СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К УТИЛИЗАЦИИ ОТРАБОТАННЫХ ЖЕЛЕЗОХРОМОВЫХ КАТАЛИЗАТОРОВ
Ключевые слова:
Использование железо-хромового катализатора, утилизация, циркулярная экономика, строительные пигменты, гидрометаллургия, глубокая переработка.Аннотация
Актуальность проблемы утилизации отработанных и использованных железо-хромовых катализаторов, применяемых в процессе конверсии оксидов азота, обусловлена их значительным накоплением на предприятиях химической промышленности и экологической опасностью, связанной с содержащимися в них тяжелыми металлами. Традиционные методы, такие как захоронение отходов, противоречат принципам циркулярной экономики, направленной на преобразование отходов во вторичные материальные ресурсы. В данной работе анализируются современные научно-технические подходы к решению этой проблемы, включая методы захоронения, регенерации, гидрометаллургического разделения металлов и прямого использования в других отраслях промышленности. Особое внимание уделяется стратегии глубокой переработки отработанных катализаторов типа СТК-1 в высококачественные строительные пигменты. Проводится сравнительный анализ технологическо-экономических аспектов различных методов, обосновываются перспективы направления, основанного на принципах ресурсосбережения и импортозамещения. Показано, что химический состав отработанного катализатора (содержание Fe2O3 до 88%, Cr2O3 7,5–7,8%, CuO около 2%) делает его ценным сырьем, и главной задачей является разработка эффективного метода его очистки от аммиачного загрязнения.
Библиографические ссылки
D. S. Bhin, S. K. Lee, H. J. Kim, A global review on the recycling of spent catalysts via hydro- and pyrometallurgical methods. Journal of Cleaner Production, 2021, 290, 125819.
M. A. Barakat, M. H. H. Mahmoud, Recovery of metals from spent catalysts: A review. Resources, Conservation and Recycling, 2018, 133, 8-15.
A. Akcil, F. Vegliò, F. Ferella, M. D. Okudan, A. Tuncuk, A review of metal recovery from spent petroleum catalysts and ash. Waste Management, 2015, 45, 420-433.
Kirchherr, J., Reike, D., Hekkert, M. Conceptualizing the circular economy: An analysis of 114 definitions. Resources, Conservation and Recycling, 2017, 127, 221-232.
G. Geissdoerfer, M., Savaget, P., Bocken, N. M. P., Hultink, E. J. The Circular Economy – A new sustainability paradigm? Journal of Cleaner Production, 2017, 143, 757-768.
I. E. G. В. С. Рабиннович, В. А. Афанасьев, Катализаторы конверсии оксида углерода. М.: Химия, 1988.
B. A. А. С. Т. Н. Ш. G. M. A. Z. G. Structural and catalytic properties of promoted iron oxide catalysts for high temperature water-gas shift reaction. Applied Catalysis A: General, 2015, 495, 45-53.
R. B. R. P. S. K. Deactivation and regeneration of iron-chromium water-gas shift catalysts. Catalysis Today, 1999, 49(1-3), 161-167.
M. S. P. V. S. S. S. S. S. Ammonia adsorption and decomposition on iron oxide catalysts. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical, 2006, 258(1-2), 295-303.
M. Marafi, A. Stanislaus, Spent catalyst waste management: A review. Part I – Developments in hydroprocessing catalyst waste reduction and use. Resources, Conservation and Recycling, 2008, 52(6), 859-873.
Ferella, F., Innocenzi, V., Maggiore, F. Oil refining spent catalysts: A review of possible recycling technologies. Resources, Conservation and Recycling, 2016, 108, 10-20.
ТУ-У24.6-31337612-052-2001. Катализатор железохромовый, среднетемпературной конверсии окиси углерода СТК-СМФ. Технические условия. – Уфа: ОАО «Катализатор», 2001. – 12 с.
ISO 15270:2008. Plastics – Guidelines for the recovery and recycling of plastics waste. – Geneva: International Organization for Standardization, 2008. – 20 p.
ГОСТ Р 54259-2010. Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Критерии эффективности использования отходов производства и потребления. – М.: Стандартинформ, 2011. – 16 с.
ГОСТ Р 14.13-2022. Экологический менеджмент. Оценка экономической эффективности и экологических последствий при обращении с отходами. – М.: Стандартинформ, 2023. – 24 с.
ГОСТ Р 56828.38-2019 (EN 16336:2013). Наилучшие доступные технологии. Методика оценки технологий утилизации отходов. – М.: Стандартинформ, 2020. – 18 с.
ISO 14040:2006. Environmental management – Life cycle assessment – Principles and framework. – Geneva: International Organization for Standardization, 2006. – 28 p.
ГОСТ Р 54252-2010. Ресурсосбережение. Методы рентгенофлуоресцентного анализа для определения элементного состава отходов. – М.: Стандартинформ, 2011. – 10 с.
ГОСТ Р 55663-2013. Материалы строительные. Метод рентгенофазового анализа. – М.: Стандартинформ, 2014. – 14 с.
ГОСТ 30181.8-94 (ISO 333:1996). Удобрения минеральные. Метод определения массовой доли общего азота (в пересчете на N) в солях аммония (отгонка с последующим титрованием). – М.: Издательство стандартов, 1996. – 8 с.
K. J. S. T. M. A. L. Environmental impacts of hazardous waste landfilling. Journal of Hazardous Materials, 1997, 53(1-3), 1-25.
E. D. D. H. M. M. R. P. L. Long-term risk assessment of a former hazardous waste landfill. Science of The Total Environment, 2014, 470-471, 98-106.
M. A. L. P. A. G. Regeneration of industrial catalysts: a review. Catalysis Reviews, 1994, 36(2), 213-277.
A. M. B. A. R. K. Hydrometallurgical recovery of metals from spent catalysts – A review. Indian Journal of Chemical Technology, 2016, 23, 318-326.
Jha, M. K., Kumari, A., Choubey, P. K., Lee, J. C., Kumar, V., Jeong, J. Leaching and separation of Co and Mn from electrode materials of spent lithium-ion batteries using hydrochloric acid: Laboratory and pilot scale study. Journal of Cleaner Production, 2017, 147, 37-43.
ГОСТ 18172-80. Пигмент желтый железоокисный. Технические условия. М.: Стандартинформ, 2007.
A. B. C. D. E. F. Influence of ammonia on the properties of cement-based materials – A review. Construction and Building Materials, 2020, 250, 118848.
J. T. N. S. M. K. L. Corrosion of steel reinforcement in concrete containing inorganic pigments. Cement and Concrete Composites, 2013, 37, 134-142.
ГОСТ 25702.12-83 (ISO 2590:1973). Руды железные, концентраты, агломераты и окатыши. Методы определения серы. – М.: Издательство стандартов, 1984. – 7 с.
Kirchherr, J., Reike, D., Hekkert, M. Conceptualizing the circular economy: An analysis of 114 definitions. Resources, Conservation and Recycling, 2017, 127, 221-232.
Marafi, M., Stanislaus, A. Spent hydroprocessing catalyst management: A review. Part II. Advances in metal recovery and safe disposal methods. Resources, Conservation and Recycling, 2008, 53(1-2), 1-26.
ISO 14040:2006. Environmental management – Life cycle assessment – Principles and framework. Geneva: International Organization for Standardization, 2006.
(+998)90 142-39-38
m.z.abdutolibov@gmail.com
@universal_jurnal
Андижанская область, Мархаматский район, ул. Кашкар 189