CATALYTIC NEUTRALIZATION OF CARBON MONOXIDE IN KILNS OF RIEDHAMMER TYPE

Authors

DOI:

https://doi.org/10.32782/3041-2080/2025-3-2

Keywords:

manganese-ferrite catalyst, potassium ferrate, carbon monoxide, zeolite, electrode production, catalytic reactor

Abstract

The article considers the possibility of complex solution of complex ecological problem of neutralization of toxic gases and purification of waste waters of metallurgical production by means of use of spent iron-sulphate-containing pickling solutions for creation of effective, accessible and economically expedient manganese-ferrite catalytic systems on zeolite carrier. The novelty of the study is the use of “green” chemical compounds – ferates, which include iron (VI) and have significant potential for use in environmentally friendly water treatment technologies. The use of potassium ferate reduces the need for alkaline reagents to produce a ferrite material. Manganese-ferrite catalyst used to neutralize carbon monoxide obtained through the use of potassium ferate contributes to the effective solution of the problem of toxic gas emissions from the production of electrodes and creates the basis for the transition to a circular economy. The cost-effectiveness and environmental friendliness of using a zeolite-based catalyst in a reactor located in the fire channels of the chambers of Riedhammer furnaces for burning electrode blanks is justified by the fact that the catalyst is made of spent sorbents for purifying manganese-containing natural water. In turn, the deposit of ferrite sludge is suitable for safe storage or burial in landfills, which is due to its similarity to the magnetite common in the earth’s crust.

References

Викиди забруднюючих речовин в атмосферне повітря і викиди парникових газів від стаціонарних джерел забруднення у 2023 році / Офіційний сайт Державної Служби Статистики України. 2023. URL: https://ukrstat.gov.ua/operativ/operativ2018/ns/vzap/arch_vzrap_u.htm

Екологічний паспорт Запорізької області на 2023 рік / Офіційний портал Міністерства захисту довкілля та природних ресурсів України. 2023. URL: https://mepr.gov.ua/diyalnist/napryamky/ekologichnyjmonitoryng/ekologichni-pasporty/

The development of carbon monoxide oxidation reactor for multi-chamber furnaces for baking electrode blanks / О. Ivanenko et al. EUREKA: Physics and Engineering. 2023. № 1. С. 13–23. DOI: 10.21303/2461-4262.2023.002747

Development of a Catalyst for Flue Gas Purification from Carbon Monoxide of Multi-Chamber Furnaces for Baking Electrode Blanks / О. Ivanenko et al. Journal of Ecological Engineering. 2021. Т. 22. № 1. С. 174–187. DOI: 10.12911/22998993/128857

Devising a comprehensive technology for treating industrial iron sulfate-containing effluents of galvanic production / S. Dovholap et al. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. 2023. Т. 6. № 10(126). С. 17–26. DOI: 10.15587/1729-4061.2023.291383

Dhivya Bharathi S., Rajan Babu D. Synthesis, characterization and antimicrobial activity of Manganese ferrite nanoparticles. Materials Science and Engineering. 2024. DOI: 10.1016/j.mseb.2023.117051

Manganese ferrite (MnFe2O4) Nanostructures For Cancer Theranostics / C. R. Kalaiselvan et al. Coordination Chemistry Reviews. 2022. DOI: 10.1016/j.ccr.2022.214809

Gorbyk P. P., Dubrovin I. V., Abramov N. V. Синтез, структура і магнітні характеристики одно- доменних наночастинок твердих розчинів (Fe1 - xMnx)Fe2O4. Поверхня. 2015. № 7 (22). Р. 186–195. URL: https://surfacezbir.com.ua/index.php/surface/article/view/580

Ivanenko O., Radovenchyk V., Radovenchyk I. Neutralization of carbon monoxide by magnetite-based catalysts. Technology Audit and Production Reserves. 2020. № 5/3 (55). С. 24–28. DOI: 10.15587/2706-5448.2020.214432

Ivanenko О., Shabliy T., Nosachova Yu. Application of potassium ferrate in water treatment processes. Journal of Ecological Engineering. 2020. Т. 21. № 7. С. 134–140. DOI: 10.12911/22998993/125438

Концентрування Sm(III) на закарпатському клиноптилоліті / В. Василечко й інші. Вісник Львівського університету. Серія «Хімічна». 2016. Вип. 57. Ч. 1. С. 232–241. URL: http://publications.lnu.edu.ua/bulletins/index.php/chemisrty/article/download/6160/6170

Iablokov V., Frey K., Geszti O., Kruse N. High Catalytic Activity in CO Oxidation over MnOx Nanocrystals. Catalysis Letters. 2010. Т. 134. № 3–4. С. 210–216. URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s10562-009-0244-0

Re-investigating the CO oxidation mechanism over unsupported MnO, Mn2O3 and MnO2 catalysts / K. Ramesh et al. Catalysis Today. 2008. Т. 131. № 1–4. С. 477–482. DOI: 10.1016/j.cattod.2007.10.061

Іваненко О. І., Довголап С. Застосування феритного методу для знешкодження токсичних газових відходів. Екологічні науки. 2023. № 2 (47). С. 228–231. DOI: 10.32846/2306-9716/2023.eco.2-47.37

Kinetic Regularity of the Formation of Fe(II)–Fe(III) LDH Structures (Green Rust) on the Steel Surface in Presence of the FeSO4 and Fe2(SO4)3 Water Solutions / O. M. Lavrynenko, Ya. D. Korol, S. V. Netreba, V. A. Prokopenko. Хімія, фізика та технологія поверхні. 2010. Т. 1. № 3. С. 338–342. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/29004

Дудченко Н. О. Магнітні властивості наномагнетиту, синтезованого в температурному діапазоні 40–90 °С. Мінералогічний журнал. 2011. № 2. С. 38–41. URL: http://dspace.nbuv.gov.ua/xmlui/handle/123456789/63463

Норми гранично допустимих викидів забруднюючих речовин від стаціонарних джерел : Наказ Міністерства екології та природних ресурсів України № 309 від 27 червня 2006 року. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0912-06#Text

Published

2025-03-27