МҰНАЙ КОКСЫН ПАЙДАЛАНА ОТЫРЫП, ФОСФАТ ШИКІЗАТЫНЫҢ АГЛОМЕРАЦИЯ ПРОЦЕСІНІҢ ФИЗИКА-ХИМИЯЛЫҚ ЕРЕКШЕЛІКТЕРІ МЕН ТЕРМОДИНАМИКАЛЫҚ ЗАҢДЫЛЫҚТАРЫН ЗЕРТТЕУ

Мақалада агломерацияда фосфат шикізатын отын ретінде пайдалану үшін мұнай өңдеу қалдықтарынан алынған мұнай коксын қолдану бойынша физика-химиялық және термодинамикалық зерттеулердің нәтижелері келтірілген.
Жұқа қабатты хроматография және ИҚ спектроскопия әдісін қолдана отырып, мұнай коксын баяу кокстеу үшін қолданылатын ауыр қалдықтардың құрамындағы органикалық қосылыстардың топтары анықталды. Ауыр мұнай қалдықтарын талдау нәтижелері 35,1-54,1% күшті хош иісті топтардың, 12,0-25,7% шайырлы топтардың, 3,0-41,4% парафинді топтардың жоғары құрамын көрсетті. Осы көрсеткіштердің барлығы ауыр мұнай қалдықтарының мұнай коксын алуға жарамдылығын көрсетеді.
JSM-6490LV растрлық электронды микроскопының көмегімен алынған С-78,56%, Te-4,05%, Al-12,14%, Si-1,18% құрамды мұнай коксының элементтік құрамы мен микроқұрылымы анықталды.
Outokumpu Research Oy әзірлеген HSC-5.1 Chemistry бағдарламалық кешенді пайдалана отырып, фосфорит-фосфат-кремнийлі тақтатас-мұнайкокс құрамды жұмыс қоспасын агломерациялық күйдіруге тән реакциялардың термодинамикалық зерттеулерінің нәтижелері келтірілген. Декарбонизация реакциялар температурасынан Гиббс энергиясының өзгеруін есептеу нәтижелері жоғары температуралық аймақтағы барлық зерттелетін реакциялардың термодинамикалық ықтималдығы көрсетілді. Сонымен қатар, 5,6 реакцияларының ықтималдығы тек 1200К жоғары болуы мүмкін. СаСО_з – С – С₆Н₆ – О₂ и СаСО₃ – С – С₆Н₅О – О₂ жұмыс жүйелерінің декарбонизациясын термодинамикалық модельдеу агломерациялық процеске тән 500-1500К температуралық аралықта және 0,1-0,01МПа қысымда "Астра-4"бағдарламалық кешенін пайдалана отырып орындалды.
Температура мен қысымға байланысты кальций мен көміртектің негізгі компоненттерінің тепе-теңдік таралуының графикалық тәуелділіктерінің нәтижелері біртектес сипатта болды. Сонымен қатар, қысым азайған сайын СаО и СО₂ түзілу мүмкіндігі 100К төмен температуралы аймаққа ауысады.

1. Бугенов Е.С. Физико-химические основы производства фосфора из низкосортных фосфоритов / Е.С. Бугенов, У.Ж. Джусипбеков. – Алматы, 2005. – 384 с.

2. Ершов В.А. Электротермическая переработка фосфоритов Каратау / В.А. Ершов // Труды ЛенНИИГипрохима. ─ 1972. – № 4. ─ 198 с.

3. Термическая обработка и окускование фосфатного сырья / С. Шумаков и др. ─ М.: Химия,1987 .─ 92 с.

4. Мирошников Н.А. Утилизация мелких фракции фосфоритов Каратау методов высокотемпературного окомкования во вращающей печи: автореф.…канд.тех.наук: 05.17.01 / Мирошников Н.А.; Ленингр.тех. инст-т им. Ленсовета. – Л., 1988. – 20 с.

5. Abildayeva A. Systematization of Material Flows of Natural and Secondary Raw Materials of Phosphorus Industry of the Republic of Kazakhstan / A. Abildayeva, Kh. Turgumbayeva // Environmental and Climate Technologies – 2021. ─ vol. 25, № 1. ─ Р. 894-906. DOI: https://doi.org/10.2478/rtuect-2021-0067.

6. Ruan Y. Review on Beneficiation Techniques and Reagents Used for Phosphate Ores / Y. Ruan, D. He, R. Chi // Minerals. – 2019. – № 9. ─ 253 р. DOI: https://doi.org/10.3390/min9040253.

7. Vereyina E.K. Experimental study of the coefficients for thermal conductivity and thermal diffusivity in agglomerates of phosphate ore raw materials during heating / E.K. Vereyina, V.I. Bobkov, V.A. Orekhov // II International Scientific And Practical Conference «Technologies, Materials Science And Engineering», 5-7 April, 2023. DOI: https://doi.org/10.1063/5.0158769.

8. Тлеуов А.С. Энерго– и ресурсосберегаюшая технология агломерации фосфоритов: учебное пособие / А.С. Тлеуов. – Шымкент: ЮКГУ им. М. Ауэзова, 2008. ─ 229 с.

9. State of the art and research development prospects of energy and resource-efficient environmentally safe chemical process systems engineering / V.P. Meshalkin et al // Mendeleev Commun. ─ 2021/ – vol. 31, № 5. ─ Р. 593-604. DOI: https://doi.org/10.1016/j.mencom.2021.09.003.

10. Sintering behaviour and sinter properties of phosphorite / Xuewei Lv et al // Mineral Processing and Extractive Metallurgy: Transactions of the Institutions of Mining and Metallurgy. – 2014. – P.16-26. DOI: https://doi.org/10.1179/1743285514Y.0000000072.

11. Orekhov, V.A. Features of the study on thermal destruction of carbonates in pelletized phosphorites at high-temperature roasting / V.A. Orekhov, V.I. Bobkov // Tepl. ProtsessyTekh. – 2022. – vol. 14, № 12. ─ Р. 555-562. DOI: https://doi.org/10.34759/tpt-2022-14-12-555-562.

12. Копелиович Л.В. Теория и практика современных технологий производства кокса / Л.В. Копелиович. С.Г. Стахеев. – Екатеринбург: УрФУ, 2012. – 116 с.

13. Aldo R.S. Analysis of Petroleum Coke Consumption in Some Industrial Sectors / R.S. Aldo, J. da S. Rogério, L.G.R. Maria // Journal of Petroleum Science Research. – 2015. – Vol. 4. – Р. 2168‐5517. DOI: https://doi.org/10.12783/jpsr.2015.0401.01.

14. Gascoina N. Marc Bouchezb Characterisation of coking activity during supercritical hydrocarbon pyrolysis / N. Gascoina, Ph. Gillarda, S. Bernarda // Fuel Processing Technology. – 2008. – Vol. 89. – P. 1416-1428. DOI: https://doi.org/10.1016/j.fuproc.2008.07.004.