Как студентка из КузГТУ нашла сокровище в промышленных отходах

Выпускница кафедры химии, технологии неорганических веществ и наноматериалов Кристина Белоусова исследовала новое решение в области переработки промышленных отходов. Её научная работа направлена на улучшение существующих методов утилизации, что может помочь в защите окружающей среды и принести пользу экономике региона.

Кристина работала в команде с опытными учёными института химических и нефтегазовых технологий над созданием технологии комплексной переработки отходов угледобычи и углепереработки, которая позволит получать ценные продукты из золошлаковых отходов и шламов в промышленных масштабах.

Работа над проектом ведётся в рамках комплексной научно-технической программы полного инновационного цикла «Чистый уголь – зелёный Кузбасс», утверждённой Распоряжением Правительства РФ, при поддержке Министерства науки и высшего образования РФ, Министерства энергетики России, правительства региона, научно-образовательного центра «Кузбасс – Донбасс». Заказчиком в рамках этого проекта выступает АО «Центральное» – АО «Стройсервис».

Напомним, в современной лаборатории химического кластера, которая была открыта осенью 2023 года, учёные разработали методики и оборудование для выделения из золы макрокомпонентов (соединения кремния, железа, алюминия), оксидов титана и скандия, а также провели эксперименты по выделению концентратов оксидов редких и редкоземельных элементов (металлы, сравнительно редко встречающиеся в земной коре). Это ценные металлы лантаноидного ряда, такие как церий, празеодим, тербий и другие, а также соединения алюминия, железа и кремния.

Инициативность Кристины и её глубокий интерес к науке помогли ей стать частью коллектива. Под руководством опытных наставников девушка проводила лабораторные исследования, которые впоследствии легли в основу её диплома.

В ходе экспериментов студентка использовала метод перколяционного выщелачивания. После серии опытов удалось определить оптимальные параметры процесса.

Результаты впечатляют: при использовании 0,1 М раствора серной кислоты выход лантана достигает 96%. Это не просто цифры – это возможность превратить проблему в решение, снизить экологическую нагрузку и получить ценный для промышленности продукт.

Мы продолжаем свои исследования по оптимизации получения редкоземельного элемента из отходов, продолжаем совершенствовать технологию, – пояснила Кристина. – Согласно результатам эксперимента, метод перколяционного выщелачивания с последующим оксалатным выделением редкоземельных элементов может эффективно использоваться для извлечения ценных компонентов из отходов углеобогащения, что особенно актуально в условиях истощения природных ископаемых и увеличения объёмов отвальных пород на открытых местностях.

Отметим, что ежегодно в Кузбассе образуется более 500 миллионов тонн отходов угледобычи и углепереработки, которые занимают огромные территории – свыше 1125 гектаров, тем самым оказывая пагубное влияние на окружающую среду.

Редкоземельные элементы (РЗЭ) – настоящее сокровище для современной промышленности. Они используются в электронике, медицине, космической отрасли, но составляют всего 0,01% массы земной коры. Россия обладает внушительными запасами – около 16,7% мировых залежей, однако большинство отечественных месторождений требуют особого подхода к добыче.

Одним из направлений работы лаборатории химического кластера КузГТУ является извлечение ценных компонентов, таких как редкоземельные элементы, что способствует решению как территориальной проблемы залежей отходов, так и поиска альтернативных источников ценных элементов.