Физико-химические особенности очистки природного и техногенного рассола в производстве кальцинированной соды
https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-2-
Abstract
Промышленное производство соды в России реализовано аммиачным способом по методу Сольве. Ежегодный выпуск товарного бикорбаната натрия достигает 2 млн т. Основной ключевой стадией производства соды является очистка рассола. Рассмотрены проблемы использования основного сырья в производстве соды. Приведены методики экспериментов. Цель работы заключалась в рассмотрении физико-химических особенностей и процессов очистки хлоридных рассолов техногенного и природного происхождения. При решении поставленных задач использовались следующие методы: химический состав исходных проб и растворов (рассолов) анализировался системой капиллярного электрофореза «Капель-205»; минеральный состав нерастворимого в воде остатка изучался с использованием рентгенофлуоресцентного спектрометра Clever C-31 и рентгенографическим количественным фазовым анализом на дифрактометре PowDiX 600 Adwin. По результатам экспериментов получены следующие данные, характеризующие физико-химическое влияние СaSO4 на очистку техногенного и природного хлоридных рассолов. Содово-каустический метод очистки сырого рассола эффективнее всего проводить при температуре менее 12ºC, так как при этой температуре остаточное содержание ионов кальция и магния в рассоле наименьшее. Техногенные рассолы (пластовые воды), содержащие большое количество хлорида натрия, могут служить ценным сырьем для производства кальцинированной соды. Механизм образования твердой фазы представлен образованием и ростом аморфных зародышей вследствие роста по граням кристаллизации. Второй фазой является коагуляция частиц с образованием крупных рыхлых агрегатов. Дальнейшие исследования будут продолжены по исследованию взаимной растворимости системы CaCO3-Mg(OH)2-NaCl.
References
1. Martynov M.M. Method for Determining Chemical Composition. Izvestiya vuzov. Chemistry and Chemical Technology. 2023. Vol. 66. Issue 5. Pp. 123-125. DOI: 10.6060/2012.01.01.
2. Zagidullin R.N., Sabitov K.B., Mukhametov A.A. Prospects for the Develop-ment of Soda Ash Production Using Low-Waste Technology // Chemical Indus-try. - 2013. - No. 5. Pp. 7-12.
3. Molchanov V.I., Panasenko V.A., Markov N.V. et al. Thermodynamics of the Carbonation Process in Soda Production. - Kharkov, NIOKHIM, 2001. - Pro-ceedings, Vol. 72. - Pp. 10-21.
4. Furman A.A. Shraibman S.S. Preparation and purification of brine. Moscow: Chemistry. 1966. 232 p.
5. Sirotkin O.S., Sirotkin R.O. Chemistry. Textbook. Moscow: KNORUS. 2023. 364 p.
6. Kulenzan A.L., Marchuk N.A. Analysis of the main types of chemical produc-tion products. News of Universities. Chemistry and Chemical Technology. 2019. Vol. 62. Issue. 11. Pp. 156-160. DOI: 10.6060/ivkkt.20196211.6106
7. Kolpakova N.S. Assessment of the activities of chemical corporations in the so-da ash market of Russia. Bulletin of the Siberian Institute of Business and In-formation Technology. 2021. Vol. 10, No. 4. P. 48–52.
8. Akhmetov T.G., Akhmetova R.T., Gaisin L.G. Chemical technology of inor-ganic substances. Book 1. St. Petersburg: Lan, 2021. 688 p.
9. Shatov A.A. Production of soda ash: from past to new technologies Scientific review. Fundamental and applied research. 2017. No. 1. P. 3–43.
10. Lanovetsky S.V., Nishina O.E., Kosvintsev O.K. Development of technology for producing sodium chloride brines from halite waste. News of universities. Chemistry and chemical technology. 2024. Vol. 67. Issue. 1. P. 74-82. DOI: 10.6060/ivkkt.20246701.6909.
11. Shugaepov I. R., Kudasheva I. A. Optimization of the technology for obtain-ing sodium chloride from soda ash production waste. Modern technologies in education and industry: from theory to practice: collection of materials of the II intra-university scientific and practical conference (Sterlitamak, April 25, 2018). Ufa: Publishing house of OOO "Polygraphy". 2018. P. 42–44.
12. Kasyanov V. K., Averina Yu. M., Menshikov V. V., Strelnikova A. S. Meth-ods for processing distillate liquid as a waste from soda ash production by the ammonia method. Sciences of Europe. 2018. No. 8–1(28). P. 12–15.
13. Akhmetov T.G., Akhmetova R.T., Gaisin L.G. Chemical technology of inor-ganic substances. Book 2. St. Petersburg: Lan, 2021. 536 p.
14. Chu F., Jon Ch., Yang L., Du X. CO2 absorption characteristics in ammonia solution inside the structured packed column. Industrial & Engineering Chemis-try Research. 2016. Vol. 55, No. 12. P. 3696–3709. DOI 10.1021/acs.iecr.5b03614.
15. Starkova A.V., Makhotkin A.F. Heterogeneous processes of ammonia and carbon dioxide chemisorption by aqueous ammonia solutions. Bulletin of the Technological University. 2022. Vol. 25, No. 6. Pp. 38–43. DOI: 10.55421/1998-7072_2022_25_6_38
16. Nishina O.E., Lanovetskiy S.V., Kosvintsev O.K., Kulikov M.A. Study of the process of extracting calcium sulfate impurity from halite waste of various ori-gins. News of universities. Chemistry and chemical technology. 2022. Vol. 65, Issue 4. Pp. 101–107. DOI: 10.6060/ivkkt.20226504.6483.
17. Povarova L.V. Analysis of methods for treating oil-containing wastewater. Science. Technology. Technologies (Polytechnic Bulletin). 2018. No. 1. P. 189–205.
18. Koltsov VB, Kondratieva OV Treatment facilities in 2 parts. Part 2 // Textbook and practical course. Moscow: Yurait Publishing House. 2016. 314 p.
19. Zhusupova LA, Timurlan A. Methods of wastewater treatment from oil prod-ucts. Current scientific research in the modern world. 2017. No. 5–9 (25). P. 123–129.
20. Navesov Sh., Erimbetova A., Iztleuov G., Baibatyrova B. et al. Study of the process of filtration of wastewater from mechanical engineering production. Current scientific research in the modern world. 2017. No. 1–3 (21). pp. 138–142.
21. Usmani M.A., Khan I., Bhat A.H., Pillai R.S., Ahmad N., Mohamad Haafiz M.K., Oves M. Current trend in the application of nanoparticles for waste water treatment and purification: a review. Current Organic Synthesis. 2017. Vol. 14., No. 2. pp. 206–226.
22. Sannino D., Vaiano V., Rizzo L. Progress in nanomaterials applications for water purifications. Nanotechnologies for Environmental Remediation: Appli-cations and Implications. 2017. pp. 1–24.
23. Banerjee S., Gautam R.K., Gautam P.K., Jaiswal A., Chattopadhyaya M.C. Re-cent trends and wastewater treatment: nanotechnological approach for water pu-rification. Materials Science and Engineering: Concepts, Methodologies, Tools, and Applications. 2017. P. 1745 – 1779.
24. Tyurina E.V. Wastewater Treatment Technology in Oil Fields // Collection: I.M. Gubkin's Heritage: Integration of Education, Science, and Practice in the Oil and Gas Sector Proceedings of the International Scientific and Practical Conference. General editor S.G. Gorshenin. Saratov: Amirit LLC. 2018. P. 231–235.
25. Koshak N.M., Novikov S.V., Ruchkinova O.I. Improving the wastewater treatment scheme for petrochemical waste. Bulletin of Perm National Research Polytechnic University. Construction and Architecture. 2016. Vol. 7., No. 4. P. 51–63.
26. Dubrovina K.R., Shakirov T.R., Suleimanova A.Z., Khatsrinov A.I. Possibil-ity of returning hydrogen chloride to the cycle of capturing caustic soda by concentrating it and completely isolating commercial sodium chloride. Bulletin of the Technological University. 2024. Vol. 27. Issue 8. P. 82–86. DOI: 10.55421/1998-7072_2024_27_8_82
27. Nazharova L.N., Shakirov T.R. Features of dissolution of rock salt of deposits of the Russian Federation. Bulletin of the Technological University. 2020. Vol.23. Issue 9. P. 51-55.
28. Khatsrinov A.I., Dubrovina K.R., Khakimova Z.M., Suleimanova A.Z., Vodopyanova S.V. Technology of purification of produced water in laboratory conditions for soda production. Bulletin of the Technological University. 2023. Vol.26. Issue 12. P. 103-106. DOI: 10.55421/1998-7072_2023_26_12_103
29. Polomeeva O.A. Physicochemical Research Methods and Laboratory Tech-niques. St. Petersburg: Lan. 2023, 108 p.
30. Stoyanova A.D., Konkova T.V. Physicochemical Foundations of Liquid Man-Made Waste Neutralization Technology. Tutorial. Vologda: Infra-Engineering. 2023, 228 p.
31. Nishina O.E., Lanovetsky S.V., Kosvintsev O.K. Influence of Ultrasonic Treat-ment Parameters on the Residual Content of Calcium Sulfate in Solid Halite Waste. Vestn. technol. univ. 2018. V. 21, No. 8. P. 70-73.
32. Oratovskaya A.A., Babkov V.V., Shatov A.A. et al. Use of soda ash production waste to obtain binders and building materials based on them // Construction Materials, No. 2, 2012, pp. 52-54.
33. Shatov A.A., Safargaleeva E.A. On some problems of nature management and sustainable development of the chemical industry//Chemistry in the interests of sus-tainable development. - 2014. - V.22. - No. 3.-pp. 327-335.
Review
For citations:
. Proceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies. 2025;87(2). https://doi.org/10.20914/2310-1202-2025-2-
Email this article 
Post a Comment 
