Исследование состава и свойств бурых углей Якутии как сырья для получения гуминовых препаратов

Исследованы образцы углей буроугольных месторождений Ленского бассейна. Приведены данные об их качественных характеристиках и вещественном составе. Отмечено, что угли Кангаласского, Кировского, и Кемпендяйского месторождений в целом по своим свойствам, составу и стадии метаморфизма достаточно близки. В петрографическом составе исследованных углей преобладают мацералы группы гуминита, в качестве второстепенных компонентов выявлены мацералы группы инертинита и липтинита. Анализ минеральной части углей показал низкое содержание потенциально опасных элементов. Исследования по определению содержания в углях «свободных» гуминовых кислот (ГК) показали, что угли Кангаласского и Кировского месторождений характеризуются более высоким выходом ГК. Для повышения выхода ГК из бурых углей рассмотрены методы механической и ультразвуковой активации. Выявлено, что использование ультразвукового воздействия позволяет получить более высокий выход ГК, чем при механоактиваци. Кроме того установлено, что на выход ГК существенное влияние оказывает увеличение времени ультразвукового воздействия. Так, в результате ультразвуковой активации в течение 1 ч удалось повысить выход «свободных» ГК из углей Кангаласского и Кировского месторождений соответственно в 2,2 и 2,5 раза по сравнению с исходным содержанием ГК в этих углях.

Соловьев Т. М., Шайхислам Г. Б., Эпштейн С. А., Соколова М. Д. Исследование состава и свойств бурых углей Якутии как сырья для получения гуминовых препаратов // Горный информационно-аналитический бюллетень. – 2024. – № 1. – С. 67–79. DOI: 10.25018/0236_1493_2024_1_0_67.

Работа выполнена в рамках Стратегического проекта «Технологии устойчивого развития» Программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

Соловьев Тускул Михайлович¹ — канд. техн. наук, ведущий инженер научного проекта, e-mail: tuskulsolovev@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0002-7824-7623,
Шайхислам Гулшат Бакытбеккызы¹ — аспирант, e-mail: gulshatshaikhislam@gmail.com, ORCID ID: 0009-0004-6988-1747,
Эпштейн Светлана Абрамовна¹ — д-р техн. наук, профессор, зав. лабораторией, e-mail: apshtein@yandex.ru, ORCID ID: 0000-0001-8356-4319,
Соколова Марина Дмитриевна — д-р техн. наук, директор ИПНГ СО РАН, главный научный сотрудник, e-mail: marsokol@mail.ru, ORCID ID: 0000-0003-2306-5870,
¹ НУИЛ «Физико-химия угля», НИТУ «МИСиС».

Соловьев Т.М., e-mail: tuskulsolovev@yandex.ru.

1. Павлов Н. В., Такайшвили Л. Н., Иванова А. Е. Уголь в топливно-энергетическом балансе Республики Саха (Якутия) // Ipolytech Journal. — 2022. — Т. 26. — № 4. — C. 657— 668. DOI: 10.21285/1814-3520-2022-4-657-668.

2. Федоров В. И., Гаврилов В. Л. Оценка изменения гранулометрического состава низкометаморфизированных углей при длительном хранении // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2021. — № 12-1. — C. 223—232. DOI: 10.25018/0236_1493_2 021_121_0_223.

3. Сорокин А. П., Савченко И. Ф., Носкова Л. П., Кузьминых В. М., Конюшок А. А., Римкевич В. С., Крапивенцева В. В. Комплексное использование каустобиолитов угольного ряда Дальнего Востока на основе инновационных технологий в области углехимии // Физико-технические проблемы разработки полезных ископаемых. — 2018. — № 1. — C. 166—177. DOI: 10.15372/FTPRPI20180119.

4. Исмагилов З. Р., Жеребцов С. И., Вотолин К. С., Малышенко Н. В., Шпакодраев К. М. Комплексная переработка бурых углей с получением горного воска и гуминовых препаратов // Наука и технологии Сибири. — 2022. — № 5. — С. 9—18.

5. Жеребцов С. И., Малышенко Н. В., Вотолин К. С., Андроханов В. А., Соколов Д. А., Дугаржав Ж., Исмагилов З. Р. Исследование биологической активности гуминовых веществ для создания препаратов против опустынивания // Химия в интересах устойчивого развития. — 2019. — Т. 27. — № 2. — C. 155—163. DOI: 10.15372/KhUR2019121.

6. Жеребцов С. И., Малышенко Н. В., Вотолин К. С., Шпакодраев К. М., Исмагилов З. Р., Соколов Д. А., Андроханов В. А. Зависимость биологической активности гуминовых кислот бурых углей от содержания макрои микроэлементов // Химия твердого топлива. — 2021. — № 4. — C. 21—26. DOI: 10.15372/KhUR2019121.

7. Горлов Е. Г., Мойса Ю. Н., Стрижко Ф. Н. Опытно-промышленная технология получения полимергуматных буровых реагентов // Химия твердого топлива. — 2020. — № 1. — С. 43—48. DOI: 10.31857/S002311772001003X

8. Куклина Г. Л., Соловов Ю. Г., Закиев Р. Б., Блохин Ю. Ф. Исследование влияния безбалластных гуматов из углей Восточного Забайкалья на параметры буровых растворов // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2009. — № S3. — С. 130—143.

9. Петрова Г. И., Бычев М. И. Электрохимическая переработка бурых углей. — Якутск: ЯФ Изд-ва СО РАН, 2001. — 168 с.

10. Москаленко Т. В., Михеев В. А., Ворсина Е. В. Опыт переработки бурых углей Ленского бассейна в гуминовые препараты // Горный журнал. — 2018. — № 1. — C. 63—67. DOI: 10.17580/gzh.2018.01.11.

11. Москаленко Т. В., Михеев В. А. Окислительное воздействие на Кангаласский бурый уголь для повышения выхода гуминовых кислот // Горный информационно-аналитический бюллетень. — 2015. — № S30. — C. 220—227.

12. Москаленко Т. В., Михеев В. А., Ворсина Е. В. Искусственно полученные гуминовые вещества для восстановления почв // Успехи современного естествознания. — 2018. — № 1. — C. 109—114.

13. Wu J., Jiang R., Lin W., Ouyang G. Effect of salinity and humic acid on the aggregation and toxicity of polystyrene nanoplastics with different functional groups and charges // Environmental Pollution. 2019, vol. 245, pp. 836—843. DOI: 10.1016/j.envpol.2018.11.055.

14. Peng X.-X., Gai S., Cheng K., Yang F. Roles of humic substances redox activity on environmental remediation // Journal of Hazardous Materials. 2022, vol. 435, article 129070. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2022.129070.

15. Guo X., Liu H., Wu S. Humic substances developed during organic waste composting: Formation mechanisms, structural properties, and agronomic functions // Science of the Total Environment. 2019, vol. 662, pp. 501—510. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.01.137.

16. Kaya C., Senbayram M., Akram N. A., Ashraf M., Alyemeni M. N., Ahmad P. Sulfur-enriched leonardite and humic acid soil amendments enhance tolerance to drought and phosphorus deficiency stress in maize (Zea mays L.) // Scientific Reports. 2020, vol. 10, no. 1, article 6432. DOI: 10.1038/s41598-020-62669-6.

17. Zanin L., Tomasi N., Cesco S., Varanini Z., Pinton R. Humic substances contribute to plant iron nutrition acting as chelators and biostimulants // Frontiers in Plant Science. 2019, vol. 10, article 675. DOI: 10.3389/fpls.2019.00675.

18. Nikitina I. M., Epshtein S. A., Fomenko N. A., Kossovich E. L. Humic acids of solid fossil fuels-perspectives for application in technology and environment protection // Eurasian Mining. 2016, no. 2, pp. 33—36. DOI: 10.17580/em.2016.02.08.

Литературу с п. 19 по п. 22 смотри в REFERENCES.

23. Соловьев Т. М., Хао Цзе, Дуров Н. М. Состав и свойства бурых углей Кангаласского месторождения Республики Саха (Якутия) // Химическая промышленность сегодня. — 2022. — № 2. — C. 30—37. DOI: 10.53884/27132854_2022_2_30.

24. Юдович Я. Э., Кэтрис М. П. Токсичные элементы-примеси в ископаемых углях. — Екатеринбург: УрО РАН, 2005. — 649 с.

25. Силкин С. В., Куликов Е. Е., Попов И. А. Исследование управляемого ультразвукового диспергирования торфа и бурого угля в воде // Труды МФТИ. — 2018. — Т. 10. — № 3(39). — C. 86—95.

26. Кошелев А. В., Головков В. Ф., Деревягина И. Д., Каабак Л. В., Смирнова Ж. В., Епифанова О. А., Мамонтов С. П., Елеев Ю. А. Исследование гуминовых препаратов, полученных из бурого угля // Химия и технология органических веществ. — 2019. — № 3 (11). — С. 28—40. DOI: 10.54468/25876724_2019_3_28.

27. Кожевников Ю. А., Сербин В. В. Экстракция гуминовых веществ из бурых углей Канско-Ачинского бассейна при ультразвуковом воздействии // Труды Академэнерго. — 2019. — № 2 (55). — C. 89—97.

28. Stevenson F. J. Humus chemistry, genesis, composition, reactions. New York, 1982. 443 p.