​Молодежная лаборатория ФИЦ УУХ СО РАН, созданная под проект РНФ, под руководством с.н.с., к.х.н. Вотолина К.С. успешно выполнила исследования в рамках выигранного гранта РНФ «Оценка перспективности переработки естественно окисленных бурых и каменных углей в гуминовую продукцию». Данный проект является развитием многолетних исследований Лаборатории химии органических компонентов углей, которые проводятся под научным руководством заведующего  лабораторией д.х.н.  Жеребцова С.И.

В рамках проекта было выбрано, подготовлено и изучено 12 образцов неокисленных и естественно окисленных бурых (марки 1Б и 2Б) и каменных углей (марки Д и Г) из различных угольных бассейнов РФ, а также выделенные из них гуминовые и фульвокислоты. Для изучения был применен современный набор физико-химических методов: технический и элементный анализ, петрография, 13С ЯМР-, ИК-Фурье, ЭПР-, КР-спектроскопия, методы ИСП-ОЭС, СЭМ и ДРС.

Установлено, что естественно окисленные угли отличаются от неокисленных аналогов повышенной аналитической влажностью, зольностью, выходом летучих веществ, гуминовых и фульвокислот. Окисленным углям свойственно более высокое содержание кислорода, кислородсодержащих функциональных групп и парамагнитный центров при сниженном содержании углерода, теплотворной способности, степени графитизации и упорядоченности углеродной структуры. Характерны деструктивные изменения морфологи поверхности, обогащение ее кислородом и минеральными компонентами. С ростом степени метаморфизма углей влияние процессов окисления на их характеристики имеет тенденцию к снижению.

При помощи 13С ЯМР (CP/MAS)-спектроскопии установлено, что структурно-групповой состав выделяемых гуминовых кислот в значительной мере определяется составом исходных углей и влияет на величину биологической активности по отношению ксеменам пшеницы.
Неокисленные и окисленные бурые угли демонстрируют высокий количественный выход гуминовых и фульвокислот (более 70%), обладающих структурно-групповым составом, обеспечивающим значительную биологическую активность. Они могут быть рекомендованы в качестве сырья для производства эффективных стимуляторов роста растений в различных агротехнологиях, включая традиционное растениеводство, вертикальное земледелие и гидропонику.

Исследование естественно окисленных каменных углеймарок Д и Г привело к неоднозначным результатам. С одной стороны, они могут обладать сопоставимым с буроугольными аналогами количественным выходом (более 40%) и составом выделяемых гуминовых и фульвокислот. С другой стороны, биологическая активность выделяемых кислот по отношению к семенам пшеницы варьируется от относительно низкого до явно угнетающего воздействия. На основании вышеизложенного, данные угли и выделяемые гуминовые и фульвокислоты характеризуются низкой пригодностью для использования в сельском хозяйстве, но представляют интерес для получения доступных технических реагентов. Эти реагенты в качестве альтернативы буроугольным аналогам могут быть применены в различных отраслях: связующие, реагенты пылеподавления, добавки в строительные смеси, добавки в буровые растворы, красители, реагенты для очистки сточных вод от тяжёлых металлов и др.
Для исследуемых естественно окисленных каменных углей марки Г характерны низкие показатели выхода гуминовых и фульвокислот, а также их минимальная биологическая активность, что ставит под сомнение экономическую целесообразность их экстракционной переработки в гуминовую продукцию.

Результаты, полученные в процессе реализации проекта, могут быть использованы для оценки целесообразности переработки окисленных и неокисленных бурых и молодых каменных углей в гуминовую продукцию, предназначенную для применения в сельском хозяйстве и других отраслях промышленности.
Результаты проекта опубликованы в ведущих рецензируемых российских научных изданиях, индексируемых в библиографических зарубежных базах данных Web of Science Core Collection, Scopus и RSCI: Solid Fuel Chemistry, Coke and Chemistry и Chemistry for Sustainable Development.

Работа выполненапри финансовой поддержке Российского научного фонда (проект № 23-77-01067, https://rscf.ru/project/23-77-01067/) и с использованием оборудования Центра коллективного пользования ФИЦ УУХ СО РАН.