Лаборатория комплексной переработки сырья и отходов

В Институте химии, начиная с 70-х годов XX века, получила развитие химия гидридов. Это очень сложное направление, и в настоящее время оно развивается не такими быстрыми темпами, как во времена СССР.

УЛЬМАС МИРСАИДОВИЧ МИРСАИДОВ

Научный консультант лаборатории комплексной переработки сырья и отходов и лаборатории обогащения руд, руководитель темы «Физико-химические и технологические основы переработки минерального сырья и промышленных отходов», академик АН РТ, доктор химических наук, профессор, лауреат Государственной премии РТ в области науки и техники им. Абуали ибн Сино (2009), лауреат премии Международной организации Исламской культуры, науки и образования (ИСЕСКО), кавалер ордена «Дусти» (1999).

В последние годы в указанной области ведутся работы, в основном, в направлении энергетики и по изучению термодинамических характеристик веществ. Выполнены фундаментальные исследования (в лаборатории энергоемких веществ, зав. У.М. Мирсаидов) в области энергоемких веществ, открыты основные закономерности, определены характеристики взаимодействия водорода с легкими металлами. Впервые проведено систематическое исследование фазовых равновесий в тройных системах «борогидрид непереходного металла – борогидрид переходного элемента – растворитель». На основе этих исследований создан метод синтеза индивидуальных борогидридов редкоземельных металлов (РЗМ), который основан на использовании наиболее доступного и дешевого борогидрида натрия и является достаточно общим. По разработанному методу впервые получен весь ряд борогидридов РЗМ, их комплексов с борогидридами щелочных металлов и тетраалкиламмонием. Достоверность полученных результатов подтверждена детальным исследованием физико-химических свойств выделенных соединений. Физико-химический анализ ряда систем на основе гидридных соединений алюминия позволил доказать существование сложных двойных гидридных комплексов, осуществить простой способ синтеза ранее неизвестных или известных, но не выделенных в индивидуальном состоянии гепта-, гекса- и тетрагидроалюминатов щелочных и щелочноземельных металлов с использованием бинарных гидридов – наиболее дешевых и легко доступных источников гидридного водорода. На основании систематического исследования взаимодействия бинарных гидридов и алюмогидридов металлов с электрофильными реагентами различной акцепторной силы (хлорсодержащие реагенты, арил (алкил) галогениды, боро- и алюмогидрид лития и т.д.) предложены эффективные способы синтеза гидрида алюминия – компонента твердого ракетного топлива.

Профессором М.С. Пулатовым и сотрудниками был предложен эффективный способ получения гидрида алюминия через хлористый бензил, который успешно прошел заводские испытания в 1978 г. Профессором Р.Ф. Гатиной предложен одностадийный метод получения AlH3 с ожидаемым экономическим эффектом в шесть миллионов рублей. Доктор химических наук А. Курбонбеков впервые синтезировал ряд несольватированных борогидридов лантаноидов. Механизмы химических реакций с участием атомов водорода в Институте начали изучать в середине 80-х годов XX века под руководством чл.-корр. АН РТ И.Ш. Норматова. Показана роль атомов водорода в получении тонких гидридных пленок металлов, изучены электрические, магнитные свойства и структура тонких пленок 3d-металлов. Плазмохимическим методом получен ряд ценных продуктов. Необходимо отметить работы по ассимиляции гидрида алюминия в проведении твердофазных химических реакций. Была показана ассимиляция AlH₃ в получении магнитных порошков никеля, роль гидрида алюминия как инициатора процесса.

Глав.науч.сотр., д.х.н. А. Курбонбеков

По постановлению правительства республики в 1987 г. была создана лаборатория химии и технологии минерального сырья и отходов. Руководивший в то время Институтом химии им. В.И. Никитина академик И.У. Нуманов поручил зам.дирекора У.М. Мирсаидову организовать лабораторию и привлечь соответствующих специалистов. Заведующим лабораторией стал к.т.н. Х.С. Сафиев (ныне чл.-корр. АН РТ, директор Института металлургии). В настоящее время лабораторией «Комплексной переработки сырья и отходов», организованной на базе лабораторий энергоемких веществ и химии и технологии минерального сырья и отходов руководит к.т.н. Э.Д. Маматов. В настоящее время комплексное использование минерального сырья и промышленных отходов связано с проблемой создания безотходных, малоотходных и экологически чистых промышленных технологий, занимающих особое место в химической, горно-химической, металлургической отраслях промышленности.

Одной из основных целей исследования лаборатории стала разработка технологий получения глинозема из местного сырья для Таджикского алюминиевого завода. В лаборатории рассмотрен вопрос комплексной переработки алюмосиликатных руд – нефелиновых сиенитов, каолиновых глин, цеолитов, бентонитов, сиаллитов кислотными и хлорными способами.

Справа налево: зав. лаб., к.т.н. Э.Д. Мамадов, глав.науч.сотр., д.х.н. А. Курбонбеков, науч.сотр. П.М. Ятимов, мл. науч. сотр., аспирант Д. Худоёров, мл. науч. сотр. А.С. Курбонов

Эти виды сырья приобретают все большее значение в связи с истощением запасов традиционного сырья – качественных бокситов. Широкое использование указанных алюмосиликатных руд сдерживается, прежде всего, отсутствием эффективных способов их переработки. Для видов сырья, содержащих большое количество кремнезема и меньше глинозема по сравнению с качественными бокситами, наиболее правильным является применение кислотных способов, которые позволяют уже в самом начале технологического процесса провести селективное выделение кремнезема и тем самым резко сократить материальный поток. Однако при кислотной переработке возникают существенные трудности – отделение и промывка кремнеземистого шлама; очистка алюминиевых растворов железа; получение глинозема определенного состава, пригодного для электролиза; регенерация кислот и применение кислотостойкой аппаратуры. Поэтому основное внимание исследователей во всем мире сосредоточено на преодолении этих проблем.

Проведенные в лаборатории исследования по хлорному и кислотному разложению алюмосиликатных руд и взаимодействию основных минералов, входящих в состав руд, с Cl, H₂SO₄ и HCl позволили найти оптимальные условия разложения сырья с получением высоких показателей извлечения полезных компонентов с минимальным переходом кремнезема в продукты.

Предложены принципиальные технологические схемы комплексной переработки нефелиновых сиенитов, каолинов, цеолитов хлорным и кислотным способами. Установлено, что каолиновые глины и сиаллиты, которые представлены в больших количествах в месторождениях Таджикистана, являются ценнейшим исходным сырьем для получения глинозема, коагулянтов и каолинов для фарфорово-фаянсовой промышленности. Другим направлением лаборатории является комплексная переработка отходов производства. Сотрудниками лаборатории найдены условия получения ценных продуктов из отходов ТадАЗа. Разработана и внедрена в производство технология получения криолитглиноземного концентрата из отходов производства алюминия.

Сотрудниками лаборатории опубликовано более 300 научных статей, 5 монографий, защищено 15 кандидатских и 3 докторских диссертации. По химии гидридов защищено 30 кандидатских и 7 докторских диссертаций.