Көміртекқұрамды қалдықтарды пиролиздік өңдеу арқылы  техникалық көміртек алу

С.К. Танирбергенова; Д.А. Тугелбаева; Н.К. Жылыбаева; А.Н. Айтуган; К. Тажу; Г.М. Молдажанова; З.А. Мансуров

doi:10.18321/cpc23(4)423-433

Авторлар

С.К. Танирбергенова Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к., 172, Алматы, Қазақстан
Д.А. Тугелбаева Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к., 172, Алматы, Қазақстан
Н.К. Жылыбаева Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к., 172, Алматы, Қазақстан
А.Н. Айтуган Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к., 172, Алматы, Қазақстан
К. Тажу Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к., 172, Алматы, Қазақстан
Г.М. Молдажанова Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к., 172, Алматы, Қазақстан
З.А. Мансуров Жану проблемалары институты, Бөгенбай батыр к., 172, Алматы, Қазақстан

DOI:

https://doi.org/10.18321/cpc23(4)423-433

Кілт сөздер:

техникалық көміртек, жанар-жағармай материалдары, пиролиз, қайта өңдеу, көміртекқұрамды қалдықтар

Аңдатпа

Бұл зерттеу жұмысы көміртекқұрамды қалдықтарды, атап айтқанда, мұнай қалдықтары мен пайдаланылған жанар-жағармай материалдарын пиролиз әдісі арқылы өңдеу нәтижесінде күл мөлшері төмен және меншікті беттік ауданы жоғары техникалық көміртек алу мүмкіндігін зерттеуге бағытталған. Мақалада пиролиз үдерісінің режимдері және алынған техникалық көміртектің сипаттамалары зерттелген. Алынған қатты қалдықтардың (техникалық көміртек) морфологиялық, элементтік және құрылымдық сипаттамалары заманауи физико-химиялық зерттеу әдістдерімен талданды. Элементтік талдау нәтижелері бойынша ЖЖМҚ-нан алынған техникалық көміртек (ТК-1) құрамында көміртек мөлшері басым (78%), ал мұнай қалдықтарынан алынған үлгіде (ТК-2) бейорганикалық элементтер үлесі жоғары (Si, Al, Fe және т.б.) екендігі анықталды. SEM микрофотосуреттері ТК-1 үлгісінің борпылдақ, жоғары кеуекті құрылымға ие екенін, ал ТК-2 үлгісінің минералданған және ірі түйіршікті морфологиясымен ерекшеленетінін көрсетті. Рентгендік дифракциялық талдау (XRD) нәтижесінде екі үлгі де аморфты-графиттік құрылымға ие екені анықталды. BET әдісімен анықталған меншікті беттік ауданы ТК-1 үшін – 150 м2/г, ал ТК-2 үшін – 90 м2/г құрады. Зерттеу нәтижелері көрсеткендей, ЖЖМҚ негізінде алынған техникалық көміртек ТК-1 жоғары көміртек мөлшері мен дамыған беттік құрылымының арқасында адсорбенттер, катализаторлар және композиттік материалдар ретінде қолдануға тиімді екендігін көрсетті. Ал мұнай қалдықтарынан алынған ТК-2 үлгісі бейорганикалық қоспалардың көптігіне байланысты қосымша модификациялау және тазалау сатыларын қажет ететіні анықталды.

Әдебиеттер тізімі

(1) V.Y. Prokhorov. Utilization and reuse of spent lubricating materials of transport and transport-technological machines, Proc. Int. Symp. “Reliability and Quality”, 2 (2017) 235-238. (In Russian)

(2) C.O. Okoye, M. Zhu, I. Jones, et al. An investigation into the preparation of carbon black by partial oxidation of spent tyre pyrolysis oil, Waste Manag., 137 (2022) 110-120. Crossref

(3) R.I. Sugatri, Y.C. Wirasadewa, K.E. Saputro, et al. Recycled carbon black from waste of tire industry: thermal study, Microsyst. Technol., 24 (2018) 749-755. Crossref

(4) K.K. Moses, A. Aliyu, A. Hamza, et al. Recycling of waste lubricating oil: A review of the recycling technologies with a focus on catalytic cracking, techno-economic and life cycle assessments, J. Clean. Prod., 11 (2) (2023) 111273. Crossref

(5) M. El-Maadawy, A. Elzoghby, A. Masoud, et al. Conversion of carbon black recovered from waste tires into activated carbon via chemical/microwave methods for efficient removal of heavy metal ions from wastewater, RSC Adv., 14 (2024) 6324-6338. Crossref

(6) W.A. Kyei-Manu, C.R. Herd, M. Chowdhury, et al. The influence of colloidal properties of carbon black on static and dynamic mechanical properties of natural rubber, Polym., 14 (6) (2022) 1194. Crossref

(7) X. Liang, M. Ito, K. Nakajima. Reinforcement mechanism of carbon black-filled rubber nanocomposite as revealed by atomic force microscopy nanomechanics, Polym., 13 (22) (2021) 3922. Crossref

(8) W. Han, D. Han, H. Chen. Pyrolysis of waste tires: A review, Polym., 15 (7) (2023) 1604. Crossref

(9) C. Cabrera-Escobar, J. Moreno-Gutiérrez, R. Rodríguez-Moreno, et al. A review on global recovery policy of used lubricating oils and their effects on the environment and circular economy, Environ., 12 (5) (2025) 135. Crossref

(10) E. Rikmann, U. Mäeorg, J. Liiv. Recycling of low-quality carbon black produced by tire pyrolysis, Appl. Sci., 14 (5) (2024) 2192. Crossref

(11) S. Tanirbergenova, Y. Ongarbayev, Y. Tileuberdi, et al. Selection of solvents for the removal of asphaltene-resin-paraffin deposits, Process., 10 (2022) 1262. Crossref

(12) H. Fang, Z. Hou, L. Shan, et al. Influence of pyrolytic carbon black derived from waste tires at varied temperatures within an industrial continuous rotating moving bed system, Polym., 15 (16) (2023) 3460. Crossref

(13) S. Sarkar, D. Datta, K.S. Deepak. Comprehensive investigation of various re-refining technologies of used lubricating oil: A review, J. Mater. Cycles Waste Manag., 25 (4) (2023) 1935-1965. Crossref

(14) S. Tanirbergenova, A. Tagayeva, C.O. Rossi, et al. Studying the characteristics of tank oil sludge, Process., 12 (9) (2024) 2007. Crossref

(15) H. Jiang, J.A. Shao, Y. Zhu, et al. Production mechanism of high-quality carbon black from high-temperature pyrolysis of waste tire, J. Hazard. Mater., 443 (2023) 130350. Crossref

(16) Tanirbergenova SK, Zhylybayeva NK, Tugelbayeva DA, et al. (2025) Method of obtaining carbon black [Sposob polucheniya tekhnicheskogo ugleroda]. Patent for Utility Model of the Republic of Kazakhstan No. 11039.

(17) L. Tian, T. Liu, J. Yang, et al. Direct production and characterization of carbon black from organic hazardous wastes via high temperature pyrolysis and volatiles condensation, J. Environ. Chem. Eng., 13 (5) (2025) 119206. Crossref

(18) W.T. Tsai, Y.Q. Lin. Preparation and characterization of porous carbon composites from oil-containing sludge by a pyrolysis-activation process, Process., 10 (5) (2022) 834. Crossref