Патентный анализ атомно-эмиссионного изучения содержания натрия в поташе
Хафизов С.И., Ахсанова О.Л., Сагдеева Г.С.
Аннотация
Поташ -- одно из наиболее распространенных и важных химических веществ, широко используется в различных отраслях научного и промышленного сектора. При производстве и получении поташа образуются нежелательные примеси: щелочные (Na, K, Li), щелочноземельные (Ca, Ba) элементы и др. Идентификацию таких примесей предлагается проводить при помощи атомно-эмиссионной спектроскопии. В данной статье рассматривается атомно-эмиссионная спектроскопия как метод, основанный на анализе оптических линейчатых спектров излучения атомов в газовой фазе. Это одно из новых и перспективных направлений качественного и количественного анализа. Одним из видов атомно-эмиссионной спектроскопии является пламенная фотометрия. Данный метод применяется для определения щелочных (Na, K, Li), щелочноземельных (Ca, Ba) и некоторых других элементов по атомным спектрам или молекулярным полосам. С целью его изучения был проведен анализ патентной активности глубина до 1960 года на сайте патентного ведомства РФ. По данным исследования была сделана сводная таблица и построен график изучения данного метода и получения поташа, который показывает увеличение интереса со стороны исследователей. Поиск патентов с 1960 года по нынешнее время показывает, что интерес к изучению атомно-эмиссионной спектроскопии как метода элементного анализа возрастает так же как и интерес к химическим процессам получения поташа. Проведенные исследования доказывают, что поташ является востребованным продуктом благодаря его устойчивому потреблению и стабильному спросу на рынке.
Ключевые слова: атомно-эмиссионный спектральный анализ, натрий в поташе.
PATENT ANALYSIS OF ATOMIC EMISSION STUDY OF SODIUM CONTENT IN POTASH
Abstract
Potash is one of the most common and important chemical substances, widely used in various branches of the scientific and industrial sectors. During the production and receipt of potash, undesirable impurities are formed: alkaline (Na, K, Li), alkaline earth (Ca, Ba) elements, etc. It is proposed to identify such impurities using atomic emission spectroscopy. This article discusses atomic emission spectroscopy as a method based on the analysis of optical line emission spectra of atoms in the gas phase. This is one of the new and promising areas of qualitative and quantitative analysis. One type of atomic emission spectroscopy is flame photometry. This method is used to determine alkali (Na, K, Li), alkaline earth (Ca, Ba) and some other elements by atomic spectra or molecular bands. In order to study it, an analysis of patent activity was carried out up to 1960 on the website of the Patent Office of the Russian Federation. Based on the research data, a summary table was made and a graph was constructed for studying this method and obtaining potash, which shows an increase in interest on the part of researchers. A search of patents from 1960 to the present shows that interest in the study of atomic emission spectroscopy as a method of elemental analysis is growing, as well as interest in the chemical processes for producing potash. Conducted research proves that potash is a sought-after product due to its sustainable consumption and stable demand in the market.
Keywords: atomic emission spectral analysis, sodium in potash.
Химическая промышленность является одной из важнейших базовых отраслей современной экономики. Ее продукция включает в себя более 70 тыс наименований и широко используется для производства потребительских товаров, а также в таких отраслях экономики, как сельское хозяйство, обрабатывающая промышленность, строительство и сфера услуг [1]. Одним из таких продуктов является поташ. Поташ -- один из наиболее распространенных и важных химических элементов, который широко используется в различных отраслях научных и промышленных секторов. Этот элемент, также известный как калий, характеризуется своей уникальной структурой и свойствами, которые делают его неотъемлемой частью многих процессов и продуктов. В промышленности поташ применяют как поглотитель сероводорода при очистке газов и как компонент для получения катализаторов таких как алюмохромовые катализаторы (применяют в процессах дегидрирования легких парафиновых углеводородов), ванадиевые катализаторы (для получения серной кислоты контактным способом). Значительная часть поташа, которая используется в промышленности, производится из природных источников, таких как соляные озера, ивовые пепел и камень поташа. Другим способом производства поташа является процесс электролиза, при котором калий-ион извлекается из растворов или руды (https://marketing.rbc.ru/research/39455). Получение поташа сопровождается наличием большого количества примесей -- это натрий, хлориды, сернокислые соли, железо и алюминий. По физико-химическим показателям массовая доля поташа должно быть не менее 92,5% в зависимости от сорта (первый, второй или третий) и для каких нужд необходим поташ [2]. Для идентификации химического состава могут быть использованы следующие методы: потенциометрия; титрование; масс-спектрометрия; атомная абсорбция; эмиссия. Атомно-спектроскопические методы основаны на изменениях энергетического состояния атомов веществ и различаются по способу получения и регистрации сигнала. Одной из основных характеристик, обеспечивающих возможность применения эмиссионного анализа для решения конкретных аналитических задач, является чувствительность (предел обнаружения), определяемая интенсивностью эмиссионных спектральных линий атомов примесей в анализируемом образце (пробе) [3].
Рынок атомно-эмиссионной спектроскопии с 2017 г. по 2029 г. охватывает биотехнологию, фармацевтическую химию, экологические испытания, клинические применения и другие отрасли. С целью изучения атомно-эмиссионного спектрального анализа был проведен анализ патентной активности, глубина которого составляла с 1960 года на сайте патентного ведомства РФ (https://www.fips.ru/). Основные сведения представлены в Таблице.
Таблица
СВЕДЕНИЯ АНАЛИЗА ПАТЕНТНОЙ АКТИВНОСТИ
По результатам проведенного исследования был построен график патентной активности. На Рисунке представлен график патентной активности в изучаемой области исследований с 1960 г. по 2021 г. Представленные на Рисунке результаты показывают, что первое серьезные исследования в области получения поташа приходились на 1960 годы. Вероятно, это связано с послевоенным восстановлением мировой экономики. Далее видно, что активность публикаций волнообразно увеличивается с 2000 годов вплоть до настоящего времени, что может свидетельствовать как о повышении интереса исследователей к процессам получения поташа.
атомный эмиссионный натрий поташ
Рисунок. График патентной активности в изучаемой области исследований 1960-2021 гг.
Вывод
Представленные выше результаты проведенных исследований подтверждают актуальность настоящей работы. Проведен поиск патентных документов с целью исследования патентоспособности результатов атомно-эмиссионное изучения содержания натрия в поташе. Из проделанной работы видно, что в настоящее время для проведения элементного анализа проб наиболее востребованными методами атомной спектрометрии являются атомно-эмиссионная спектроскопия.
В ходе проведенного исследования и анализа данных, можно сделать вывод о том, что поташ является предпочтительным продуктом благодаря его устойчивому потреблению и стабильному спросу на него на рынке.
Список литературы
1. Гендон А. Л. Анализ ситуации и конкурентной среды на мировых рынках минеральных удобрений // От научных идей к стратегии бизнес-развития. 2015. С. 133-147.
2. Калий углекислый технический (ПОТАШ). ГОСТ 10690-73. М.: Стандартинформ, 2006.
3. Нокамотов К. ИК спектры и спектры КР неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 2011.
References
1. Gendon, A. L. (2015). Analiz situatsii i konkurentnoi sredy na mirovykh rynkakh mineral'nykh udobrenii. In Ot nauchnykh idei k strategii biznes-razvitiya (pp. 133-147). (in Russian).
2. Kalii uglekislyi tehnicheskii (Potash). GOST 10690-73 (2006). Moscow. (in Russian).
3. Nokamotov, K. (2011). IK spektry i spektry KR neorganicheskikh i koordinacionnykh soedinenii. Moscow. (in Russian).