ekipЭкология и промышленность РоссииEcology and Industry of Russia1816-03952413-6042ООО "Калвис"10.18412/1816-0395-2017-12-28-31ekip-960Research ArticleНАУЧНЫЕ РАЗРАБОТКИSCIENTIFIC DEVELOPMENTSЗола мусоросжигательных заводов как техногенный сырьевой ресурс для извлечения редкоземельных элементовAsh of Incineration Plants as Industrial Resource for Extracting Rare Earth ElementsФоменкоА.И.FomenkoA.I.

д-р техн. наук, профессор

Dr. Sci. (Eng.), Professor

podpiska@kalvis.ruСоколовЛ.И.SokolovL.I.

д-р техн. наук, профессор, ректор

Dr. Sci. (Eng.), Professor, Rector

podpiska@kalvis.ruВологодский государственный университетРоссияVologda State UniversityRussian Federation20170612201721122831Copyright © ООО "Калвис", 20172017ООО "Калвис"ООО "Калвис"https://www.ecology-kalvis.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.ecology-kalvis.ru/jour/article/view/960

Представлены результаты экспериментальных исследований извлечения редкоземельных элементов из золы термической переработки твердых коммунальных отходов. Показано, что зола мусоросжигательных заводов по суммарному содержанию оксидов редкоземельных элементов не уступает материалам, используемым в производственной практике для их извлечения. Перспективным способом повышения эффективности извлечения редкоземельных элементов из золы является их концентрирование с применением экстракционной технологии при использовании в качестве экстрагента раствора гидроксида калия или натрия. Показано, что оптимальными условиями процесса щелочной технологии извлечения редкоземельных элементов из золы термической переработки твердых коммунальных отходов являются соотношение фаз Т:Ж=1:50, продолжительность обработки золы реагентами 60 мин. Содержание оксидов редкоземельных элементов в полученном концентрате при использовании щелочных растворов (NaOH, KOH) увеличивается в 10–11 раз.

The results of experimental studies of the recovery of rare earth elements from the ash of thermal processing of solid municipal waste are presented. It is shown that the ash of incinerators based on the total content of rare earth oxides is not inferior to the materials used in the production practice for their extraction. A promising way to increase the recovery efficiency of rare earth elements from ash is to concentrate them using the extraction technology when using a potassium or sodium hydroxide solution as an extractant. It is shown that the optimal conditions for the process of alkaline extraction of rare earth elements from the ash of thermal processing of solid municipal waste are the phase ratio T:M = 1:50, the duration of the treatment of the ash with reagents is 60 minutes. The content of rare earth oxide oxides in the concentrate obtained is increased by 10–11 times when using alkaline solutions (NaOH, KOH).

твердые коммунальные отходы (ТКО)мусоросжигательные заводы (МСЗ)золошлаковые отходы МСЗхимический состав золы МСЗредкоземельные элементы (РЗЭ)solid municipal waste (SMW)incineration plants (IP)IP ash-and-slag wasteIP chemical composition of ashrare earth elements (REE)ReferencesДрейер А.А., Сачков А.Н., Никольский К.С. Твердые промышленные и бытовые отходы, их свойства и переработка. М., Просвещение, 2004. 62 с.Дрейер А.А., Сачков А.Н., Никольский К.С. Твердые промышленные и бытовые отходы, их свойства и переработка. М., Просвещение, 2004. 62 с.Соломин И.А., Башкин В.Н. Выбор оптимальной технологии переработки ТБО. Экология и промышленность России. 2005. № 9. С.42—45.Соломин И.А., Башкин В.Н. Выбор оптимальной технологии переработки ТБО. Экология и промышленность России. 2005. № 9. С.42—45.Девяткин В. Управление отходами: отечественный и зарубежный опыт. ЭВР. 2009. № 2. С. 39—39.Девяткин В. Управление отходами: отечественный и зарубежный опыт. ЭВР. 2009. № 2. С. 39—39.Соколов Л.И., Фламме С. Как в Германии решают проблему утилизации бытовых отходов. Экология и промышленность России. 2009. №4. С. 32—37.Соколов Л.И., Фламме С. Как в Германии решают проблему утилизации бытовых отходов. Экология и промышленность России. 2009. №4. С. 32—37.Косов В.И., Клыков В.Е., Иванов В.Н., Фирсова Л.В. Моделирование влияния загрязнений подземных вод от полигона твердых бытовых отходов. Экологические системы и приборы. 2009. № 2. С. 2—7.Косов В.И., Клыков В.Е., Иванов В.Н., Фирсова Л.В. Моделирование влияния загрязнений подземных вод от полигона твердых бытовых отходов. Экологические системы и приборы. 2009. № 2. С. 2—7.Довгань С.А. Математическое моделирование загрязнения подземных вод в районах расположения полигонов ТБО. Экология и промышленность России. 2009. № 5. С. 30—31.Довгань С.А. Математическое моделирование загрязнения подземных вод в районах расположения полигонов ТБО. Экология и промышленность России. 2009. № 5. С. 30—31.Кофман В.Я. Очистка фильтрата полигонов хранения твердых бытовых отходов. Водоснабжение и санитарная техника. 2013. № 3. С. 46—55.Кофман В.Я. Очистка фильтрата полигонов хранения твердых бытовых отходов. Водоснабжение и санитарная техника. 2013. № 3. С. 46—55.Ершов А.Г., Шубников В.Л. Термическое обезвреживание отходов: теория и практика, мифы и легенды. Твердые бытовые отходы. 2014. № 5. С. 46—52.Ершов А.Г., Шубников В.Л. Термическое обезвреживание отходов: теория и практика, мифы и легенды. Твердые бытовые отходы. 2014. № 5. С. 46—52.Коротаев В.Н., Слюсарь Н.Н. Оптимизация технологической схемы сортировки ТБО. Экология урбанизированных территорий. 2010. № 2. С. 22—26.Коротаев В.Н., Слюсарь Н.Н. Оптимизация технологической схемы сортировки ТБО. Экология урбанизированных территорий. 2010. № 2. С. 22—26.Демьянова В.С., Егоров О.В. Преимущества раздельного сбора и сортировки твердых бытовых отходов. Экология урбанизированных территорий. 2010. № 3. С. 76—79.Демьянова В.С., Егоров О.В. Преимущества раздельного сбора и сортировки твердых бытовых отходов. Экология урбанизированных территорий. 2010. № 3. С. 76—79.Соколов Л.И., Кибардина С.М., Фламме С., Хазенкамп. Сбор и переработка твердых коммунальных отходов: монография. М., Инфра-Инженерия, 2017. 176 с.Соколов Л.И., Кибардина С.М., Фламме С., Хазенкамп. Сбор и переработка твердых коммунальных отходов: монография. М., Инфра-Инженерия, 2017. 176 с.Morales M., Chimenos J.M., Fernandez A.I. et al. Materials Selection for Superheater Tubes in Municipal Solid Waste Incineration Plants. Journal of materials engineering and performance. 2014. Vol. 23. Iss. 9. P. 3207—3214.Morales M., Chimenos J.M., Fernandez A.I. et al. Materials Selection for Superheater Tubes in Municipal Solid Waste Incineration Plants. Journal of materials engineering and performance. 2014. Vol. 23. Iss. 9. P. 3207—3214.Carrasco F., Llauro X., Poch M. A methodological approach to knowledge-based control and its application to a municipal solid waste incineration plant. Combustion science and technology. 2006. Vol. 178. Iss. 4. P. 685—705.Carrasco F., Llauro X., Poch M. A methodological approach to knowledge-based control and its application to a municipal solid waste incineration plant. Combustion science and technology. 2006. Vol. 178. Iss. 4. P. 685—705.Chen D., Liu H., Zhu T. Choices of heat exchanger network for incineration plant fuelled with high water content municipal solid waste. Advanced computational methods in heat transfer: conference proceedings. Ashurst: Wit Press. 2004. P. 193—202.Chen D., Liu H., Zhu T. Choices of heat exchanger network for incineration plant fuelled with high water content municipal solid waste. Advanced computational methods in heat transfer: conference proceedings. Ashurst: Wit Press. 2004. P. 193—202.Weibel G., Eggenberger U., Schlumberger S., Mader U.K., Urs K. Chemical associations and mobilization of heavy metals in fly ash from municipal solid waste incineration. Waste Management. 2017. Vol. 62. P. 147—159.Weibel G., Eggenberger U., Schlumberger S., Mader U.K., Urs K. Chemical associations and mobilization of heavy metals in fly ash from municipal solid waste incineration. Waste Management. 2017. Vol. 62. P. 147—159.Funari V., Makinen J., Salminen J., Braga R., Dinelli E., Revitzer H. Metal Removal from Municipal Solid Waste Incineration fly ash: A Comparison between Chemical Leaching and Bioleaching. Waste Management. 2017. Vol. 60. P. 397—406.Funari V., Makinen J., Salminen J., Braga R., Dinelli E., Revitzer H. Metal Removal from Municipal Solid Waste Incineration fly ash: A Comparison between Chemical Leaching and Bioleaching. Waste Management. 2017. Vol. 60. P. 397—406.Гонопольский А.М., Дыган М.М., Тимофеева А.А. Некоторые физико-химические свойства золошлаковых отходов мусоросжигательных заводов. Экология и промышленность России. 2008. № 7. С. 36—39.Гонопольский А.М., Дыган М.М., Тимофеева А.А. Некоторые физико-химические свойства золошлаковых отходов мусоросжигательных заводов. Экология и промышленность России. 2008. № 7. С. 36—39.Власов О.А., Мечев В.В. Использование продуктов сжигания ТКО в шлаковом расплаве. Твердые бытовые отходы. 2017. № 2. С. 29—33.Власов О.А., Мечев В.В. Использование продуктов сжигания ТКО в шлаковом расплаве. Твердые бытовые отходы. 2017. № 2. С. 29—33.Парецкий В.М., Комков А.А., Мамаев А.Ю. Полезное использование шлаков мусоросжигания. Твердые бытовые отходы. 2011. № 4. С. 51—56.Парецкий В.М., Комков А.А., Мамаев А.Ю. Полезное использование шлаков мусоросжигания. Твердые бытовые отходы. 2011. № 4. С. 51—56.Методика количественного химического анализ МКХА ОАО "Аммофос". Определение массовой доли суммы оксидов редкоземельных элементов (ΣРЗО) в фосфорной кислоте, фосфогипсе и осадках редкоземельных элементов фотометрическим методом. Череповец, 2005. 5 с.Методика количественного химического анализ МКХА ОАО "Аммофос". Определение массовой доли суммы оксидов редкоземельных элементов (ΣРЗО) в фосфорной кислоте, фосфогипсе и осадках редкоземельных элементов фотометрическим методом. Череповец, 2005. 5 с.Ксенофонтов Б.С., Буторова И.А., Козодаев А.С., Таранов Р.А., Виноградов М.С., Петрова Е.В., Воропаева А.А. Золошлаки перспективное сырье для получения редкоземельных металлов. Экология и промышленность России. 2014. № 4. С. 9—13.Ксенофонтов Б.С., Буторова И.А., Козодаев А.С., Таранов Р.А., Виноградов М.С., Петрова Е.В., Воропаева А.А. Золошлаки перспективное сырье для получения редкоземельных металлов. Экология и промышленность России. 2014. № 4. С. 9—13.Адеева Л.Н., Борбат В.Ф. Зола ТЭЦ перспективное сырье для промышленности. Вестник Омского университета. 2009. № 2. С.141—151.Адеева Л.Н., Борбат В.Ф. Зола ТЭЦ перспективное сырье для промышленности. Вестник Омского университета. 2009. № 2. С.141—151.Патент РФ № 2293134. Способ извлечения редкоземельных металлов и иттрия из углей и золошлаковых отходов от их сжигания. Кузьмин В.И., Пашков Г.Л., Карцева Н.В.; заявл. 26.05.2005, опубл. 10.02.2007. URL: http://www.freepatent.ru/patents/2293134.Патент РФ № 2293134. Способ извлечения редкоземельных металлов и иттрия из углей и золошлаковых отходов от их сжигания. Кузьмин В.И., Пашков Г.Л., Карцева Н.В.; заявл. 26.05.2005, опубл. 10.02.2007. URL: http://www.freepatent.ru/patents/2293134.Патент РФ № 2465207. Способ извлечения редкоземельных элементов из экстракционной фосфорной кислоты. Локшин Э.П., Тареева О.А.; заявл. 11.07.2011 , опубл. 27.10.2012. URL: http://www.freepatent.ru/patents/2465207.Патент РФ № 2465207. Способ извлечения редкоземельных элементов из экстракционной фосфорной кислоты. Локшин Э.П., Тареева О.А.; заявл. 11.07.2011 , опубл. 27.10.2012. URL: http://www.freepatent.ru/patents/2465207.Патент РФ № 2225892. Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса. Локшин Э.П., Вершкова Ю.А., Калинников В.Т., Тареева О.А., Ивлев К.Г., Фёдоров С.Г., Погребняк О.С.; заявл. 23.07.2002, опубл. 20.03.2004. URL: http://www.freepatent.ru/patents/2225892.Патент РФ № 2225892. Способ извлечения редкоземельных элементов из фосфогипса. Локшин Э.П., Вершкова Ю.А., Калинников В.Т., Тареева О.А., Ивлев К.Г., Фёдоров С.Г., Погребняк О.С.; заявл. 23.07.2002, опубл. 20.03.2004. URL: http://www.freepatent.ru/patents/2225892.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.