The object of research, development or design (in Russian) : отходы фосфорного производства ТОО "НДФЗ", печные газы, окись углерода, фосфорный шлам, элементный фосфор

The object of research, development or design (in Kazakh) : "НДФЗ" ЖШС фосфор өндірісінің қалдықтары, пеш газдары, көміртек тотығы, фосфорлы шлам, элементті фосфор

Aim of work (in Russian) : разработка рационального и экономичного технического решения, обеспечивающего максимальную степень утилизации отходов и промпродуктов фосфорного производства с получением экологически безопасных целевых продуктов

Aim of work (in Kazakh) : фосфор өндірісінің қалдықтары мен аралық өнімдерін қайта өңдеудің максималды дәрежесін қамтамасыз ететін экологиялық таза мақсатты өнімдерді өндіре отырып тиімді және үнемді техникалық шешімді жасау

Методы исследования (на русском) : Электрохимические свойства окиси углерода и элементного фосфора изучались методом электролиза в гальваностатических условиях. Для химического анализа полученных продуктов применялись методы титриметрии и гравиметрии. Для анализа элементного состава и структуры образцов использовались сканирующий электронный микроскоп SEM типа S-3400N и метод энергодисперсионной рентгеновской спектрометрии (EDS). Для изучения механизма окисления и восстановления элементного фосфора применялись методы циклической вольтамперометрии, спектроскопией электрохимического импеданса и были сняты катодные и циклическое катодно-анодные потенциодинамические поляризационные кривые композиционного фосфор-графитового электрода с помощью потенциостат-гальваностата Electrochemical Workstation «Corrtest Instruments»

Методы исследования (на казахском) : Көміртек оксиді мен элементті фосфордың электрохимиялық қасиеттері гальваностатикалық жағдайда электролиз тәсілімен зерттелді. Алынған өнімдерді химиялық талдау үшін титриметрия және гравиметрия әдістері қолданылды. Үлгілердің элементтік құрамы мен құрылымын талдау үшін S-3400N типті SEM сканерлеуші электронды микроскоп және энергия-дисперсиялық рентгендік спектрометрия (ЭҚҚ) әдістері қолданылды. Элементті фосфордың тотығу және тотықсыздану механизмін зерттеу үшін циклді вольтамперометрия, электрохимиялық кедергі спектроскопия әдістері қолданылды, және композициялық фосфор-графит электродының катодтық және циклдік катод-анодтық потенциодинамикалық поляризация қисықтары Electrochemical Workstation «Corrtest Instruments» потенциостат-гальваностат көмегімен түсірілді.

Obtained results and novelty (in Russian) : Впервые изучен процесс анодного окисления окиси углерода с применением кусковых электродов и определены оптимальные условия электрохимического окисления окиси углерода в кислых, нейтральных и щелочных растворах и показано, что по сравнению с компактными электродами на кусковых электродах значительно повышается степень и выход по току окисления. Показано, что анодное окисление окиси углерода протекает с образованием карбонат-ионов. Изучено электрохимическое восстановление окиси углерода в сернокислом растворе на кусковых свинцовом и графитовом электродах в присутствии ионов хрома (III). Показано, что процесс протекает с образованием порошкового углерода с высоким выходом по току, что свидетельствует каталитические влияния ионов хрома (III). Впервые изучены электродные процессы с участием элементного фосфора в виде композиционного фосфор-графитового электрода в кислой, нейтральной и щелочной средах и показано, что анодное окисление фосфора протекает с образованием гипофосфит-, фосфит- и фосфат-ионов. Изучен механизм реакции катодного восстановления фосфора путем снятия катодных и циклических потенциодинамических поляризационных кривых в кислой, нейтральной и щелочной средах. По полученным результатам установлено, что красный фосфор в кислой среде не проявляет электрохимической активности. Указано, что соотношение Р:С композиционного фосфор-графитового электрода существенно влияет на скорость и потенциал начала восстановления красного фосфора.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Көміртек тотығының түйіршікті электродтарды қолданып анодты тотығу процесі алғаш рет зерттелді және қышқылды, бейтарап және сілтілі ерітінділердегі электрохимиялық тотығудың оңтайлы шарттары анықталды және компактылы электродтармен салыстырғанда, түйіршікті электродтарда тотығу дәрежесі мен ток бойынша шығым айтарлықтай артады. Көміртек оксидінің анодты тотығуы карбонат иондарының түзілуімен жүретіні көрсетілді. Көміртек тотығының түйіршікті қорғасын мен графит электродтарындағы электрохимиялық тотықсыздануы, күкірт қышқылы ерітіндісінде хром (III) иондарының қатысында зерттелді. Процесс, хром (III) иондарының каталиттік әсерін көрсететін жоғары ток бойынша шығыммен ұнтақты көміртектің түзілуімен жүретіндігін көрсетті. Композициялық фосфор-графит электрод түрінде элементті фосфордың қатысуымен электродтық процестер қышқылды, бейтарап және сілтілі орталарда алғаш рет зерттелді, және фосфордың анодты тотығуы гипофосфит-, фосфит- және фосфат иондарының түзілуімен өтетіндігі көрсетілді. Фосфордың катодты тотықсыздану реакциясының механизмі қышқылды, бейтарап және сілтілі орталарда катодтық және циклдік потенциодинамикалық поляризация қисықтарын түсіру арқылы зерттелді. Алынған нәтижелер бойынша, қызыл фосфор қышқылды ортада электрохимиялық белсенділік танытпайтындығы анықталды. Композициялық фосфор-графит электродының P:C қатынасы қызыл фосфордың тотықсыздануының басталу потенциалына және жылдамдығына айтарлықтай әсер ететіні көрсетілді.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Для очистки отходящих газов фосфорного производства от окиси углерода сконструктирована специальная герметичная современная установка, обеспечивающая безопасность взрыва газа. Проведены исследовательские работы с применением кусковых электродов с развитой поверхностью, которой при поляризации постоянным током позволяет интенсифицировать электрохимические процессы. Подход обеспечивает упрощение схемы электролиза, в то же время происходит экономия электроэнергии, не требует дополнительных реагентов и катализаторов, обеспечивается выход синтезируемого чистого продукта. При поляризации фосфор-графитового электрода постоянным током происходит окисление фосфора до фосфат-ионов. Благодаря этому можно синтезировать многие соли фосфорной кислоты из фосфорного шлама.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Фосфор өндірісінен шығатын газдарды көміртегі тотығынан тазарту үшін газ жарылысының қауіпсіздігін қамтамасыз ететін арнайы герметикалық заманауи қондырғы жобаланған. Дамыған беті бар түйіршікті электродтарды қолданып зерттеу жұмыстары жүргізілді, ол электрохимиялық процестерді интенсификациялауға мүмкіндік береді. Тәсіл электролиз схемасын жеңілдетеді, сонымен бірге энергияны үнемдейді, қосымша реагенттер мен катализаторларды қажет етпейді және таза синтезделген өнімнің шығуын қамтамасыз етеді. Фосфор-графит электродын тұрақты токпен поляризациялау кезінде фосфордың фосфат-иондарына дейін тотығады. Осының арқасында фосфорлы шламнан фосфор қышқылының көптеген тұздарын синтездеуге болады.

Level of implementation (in Russian) : Полученные результаты исследований внедрены в учебный процесс

Level of implementation (in Kazakh) : Алынған зерттеу нәтижелері оқу үдерісіне енгізілді

Efficiency (in Russian) : На основании всесторонних исследований электродных процессов с участием фосфора разработан способ извлечения элементного фосфора из фосфорного шлама. Результаты по электрохимическому обезвреживанию фосфина опробованы в лабораторных, в укрупненно-лабораторных масштабах в заводских условиях, которая является научной основой для промышленного освоения. Электрохимический процесс протекает при комнатной температуре и при этом получены чистые ценные продукты, такие как фосфорная кислота и его соли, соответствующие потребностям рынка, особенно в химической промышленности. В целом эффективность этого подхода была подчеркнута его способностью найти баланс между химическими, технологическими и экологическими соображениями, подчеркнув его потенциал по снижению выбросов печных газов в атмосферу и существенное улучшение экологического состояния территории фосфорных заводов.

Efficiency (in Kazakh) : Фосфордың қатысуымен электродтық процестерді жан-жақты зерттеу негізінде фосфорлы шламнан элементті фосфорды алу әдісі жасалды. Фосфинді электрохимиялық залалсыздандырудың нәтижелері зауыт жағдайында зертханалық, кеңейтілген зертханалық масштабта сынақтан өтті, және бұл өнеркәсіптік дамудың ғылыми негізі болып табылады. Электрохимиялық процесс бөлме температурасында жүреді және нарықтың, әсіресе химия өнеркәсібінің сұранысын қанағаттандыратын фосфор қышқылы және оның тұздары сияқты таза құнды өнімдер алынды. Бұл тәсілдің жалпы тиімділігі, атмосфераға пештік газдар қалдықтарын азайту және фосфат зауыттарының аймағында экологиялық жағдайын айтарлықтай жақсарту әлеуетін көрсете отырып, оның химиялық, технологиялық және экологиялық көзқарастар арасында баланс табу қабілеті атап өтілді.

Field of application (in Russian) : в области химии и химической технологии неорганических веществ, особенно фосфора и его соединений, очистка фосфинсодержащих отходов фосфорного производства, научно-исследовательские и проектные организации.

Field of application (in Kazakh) : бейорганикалық заттардың, әсіресе фосфор мен оның қосылыстарының химиясы және химиялық технологиясы, фосфор өндірісінің құрамында фосфині бар қалдықтарды тазарту саласы, ғылыми-зерттеу және жобалау ұйымдары.