​После двух лет совместных исследований ученые физического факультета ЧелГУ и их коллеги из Центрального южного университета Китая заявили о разработке технологии получения железа с добавлением древесных отходов. Научный проект профинансировал Российский фонд фундаментальных исследований. 

Речь идет о революционном методе выплавки сталей и чугуна, который можно опробовать в промышленных масштабах на одном из крупных предприятий, заинтересованном в улучшении экологической ситуации на производстве. Научный коллектив ЧелГУ под руководством доцента кафедры радиофизики и электроники Антона Анзулевича и группа профессоров из города Чанша, возглавляемая Пэн Чживэем, разработали метод снижения себестоимости выплавки металла, который позволяет при этом повысить качество конечного продукта и сократить выбросы. 

"В природе железо редко встречается в чистом виде, например, оно входит в состав железоникелевых метеоритов, - пояснил руководитель проекта Антон Анзулевич. - Мы исследовали способ получения чистого железа из руды, которую для этого надо смешать с восстановителем и нагреть. При микроволновом нагреве излучение практически не проникает в такую смесь, поэтому ее также необходимо "разбавить". В нашей работе для этих целей был использован материал на основе древесных отходов, термически обработанных без кислорода - биочар. Его применение в большей степени экологично и безопасно в сравнении с каменным углем". 

Из железной руды и биочара исследователи изготавливали специальные гранулы и, подвергая их обработке микроволновым излучением, получали чистое железо. После моделирования нагрева и воздействия электромагнитных волн на гранулы стало ясно, что для достижения эффекта они должны быть с неоднородным распределением компонентов. Для оптимального протекания химических реакций необходимо реализовать равномерный нагрев от центра к краям - в ядре должно быть больше железной руды, а на поверхности - больше биочара.​ 

В итоге была рассчитана технология восстановления железа из руды с добавлением древесных отходов (лигнина. - Ред.), которая позволяет добиться более эффективного и чистого протекания процесса восстановления. 

Лигнин может частично или полностью заменить уголь и кокс, используемые металлургами. 

"Благодаря высокому содержанию углерода и небольшого количества примесей, а также хорошей реакционной способности, лигнин может частично или полностью заменить уголь и кокс, используемые сегодня металлургами, - рассказывает Анзулевич. - Наше исследование предлагает новый метод производства качественных металлизированных пеллет для выплавки стали после самовосстановления под воздействием СВЧ железорудных композиционных гранул с лигнином". 

Китайские ученые в основном проводили экспериментальные исследования. В ЧелГУ сосредоточена сильная теоретическая база, поэтому здесь занимались расчетами, а также рентгеновским и структурным анализом образцов гранул.​ 

Михаил Пинкус 

Фото: iStock 

Источники

Уральские ученые нашли способ получения железа с помощью отходов
Российская газета. УРФО (rg.ru), 09/11/2020

Похожие новости

  • 15/09/2020

    Физики впервые создали модель для предсказания свойств любых молекул

    Группа ученых-физиков под руководством доцента ФФ ТГУ Рашида Валиева создала новую модель для расчета фотофизических характеристик молекул, которая применима для молекул любой природы, в том числе редкоземельных лантаноидов.
    388
  • 07/11/2017

    ТПУ и Токийский столичный университет будут развивать перспективные направления сотрудничества

    ​Перспективные направления сотрудничества Томского политехнического университета и Токийского столичного университета (Tokyo Metropolitan University) обсудили в пятницу представители двух вузов. С рабочим визитом Томский политех посетили вице-президент по международным связям токийского вуза Такая Охаши и координатор международного сотрудничества Сатоми Сузуки.
    1376
  • 21/12/2016

    Новосибирские химики провели эксперименты на синхротроне во Франции

    Учёные кафедры химии твёрдого тела Новосибирского государственного университета приняли участие в работах на экспериментальной станции Европейского центра синхротронного изучения.ESRF (European Synchrotron Radiation Facility) — исследовательский ускорительный комплекс, источник синхротронного излучения третьего поколения, расположенный в Гренобле во Франции.
    1764
  • 03/08/2020

    Алтайский ученый рассказал об уровне науки и новых изобретениях

    Не в деньгах счастье, считает Владимир Плотников, доктор физико-математических наук, завкафедрой общей и экспериментальной физики Алтайского госуниверситета.  На его счету сотни научных работ, десятки изобретений.
    591
  • 11/10/2019

    Электрохимия на службе у фотоники: как углеродные нанотрубоки управляют лазерными импульсами

     Международная команда ученых, которую возглавила группа из Лаборатории наноматериалов Центра фотоники и квантовых материалов Сколковского института науки и технологий, показала возможность управления нелинейно-оптическим откликом углеродных нанотрубок с помощью электрохимического легирования.
    573
  • 14/05/2020

    Фотонный кристалл поможет точнее определять химический состав сложных веществ

    Ученые Томского политехнического университета вместе с коллегами из Германии и Литвы предложили способ повышения чувствительности метода поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии (SERS). Они продемонстрировали новый дизайн сенсора для SERS, в котором вместе с традиционными наночастицами используется фотонный кристалл.
    554
  • 06/08/2020

    Из самой маленькой в мире светящейся молекулы сделали тест на клещевой энцефалит

    ​​Светящийся белок, выделенный из морского рачка Metridia longa, самый маленький из открытых биолюминесцентных ферментов, был впервые использован учеными в тестах на клещевой энцефалит. Одного миллиграмма такого белка может хватить для ста тысяч точных анализов по определению наличия вируса клещевого энцефалита.
    733
  • 20/12/2019

    Когда наука несет свет: ученые предложили производить светодиоды без редкоземельных металлов

     Международная группа учёных синтезировала и изучила соединение, которое поможет значительно удешевить производство светодиодов для получения белого света, имитирующего солнечный. Такие диоды широко применяются в освещении жилых и производственных помещений, для наружной рекламы и выращивания растений предприятиями агропромышленного комплекса.
    948
  • 09/04/2019

    Сибирские ученые оптимизируют работу электронных дисплеев органическими полупроводниками

    ​Ученые Новосибирского государственного университета (НГУ) займутся исследованием свойств органических полупроводников (материалов, используемых в электронике), чтобы повысить эффективность используемых сейчас электронных дисплеев, сообщил ТАСС руководитель лаборатории органической оптоэлектроники НГУ Евгений Мостович.
    1778
  • 11/08/2020

    «Ловец» метеоров: в астрономической обсерватории ИГУ завершен монтаж второй метеорной станции

    — Первая наша станция на астрофизическом полигоне ИГУ уже давно успешно работает, — рассказал директор обсерватории, профессор ИГУ Сергей Язев. — Она фиксирует метеоры, сгорающие в небе над Тункинской долиной.
    298