В России предложили импортозамещающий метод получения реагента

Аспиранты Университета науки и технологий МИСиС нашли способ заменить импортные реагенты для промышленного отбеливания бумаги. Предложенная ими технология производства хлората натрия – основного компонента для отбеливания – из отходов калийных удобрений позволит решить проблему острой нехватки отбеливающего средства для целлюлозно-бумажной промышленности. 

Россия, не имея собственных производств реагентов для отбеливания целлюлозы, ежегодно ввозила около 40 тысяч тонн хлората натрия на сумму более 20 миллионов долларов. Из–за санкций в марте 2022 года целлюлозно–бумажные комбинаты перестали получать от финских производителей необходимые реагенты, многие предприятия приостановили свою работу, а цены на офисную бумагу выросли в несколько раз. В настоящее время импортозамещение хлората натрия остается актуальной задачей для промышленности. 

Исследовав вопрос получения хлората натрия, аспиранты НИТУ МИСиС Илья Фуреев и Аким Ергешев обнаружили, что отходы, остающиеся после добычи калийных удобрений (шахтные воды) и отходы, содержащие минеральные концентраты каменной соли (галитсодержащие отходы), обладают достаточным содержанием хлорида натрия для рентабельного извлечения хлората натрия. 

В результате лабораторных испытаний с насыщенными солевыми растворами, химический состав которых приближен к составу шахтных вод, аспиранты при помощи электролиза получили хлорат натрия, соответствующий требованиям ГОСТ. 

«В начале процесса электролиза мы берем раствор хлорида натрия концентрацией 200 г/л, а в конце процесса получаем 60 г/л. При этом во время реакции выход по току NaClO3 достигает 85-88%, остальная энергия уходит на нагрев проводов и раствора электролита. Наша цель – максимально снизить такие побочные реакции и направить энергию на получение хлората. Далее мы производим очистку от ионов кальция и магния и направляем растворы на кристаллизацию хлората натрия. Обеднённые растворы после получения хлората натрия отправляются на донасыщение хлоридом натрия из шламохранилищ и снова возвращаются на электролиз», – рассказал Аким Ергешев.

Технология, предложенная авторами проекта, позволит не только утилизировать шахтные воды и галитсодержащие отходы, но и перерабатывать минеральные концентраты каменной соли с получением товарной продукции – хлората натрия, который обладает более высокой стоимостью в сравнении с хлоридом натрия.

Попутную продукцию электролиза растворов, содержащих растворённые минеральные вещества – гипохлорит натрия, можно использовать как средство очистки и обеззараживания воды.

 «На сегодняшний день мы уже собрали лабораторную установку и отработали технологию, получив необходимый продукт в небольшом количестве. В промышленных масштабах основная составляющая стоимости производства – это электроэнергия, поскольку сырьем выступают галитсодержащие отходы. Исследовав данный вопрос, мы выяснили, что в городе Соликамск одна из самых низких цен на электроэнергию в России, более того там находится крупный завод минеральных удобрений, что открывает перспективы масштабного производства хлората натрия  именно здесь», — отметил Илья Фуреев.

Исследователи отмечают, что уже занимаются налаживанием партнерских отношений с промышленным предприятием и в будущем планируют приступить к проектированию промышленного производства на основе результатов, полученных в ходе лабораторных испытаний. Таким образом импортозамещение хлората натрия в России может начаться с техногенных отходов, не требующих затрат на добычу из недр, дробление, измельчение и классификацию.

«Разработка аспирантов НИТУ МИСиС Ильи Фуреева и Акима Ергешева отвечает актуальным задачам современной экономики – импортозамещению и организации безотходного производства. Молодые ученые университета продемонстрировали в своей работе междисциплинарный подход, предложив инновационное технологическое решение и проработав вопрос эффективности его применения. Это позволяет повысить экономическую привлекательность проекта уже на этапе его проработки. Научные руководители аспирантов — ведущие ученые университета: д.т.н., профессор, заведующий кафедрой цветных металлов и золота Вадим Тарасов и к.т.н., заведующая кафедрой обогащения и переработки полезных ископаемых и техногенного сырья Татьяна Юшина», – подчеркнула ректор НИТУ МИСиС Алевтина Черникова.

Университет науки и технологий МИСиС – ведущий вуз страны в области создания, внедрения и применения новых технологий и материалов. Опираясь на вековые традиции признанных в России и мире научных школ, современные образовательные технологии, университет ставит перед собой задачу внести максимальный вклад в развитие экономики за счет прорывных разработок и качественной подготовки специалистов. В научно-исследовательской деятельности Университет МИСиС концентрируется на таких приоритетных направлениях, как материаловедение, металлургия, горное дело, квантовые технологии, биоматериалы и биоинженерия, альтернативная энергетика, аддитивные и информационные технологии.

В вузе действует более 40 научно-исследовательских лабораторий и инжиниринговых центров мирового уровня, в которых работают ведущие российские и зарубежные ученые. Университет МИСиС сотрудничает более чем с 1600 крупнейшими компаниями России и мира, в его состав входит 8 институтов и 6 филиалов – четыре в России и два за рубежом. В вузе более 22 000 обучающихся, 25% студентов – граждане 86 стран.