Ученые Пермского Политеха нашли способ превратить нефтешламы в прочную керамику

Новая технология позволяет использовать нефтешламы для создания легкой и прочной керамики, сокращая объем опасных отходов и затраты на производство. ПНИПУ Пермь, 15 июл - ИА Neftegaz.RU. Ученые Пермского Политеха (ПНИПУ) разработали инновационный метод получения керамики из углеродсодержащего продукта, образующегося при пиролизе нефтешламов.
Об этом сообщила пресс-служба вуза.

Нефтяные шламы

Нефтешламы - это массовые и трудноутилизируемые отходы, которые образуются при добыче и переработке нефти.
Говоря простым языком, нефтяные шламы:

• это коллоидная система из высокомолекулярных соединений нефти, минеральных частиц различного состава и пластовой воды;
• это самый крупнотоннажный отход нефтедобывающей и нефтеперерабатывающей индустрии промышленности;
• отличаются сложностью химического состава;
• находятся в процессе постоянной трансформации.

На каждые 500 т добытых ресурсов приходится примерно 1 т шлама.
Без правильной обработки эти смеси могут проникать в почву, нанося вред экосистеме и живым организмам.

Пиролиз шламов для получения керамики

Один из перспективных методов обезвреживания нефтешламов - пиролиз, процесс термической обработки в бескислородной среде.
В результате образуется углеродсодержащий продукт, который ранее не использовался, но обладает значительным энергетическим потенциалом.

Ученые предложили добавлять 15-20% этого продукта в глинистую смесь для создания легкой, пористой и прочной керамики.
Эта технология:

• решает проблему утилизации нефтешламов;
• улучшает свойства керамического материала;
• снижает энергозатраты на производство керамики.

Эксперименты показали, что добавление углеродсодержащего материала повышает пористость керамики и способствует образованию уникальной структуры с большим количеством стеклофазы, что упрочняет материал.
Исследователи использовали нефтешлам с одного из российских нефтеперерабатывающих заводов.
После обезвоживания и пиролиза полученный продукт представляет собой мелкие гранулы черного цвета, которые ранее не находили применения.

Технология:

• образцы с глиной и углеродной присадкой (10-30%) обжигали 2 часа при 900-1200C;
• оптимальное количество добавки составляет 15-20%;
• это позволяет снизить температуру обжига с 1150 до 1080 C;
• 1 кг такого продукта позволяет сэкономить до 1,28 МДж энергии при обжиге керамики и заменить 762 г глинистого сырья.

По словам Е. Калининой, к.т.н., доцента кафедры Охрана окружающей среды ПНИПУ:

• новая технология позволяет использовать остатки пиролиза нефтешлама для создания товарной продукции;
• полученные образцы керамики обладают высокой пористостью и достаточной прочностью, что делает их пригодными для использования:
• в качестве керамзита - легкого строительного материала,
• в качестве носителя биомассы в системах биологической очистки вод.

Исследование подтвердило перспективность применения остатков пиролиза нефтесодержащих отходов в производстве керамики.
Внедрение этой технологии в промышленность позволит значительно сократить объемы опасных отходов и создать качественный продукт, полезный для строительства и экологии.

Материал опубликован в журнале Glass and Ceramics в 2025 г.
Работа выполнена в рамках программы стратегического академического лидерства Приоритет-2030.