем, для использования физической (2) энергии газа, получаемой за счет снижения давления на ГРС и ГРП, вместо традиционных дроссельных В связи с тем, что расширение с помощью детан- устройств целесообразно использование ДГА, кото- дера приводит к более существенному снижению рые позволяют получить выработку электроэнергии температуры газа, то для экономического сравнения за счет перепада давления газа [1, с. 24-25]. в расчетах принимался расход топливного газа для огневого подогревателя с характерным тепловым Снижение давления транспортируемого h = 40 %. природного газа производится на двух ступенях. На первой – на газораспределительных станциях – Расчеты выполнялись с использованием про- давление газа снижается от давления в граммы термодинамических расчетов ГазКонд- магистральном газопроводе с 5,5 МПа до 1,2 МПа, на Нефть [3], и результаты представлены в табл.4. 84

№ 5 (62) май, 2019 г. Таблица 4. Сравнение параметров при расширении природного газа на дросселе и детандере Тип Параметр Давление газа на выходе, МПа 0,3 0,6 1,2 Температура транзитного газа после дросселя, °С -11,8 -9,6 -6,2 Дроссель Количество тепла для подогрева транзитного газа 693000 639700 532500 после дросселя (tк=10°С), кДж/час (кВт) (190,5) (170,7) (140,0) Детандер (нагрев Затраты топливного газа на подогрев транзитного 50 46 40 после) газа после дросселя (h = 40 %), нм3 -102,4 -81,2 -50,3 Детандер Температура транзитного газа после детандера, °С (нагрев 830 650 450 перед) Мощность детандера, кВт 3700790 3027500 2186600 Количество тепла для подогрева транзитного газа (1025) (835) (600) после детандера (tк=10°С), кДж/час (кВт) Затраты топливного газа на подогрев транзитного 270 220 160 газа после детандера (h = 40 %), нм3 5948900 4341900 2795800 Количество тепла для подогрева транзитного (1650) (1200) (770) газа перед детандером (tк=10°С), кДж/час (кВт) 1400 1000 600 Мощность детандера, кВт 440 320 200 Затраты топливного газа на подогрев транзитного газа после детандера (h = 40 %), нм3 160,5 120,2 83,5 Температура транзитного газа перед детандером, °С Таким образом, расчеты и опыт эксплуатации де- энергоресурсы и обеспечить выработку электроэнер- гии, но и обеспечить снижение уровня вредных вы- тандер–генераторных установок подтверждают вели- бросов по сравнению с традиционными технологи- ями. чину относительной выработки электроэнергии в размере 40…60 кВт/тыс. нм3 и дают возможность не только ввести в хозяйственный оборот вторичные Список литературы: 1. Гатауллина А.Р. Повышение энергоэффективности системы газоснабжения за счет утилизации вторичных энергетических ресурсов: Дисс. на соиск. уч. ст. канд. техн. наук / Уфимский государственный нефтяной технический университет. – 2016. – С. 24-25. 2. Гафуров А.М. Утилизация низкопотенциальной теплоты для дополнительной выработки электроэнергии при турбодетандировании природного газа в системе газораспределения // Вестник Казанского государственного энергетического университета. – 2014. – № 1 (20). – С. 28-36. 3. ГазКондНефть [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://gascondoil.com/ (дата обращения: 23.05.2019). 4. Узтрансгаз. Основные показатели // Uztransgaz [Электронный ресурс] – Режим доступа: http://old.uztransgaz.uz/ru/content/osnovnye-pokazateli (дата обращения: 23.05.2019). 85

ДЛЯ ЗАМЕТОК

ДЛЯ ЗАМЕТОК

Научный журнал UNIVERSUM: ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ № 5(62) Май 2019 Свидетельство о регистрации СМИ: ПИ № ФС 77 – 66236 от 01.07.2016 Свидетельство о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 – 54434 от 17.06.2013 Подписано в печать 25.05.19. Формат бумаги 60х84/16. Бумага офсет №1. Гарнитура Times. Печать цифровая. Усл. печ. л. 5,5. Тираж 550 экз. Издательство «МЦНО» 125009, Москва, Георгиевский пер. 1, стр.1, оф. 5 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+