vestniktgasuВестник Томского государственного архитектурно-строительного университетаVestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. JOURNAL of Construction and Architecture1607-18592310-0044Tomsk State University of Architecture and Building10.31675/1607-1859-2020-22-2-162-173vestniktgasu-785Research ArticleТЕПЛОСНАБЖЕНИЕ, ВЕНТИЛЯЦИЯ, КОНДИЦИОНИРОВАНИЕ ВОЗДУХА, ГАЗОСНАБЖЕНИЕ И ОСВЕЩЕНИЕHEATING, VENTILATION, AIR CONDITIONING (HVAC), LIGHTING SYSTEMS AND GAS NETWORKSСОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОДИСПЕРСНЫХ ПОРОШКОВ МЕТАЛЛИЧЕСКОГО ЖЕЛЕЗА ИЗ ОСАДКА СТАНЦИИ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАНИЯTECHNOLOGY IMPROVEMENT OF HIGH-DISPERSIVE METALLIC IRON POWDERS BASED ON SEDIMENTS OF IRON REMOVAL STATIONМаксимовЛ. И.MaksimovL. I.

Максимов Лев Игоревич, аспирант

625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38

Lev I. Maksimov, Research Assistant

38, Volodarskii Str., 625000, Tyumen

maksimovli@tyuiu.ruМироновВ. В.MirinovV. V.

Миронов Виктор Владимирович, докт. техн. наук, профессор

625000, г. Тюмень, ул. Володарского, 38

Viktor V. Mirinov, DSc, Professor

38, Volodarskii Str., 625000, Tyumen

mironovvv@tyuiu.ruТюменский индустриальный университетРоссияTyumen State Oil and Gas UniversityRussian Federation202030042020222162173Copyright © Максимов Л.И., Миронов В.В., 20202020Максимов Л.И., Миронов В.В.Maksimov L.I., Mirinov V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.tsuab.ru/jour/article/view/785

Осадок станций обезжелезивания подземных вод является источником загрязнения окружающей среды. Необходим поиск эффективных и экологически чистых методов утилизации осадка станций обезжелезивания. Были исследованы свойства железосодержащего осадка с целью разработки технологии его обработки для дальнейшей утилизации. По результатам исследований химического и фракционного состава был сделан вывод о том, что для осадка станции обезжелезивания Велижанского водозабора характерен стабильный химический состав с массовой долей Fe2O3 около 70 % и стабильный гранулометрический состав (≈ 87 % частиц имеют размеры менее 20 мкм). Указанные характеристики осадка позволили разработать технологическую схему восстановления железа в среде разогретого монооксида углерода. Вовлечение осадка станций обезжелезивания подземных вод в производство исключает депонирование осадка на полигонах или в накопителях и создает новую сырьевую базу для аддитивных технологий.

Sediments from iron removal stations are a source of environmental pollution. It is necessary to find effective and eco-friendly methods of sediment disposal. The paper investigates the properties of iron-containing sediment in order to develop a technology for its further utilization. It is shown that sediments from the iron removal station of Velizhansky water intake have a stable chemical composition with about 70 % Fe2O3, and a stable particle size distribution, i.e. 20 μm for ≈ 87 % of particles. These parameters allow developing a flow chart for iron reduction in heated carbon monoxide. The involvement of sediments from iron removal stations in the high-dispersive metallic iron powder production eliminates the sediment deposit at landfills or storage tanks and creates a new raw material base for additive technologies.

обезжелезиваниеосадок станций водоподготовкипорошки железаутилизациявосстановление железаiron removalsedimentsiron removal stationsiron powdersutilizationiron reductionReferencesДоклад об экологической ситуации в Тюменской области в 2018 году. URL: https://admtyumen.ru/ogv_ru/about/ecology/eco_monitoring/more.htm?id=11653171@cmsArt icle (дата обращения: 06.02.2020).Doklad ob ekologicheskoi situatsii v Tyumenskoi oblasti v 2018 godu [Report on the environmental situation in the Tyumen region in 2018]. Available: https://admtyumen.ru/ogv_ru/about/ecology/eco_monitoring/more.htm?id=11653171@cmsArticle (accessed February 2, 2020). (rus)Лукашевич О.Д., Патрушев Е.И., Филичев С.А. Кондиционирование состава маломинерализованных железосодержащих подземных вод // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2017. № 2. С. 158–170.Lukashevich O.D., Patrushev E.I., Filichev S.A. Konditsionirovanie sostava malomineralizovannykh zhelezosoderzhashchikh podzemnykh vod [Conditioning of low-mineralized ironcontaining underground water]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Journal of Construction and Architecture. 2017. No. 2. Pp. 158−170. (rus)Munter R., Ojaste H., Sutt J. Complexed iron removal from groundwater. Journal of Environmental Engineering. 2005. V. 131. № 7. P. 1014–1020.Munter R., Ojaste H., Sutt J. Complexed iron removal from groundwater. Journal of Environmental Engineering. 2005. V. 131. No. 7. Pp. 1014–1020.Москвичева Е.В., Сахарова А.А., Москвичева А.В., Геращенко А.А., Катеринин К.В., Шишенин Д.С., Иванников Е.О. Повышение экологической безопасности станции обезжелезивания // Вестник Волгоградского государственного архитектурно-строительного университета. Серия: Строительство и архитектура. 2017. Вып. 47 (66). С. 270−281.Moskvicheva E.V., Sakharova A.A., Moskvicheva A.V., et al. Povyshenie ekologicheskoi bezopasnosti stantsii obezzhelezivaniya [Improving the environmental safety of the deferrization station]. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Seriya: Stroitel'stvo i arkhitektura. 2017. V. 47 (66). Pp. 270−281. (rus)Аверина Ю.М., Павлов Д.В., Вараксин С.О. Обезжелезивание воды с замкнутым циклом водопользования // Вода: химия и экология. 2011. № 2. С. 18−22. URL: http://watchemec.ru/ article/23446/Averina Yu.M., Pavlov D.V., Varaksin S.O. Obezzhelezivanie vody s zamknutym tsiklom vodopol'zovaniya [Iron removal in closed cycle water management]. Water: Chemistry and Ecology. 2011. No. 2. Pp. 18−22. http://watchemec.ru/en/article/23446/ (rus)Popov V.K., Pasechnik E.Yu., Karmanova A. Recycling of iron-containing deposits – the main way to increase the efficiency of waterprotective measures on the territory of the Tom lower course // MATEC Web of Conferences. 2016. V. 85. 01013. URL: https://doi.org/10.1051/ matecconf/2016 8501013.Popov V.K., Pasechnik E.Yu., Karmanova A. Recycling of iron-containing deposits – the main way to increase the efficiency of waterprotective measures on the territory of the Tom lower course. MATEC Web of Conferences. 2016. V. 85. 01013. https://doi.org/10.1051/ matecconf/2016 8501013Meng L., Chan Y., Wang H., Dai Y., Wang X., Zou J. Recycling of iron and silicon from drinking water treatment sludge for synthesis of magnetic iron oxide@SiO2 composites // Environmental Science and Pollution Research. 2016. V. 23. P. 5122−5133. URL: https://doi.org/10.1007/ s11356-015-5742-6.Meng L., Chan Y., Wang H., Dai Y., Wang X., Zou J. Recycling of iron and silicon from drinking water treatment sludge for synthesis of magnetic iron oxide@SiO2 composites. Environmental Science and Pollution Research. 2016. V. 23. Pp. 5122−5133. https://doi.org/10.1007/s11356015-5742-6Zou J.L., Xu G.R., Li G.B. Ceramsite obtained from water and wastewater sludge and its characteristics affected by Fe2O3, CaO and MgO // J Hazard Mater. 2009. V.165. P. 995–1001. URL: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.10.113.Zou J.L., Xu G.R., Li G.B. Ceramsite obtained from water and wastewater sludge and its characteristics affected by Fe2O3, CaO and MgO. Journal of Hazardous Materials. 2009. V. 165. Pp. 995–1001. Available: https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.10.113Усова Н.Т., Лукашевич О.Д. Получение пигментов из железосодержащих шламов водоподготовки для использования в строительной отрасли // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2014. № 4 (45). С. 198–207.Usova N.T., Lukashevich O.D. Poluchenie pigmentov iz zhelezosoderzhashchikh shlamov vodopodgotovki dlya ispol'zovaniya v stroitel'noi otrasli [Pigments produced from iron-containing sludge and their use in construction industry]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2014. No. 4 (45). Pp. 198-207. (rus)Лукашевич О.Д. Получение цветного бетона с использованием пигментов из железосодержащих шламов водоподготовки // Вестник Томского государственного архитектурностроительного университета. 2015. № 5. С. 127–137.Lukashevich O.D. Poluchenie tsvetnogo betona s ispol'zovaniem pigmentov iz zhelezosoderzhashchikh shlamov vodopodgotovki [Concrete pigmented with iron-oxide pigments obtained from sewage sludge]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2015. No. 5. Pp. 127−137. (rus)Усова Н.Т., Лотов В.А., Лукашевич О.Д. Водостойкие безавтоклавные силикатные строительные материалы на основе песка, жидкостекольных композиций и шламов водоочистки // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2013. № 2. С. 276–284.Usova N.T., Lotov V.A., Lukashevich O.D. Vodostoikie bezavtoklavnye silikatnye stroitel'nye materialy na osnove peska, zhidkostekol'nykh kompozitsii i shlamov vodoochistki [Waterproof autoclaveless silicate building materials based on sand, soluble glass compositions and waterpurification mud]. Vestnik of Tomsk State University of Architecture and Building. 2013. No. 2. Pp. 276−284. (rus)Пат. 2610603, Российская Федерация. Керамическая масса на основе глины с добавлением осадка станций обезжелезивания / Л.И. Максимов, С.В. Максимова, А.В. Пешева, М.В. Кудоманов, С.С. Радаев, Бюл. № 5 от 14.02.2017.Maksimov L.I., Maksimova S.V., Pesheva A.V., Kudomanov M.V., Radaev S.S. Keramicheskaya massa na osnove gliny s dobavleniem osadka stantsii obezzhelezivaniya [Ceramic mixture based on clay with addition of sediments from iron removal stations]. Patent Rus. Fed. N 2610603. 2017. 5 p. (rus)Сундукова Е.Н., Шешегова И.Г. Проблемы ресурсосбережения в процессах обезжелезивания подземных вод // Фундаментальные исследования. 2016. № 12. С. 542–546.Sundukova E.N., Sheshegova I.G. Problemy resursosberezheniya v protsessakh obezzhelezivaniya podzemnykh vod [Resource issues in the process of underground water iron removal]. Fundamental'nye issledovaniya. 2016. No. 12. Pp. 542−546. (rus)Лукашевич О.Д., Усова Н.Т. Сорбент из железистого шлама для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. 2018. Т. 20. № 1. С. 148–159. URL: https://doi.org/10.31675/1607-18592018-20-1-148-159.Lukashevich O.D., Usova N.T. Sorbent iz zhelezistogo shlama dlya ochistki stochnykh vod ot ionov tyazhelykh metallov [Iron sludge sorbing agent for sewage purification from heavy metal ions]. Vestnik Tomskogo gosudarstvennogo arkhitekturno-stroitel'nogo universiteta. Journal of Construction and Architecture. 2018. V. 20. No. 1. Pp. 148−159. https://doi.org/10.31675/16071859-2018-20-1-148-159 (rus)Залазинский Г.Г., Щенникова Т.Л., Кишкопаров Н.В., Жидовинова С.В., Золотухина Л.В., Гельчинский Б.Р. О получении металлических порошков методами диспергирования расплава и газофазного синтеза // Физическая химия и технология в металлургии : сб., посв. 60-летию ИМЕТ УрО РАН. Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук. Екатеринбург, 2015. С. 374−383.Zalazinskii G.G., Shchennikova T.L., Kishkoparov N.V., Zhidovinova S.V., Zolotukhina L.V., Gel'chinskii B.R. O poluchenii metallicheskikh poroshkov metodami dispergirovaniya rasplava i gazofaznogo sinteza [Production of metal powder by dispersion methods and gas-phase synthesis]. In: Fizicheskaya khimiya i tekhnologiya v metallurgii: sb., posv. 60-letiyu IMET UrO RAN (Coll. Papers ‘Physical Chemistry and Technology in Metallurgy’). Ekaterinburg, 2015. Pp. 374−383. (rus)Усова Н.Т., Кутугин В.А., Лотов В.А., Лукашевич О.Д. Композиционные материалы на основе высокожелезистого шлама водоподготовки // Известия Томского политехнического университета. 2011. Т. 319. № 3. С. 36−39.Usova N.T., Kutugin V.A., Lotov V.A., Lukashevich O.D. Kompozitsionnye materialy na osnove vysokozhelezistogo shlama vodopodgotovki [Composite materials based on highly iron sludge for water treatment]. Izvestiya Tomskogo politekhnicheskogo universiteta. 2011. V. 319. No. 3. Pp. 36−39. (rus)Vernigorov Yu., Lebedev V., Chunakhova L. Selection of non-magnetic fraction from the slime wastes of metal production in the electromagnetic field // MATEC Web of Conferences. 2019. V. 297. 04002. URL: https://doi.org/10.1051/matecconf/201929704002.Vernigorov Yu., Lebedev V., Chunakhova L. Selection of non-magnetic fraction from the slime wastes of metal production in the electromagnetic field. MATEC Web of Conferences. 2019. V. 297. 04002. https://doi.org/10.1051/matecconf/201929704002

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