Александра Чебыкина
Серная кислота — один из базовых продуктов металлургии и химической промышленности. Без неё невозможно перерабатывать сырьё, извлекать металлы, производить удобрения и обеспечивать работу целого ряда технологических цепочек. Однако в условиях современных требований к устойчивому развитию важным становится не только объём выпуска, но и качество продукта на всём жизненном цикле.
Именно эту задачу решали исследователи научно-исследовательского центра Технического университета УГМК, сосредоточив внимание на снижении содержания примесей в технической серной кислоте без кардинальной перестройки производства.
На основе экспериментальных и аналитических данных учёные определили ключевые группы загрязняющих факторов:
• остаточный диоксид серы (SO2) и оксиды азота (NO, NO2), связанные с особенностями газовой фазы металлургических процессов;
• соединения металлов — железа, мышьяка, ртути, свинца и других элементов, попадающих в кислоту на разных этапах производства и хранения;
• органические соединения, способные влиять на цвет, стабильность и химическую активность продукта.
Важно, что источниками загрязнений являются не только основные технологические стадии, но и вспомогательная инфраструктура.
В рамках исследования были проанализированы различные методы очистки технической серной кислоты. Ключевым критерием стала возможность удаления примесей без вторичного загрязнения.
Наиболее эффективным оказался комбинированный метод «перекись водорода — озонирование» (пероксон-процесс). Он основан на глубоком окислении примесей активными формами кислорода. Принципиальное преимущество метода — отсутствие посторонних реагентов в конечном продукте и высокая степень очистки по широкому спектру загрязняющих веществ.
С научной точки зрения это позволяет управлять качеством серной кислоты не за счёт компенсационных мер, а за счёт целенаправленного разрушения примесей на молекулярном уровне.
Отдельный блок работы был посвящён так называемым вторичным факторам качества. Исследование показало, что:
• вода для разбавления кислоты должна проходить дополнительную подготовку, так как именно она может быть источником металлов и солей;
• воздух, используемый для отдувки растворённого SO2, при недостаточной очистке вносит вклад в повторное загрязнение;
• коррозия стальных цистерн приводит к образованию нерастворимых соединений железа, включая сульфат железа (FeSO4), ухудшающих товарные характеристики кислоты.
На основании этих данных были сформированы рекомендации по реконструкции систем водо- и воздухоподготовки и снижению коррозионного воздействия на оборудование.
Разработанные учёными Технического университета УГМК подходы формируют практическую основу для повышения качества серной кислоты в соответствии с дополнительными требованиями потребителей. В контексте ESG это означает переход от точечных решений к системному управлению качеством — с одновременным снижением экологической нагрузки и повышением технологической устойчивости производства.
Авторы работы:
Воинков Р. С., научный руководитель;
Коновалов И. С., ответственный исполнитель;
научный коллектив Технического университета УГМК
