Mechanochemical Activation of Lignite-Coal Ash from Thermal Power Plants as a Method for Increasing the Extraction of Rare Earth and Dispersed Elements

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Rare earth (REE) and rare elements (RE) are important materials for high-tech industries. To date, coal and coal ash have been recognized as a promising, economically profitable alternative source of rare earth elements, however, the implementation of their extraction process requires the development of new approaches to concentration and leaching. In this work, waste from large lignite-coal thermal power plants in Novosibirsk was studied as sources of rare earth and rare elements. The morphology and phase composition of the samples were analyzed, as well as elemental analysis by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). It was found that the studied samples are characterized by an increased gallium content. The effect of preliminary mechanochemical activation (MCA) of ash on the degree of extraction of target elements has been studied. MCA was performed in the presence of various complexing reagents (еtidronic acid, carbamide, EDTA, humic acids and their salts). The composition of the aqueous extracts from the treated samples was analyzed in detail. It has been shown that the highest degree of gallium extraction is achieved when using sodium humate as a complexing agent.

About the authors

A. E. Karpova

Kutateladze Institute of Thermophysics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences; Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences; Novosibirsk National Research State University

Author for correspondence.
Email: karpova.nas03@mail.ru
630090, Novosibirsk, Russia; 630090 Novosibirsk, Russia; 630090 Novosibirsk, Russia

T. S. Skripkina

Kutateladze Institute of Thermophysics, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences; Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: urazovatanya@mail.ru
630090, Novosibirsk, Russia; 630090 Novosibirsk, Russia

S. S. Shatskaya

Institute of Solid State Chemistry and Mechanochemistry, Siberian Branch, Russian Academy of Sciences

Email: shatskaya@solid.nsc.ru
630090 Novosibirsk, Russia

References

  1. Binnemans K., Jones P.T. // Journal of Sustainable Metallurgy. 2015. V. 1. № 1. P. 29. https://doi.org/10.1007/s40831-014-0005-1
  2. Gaustad G., Williams E., Leader A. // Resources, Conservation and Recycling. 2021. V. 167. P. 105213. https://doi.org/10.1016/j.resconrec.2020.105213
  3. Balaram V. // Minerals. 2023. V. 13. № 3. P. 425. https://doi.org/10.3390/min13030425
  4. Арбузов С.И. и др. // ХТТ. 2019. № 1. С. 3. https://doi.org/10.1134/S002311771901002X
  5. Сорокин А.П. и др. // ХТТ. 2023. № 1. С. 13. https://doi.org/10.31857/S0023117723010097 [Solid Fuel Chemistry. 2022. V. 56. P. 1. https://doi.org/10.3103/S0361521923010093]
  6. Вялов В.И., Гамов М.И., Наставкин А.В. // ХТТ. 2022. № 5. С. 12. https://doi.org/10.31857/S0023117722050097
  7. Черкасова Е.В. и др. // Вестник Кузбасского государственного технического университета. 2021. № 2. С. 35. https://doi.org/10.26730/1999-4125-2021-2-35-39
  8. Янчат Н.Н., Тас-оол Л.Х. // ХТТ. 2022. Т. 5. С. 52. https://doi.org/10.31857/S0023117722050103
  9. Волынкина Е.П. // Вестник Сибирского государственного индустриального университета. 2017. № 2. Т. 2. С. 43.
  10. Jaiswal H., Singh A.K. // Results in Earth Sciences. 2025. V. 3. P. 100064. https://doi.org/10.1016/j.rines.2025.100064
  11. Zhang W. et al. // International Journal of Coal Preparation and Utilization. 2015. V. 35. № 6. P. 295. https://doi.org/10.1080/19392699.2015.1033097
  12. Skripkina T. et al. // RSC Advances. 2021. V. 11. № 57. P. 36016. https://doi.org/10.1039/D1RA07228E
  13. Grabias-Blicharz E., Franus W. // Science of The Total Environment. 2023. V. 860. P. 160529. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.160529
  14. Wang J. et al. // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2024. V. 12. № 6. P. 114623. https://doi.org/10.1016/j.jece.2024.114623
  15. Скрипкина Т.С. и др. // ХТТ. 2023. № 6. С. 40. https://doi.org/10.31857/S0023117723060087 [Solid Fuel Chemistry. 2023. V. 57. № 6. P. 402. https://doi.org/10.3103/S0361521923060071]
  16. Yudina L.I., Skripkina T.S., Shatskaya S.S. // Current Analytical Chemistry. 2024. V. 20. № 1. P. 52. https://doi.org/10.2174/0115734110288231231229105645
  17. Наумов А.В. // Известия вузов. Цветная металлургия. 2014. Т. 2. С. 59. https://doi.org/10.17073/0021-3438-2014-2-195-203

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».