Сибирский федеральный университет, Красноярск, РФ

Гильманшина Т. Р., зав. кафедрой, канд. техн. наук, доцент, gtr1977@mail.ru

Дубова И. В., доцент, канд. техн. наук, доцент, idubova@mail.ru
Доровская А. А., студент

ООО «ЛКМ-АНТИКОР СИБИРЬ», Красноярск, РФ

Ольшевский М. Ю., химик-технолог

Исследованы количество и состав образующихся при интеркалировании графитов отработанных вод, возможность их цикличного применения. Использовался графит Тайгинского месторождения марки ГО-1. Эффективность технологии оценивали по степени расширения графита при температуре 500 °С. Показано, что при изготовлении 1 кг интеркалированного графита марки ГО-1 образуются до 200 л отработанных (промывных) вод, которые условно разделены на очень кислые (рН = 0–1), средней кислотности (рН = 2–4) и близкие к нейтральной (рН = 5–6). Содержание сульфат-ионов в этих водах изменяется в интервале от 12,10 до 3,80 г/л, общего хрома — от 2,49 до 0,30 г/л, что значительно превышает нормы ПДК. Экспериментальные исследования показали возможность снижения содержания серной кислоты и дихромата калия по отношению к интеркалируемому графиту в 1,7 раза при условии использования в составе окислительной смеси очень кислых отработанных вод, что не оказывает существенного влияния на степень расширения графита.

1. Tarannum F., Danayat S., Nayal A., Muthaiah R. Large enhancement in thermal conductivity of solvent-cast expanded graphite/polyetherimide composites. Nanomaterials. 2022. Vol. 12, Iss. 11. DOI: 10.3390/ nano12111877
2. Lu A., Wang F., Liu Z., et al. Metal chloride-graphite intercalation compounds for rechargeable metal-ion batteries. Carbon Energy. 2024. Vol. 6, Iss. 10. DOI: 10.1002/cey2.600
3. Zhou G., Li Sh., Zhang X., et al. Synthesis and properties of a fire-retardant coating based on intercalated expandable graphite-modified cellulose for steel structures. Journal of Building Engineering. 2022. Vol. 51. DOI: 10.1016/j.jobe.2022.104270
4. Kassov V., Berezhnaya E., Malykhin N., Antonenko Ya., Zubenko K. Development of the protection coat for metallic structures based on the intercalated graphite compounds. Materials Science Forum. 2021. Vol. 1045. pp. 9–16.
5. Zaritovskii A. N., Kotenko E. N., Grishchuk S. V., Glazunova V. A., Volkova G. K. Graphites and graphite-like materials as microwave acceptors in the synthesis of carbon nanostructures. Izvestiya Vuzov. Khimiya i Khimicheskaya Tekhnologiya. 2025. Vol. 68, Iss. 3. pp. 64–75.
6. Chizhevsky V. B., Fadeeva N. V., Gmyzina N. V. Study of the properties and floatability of oxidized graphite. Obogashchenie Rud. 2019. No. 4. pp. 20–25.
7. Tereshchenko M. D., Yaburov M. I., Lukoyanov V. Yu., Himenko L. L. Review of the existing methods for intercaling graphite. Vestnik Permskogo Natsionalnogo Issledovatelskogo Politekhnicheskogo Universiteta. Aerokosmicheskaya Tekhnika. 2022. No. 71. pp. 174–181.
8. Gilmanshina T. R. Development of technologies for producing activated oxidized and expanded graphite. Zhurnal Sibirskogo Federalnogo Universiteta. Seriya: Tekhnika i Tekhnologii. 2012. Vol. 5, No. 6. pp. 647–657.
9. Antonova K. S., Gyrdymova A. A., Nozdryukhin A. D., Kobeleva A. R. Methods for producing intercalated graphite. Khimiya. Ekologiya. Urbanistika. 2021. Vol. 2021. pp. 172–176.
10. Sujith S. Nair, Tuhin Saha, Pranab Dey, Sambhu Bhadra. Efficiency of different methods of oxidation of graphite: a key route of graphene preparation. Graphene and 2D Materials Technologies. 2021. Vol. 6. pp. 1–11.
11. Zhang X., Sun F., Xiong G., Xu W., Ding M. A review of research progress of graphite oxidation in high temperature gas-cooled reactors. Nuclear Engineering and Design. 2024. Vol. 428. DOI: 10.1016/j.nucengdes.2024.113486
12. Murugan P., Nagarajan R. D., Shetty B. H., Govindasamy M., Sundramoorthy A. K. Recent trends in the applications of thermally expanded graphite for energy storage and sensors — a review. Nanoscale Advances. 2021. Vol. 3, Iss. 22. pp. 6294–6309.
13. Chen X., Qu Z., Liu Z., Ren G. Mechanism of oxidization of graphite to graphene oxide by the hummers method. ACS Omega. 2022. Vol. 7, Iss. 27. pp. 23503–23510.
14. Shulyak V. A., Morozov N. S., Makhina V. S., et al. Intercalation of large flake graphite with fuming nitric acid. Journal of Carbon Research. 2024. Vol. 10, Iss. 4. DOI: 10.3390/c10040108
15. Hrebelna Yu. V., Demianenko E. M., Terets M. I., et al. Synthesis and physico-chemical properties of high-quality expanded graphite. Khimiya, Fizyka ta Tekhnologiya Poverkhni. 2024. Vol. 15, No. 3. pp. 378–389.
16. Wang X., Wang G., Zhang L. Green and simple production of graphite intercalation compound used sodium bicarbonate as intercalation agent. BMC Chemistry. 2022. Vol. 16, Iss. 1. DOI: 10.1186/s13065-022-00808-y
17. Gilmanshina T. R., Dubova I. V., Koroleva G. A., Vasilyev G. V. Conditions for obtaining oxidized graphite with high thermal expansion capacity. Obogashchenie Rud. 2023. No. 5. pp. 13–17.
18. Dorovskaya A. A., Gilmanshina T. R., Dubova I. V., et al. Assessment of wastewater composition during intercalation of graphite used in metallurgy. Metallurgy: Technologies, innovations, quality. Proc. of the XXIV International scientific and practical conference. Novokuznetsk, October 15–17, 2024. pp. 260–262.