Подать статью
Стать рецензентом
EN
Том 281 Вып. 1
Страницы:
174-188
В печати
Обзорная статья
Геотехнология и инженерная геология

Перспективы использования отходов содового производства в различных отраслях

Авторы:
О. С. Кудряшова1
Н. В. Митракова2
Об авторах
  • 1 — д-р хим. наук главный научный сотрудник Пермский государственный национальный исследовательский университет ▪ Orcid ▪ Scopus
  • 2 — канд. биол. наук старший научный сотрудник Пермский государственный национальный исследовательский университет ▪ Orcid
Дата отправки:
2026-01-18
Дата принятия:
2026-06-25
Дата публикации онлайн:
2026-10-16

Аннотация

Представлен обзор и анализ научных статьей и патентов, посвященных проблеме утилизации и переработки отходов содового производства. Приведены примеры способов снижения токсичности шламов, использования отходов в строительстве, включая дорожное, переработки в химические соединения. Особое внимание уделено вопросам использования шламов для рекультивации почв. Аммиачный способ получения кальцинированной соды является основным во всем мире. Существенный недостаток – это опасные отходы производства, поэтому необходимо соблюдать экологические требования и нормативы при хранении и переработке. Российский опыт обращения с отходами содового производства отстает от европейского из-за низких цен на первичное природное сырье, неоднородности состава и свойств отходов, необходимости предварительной обработки отходов, низкого уровня экологических платежей для предприятий за размещение отходов. Повышение требований норм экологической безопасности к отходам производства кальцинированной соды и дорогое обслуживание отстойников стимулируют развитие способов их переработки. Выбор метода переработки зависит от расположения завода, энергетических мощностей, финансового состояния компании. Использование шламов при производстве строительных материалов ограничено наличием хлорид-ионов, малым размером частиц, тиксотропными свойствами материала и изменчивостью состава шлама. Дорожное строительство является наиболее перспективным с точки зрения объемов утилизации и использования отходов без дополнительной санации. Использование отходов для рекультивации земель требует избирательного подхода к выбору объектов и проведения дополнительных исследований. Несмотря на широкой спектр возможностей применения отходов производства соды, проблема их утилизации остается актуальной. Это обусловлено объемами производства соды и образующихся отходов, а также необходимостью финансовых вложений на внедрение методов утилизации.

Область исследования:
Геотехнология и инженерная геология
Ключевые слова:
отходы производства кальцинированной соды области рационального использования способы утилизации рекультивация почв экологическая безопасность
Финансирование:

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ, проект FSNF-2025-0011.

Перейти к тому 281

Литература

  1. Зайцев И.Д., Ткач Г.А., Стоев Н.Д. Производство соды. М.: Химия, 1986. 312 с.
  2. Yeginobali A. Studies on the Possible Uses of Soda Industry Waste as a Construction Material // Appropriate Waste Management for Developing Countries. Springer, 1985. P. 101-109. DOI: 10.1007/978-1-4613-2457-7_8
  3. Красильникова С.А., Блинов С.М., Красильников П.А., Белкин П.А. Мировой опыт использования отходов производства соды // Экология и промышленность России. 2021. Т. 25. № 12. С. 48-53. DOI: 10.18412/1816-0395-2021-12-48-53
  4. Пугин К.Г., Пугина В.К. Особенности использования ресурсного потенциала отходов производства для получения строительных конструкций и материалов // Фундаментальные исследования. 2016. № 9. С. 289-293.
  5. Касьянов В.К., Аверина Ю.М., Меньшиков В.В., Стрельникова А.С. Методы переработки дистиллерной жидкости как отхода производства кальцинированной соды аммиачным способом // Sciences of Europe. 2018. № 28. С. 12-15.
  6. Калинина Е.В., Рудакова Л.В. Снижение токсичных свойств шламов содового производства с последующей их утилизацией // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. 2018. Т. 329. № 6. С. 85-96.
  7. Курбангалеева Л.Р., Даминев Р.Р. Использование ионнообменных смол при деминерализации жидких отходов производства кальцинированной соды // Вестник Башкирского университета. 2010. Т. 15. № 4. С. 1150-1152.
  8. Gołub A., Piekutin J. Removal of inorganic impurities from wastewater after production of soda ash on selected sorbents // Scientific Reports. 2020. Vol. 10. № 4624. DOI: 10.1038/s41598-020-61429-w
  9. Сабитов К.Б., Воронин А.В. Перспективы использования твердых отходов производства кальцинированной соды АО «БСК» в качестве карбонатной составляющей сырья для производства цемента // Вестник Академии наук Республики Башкортостан. 2016. Т. 21. № 3 (83). С. 86-95.
  10. Загидуллин Р.Н., Загидуллина Г.Р., Мухаметов А.А. Патент № 2589483 РФ. Способ переработки дистиллерной жидкости содового производства аммиачным методом. Опубл. 10.07.2016. Бюл. № 19.
  11. Лотош В.Е. Безобжиговое окускование тонкодисперсных материалов и мелочи полезных ископаемых. Екатеринбург: Филантроп, 2009. 525 с.
  12. Латыпова З.Б., Халиков Р.М., Глазачев А.О., Давлетбердин Д.Д. Геоэкологические аспекты применения известьсодержащих крупнотоннажных отходов содового производства в Башкортостане // Проблемы региональной экологии. 2023. № 4. С. 68-72. DOI: 10.24412/1728-323X-2023-4-68-72
  13. Серпичев А.С., Сычева Л.И. Использование техногенных отходов при получении белитсульфоалюминатного цемента // Успехи в химии и химической технологии. 2022. Т. 34. № 3. С. 130-133.
  14. Xianhui Zhao, Chunyuan Liu, Li Wang et al. Physical and mechanical properties and micro characteristics of fly ash-based geopolymers incorporating soda residue // Cement and Concrete Composites. 2019. Vol. 98. P. 125-136. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2019.02.009
  15. Uçal G.O., Mahyar M., Tokyay M. Hydration of alinite cement produced from soda waste sludge // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 164. P. 178-184. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2017.12.196
  16. Каримов Н.Х., Агзамов Ф.А., Акчурин Х.И. и др. Патент № 2136845 РФ. Тампонажный раствор. Опубл. 10.09.1999.
  17. Шатов А.А., Дрямина М.А. Специальные тампонажные композиции для низкотемпературных скважин на основе втoричных материальных ресурсов соды // Химия в интересах устойчивого развития. 2005. Т. 13. № 5. С. 663-667.
  18. Джандуллаева М.С., Атакузиев Т.А. Физико-механические свойства силикатных материалов на основе твердых отходов содового производства // Химическая промышленность. 2017. Т. 94. № 1. С. 31-33.
  19. Hai-lei Kou, Wen-gang Zhang. Strength Characteristics of Soda Waste Treated with Fly Ash and Lime // Geotechnical Engineering. 2018. Vol. 49. № 3. P. 1-3. DOI: 10.14456/seagj.2018.17
  20. Мингазова Г.Г., Корнилов А.В., Хацринов А.И. Применение отхода производства кальцинированной соды для получения керамических материалов // Вестник Технологического университета. 2023. Т. 26. № 11. С. 87-91. DOI: 10.55421/1998-7072_2023_26_11_87
  21. Jiang Q., Zhan QW, Hu H.T., Wang X.Y. Solid waste-based cementitious material for ground granulated blast furnace slag based on soda residue activation: Preparation, properties and mechanism // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2025. Vol. 13. Iss. 6. № 120302. DOI: 10.1016/j.jece.2025.120302
  22. Zaihua Yang, Yongliang Chen, Quan Wang et al. The utilization of ammonia soda residue in building materials: A review // Journal of Building Engineering. 2024. Vol. 98. № 111122. DOI: 10.1016/j.jobe.2024.111122
  23. Qiang Wang, Xianjun Lyu, Qing Liu et al. Recycle of soda waste sludge as the limestone material for Portland cement: Chemical composition, physical properties and hydration mechanism // Construction and Building Materials. 2024. Vol. 422. № 135790. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2024.135790
  24. Dong Xu, Wen Ni, Qunhui Wang et al. Ammonia-soda residue and metallurgical slags from iron and steel industries as cementitious materials for clinker-free concretes // Journal of Cleaner Production. 2021. Vol. 307. № 127262. DOI: 10.1016/j.jclepro.2021.127262
  25. Козлов С.Г., Вязовикова И.В., Черный С.А., Крепышева И.В. Использование отходов содового производства в дорожном строительстве // Фундаментальные исследования. 2013. № 10. С. 2604-2611.
  26. Калинина Е.В. Наилучшие доступные технологии утилизации шламов содового производства // Экология и промышленность России. 2013. № 11. С. 43-47. DOI: 10.18412/1816-0395-2013-11-43-47
  27. Xiaoqing Zhao, Tianfeng Yang, Jianzhuang Xiao et al. Mechanical properties and field test of lime-soda residue stabilized soil for subgrade // Construction and Building Materials. 2024. Vol. 419. № 135489. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2024.135489
  28. Плотникова С.Е., Перегудов Ю.С., Горбунова Е.М., Нифталиев С.И. Перспективы применения жидких отходов производства кальцинированной соды в качестве хладоносителя на основе тройной системы CaCl2-K2Cr2O7-H2O // Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2020. Т. 82. № 3. С. 233-238. DOI: 10.20914/2310-1202-2020-3-233-238
  29. Титов В.М., Воронин А.В., Шатов А.А. и др. Патент № 2243248 РФ. Антигололедный состав. Опубл. 27.12.2004.
  30. Константинова М.С., Калинина Е.В. Исследование возможности использования дистиллерной жидкости в качестве жидкого противогололедного материала // Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Урбанистика. 2013. № 4. С. 134-143.
  31. Canzhu Gao, Yuan Dong, Hongjuan Zhang, Jiaming Zhang. Utilization of distiller waste and residual mother liquor to prepare precipitated calcium carbonate // Journal of Cleaner Production. 2007. Vol. 15. Iss. 15. P. 1419-1425. DOI: 10.1016/j.jclepro.2006.06.024
  32. Курбангалеева Л.Р., Быковский Н.А., Даминев Р.Р. Получение гидроксида кальция и соляной кислоты из дистиллерной жидкости // Башкирский химический журнал. 2012. Т. 19. № 2. С. 36-39.
  33. Быковский Н.А., Курбангалеева Л.Р., Даминев Р.Р. Переработка дистиллерной жидкости с получением товарных продуктов // Фундаментальные исследования. 2012. № 6. С. 209-213.
  34. Бикбулатов И.Х., Насыров Р.Р., Даминев Р.Р., Бакиев А.Ю. Способ утилизации основного отхода производства кальцинированной соды // Нефтегазовое дело. 2007. № 2. 9 с.
  35. Насыров Р.Р., Даминев Р.Р. Метод переработки основного отхода производства кальцинированной соды // Башкирский химический журнал. 2008. Т. 15. № 3. С. 95-100.
  36. Даминев Р.Р., Насыров Р.Р., Шарипов А.К. Повышение экологической безопасности производства кальцинированной соды // Башкирский химический журнал. 2008. Т. 15. № 4. С. 28-30.
  37. Горденчук А.Д., Елохов А.М., Кудряшова О.С., Поляков А.Ю. Патент № 2665469 РФ. Способ получения формиата кальция. Опубл. 30.08.2018. Бюл. № 25.
  38. Горденчук А.Д., Кудряшова О.С. Конверсионный способ получения формиата кальция // Химическая технология. 2017. Т. 18. № 7. С. 291-295.
  39. Загидуллин С.Х., Даут В.А., Майер В.В. и др. Патент № 2078758 РФ. Способ получения формиата натрия. Опубл. 10.05.1997.
  40. Самохвалов И.И., Авраменко Э.В., Бибакова Т.А., Кудряшова О.С. Патент № 2440168 РФ. Способ переработки технического пентаэритрито-формиатного маточного раствора. Опубл. 20.01.2012. Бюл. № 2.
  41. Баюрова Ю.Л., Нестеров Д.П., Корнева Е.А. и др. Искусственные геохимические барьеры для решения экологических и технологических задач // Вестник МГТУ. 2013. Т. 16. № 3. С. 536-541.
  42. Экологическая безопасность освоения месторождений полезных ископаемых / Под общ. ред. Е.А.Хайрулиной. Пермь: Пермский государственный национальный исследовательский университет, 2022. 175 с.
  43. Кудряшова О.С., Хайрулина Е.А. Патент № 2743977 РФ. Состав для снижения водопроницаемости горных пород (варианты) и способ тампонирования водопроницаемости участков горных пород. Опубл. 01.03.2021. Бюл. № 7.
  44. Манойло Е.В., Манойло Ю.А., Моисеев В.Ф. Применение отходов содового производства // Восточно-Европейский журнал передовых технологий. 2010. Т. 6. № 6 (48). С. 13-17.
  45. Калинина Е.В., Вайсман Я.И., Рудакова Л.В. Патент № 2546155 РФ. Материал для биологической рекультивации нарушенных земель. Опубл. 10.04.2015. Бюл. № 10.
  46. Yu Yang, Bo Li, Tao Li et al. A review of treatment technologies for acid mine drainage and sustainability assessment // Journal of Water Process Engineering. 2023. Vol. 55. № 104213. DOI: 10.1016/j.jwpe.2023.104213
  47. Нуреев Р.Р., Пашкевич М.А., Харько П.А. Оценка воздействия отходов обогащения медных руд на поверхностные и подземные воды // Геология и геофизика Юга России. 2022. Т. 12. № 4. С. 169-179. DOI: 10.46698/VNC.2022.37.95.013
  48. Johnson D.B., Hallberg K.B. Acid mine drainage remediation options: a review // Science of the Total Environment. 2005. Vol. 338. Iss. 1-2. P. 3-14. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2004.09.002
  49. Jianbo Liao, Zewei Wen, Xuan Ru et al. Distribution and migration of heavy metals in soil and crops affected by acid mine drainage: Public health implications in Guangdong Province, China // Ecotoxicology and Environmental Safety. 2016. Vol. 124. P. 460-469. DOI: 10.1016/j.ecoenv.2015.11.023
  50. Akcil A., Koldas S. Acid Mine Drainage (AMD): causes, treatment and case studies // Journal of Cleaner Production. 2006. Vol. 14. Iss. 12-13. P. 1139-1145. DOI: 10.1016/j.jclepro.2004.09.006
  51. Пашкевич М.А., Харько П.А. Применение композитной смеси для очистки кислых дренажных вод хвостового хозяйства от металлов // Обогащение руд. 2022. № 4. С. 40-47. DOI: 10.17580/or.2022.04.07
  52. Яковлев Н.М., Смирнов Ю.Д., Матвеева В.А. Разработка рецептуры сорбента на основе сапропеля для глубокой очистки кислых дренажных вод // Горный информационно-аналитический бюллетень. 2026. № 3. С. 32-48. DOI: 10.25018/0236_1493_2026_3_0_32
  53. Alakangas L., Andersson E., Mueller S. Neutralization/prevention of acid rock drainage using mixtures of alkaline by-products and sulfidic mine wastes // Environmental Science and Pollution Research. 2013. Vol. 20. Iss. P. 7907-7916. DOI: 10.1007/s11356-013-1838-z
  54. Kefeni K.K., Msagati T.A.M., Mamba B.B. Acid mine drainage: Prevention, treatment options, and resource recovery: A review // Journal of Cleaner Production. 2017. Vol. 151. P. 475-493. DOI: 10.1016/j.jclepro.2017.03.082
  55. Hongping Chen, Yulu Ai, Yufei Jia et al. Effective and simultaneous removal of heavy metals and neutralization of acid mine drainage using an attapulgite-soda residue based adsorbent // Science of the Total Environment. 2022. Vol. 843. № 157120. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2022.157120
  56. Tolonen E.-T., Sarpola A., Hu T. et al. Acid mine drainage treatment using by-products from quicklime manufacturing as neutralization chemicals // Chemosphere. 2014. Vol. 117. P. 419-424. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2014.07.090
  57. Kostin A.S., Krechetov P.P., Chernitsova O.V., Terskaya E.V. Data on physico-chemical characteristics and elemental composition of gray forest soils (Greyzemic Phaeozems) in natural-technogenic landscapes of Moscow brown coal basin // Data in Brief. 2021. Vol. 35. № 106817. DOI: 10.1016/j.dib.2021.106817
  58. Fernández-Caliani J.C., Barba-Brioso C., González I., Galán E. Heavy Metal Pollution in Soils Around the Abandoned Mine Sites of the Iberian Pyrite Belt (Southwest Spain) // Water, Air, and Soil Pollution. 2009. Vol. 200. Iss. 1-4. P. 211-226. DOI: 10.1007/s11270-008-9905-7
  59. Mitrakova N.V., Khayrulina E.A., Poroshina N.V. et al. Formation of Acid Sulfate Soils under the Influence of Acid Mine Waste in the Taiga Zone // Eurasian Soil Science. 2023. Vol. 56. Iss. 2 (Suppl.). P. S183-S193. DOI: 10.1134/S106422932360152X
  60. Xiao-bin Wang, Xiang Yan, Xiu-ying Li. Environmental risk for application of ammonia-soda white mud in soils in China // Journal of Integrative Agriculture. 2020. Vol. 19. Iss. 3. P. 601-611. DOI: 10.1016/S2095-3119(19)62745-0
  61. Jae E. Yang, Skousen J.G., Yong-Sik Ok et al. Reclamation of Abandoned Coal Mine Waste in Korea using Lime Cake By-Products // Mine Water and the Environment. 2006. Vol. 25. Iss. 4. P. 227-232. DOI: 10.1007/s10230-006-0137-z
  62. Блинов С.М., Хозяйкин А.И., Усольцева С.П., Доможирова С.А. Патент № 2336684 РФ. Способ рекультивации нарушенных земель. Опубл. 27.10.2008. Бюл. № 30.
  63. Максимович Н.Г., Крюкова О.С. Разработка процессов взаимной нейтрализации производственных отходов содового производства, кислых шахтных вод и шахтных отвалов для защиты окружающей среды региона // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 1. 8 с.
  64. Максимович Н.Г., Пьянков С.В. Кизеловский угольный бассейн: экологические проблемы и пути решения. Пермь: Раритет-Пермь, 2018. 288 с.
  65. Митракова Н.В., Хайрулина Е.А., Блинов С.М., Перевощикова А.А. Эффективность рекультивации кислых сульфатных почв в районах угледобычи // Записки Горного института. 2023. Т. 260. С. 266-278. DOI: 10.31897/PMI.2023.31
  66. Митракова Н.В., Хайрулина Е.А., Перевощикова А.А. и др. Химико-экологические свойства почв и индекс NDVI на рекультивированных сернистоугольных отвалах бореальной зоны // Горные науки и технологии. 2024. Т. 9. № 4. С. 406-419. DOI: 10.17073/2500-0632-2024-04-206
  67. Аканова Н.И., Орлов П.М., Недосеко И.В., Зинатуллин Р.Р. Агроэкологическая оценка эффективности отхода содового производства в качестве химического мелиоранта для известкования кислых почв // Международный сельскохозяйственный журнал. 2023. Т. 66. № 3 (393). С. 301-305. DOI: 10.55186/25876740_2023_66_3_301
  68. Ye Yang, Binxiong Hu, Tao Li et al. Application of soda residue based material in a vertical flow constructed wetland for the simultaneous removal of tetracycline and phosphorus from freshwater aquaculture effluent // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2025. Vol. 13. Iss. 6. № 120119. DOI: 10.1016/j.jece.2025.120119
  69. Hongping Chen, Yufei Jia, Jing Li et al. Enhanced efficiencies on purifying acid mine drainage in constructed wetlands based on synergistic adsorption of attapulgite-soda residue composites and microbial sulfate reduction // Journal of Hazardous Materials. 2024. Vol. 470. № 134221. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2024.134221
  70. Yonglan Zong, Jiantao Gong, Jilai Zhang et al. Research status of soda residue in the field of environmental pollution control // RSC Advances. 2023. Vol. 13. Iss. 41. P. 28975-28983. DOI: 10.1039/d3ra04863b
  71. Atamuratov T.J. Creation of complex processing technology for industrial waste from soda ash production // Science and innovation. 2024. Vol. 3. Iss. 9. P. 39-46. DOI: 10.5281/zenodo.13828038
  72. Rahimpour H., Fahmi A., Zinatloo-Ajabshir S. Toward sustainable soda ash production: A critical review on eco-impacts, modifications, and innovative approaches // Results in Engineering. 2024. Vol. 23. № 102399. DOI: 10.1016/j.rineng.2024.102399
  73. Wenzel T., Fogel S., Kryk H., Hampel U. Cleaner soda ash production: A techno-economic assessment of electrochemically-based alternatives to the Solvay process // Energy Conversion and Management. 2026. Vol. 348. Part C. № 120757. DOI: 10.1016/j.enconman.2025.120757
  74. Мешалкин В.П., Шулаев Н.С., Быковский Н.А., Аристов В.М. Физико-химические основы комбинированной энергоресурсоэффективной технологии переработки стоков производства кальцинированной соды // Доклады Российской академии наук. Химия, науки о материалах. 2020. Т. 494. С. 45-49. DOI: 10.31857/S268695352005009X
Статистика
Просмотр аннотаций
91
Просмотр полного текста
14
Процитировано
Scopus:
0
Crossref:
0
Меню статьи

Похожие статьи

Использование отходов производства для рекультивации кислых, загрязненных тяжелыми металлами почв арктических территорий
2026 М. А. Чукаева, Я. В. Пухальский
Химический состав и экологический ущерб отходов цианирования Берикульского золотоизвлекательного завода (Кемеровская область)
2026 Н. В. Юркевич, С. П. Мишенина, С. Б. Бортникова, И. В. Проворная
Разработка подхода к комплексной оценке состояния нарушенных земель горными работами
2026 А. В. Резник, Н. А. Немова, Д. А. Новиков, Е. Ю. Зарубина, В. Л. Гаврилов, А. А. Колесников, Н. С. Косарев
Комбинированный метод восстановления загрязненных территорий нефтяного комплекса на основе электрохимической обработки с созданием геохимического барьера
2026 Н. С. Шулаев, В. В. Пряничникова, Р. Р. Кадыров
Получение удобрений из отходов различного генезиса для рекультивации нарушенных земель и благоустройства территорий
2026 М. В. Быкова, Д. М. Малюхин
Комплексная ресурсно-экологическая оценка возможности утилизации техногенных отходов
2026 Е. В. Колодежная, И. В. Шадрунова, О. Е. Горлова, Н. Н. Орехова