CC BY
12
№ 12 (54)
Au NT'
ЛЛЛ, хим
7universum.com
UNIVERSUM:
ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ
декабрь, 2018 г.
НЕОРГАНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
ИССЛЕДОВАНИЕ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА ФРАКЦИЙ ЦЕНОСФЕР ОМСКОЙ ТЭЦ-5
Федяева Оксана Анатольевна
д-р хим. наук, доцент Омского Государственного Технического Университета,
РФ, г. Омск E-mail: [email protected]
Захаров Владислав Александрович
магистрант Омского Государственного Технического Университета,
РФ, г. Омск E-mail: [email protected]
Фисенко Тимофей Евгеньевич
магистрант Омского Государственного Технического Университета,
РФ, г. Омск E-mail: Fisenko [email protected]
Рахматулина Эллина Александровна
бакалавр Омского Государственного Технического Университета,
РФ, г. Омск E-mail: [email protected]
STUDY OF THE CHEMICAL COMPOSITION OF THE CENOSPHERIC FRACTIONS
OF THE OMSK CHP-5
Oksana Fedyaeva
Doctor of chemical sciences, associate professor of Omsk State Technical University,
Russia, Omsk
Vladislav Zakharov
Master student of Omsk State Technical University,
Russia, Omsk
Timofey Fisenko
Master student of Omsk State Technical University,
Russia, Omsk
Ellina Rakhmatulina
Bachelor of Omsk State Technical University,
Russia, Omsk
АННОТАЦИЯ
Методами сканирующей электронной микроскопии и химического анализа изучен элементный и химический состав отдельных фракций ценосфер Омской ТЭЦ-5. Во всех фракциях обнаружены магнитные частицы. Построена диаграмма концентраций макрокомпонентов (Al2O3 и SiO2) от суммарного содержания примесей оксидов (Fe2Ö3, CaO, (Na, K)2O, TiO2, P2O5) во фракциях ценосфер.
ABSTRACT
Using the methods of scanning electron microscopy and chemical analysis, the elemental and chemical composition of individual fractions of the cenospheres of the Omsk CHPP-5 was studied. Magnetic particles are found in all fractions. A diagram of concentrations of macrocomponents (AhO3 and SiO2) from the total content of oxide impurities (Fe2O3, CaO, (Na, KhO, ТЮ2, P2O5) in fractions of cenospheres was constructed.
Библиографическое описание: Исследование химического состава фракций ценосфер Омской ТЭЦ-5 // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. Федяева О.А. [и др.]. 2018. № 12(54). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/6673
№ 12 (54)
А1
► 7universum.com
UNIVERSUM:
ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ
декабрь, 2018 г.
Ключевые слова: ценосферы, химический состав, фракции. Keywords: cenospheres, chemical composition, fractions.
Ценосферы представляют собой полые стеклоке-рамические алюмосиликатные микросферы, которые образуются в составе золы уноса, когда уголь сжигается на тепловых электростанциях [1;3;5]. Они накапливаются в виде плавающего шлама в специальных котлованах. Ценосферы являются хорошим наполнителем в производстве пластиковых изделий, гипса, керамики, легких цементов и т.д. Продукты с их добавлением обладают повышенной износостойкостью, легкостью, высокими изоляционными свойствами и низкой стоимостью [1; 4].
Целью нашей работы явилось выделение отдельных фракций ценосфер Омской ТЭЦ-5 и исследование их химического состава. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1) фракционировать ценосферы с помощью набора сит; 2) разделить полученные фракции по плотности осаждением частиц в гексане; 3) высушить ценосферы в вакууме при 1050С до постоянной массы; 4) выделить магнитные частицы из фракций ценосфер; 5) исследовать элементный и химический состав образцов отдельных фракций.
Элементный и химический состав образцов фракций ценосфер определяли методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) на приборе
JSM-6460LV «JEOL» и химического анализа по ГОСТ 5382-91.
Исследования фракционного состава ценосфер Омской ТЭЦ-5 показали, что преобладающей фракцией является частицы размером от 0,05 до 0,2 мм. Во всех фракциях присутствуют магнитные частицы (табл.). Их содержание с увеличением размера фракции уменьшается.
Результаты фракционного разделения ценосфер в гексане показали, что 21,2 % частиц имеют плотность менее 0,66 г/см3, остальные 78,8 % частиц имеют большую плотность. СЭМ исследованиями установлено, что плавающие в гексане частицы представляют собой цельные гранулы (рис.1).
Исследования химического состава ценосфер различных фракций показали, что они представляют собой многокомпонентную систему SiO2 - Al2O3 -CaO - (№, ^^ - ТО2 - Fe2Oз - P2O5. Для всех фракций ценосфер содержание макрокомпонентов А1^3 и SiO2 изменяется от 29,6 до 34,8 % масс и от 48,5 до 53,3 % масс соответственно (рис. 2). Содержание Fe2O3 в немагнитных фракциях ценосфер составляет 1,3 - 2,3 % масс. Оксиды калия и натрия присутствуют в незначительном количестве 0,4 - 0,6 % масс, и их концентрация практически постоянна.
Таблица 1.
Результаты определения фракционного состава ценосфер и содержания в них магнитных частиц
Диаметр частиц, мм Массовая доля частиц во фракции, % масс. Массовая доля магнитных частиц во фракции, % мас.
d < 0,05 10,84 11,62
0,05 < d < 0,2 87,07 3,81
0,2 < d < 0,4 2,09 1,48
Рисунок 1. СЭМ изображение ценосфер фракции 0,2 мм с плотностью менее 0,66 г/см
SiO, МО д 1M
0.20 / \ (Ш1
МО 0,20 0,40 (Ш1 0J0 1.410 (Na, К),О + р;05+ Си О + ТЮ,+ Fepj AI3Oj
Рисунок 2. Концентрационная диаграмма химического состава ценосфер различных фракций (мм): 1 - 0,05 П; 2 - 0,05 Т; 3 - 0,2 П; 4 - 0,2 Т; 5 - 0,4 П; 6 - 0,4 Т. Где П- плавающие и Т - тонущие в гексане частицы
В результате выполненных исследований было установлено, что преобладающей фракцией ценосфер, образующихся при сжигании экибастузских углей на Омской ТЭЦ-5, является фракция с размером
№ 12 (54)
частиц от 0,05 до 0,2 мм. Содержание оксидов А120з и SiO2 изменяется от 29,6 до 34,8 % масс и от 48,5 до 53,3 % масс соответственно, что согласуется с известными составами концентратов ценосфер, образующихся при сжигании углей данного месторождения
декабрь, 2018 г.
[2]. Разделением частиц по плотности в гексане можно отделять скорлупу и разрушенные ценосферы от цельных гранул.
Au NT'
ЛЛЛ, хим
7universum.com
UNIVERSUM:
ХИМИЯ И БИОЛОГИЯ
Список литературы:
1. Архипов И.И., Кисеньгорф А.Б., Краснова Г.В. и др. Современные теплоизоляционные материалы. - М:. Химия, 1980. - 286 с.
2. Михайлова О.А., Роговенко Е.С., Фоменко Е.В. Состав и строение оболочки глобул узких фракций немагнитных неперфорированных ценосфер низкой насыпной плотности // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - № 1-1.; URL: http://www.science-education.ru/ru /article/view?id=19630. (дата обращения: 01.12.2018).
3. Охотин В.Н., Медведев В.И., Лайнер Ю.А. и др. Комплексная переработка зол от сжигания подмосковных углей с выделением ценных компонентов // Энергетическое строительство. - 1994.- №7. - С. 67-69.
4. Феднер Л.А., Суханов М.А., Шпирт М.Я. Трудносгораемый теплоизоляционный материал // Строительные материалы. - 1995. - № 3. - С. 22-23.
5. Чайка Е.А., Левицкая Т.Д., Лайнер Ю.А. и др. Новые технологии переработки отходов в электроэнергетике // Российский химический журнал. - 1994. - Т. 38. - №3. - С. 82-85.
