• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
3 июля
ПНИПУ
177

Разработка Пермского Политеха позволит делать из рисовой шелухи товарные продукты

4.4

Рисовая шелуха — многотоннажные отходы во всех странах, производящих рис, и ее утилизация до сих пор остается нерешенной проблемой. Наличие в рисовой шелухе значительного количества неорганических примесей не позволяет утилизировать ее по традиционной для сельскохозяйственных отходов технологии компостирования. При сжигании шелухи можно получить энергию, но те же примеси, представляющие собой оксиды кальция и магния, препятствуют полному сгоранию и образуют в качестве отхода значительное количество золы. Именно наличие примесей остаточного углерода и оксидов кальция и магния не позволяет перерабатывать золу рисовой шелухи в чистый оксид кремния для получения востребованных силикатных продуктов, например, различных видов стекол. Ученые ПНИПУ предложили безотходную комплексную технологию утилизации золы рисовой шелухи с получением полезных материалов, которые можно применять в различных сферах, начиная от строительства и ремонта до защиты поверхностей от коррозии.

Рисовая шелуха / © Utsman Media, Unsplash

Статья опубликована в журнале Construction and Geotechnics. Исследование выполнено в рамках программы стратегического академического лидерства «Приоритет 2030».

После производства риса остается большое количество шелухи, например, в Китае – до 40 миллионов тонн в год, поэтому вопрос ее утилизации крайне актуален. Она плохо подвергается естественному биологическому разложению и становится серьезным загрязнителем окружающей среды, накапливаясь в виде трудноразлагаемого отхода на полигонах. Отличительная особенность такой шелухи – высокая доля неорганических компонентов.

Так, если в обычной древесине или в соломе содержится не более 5-7 масс.% неорганических примесей, то в рисовой шелухе их содержание доходит до 19-21 масс.%. Поэтому она не только плохо разлагается естественным путем, но и трудно горит, при этом сохраняет в золе высокую долю несгоревшего углерода. В результате, рисовая шелуха представляет собой аморфный диоксид кремния (аморфный кремнезем) с наличием примесей оксидов кальция и магния и несгоревшего углерода.

Складывается удивительно расточительная ситуация – аморфный оксид кремния из золы рисовой шелухи, который является ценным сырьем для ряда промышленных продуктов, утилизируется путем добавления в асфальтобетон вместо песка только по причине наличия в нем значительного количества примесей. Между тем природные минералы, состоящие из аморфного оксида кремния, например, трепел и диатомит, специально добывают сотнями тысяч тонн для извлечения того же аморфного оксида кремния. Ученые Пермского Политеха предложили заменить невозобновляемое природное сырье на возобновляемое.

Одним из важнейших промышленных продуктов, получаемых из природных кремнеземных минералов, – жидкое стекло (силикатный клей). Его активно используют при изготовлении жаропрочных и кислотостойких материалов, лакокрасочных и декоративных покрытий для защиты от коррозии и во многих других областях. Именно жидкое стекло и может быть получено по предложенной учеными технологии из золы рисовой шелухи в качестве основного продукта. А примеси в ходе технологических операций отделяются и преобразуются в другой ценный продукт – гранулированное пеностекло, которое применяют в качестве теплоизоляционной прослойки в объектах жилого, коммерческого и промышленного строительства. Углерод же, присутствовавший в золе рисовой шелухи, тоже используется в технологии, но только для образования газов, которые и вспенивают изнутри стекло при производстве пеностекла.

«Можно сравнить показатель годового производства золы с добычей минерального аналога – диатомита, который является ценным ископаемым сырьем, и горнодобывающие компании несут большие затраты на его добычу. В то время как зола из рисовой шелухи считается бесполезным отходом. Мы предлагаем рассматривать ее как ценный ресурс оксида кремния, который в отличие от аналога является возобновляемым. Поэтому нужно ориентироваться не на уничтожение золы рисовой шелухи, а на полное использование всех ее компонентов и получение востребованных продуктов», – поделился доктор технических наук, заведующий кафедрой «Строительное производство и геотехника» ПНИПУ Вадим Офрихтер.

Утилизация золы рисовой шелухи для производства продукции с высокой добавочной стоимостью затруднена из-за наличия в ней примесей – оксидов и углерода. Выделение этих примесей неизбежно требует высоких эксплуатационных затрат. Ученые ПНИПУ предложили другое решение, при котором углерод удаляется путем окисления. Получается чистое жидкое стекло, а оксиды магния и кальция отделяются не в виде отходов, а в виде ценного продукта – гранулированного вспененного стекла. Их можно применять для теплоизоляции, для изготовления легких техногенных грунтов и как заполнитель в композиционных материалах. Такой способ переработки будет комплексным и эффективным решением экологической проблемы утилизации отходов производства риса.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Пермский национальный исследовательский политехнический университет (национальный исследовательский, прошлые названия: Пермский политехнический институт, Пермский государственный технический университет) — технический ВУЗ Российской Федерации. Основан в 1960 году как Пермский политехнический институт (ППИ), в результате объединения Пермского горного института (организованного в 1953 году) с Вечерним машиностроительным институтом. В 1992 году ППИ в числе первых политехнических вузов России получил статус технического университета.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 14:02
Татьяна

Больше 10 лет Curiosity ищет свидетельства обитаемости Марсе. В его арсенале — инструменты для анализа горных пород и минералов, сформированных в эпохи, когда Красная планета была пригодна для органической жизни. И вот новое открытие: на пути к пику Шарп в ударном кратере Гейла марсоход впервые обнаружил кристаллы серы — необходимого строительного элемента белков.

Вчера, 11:31
ПНИПУ

День металлурга в 2024 году россияне отмечают 21 июля. Ученые Пермского Политеха рассказали, какой металл самый распространенный, какой — не утонет в воде, где можно встретить титан, можно ли потрогать обедненный уран, что опаснее — вдохнуть или проглотить ртуть, есть ли ее безопасный аналог и какой элемент не существует в чистом виде.

Позавчера, 19:04
Александр Березин

По уточненным данным, для свода Международной космической станции с орбиты компания Илона Маска использует сильно измененный грузовой корабль, имеющий рекордно большое количество двигателей (больше, чем у любого другого корабля в истории). Однако это не будет Starship, хотя для него такая задача в теории была бы проще.

15 июля
Александр Березин

Авторы нового исследования впервые показали, что круглые провалы в лунной поверхности не просто близки к многокилометровым пещерам на естественном спутнике Земли, но и располагают тоннелями, ведущими в глубину.

16 июля
Александр Березин

Традиционное представление о роли человека в земных экосистемах известно: он нарушает их нормальную работу и снижает биоразнообразие. Однако первая попытка изучить следы пыльцы за последние 12 тысяч лет принесла скорее противоположные данные — как минимум для континентов, полностью расположенных в Северном полушарии.

16 июля
Татьяна

Аппарат «Кассини», работавший на орбите Сатурна с 2004 по 2017 год, детально картировал его крупнейший спутник — Титан. Выяснилось, что ближе к полярным областям на поверхности есть моря и озера с жидкими углеводородами, куда впадают пополняемые атмосферными осадками реки. По мере изучения этой информации у исследователей возникло все больше вопросов. Каков состав жидкости и что определило очертания береговых линий? Воспользовавшись данными радарной съемки, американские ученые уточнили состав морей Кракена, Лигеи и Пунги и описали свойства их поверхностей.

25 июня
Игорь Байдов

Ученые из Китая и Бельгии воссоздали в лаборатории условия, существовавшие на Меркурии четыре миллиарда лет назад, и выяснили, что они были идеальными для образования слоя алмазов, который с течением времени становился лишь толще.

21 июня
Nadya

Земля начала формироваться примерно 4,5 миллиарда лет назад. Чтобы понять, как это происходило в ранние периоды развития нашей планеты, ученые ищут образцы древних горных пород. Одну из таких, возрастом почти 3,5 миллиарда лет, обнаружили рядом с городом Колли в Австралии.

1 июля
Александр Березин

Необычный биологический вид, по оценке авторов новой научной работы, пригоден для заселения четвертой планеты без каких-либо предварительных условий — уже в том виде, в котором он существует сейчас. Поскольку речь идет о фотосинтетическом организме, он способен нарабатывать существенное количество кислорода. Интересно, что кандидат на терраформирование Марса сохранил жизнеспособность после месяца в жидком азоте.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий
Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно