Ломовский, О.И. Механохимия в решении экологических задач : аналитический обзор

Ломовский, О. И. Механохимия в решении экологических задач = Mechanochemistry for Solving Environmental Problems : аналит. обзор / О. И. Ломовский, В. В. Болдырев ; Гос. публич. науч.-техн. б-ка Сиб. отд-ния Рос. акад. наук, ИХТТМ СО РАН, НГУ, Науч.-образ. центр «Молекулярный дизайн и экологически безопасные технологии». — Новосибирск : ГПНТБ СО РАН, 2006. — 221 с. — (Сер. Экология. Вып. 79).

Рассмотрены основные типы механохимических эффектов и химические реакции, протекающие в смесях порошков твердых реагентов при механической обработке в аппаратах типа шаровых и роторных мельниц, изменение реакционной способности твердых веществ вследствие образования дефектов, протекание химических процессов в присутствии механически активированных твердых фаз.
Технологические возможности механохимии иллюстрируются примерами создания экологически чистых и малоотходных химических процессов в различных областях, среди которых основными являются: переработка минерального, возобновляемого растительного, пищевого сырья; переработка техногенного сырья, в том числе в строительные материалы; очистка воды и атмосферы, реабилитации загрязненных территорий. Применение механохимических методов позволяет разработать технологии нового экологического уровня. Использование твердофазных превращений вместо реакций в растворах исключает источники образования жидких загрязнений, операции выделения и очистки реагентов и продуктов, сокращает число операций.

Особенно эффективны твердофазные технологии для переработки неорганических и органических отходов различных производств, когда продукты можно использовать в составе строительных, вяжущих, гелеобразующих материалов. Продукты новой технологии обладают существенными экологическими преимуществами. Получаемые при механохимической переработке растительного сырья, торфа биологически активные препараты подвергаются меньшему химическому воздействию по сравнению с жидкофазными экстракционными технологиями, сохраняют близкий к исходному натуральному состав и оказываются более приемлемыми для организмов животных и человека. Дальнейшее использование механохимических методов будет связано с успехами в конст­руировании специализированных механических активаторов твер­дых веществ, механохимических реакторов повышенной производительности для проведения взаимо­действия в твердых смесях и пульпах.

Обзор предназначен для специалистов промышленных предприятий и венчурных фирм, экологов и студентов соответствующих специальностей.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ОСНОВНЫЕ МЕХАНОХИМИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В ТЕХНОЛОГИИ
1.1. Влияние давления на вещество
1.2. Воздействие давления со сдвигом на физико-химические свойства твердых веществ и химические реакции с их участием
1.3. Механическая активация и механохимические реакции в мельницах
1.4. Механическая активация монофазных систем
1.5. Механическая активация многокомпонентных смесей
1.6. Направления использования механохимии и механической активации при решении прикладных задач
Глава 2. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕХАНОХИМИЧЕСКИХ МЕТОДОВ ДЛЯ УГЛУБЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ПЕРЕРАБОТКИ МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ И УМЕНЬШЕНИЯ ОТХОДОВ
2.1. Применение механохимии при обогащении минерального сырья
2.2. Использование механической активации для вскрытия минерального сырья
2.2.1. Применение в пирометаллургии
2.2.2. Применение механической активации в гидрометаллургии
2.2.3. Переработка трудновскрываемого сырья
2.2.4. Переработка минерализованных попутных вод
2.3. Применение механохимии при переработке фосфорных руд
Глава 3. МЕХАНОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ ТЕХНОГЕННОГО СЫРЬЯ
3.1. Утилизация отходов горнорудного производства
3.2. Использование шлаков и зол
3.3. Использование отработанных функциональных материалов
3.4. Вторичное использование твердосплавных материалов
Глава 4. МЕХАНОХИМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ПЕРЕРАБОТКИ ДРЕВЕСНОГО, РАСТИТЕЛЬНОГО СЫРЬЯ И ТОРФА
4.1. Основные компоненты растительного сырья
4.2. Минорные компоненты растительного сырья
4.3. Получение биологически активных препаратов тритерпеновых кислот
4.4. Препараты фитостеринов
4.5. Механохимическая переработка торфа
Глава 5. ПОВЫШЕНИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ЧИСТОТЫ ПРОЦЕССОВ В ХИМИЧЕСКОЙ И ФАРМАЦЕВТИЧЕСКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
5.1. Применение в неорганическом синтезе и катализе
5.2. Органический механохимический синтез
5.3. Механохимическое приготовление дисперсных систем на основе карбоксил- и гидроксилзамещенных органических соединений
5.4. Особенности применения механохимических подходов в фармацевтической промышленности
Глава 6. ПОВЫШЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПЕРЕРАБОТКИ СЫРЬЯ И УМЕНЬШЕНИЕ ОТХОДОВ В ПИЩЕВОЙ И ЛЕГКОЙ ПРОМЫШЛЕННОСТИ
6.1. Измельчение сырья
6.2. Разрушение клеточной структуры и повышение биодоступности
6.3. Повышение дефектности и реакционной способности компонентов
6.4. Механохимические превращения целлюлозы, полисахаридов,биологически активных веществ
6.5. Гомогенизация и повышение качества пищевого сырья
6.6. Кормопроизводство
6.7. Биотехнология
6.8. Переработка хитина и хитозана
6.9. Легкая промышленность
Глава 7. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДОВ В ПРОИЗВОДСТВЕ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ И НЕФТЕДОБЫЧЕ
7.1. Использование вторичных минеральных ресурсов в производстве цемента
7.2. Вторичные материалы в строительных целях
7.3. Материалы для нефтегазовых скважин
7.4. Силикатные гелеобразующие материалы
7.5. Комбинированные органо-неорганические гелеобразующие материалы
7.6. Гелеобразующие материалы из растительного сырья
Глава 8. МЕХАНОХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ УГЛЯ И УГЛЕВОДОРОДОВ НЕФТИ
8.1. Механохимическая переработка угля
8.2. Механохимическая переработка нефтяных остатков
8.3. Совместная механохимическая переработка угля и нефтяных остатков
8.4. Переработка попутных газообразных углеводородов
Глава 9. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕХАНОХИМИИ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧ ПО ОЧИСТКЕ ВОДЫ И АТМОСФЕРЫ
9.1. Использование механической активации для очистки газов от серы
9.2. Разложение токсичных хлорорганических соединений
9.3. Использование механической активации для очистки воды
9.4. Гуматные реагенты для экологических целей
9.5. Другие направления использования механохимии
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Литература
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ