WEB-ресурс научно-практических конференций

Псяр Г.П., д.т.н. Попов Є.В., к.х.н. Комач Л.Д.

Інститут хімічних технологій СНУ ім. В. Даля, м. Рубіжне

ЕКОЛОГІЧНЕ ОБҐРУНТУВАННЯ ТЕХНОЛОГІЇ ОТРИМАННЯ ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНИХ РЕЧОВИН НА ОСНОВІ ВІДХОДІВ ЦЕЛЮЛОЗНО-ПАПЕРОВОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ

На основі системного вивчення фізико-хімічних властивостей поверхнево-активних речовин науково обґрунтовані основні екологічні принципи створення сучасних технологій розробки асортименту ПАР на основі похідних лігніну.

Створення екологічно безпечних, безвідходних виробництв є основним шляхом розв’язання проблеми раціонального використання природних ресурсів і охорони навколишнього середовища від промислових забруднень.

Інтенсифікація виробничої діяльності призводить до збільшення антропогенного навантаження на природне середовище. Господарська діяльність людини, направлена на задоволення різноманітних потреб, придбала такі масштаби та суспільні форми, при яких ціна подальшого поліпшення добробуту стала надмірно високою. Ресурсні обмеження, що завжди знаходились в її основі, сьогодні такі, що їх подолання неможливе без перегляду цілей розвитку і засобів досягнення мети. Комплексний підхід рішення однієї з еколого-економічний проблем господарського комплексу країни представлений в даній роботі.

Актуальним напрямком з охорони довкілля та раціональному використанню природних ресурсів є розвиток маловідходних і ресурсозберігаючих технологій і виробництв. Особливу увагу слід приділити проблемі утилізації відходів ряду галузей господарського комплексу, зокрема, відходам целюлозно-паперової промисловості [1].

Відходи целюлозно-паперової промисловості відрізняються величезними масштабами, так в середньому на кожну тону целюлози утворюється більше 10 м .куб. водних розчинів сульфіт-сульфатних лугів. В даний час знаходить використання менше 20% цих відходів, решта - скидається в стічні води, спалюється, вивозиться у відвали, що є не раціональним з точки зору використання природної сировини [2; 3]. У даній роботі наводяться результати досліджень фізико-хімічних властивостей похідних лігніну на основі відходів сульфатного і сульфітного методів варки целюлози з метою отримання поверхнево-активних речовин, які використовуються у виробництві хімічних засобів захисту рослин та інших галузях народного господарства

Відомо, що сульфітно-сульфатний луг, органічну частину якого складають лігносульфонати, - один з основних відходів целюлозно-паперового виробництва. Завдяки доступності, низькій вартості, відсутності токсичності, останнім часом викликає великий практичний інтерес використання продуктів на їх основі. Властивості лігносульфонатів визначаються їх молекулярною масою і ступенем сульфування [4]. Для вивчення цього питання об'єктами дослідження було вибрано п'ять рядів різних зразків лігносульфонатів натрію з постійним для кожного ряду ступенем сульфування, але з різним співвідношенням полімерних фракцій.

Докладно був вивчений вплив співвідношення полімерних фракцій в лігносульфонатах натрію і ступеня сульфування лігніну на їх колоїдно-хімічні властивості - диспергіруючу та стабілізуючу здібності. На підставі експериментальних даних теоретично була обґрунтована і розроблена технологія отримання поверхнево-активних речовин (ПАР) на основі лігніну з використанням сульфітних і сульфатних лугів

Визначені основні фізико-хімічні характеристики лігносульфонатів та їх поверхнево-активні властивості, які визначаються їх молекулярно-масовим розподілом (молекулярна маса) та ступенем сульфування (S). Виявлено, що колоїдно-хімічні властивості таких продуктів (як і інших ПАР) визначаються їх поверхнево-активними властивостями, зокрема величиною ККМ (критична концентрація міцелостворення). Розглянуто вплив співвідношення полімерних фракцій (величина, яка характеризує молекулярну масу) та ступеня сульфування зразків лігносульфонату натрію на величину ККМ. Так, з підвищенням величини ККМ стабілізуюча здатність знижується. Підвищення вмісту низькомолекулярної фракції призводить до зниження ККМ та підвищення поверхневої активності лігносульфонатів. Таким чином, величина ККМ є важливим критерієм, щодо вибору лігносульфонатів натрію із високою стабілізуючою здатністю.

Розроблена технологія універсального ПАР на основі сульфатного лігніну з використанням вітчизняної сировини (сульфатний луг Жидачовського ЦПК, Львівська обл.) - торгова марка «Рубефіл ВФК», який по основних показниках якості відповідає зарубіжному аналогу Reax-83A (фірма Vestwaco Co., США).

Технологія отримання ПАР не є енергоємною, одно або двостадійним процесом, не вимагає додаткових капітальних вкладень у виробництво (можуть використовуватися схеми існуючих виробництв). Отримані ПАР - біологічно «м'які», після використання розкладаються в навколишньому середовищі значно швидше, ніж синтетичні ПАР, тому можуть замінити вживані, до тепер, синтетичні ПАР, які не мають властивості розкладання і, тим самим, в значній мірі забруднюють навколишнє середовище.

Таким чином, в результаті комплексного підходу до вирішення еколого-економічної проблеми - розробки ресурсозберігаючої технології біорозкладаного ПАР - визначені шляхи зниження техногенного навантаження на навколишнє природне середовище, що є надто актуальним для регіону і країни в цілому.

Література:

1. Владимиров А.М., Ляхін Ю.И., Матвеєв Л.Т., Орлов В.Г. Охорона навколишнього середовища. - Л., Гідрометеоїздат, 1991. - 423 с.

2. Економічні основи екології /Глухов В.В. та ін. – СПб.: Спецліт, 1997. - 304 с.

3. Равич Б.М. Комплексне використання сировини і відходів. - М.: Хімія, 1988. - 280с.

4. Гришин А.С., Новіков В.Н. Промислові і побутові відходи. Зберігання, утилізація, переробка. - М.: ФАИР-ПРЕС, 2002. - 336с.