CC BY
74
На завершення необхiдно зауважити, що наведена схема е запропоно-вана i використана вперше. Пiсля проведення серп експериментiв та обробки результатiв можна ч^ко визначити залежностi сил рiзання вiд змiнних чин-никiв тд час рiзання деревини стрiчковою пилкою.
Лггература
1. Ларионов А.И., Курицын В.Н., Лукашин М.М. Особенности резания мерзлой древесины. - М.: Лесн. пром-сть, 1972. - 56 с.
2. Микловцык Н.Ю. К вопросу оптимизации режимов пиления древесины узкими ленточными пилами// В сб.: Вопросы резания, надежности и долговечности дереворежущих инструментов и машин. - Л.: ЛТА. - 1978, вып. 5. - 346 с.
УДК66.04.05 1нж. С.Г. Ягольник; доц. В.1. Троцький, канд. техн. наук;
проф. Я.М. Ханик, д-р техн. наук НУ ""Львiвська wлiтехмка"
ДОСЛ1ДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ Х1М1ЧНОГО МОДИФ1КУВАННЯ КЛИНОПТИЛОЛ1ТУ З ДОПОМОГОЮ РЕНГЕНОФАЗОВОГО
АНАЛ1ЗУ
Методом ренгенофазового аналiзу дослщжено структуру природного та кис-лотно-модиф1кованого кдинопдидод1ту.
Eng. S.G. Yagolnyk; doc. V.I. Trocky; prof. Ya.M. Hanyk-NU "L'vivs'kaPolytekhnika"
Investigations of process of chemical modification with help
of x-ray-phase analysis
The method of x-ray-phase analysis explores the structure of natural and acid-modified clinoptilolite.
Адсорбцшш i молекулярно-ситов1 властивост цеолтв e основою для застосування цих сорбенлв у бшьшост галузей промисловостi, сiльському господарств^ а також у сферi охорони навколишнього природного середови-ща, зокрема для очищення повiтря, води та груш!в [1]. Родовища цих мшера-лiв розташованi в багатьох куточках свггу [5], в тому чи^ i в Укра!ш (Закар-паття, Крим) [2]. Цеолiти володiють хiмiчною i механiчною стiйкiстю, висо-кою кислотостiйкiстю i радiацiйною стiйкiстю, а це вщповщно зумовлюе ши-року область застосування цеолтв у народному господарствь
Проте природш цеолiти безпосередньо не можуть бути усшшно вико-ристанi для очищення стiчних вод вщ барвникiв, ПАР та шших високомоле-кулярних речовин у зв'язку з тим, що дiаметр каналiв клиноптилолiтiв дорiв-нюе 0.38-0.62 нм, а розмiри деяких органiчних речовин вщповщно станов-лять - барвник кристалiчний фiолетовий 1,42 нм, конго червоний 1,29 нм. Очевидно, що використання цеолтв, розмiр пор яких менший за розмiри молекул розчинено! речовини, е неефективним. Дослщження показали, що з багатьох методiв хiмiчного модифiкування для збшьшення ефективного дiамет-ра та об'ему внутрiшнiх каналiв, а також появи у структурi сорбентiв деяко! кшькост перехiдних та макропор найбшьшо! уваги заслуговуе кислотне мо-
3. Технолопя та устаткування деревообробних пiдприeмств
195
Нащональний лкотехшчний унiверситет УкраТни
дифiкування цеолтв з наступним обмiном водню на катюни одновалентних металiв. Кислотним модифжуванням клиноптилолiту може бути розвинута його пористють i збiльшена адсорбцiйна здатшсть для вiдносно крупних молекул, якими е, наприклад, молекули бензолу, iзопентану [3], а також барвни-кiв, розмiр яких перевищуе розмiр мiкропор цеолiту.
Вивчення процесу хiмiчного модифiкування здiйснювали на прикладi закарпатського цеолпу Сокирницького родовища. Мшеральний склад цеоль ту: клиноптилолiт 60-90 %, кварц i польовий шпат - 6-7 %, глинист мшера-ли - 2-6 %, олiгоклаз - до 2 %.
Хiмiчний склад цеолггу (мас. ч.):
БЮ2 -70.21; А1203 - 12.27; Бе203 - 1.2; Бе0 - 0.55; ТЮ2 - 0.14; МпО - 0.073; Р205 - 0.033; К20 - 3.05; Ка20 - 1.77; Б03 - 0.10; СаО +Mg0 - 10.604.
Попередньо подрiбнений цеолiт (ё=0,25 мм) модифiкували 5 i 25 %-им розчином сiрчано! кислоти в апарат з мiшалкою за юмнатно! температу-ри. Спiввiдношення цеолпу i И2304 становило 1:5. Час модифжування стано-вив 2 години. Модифжований цеолiт вiдфiльтровували на вакуум - фшьтр^ промивали водою до настання нейтрального середовища (рН = 7), висушува-ли при 1 = 120 °С до постшно! маси. При такш температурi видаляеться фь зично-адсорбована волога, оскiльки в природних умовах внутршнш об'ем порожнин цеолтв заповнений молекулами води, тсля видалення яко! вони стають активними сорбентами.
Обробка клиноптилолпу слабкими розчинами кислот приводить до видалення катюшв металiв (декатiонуванню), а при ди бiльш концентрованих кислот проходить деалюмiнiювання. Спостерiгаеться також не тшьки змiна ад-сор6цшно! емностi, а також вторинно! пористостi. При модиф^ванш природного цеолiту i переводi його в переважно калiеву форму проходить енергетич-на гомогенiзацiя кристалiчно! решiтки i основний ендотермiчний ефект тер-могравiметрично! криво! перемiщаеться в область бшьш високих температур.
Готовi висушенi взiрцi дослiджували за допомогою рентгенометрич-ного методу [6,7], який оснований на явищд дифракци рентгенових промешв вiд кристалiчно! гратки речовини. Суть методу полягае у визначенш мiжпло-щинних вiддалей кристалiчно! гратки, характерно! тшьки для даного мшера-лу за формулою Вульфа-Брегга:
й X п 2бш 3'
де: X - довжина хвилi рентгенiвського випромiнювання; и - кут обертання го-нiометра; ё/п - мiжплощиннi вiддалi.
Рентгенометрична дiагностика проводилась на дифрактометрi АДП-2, характеристика якого така: Со - антикатод, Бе- фшьтр, 36 кУ, 12 тА, швид-кiсть руху лiчильника 1 град/хв.
Для виконання аналiзу брали 200 мг проби цеолпу з розмiром части-нок ё < 0,1 мм (проби розтирали в агатовш ступцi). Для дослiдження вико-ристали 3 зразки:
• цеолгт природний;
• цеолгт оброблений 5 %-им розчином срчано!" кислоти;
• цеолгт оброблений 25 %-им розчином шрчано!' кислоти.
196
Збiрник науково-технiчних праць
Нижче наведено фотографа та дифрактограми структури вiдповiдних зразкiв цеолiту, виконанi на мжроскош при збiльшеннi у 1000 разiв (рис. 1).
модиф1ковании модиф1ковании
природнии со/ о« о/
^ ^ 5 %-им розчином 25 %-им розчином
Рентгенометрично в уЫх трьох зразках було виявлено щентичний мше-ральний склад, який представлений клиноптилолiтом (мшерал гейландитово! групи цеолiтiв), польовим шпатом (ол^оклаз iз групи плагiоклазiв) та кварцем.
Рис. 1. Дифрактограми зразшв цеолШу: 1 - природный, 2 - модифтований 5 %-им розчином сгрчаног кислоти, 3 - модифтований 25 %-им розчином сгрчаног кислоти
Клиноптилолп був щентифжований зпдно з американською картотекою (ASTM № 13-304) за основними лшями на дифрактограмi зразка (0,90; 0,79; 0,67; 0,396; 0,39; 0,297 нм). Про присутшсть у пробi гейландиту свщ-чить лшя 0,98 нм, а також мало штенсивш лши 0,253 та 0,244 нм. Iншi реф-лекси, за якими можна щентифшувати гейландит, накладаються з клинопти-лолгтовими рефлексами. Мала iнтенсивнiсть цих рефлекЫв дае змогу ствер-джувати про незначну кшьюсть гейландиту стосовно клиноптилолпу.
3. Технологiя та устаткування деревообробних шдприемств
197
Нащональний лкотехшчний ун1верситет УкраТни
Олiгоклаз (.№ 667) встановлений за мiжплощинними вщдалями 0,64; 0,366; та 0,318 нм. Кварц (№2 256) встановлений за мiжплощинними вщдаля-ми, якi вщповщають лiнiям 0,424; 0,334 нм.
Глинистих мшерашв у зразках за даним методом не виявлено, хоча i не виключаеться можлива !х присутшсть. Для виявлення глинистих мiнералiв у зразках необхщно за спецiальною методикою видшяти пелiтову фракцiю (<0,005 нм) i готувати орiентований препарат.
Хоча мiнеральний склад у трьох зразках щентичний, iснують видимi вiдмiнностi в штенсивностях дифракцiйних лiнiй. Це чггко прослiдковуеться мiж природним цеолiтом та обробленим 25 %-им розчином Ырчано! кислоти. На дифрактограмi обробленого зразка зменшеш iнтенсивностi клиноптило-лiтних лшш, деякi з них розмитi та нечггю. Змiни спостерiгаються в обласл 22-24° i 32-40°, а натомють зросла iнтенсивнiсть деяких незначних його гейландитових лшш. Таю змши в обробленому кислотою цеолт можуть св^ити про деградацiю породи у кислотному розчиш. Це стае можливим, оскшьки структура цеолiтiв - це каркас тетраедрiв [(8цЛ1)ОИ], подiбний до каркасно! структури польових шпатiв, але е бшьш вiдкритою, мiстить пусто-ти i канали, завдяки цьому цеолiти мають велику адсорбцiйну здатнiсть i здатнiсть до обмiну iонами.
При деградаци цеолiтiв не порушуеться зв'язок каркасу, втрачаеться вода. У таких цеолггах пiдвищуеться адсорбцiйна здатнiсть, замють води вони можуть адсорбувати iншi речовини, зокрема барвники.
Лггература
1. Челищев Н.Ф., Беренштейн Б.Г., Володин В.Ф. Цеолиты - новый тип минерального сырья. - М.: Недра, 1987. - 175 с.
2. Спринський М.1. Мшеральш ресурси цеолтв Укра!ни// Пращ 2-го захщноукрашсь-кого симпоз1уму з адсорбци та хроматограф^. - Льв1в, 2000 - С. 221-224.
3. Цицишвили Г.В., Андроникашвили Т.Г., Киров Г.Н., Фшггова Л.Д. Природные цеолиты. - М.: Химия, 1985. - 224 с.
4. Василечко В., Лебединець Л., Кузьма Ю. Адсорбщя кадмш на закарпатському кли-ноптилолт// Вюник Льв1вського НУ: Х!м1я, технология речовин та !х застосування. - 2000, вип. 39. - С. 222-230.
5. Брек Д. Цеолитовые молекулярные сита. - М.: Мир, 1976. - 700 с.
6. Зевин Л.С., Завьялова Л.Л. Количественный рентгенофазовый анализ. - М.: Мир. -1974. - 181 с.
7. Михеев В.И. Рентгенометрический определитель минералов. - М.: Госгеоиздат. -1957. - 876 с.
УДК 62-50.853 Проф. К.1. Янгурський, канд. техн. наук;
доц. 1.В. Атаманова, канд. техн. наук; доц. В.М. Фаст, канд. техн. наук - НУ "Львiвська полтехмка"
ПРОГНОЗУВАННЯ ТЕХН1ЧНОГО СТАНУ ВИРОБ1В МЕТОДАМИ СТАТИСТИЧНО1 КЛАСИФ1КАЦ11
Запропоновано процедуру статистично! класифшацп вироб1в за р1внем якосп, яка базуеться на розтзнаванш незорових образ1в, сформованих сукупностями шфор-мативних параметр1в.
198
Зб1рник науково-техшчних праць
