Современные технологии переработки технического гидролизного лигнина

Ханина И.В¹., Горшков А.Е²., Ловцов В.А³., Спиридонов Е.В⁴.

¹Сотрудник СИБ «Технолог» кафедры Химической Технологии Иркутского государственного технического университета.

²Сотрудник кафедры Химической Технологии Иркутского государственного технического университета.

³Студент кафедры Химической Технологии Иркутского государственного технического университета.

⁴Студент кафедры Химической Технологии Иркутского государственного технического университета.

В процессе гидролиза древесины происходит деструкция природного лигнина, сопровождающаяся изменением химического состава, влажности, дисперсности и других характеристик и образованием устойчивого конечного продукта - гидролизного лигнина [1].

Гидролиз древесины осуществляется в специальных аппаратах перколяцией горячего 9.5-1%-ного раствора серной кислоты через слой гидролизуемого материала при температуре 180⁰-185⁰С и давлении 144мН/м.

Гидролизный лигнин (ГЛ) представляет собой полидисперсный продукт с размером частиц до 1 см и является комплексом веществ, различных по химической природе. В него входит измельчённый полимеризованный собственно лигнин, остатки полисахаридов, не отмытые при гидролизе моносахара, минеральные и органические кислоты, смолы, воски, азотистые вещества, зольные элементы. Кроме того, он содержит следы фурфурола и оксиметилфурфурола и является по своей структуре сшитым полимерным продуктом.

ГЛ обладает пористой структурой, (радиус пор достигает от 30 до 200 А), имеет небольшую объемную массу в сухом состоянии, которая достигает 190-220 кг/см. Поэтому это перспективный материал для производства углеродистых восстановителей при производстве кристаллического кремния. Это сложный, стойкий к разложению, высокомолекулярный природный полимер, нерастворимый в воде и органических растворителях, конгломерат различных химических веществ – природного лигнина, поли- сахаридов ,смол, жиров, восков, минеральных и органических добавок[2].

До настоящего времени технический гидролизный лигнин (ТГЛ) на гидролизных заводах России не находит применение и вывозится в отвал в объемах -520 тыс. тонн в год.

В Национальном исследовательском Иркутском государственном техническом университете продолжается изучение возможности применения гидролизного лигнина в дорожном строительстве и цветной металлургии[3].

Опыт строительства автомобильных дорог в экономически развитых странах свидетельствует о том, что в значительной степени дефицит материалов и стоимость строительства могут быть снижены за счет широкого использования отходов промышленности.

Одним из перспективных материалов для строительства может быть гидролизный лигнин (ТГЛ), являющийся отходом гидролизной переработки древесины (Зиминского, Тулунского, Бирюсинского гидролизных заводов).

Гидролизный лигнин, используемый в качестве минерального порошка, позволяет повысить качество асфальтобетонов (прочность, водостойкость, трещиностойкость) за счет дополнительной модификации нефтяного битума, экономить дорожно-строительные материалы, значительно улучшить экологическую обстановку в зоне складирования отходов, возвратить плодородные земли, занятые в настоящее время под отвалы [5,6].

Результаты предварительных исследований по применению гидролизного лигнина в дорожном строительстве обнадеживают и требуют более детального изучения.

Еще одно применение нашел ТГЛ в качестве активного наполнителя с нефтекоксовой мелочью при производстве брикетов – как высококачественного восстановителя при производстве кристаллического кремния. Состав брикетов: ТГЛ (обезвоженный до 12% ) – 8-10%, нефтекоксовая мелочь (фракция 0-3мм ) – 75 - 80%, связующее (нефтяной пек) – остальное. Опытная промышленная партия брикетов проходит производственные испытания [8].

Литература:

1. Никитин В.М., Оболенская А.В., Щеголёв В.П.// Химия древесины и целлюлозы// Издательство «Лесная промышленность» М.; 1978г. 367с.

2 Патент № 208267 РФ (приоритет 6 декабря 1994г),( Дошлов О.И. и др).

3. Патент №2192399 РФ МКИ .Асфальтобетонная смесь./ Дошлов О.И./-

приоритет от 09.02.

4. 2001Чудаков М.И.,// Промышленное использование лигнина// М.; 1972г. 268с.

5. Шорыгина Н.Н., Резников В.М., Ёлкин В.В. // Реакционная способность лигнина//М.; Наука, 1976г. 368с.

6. Худякова Т.С, Лавров Ю.И. //ХТТМ. 1979.№6-с.13-14.

7. Грушников О.П., Ёлкин В.В.//Достижения и проблемы химии лигнина// М.; «Лесная промышленность» 1973г., 296 с.

8. « Адгезия и Адгезивы », Дошлов О.И.// Издательство ИрГТУ, 1992г.