The object of research, development or design (in Russian) : Объектом исследования являются отходы растительного сырья – кукурузные початки, виноградные косточки, береза, карбонизаты и активированные угли на их основе, а также модельные растворы с ионами тяжелых металлов (Pb2+, Zn2+, Cu2+, Fe2+, Ni2+, Co2+) и промышленные сточные воды с ионами тяжелых металлов (Cu2+, Pb2+, Cd2+, Zn2+).

The object of research, development or design (in Kazakh) : Зерттеу нысаны өсімдік шикізатының қалдықтары – жүгері собықтары, жүзім сүйектері, қайың, карбонизаттар және олардың негізінде белсендірілген көмірлер, сондай-ақ ауыр металл иондары бар модельдік ерітінділер (Pb2+, Zn2+, Cu2+, Fe2+, Ni2+, Co2+) және ауыр металл иондары бар өнеркәсіптік ағынды сулар (Cu2+, Pb2+, Cd2+, Zn2+).

Aim of work (in Russian) : Получение активированных углей на основе отходов растительного сырья и их дальнейшее исследование в процессах сорбции благородных и тяжелых металлов из водных сред.

Aim of work (in Kazakh) : Өсімдік шикізатының қалдықтары негізінде белсендірілген көмірді алу және оларды су ортасынан асыл және ауыр металдарды сорбциялау процестерінде одан әрі зерттеу.

Методы исследования (на русском) : В рамках научно-исследовательской работы методом термической карбонизации в комбинации с парогазовой активацией получены активированные угли на основе кукурузных початков, виноградных косточек и березы, которые показали высокую удельную поверхность и общий объем пор и использовали для сорбции тяжелых металлов. Методами БЭТ, СЭМ, дифракций рентгеновского излучения, Раман-спектрометрией, рентгенофлуоресцентного анализа изучены основные физико-химические и структурные характеристики полученных активированных углей. Методами атомно-абсорбционной спектрометрии и масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой определены концентрации тяжелых металлов в исходных растворах и в растворах после сорбции.

Методы исследования (на казахском) : Ғылыми-зерттеу жұмысының аясында термиялық карбонизация әдісімен және бу-газды белсендірлеумен бірге жүгері собықтары, жүзім сүйектері және қайың негізінде белсендірілген көмірлер алынды, олар жоғары меншікті бетті және кеуектердің жалпы көлемін көрсетті және ауыр металдарды сорбциялау үшін пайдаланылды. БЭТ, СЭМ, рентгендік дифракция, Раман-спектрометрия, рентген-флуоресцентті талдау әдістерімен алынған белсендірілген көмірлердің негізгі физика-химиялық және құрылымдық сипаттамалары зерттелді. Атомдық абсорбциялық спектрометрия және индуктивті байланысқан плазмалық масс-спектрометрия әдістерімен бастапқы ерітінділердегі және сорбциядан кейінгі ерітінділердегі ауыр металдардың концентрациясын анықтайды.

Obtained results and novelty (in Russian) : Сорбцию тяжелых металлов проводили в статическом режиме, при комнатной температуре с варьированием следующих параметров: рН, соотношение Т:Ж, исходная концентрация тяжелых металлов, время сорбции. Концентрации тяжелых металлов до и после сорбции определяли атомно-абсорбционным спектрометром. При проведении сорбции с варьированием исходной концентрации тяжелых металлов сорбировали 6 металлов (Pb,Zn,Cu,Fe,Ni,Co). Результаты показали, что количество ионов тяжелых металлов, сорбированных на полученных активированных углях, увеличивалось с увеличением концентрации ионов тяжелых металлов до тех пор, пока не было достигнуто равновесие. Из-за более высокой движущей силы градиента концентрации увеличиваются адсорбционная способность, массоперенос и доступность вакантных центров связывания (COOH, ОН-) для ионов тяжелых металлов. Полученные результаты также показывают, что на активированных углях на основе кукурузных початков, виноградных косточек и березы лучше всего сорбируются Cu и Zn. В связи с этим для дальнейших исследовании по сорбции тяжелых металлов использовали модельные растворы Cu и Zn. Как правило, длительное время контакта фаз увеличивает адсорбционную емкость и эффективность сорбции тяжелых металлов. Ионы цинка хорошо сорбируются на активированных углях на основе березы и кукурузных початков. Установлено, что сорбция ионов цинка протекает лучше при рН=7. В полученных активированных углях адсорбция ионов меди при рН=3;5;7 имеет степень извлечения выше 90% за 4часа сорбции.

Obtained results and novelty (in Kazakh) : Ауыр металдардың сорбциясы статикалық режимде, бөлме температурасында келесі параметрлердің өзгеруімен жүзеге асырылды: рН, Қ:С қатынасы, ауыр металдардың бастапқы концентрациясы, сорбция уақыты. Сорбцияға дейінгі және кейінгі ауыр металдардың концентрациясы атомдық сіңіру спектрометрімен анықталды. Ауыр металдардың бастапқы концентрациясының өзгеруімен сорбция кезінде 6 металл (Pb, Zn, Cu, Fe, Ni және Co) сорбцияланды. Нәтижелер алынған белсендірілген көмірде сорбцияланған ауыр металл иондарының саны тепе-теңдікке қол жеткізілгенге дейін ауыр металл иондарының концентрациясының жоғарылауымен артқанын көрсетті. Концентрация градиентінің жоғары қозғаушы күшіне байланысты адсорбция қабілеті, масса тасымалдау және ауыр металл иондары үшін бос байланыстыру орталықтарының (COOH, OH-) қолжетімділігі артады. Нәтижелер сонымен қатар жүгері собықтары, жүзім сүйектері және қайың негізіндегі белсендірілген көмірде Cu және Zn жақсы сорылатынын көрсетеді. Осыған байланысты ауыр металдардың сорбциясын одан әрі зерттеу үшін Cu және Zn модельдік ерітінділері қолданылды. Әдетте, фазалық байланыстың ұзақ уақыты адсорбциялық сыйымдылықты және ауыр металдардың сорбция тиімділігін арттырады. Мырыш иондары қайың мен жүгері собықтарынан негізделген белсендірілген көмірде жақсы сорылады. Мырыш иондарының сорбциясы рН=7 кезінде жақсы болатыны анықталды. Алынған белсендірілген көмірлерде рН 3; 5; 7-де мыс иондарының адсорбциясы 4 сағаттық сорбцияда 90% - дан жоғары сорбциялық дәрежесіне ие.

The main constructive and technical economic indicators (in Russian) : Создание новых материалов на основе безотходной технологии, а также вовлечения в переработку возобновляемого сырья становятся все более актуальной задачей экономического развития многих стран мира. В настоящее время развитые страны получают доходы от подобной деятельности в десятки раз выше, чем развивающиеся, так как продают не сырье, а продукты глубокой переработки, стоимость которых несоизмеримо выше. Поэтому, повышение эффективности использования отходов растительного сырья – важнейшая общегосударственная задача. Так, увеличение потребности различных отраслей промышленности Казахстана в углеродсодержащих материалах могут быть удовлетворены посредством использования отходов растительного сырья такие как кукурузные початки, виноградные косточки и тд. Данное возобновляемое вторичное сырье в Казахстане имеется в достаточных количествах для промышленного использования. Объемы мирового и Казахстанского потребления углерода за последние годы значительно выросли. Однако предприятия химических и металлургических отраслей страны испытывают дефицит отечественных углеродных материалов в связи с отсутствием собственного Казахстанского производства многие из них вынуждены импортировать их из-за рубежа. Растущие потребности различных отраслей промышленности Казахстана в углеродсодержащих материалах при сокращении традиционных сырьевых источников могут быть удовлетворены посредством использования вторичных ресурсов - отходов растительного сырья.

The main constructive and technical economic indicators (in Kazakh) : Қалдықсыз технология негізінде жаңа материалдар жасау, сондай-ақ жаңартылатын шикізатты қайта өңдеуге тарту әлемнің көптеген елдерінің экономикалық дамуының өзекті міндетіне айналуда. Қазіргі уақытта дамыған елдер мұндай қызметтен кірістерді дамушы елдерге қарағанда ондаған есе жоғары алады, өйткені олар шикізатты емес, құны салыстырмалы түрде жоғары болатын терең өңделген өнімдерді сатады. Сондықтан өсімдік шикізатының қалдықтарын пайдалану тиімділігін арттыру - ең маңызды жалпымемлекеттік міндет. Мәселен, Қазақстанның әртүрлі өнеркәсіп салаларының құрамында көміртегі бар материалдарға деген қажеттілігін ұлғайту өсімдік шикізатының қалдықтарын пайдалану арқылы қанағаттандырылуы мүмкін мысалы, жүгері собықтары, жүзім сүйектері және т.б. Бұл жаңартылатын қайталама шикізат Қазақстанда өнеркәсіптік пайдалану үшін жеткілікті мөлшерде бар. Әлемдік және Қазақстандық көміртекті тұтыну көлемі соңғы жылдары айтарлықтай өсті. Алайда, еліміздің химия және металлургия салаларының кәсіпорындары отандық көміртегі материалдарының тапшылығын сезінуде, олардың көпшілігі Қазақстандық өндірістің болмауына байланысты оларды шетелден импорттауға мәжбүр. Қазақстан өнеркәсібінің әртүрлі салаларының құрамында көміртегі бар материалдарға өсіп келе жатқан қажеттіліктері дәстүрлі шикізат көздерін қысқарту кезінде қайталама ресурстарды - өсімдік шикізатының қалдықтарын пайдалану арқылы қанағаттандырылуы мүмкін.

Level of implementation (in Russian) : Не внедрено

Level of implementation (in Kazakh) : Енгізілмеген

Efficiency (in Russian) : Предлагаемая авторами работа имеет большую значимость как в национальном, так и в международном масштабах. В настоящее время в Казахстане производство активированных углей для сорбционной очистки воды от тяжелых металлов и для сорбционного извлечения благородных металлов не развито, хотя в РК имеются мощные сырьевые ресурсы, позволяющие развить полный технологический цикл экспорт-ориентированного и импортозамещающего производства.

Efficiency (in Kazakh) : Авторлар ұсынған жұмыс ұлттық және халықаралық ауқымда үлкен маңызға ие. Қазіргі уақытта Қазақстанда суды ауыр металдардан сорбциялық тазарту және асыл металдарды сорбциялық алу үшін белсендірілген көмір өндірісі дамымаған, дегенмен ҚР-да экспортқа бағдарланған және импортты алмастыратын өндірістің толық технологиялық циклін дамытуға мүмкіндік беретін қуатты шикізат ресурстары бар.

Field of application (in Russian) : Результаты выполняемой работы решат проблему комплексной утилизации отходов растительного сырья и дадут возможность использовать полученные активированные угли для сорбционной очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов, а также для сорбционного извлечения благородных металлов из водных сред. Полученные активированные угли могут быть использованы в очистных сооружениях металлургической и химической отраслей страны.

Field of application (in Kazakh) : Орындалатын жұмыстың нәтижелері өсімдік шикізатының қалдықтарын кешенді кәдеге жарату мәселесін шешеді және алынған белсендірілген көмірді ауыр металл иондарынан ағынды суларды сорбциялық тазарту үшін, сондай-ақ су ортасынан асыл металдарды сорбциялық алу үшін пайдалануға мүмкіндік береді. Алынған белсендірілген көмірлерді елдің металлургия және химия салаларының тазарту қондырғыларында пайдалануға болады.