CC BY
11
ИЗВЕСТИЯ ТОМСКОГО ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО ИНСТИТУТА имени С. М. КИРОВА
Том 259 1975
ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ГРАНУЛЯЦИИ АДСОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ ОКИСИ МАГНИЯ С ГЛИНИСТЫМИ СВЯЗУЮЩИМИ
И. Н. ЛАНЦМАН, П. Д. ХАЛФИНА, В. М. ВИТЮГИН, Н. Ф. СТАСЬ, М. С. ЛАНЦМАН, |3. А. ГАФАРОВА
(Представлена научным семинаром кафедры общей химической технологии)
Практическое использование порошкообразных сорбентов затруднительно из-за малой газопроницаемости слоя, механического уноса, слипания ¡и т. п. Поэтому при получении активных окисных сорбентов и катализаторов появляется необходимость в процессе формования.
Как показали предыдущие исследования '[1], введение гидроокисей щелочных металлов способствует, с одной стороны, активации окиси магния и, с другой стороны, позволяет получить достаточно прочные в статических условиях гранулы. Для получения гранул, стойких в динамических условиях в многоцикловом режиме эксплуатации, необходимо введение инертных к адсорбату пластифицирующих добавок.
В качестве таких добавок нами использованы глины различного минералогического состава: бентониты — крымский кил и огланлинский "и »каолиниты — глуховской и вороновокшй.
Основные требования к связующим материалам при формовании сводятся к следующему: 1) связующий материал не должен экранировать или отравлять активные центры сорбции; 2) при минимальном содержании материал должен придавать гранулам достаточную механическую прочность, водо- и термостойкость в условиях динамического процесса.
Анализ литературных данных показал, что влияние глинистых связующих на процесс грануляции окисных сорбентов не изучено. Исследования по грануляции адсорбентов — цеолитов [2, 3] показали, что применяемые в качестве связующих глины можно разделить на три типа: 1) глины, обеспечивающие высокую механическую прочность и высокую адсорбционную активность гранул-цеолита; 2) глины, дающие высокую прочность гранул, но существенно снижающие адсорбционную активность цеолита; 3) глины, обеспечивающие хорошую адсорбционную активность гранул, но с низкой механической прочностью.
Следует отметить, что применяемыми для грануляции^ цеолитов из большого числа изученных глин оказались очень немногие, в том числе крымский кил и глуховская глина. Замечено, что при грануляции цеолитов бентонитовые глины чаще всего относятся к третьему типу [4].. В то же время известны пластифицирующие свойства бентонитов в процессе грануляции железорудных концентратов [5].
В настоящей работе изложены результаты работы по влиянию глинистых связующих на процесс грануляции адсорбента на основе карбоната магния с добавлением 20% гидроокиси калия, приготовленного по методике [1]. Грануляцию порошков проводили на лабораторном
рельчатом грануляторе, адсорбционные свойства гранул определяли на весовой статической установке '[6]. Результаты экспериментов приведены в табл. 1.
Таблица I
Влияние глинистых связующих на свойства гранул карбоната магния
Связующее % Выход класса Прочность, Адсорбция, мг,г
добавки СО2 сух О Со ВЛ
1—3 мм% кг!гр
Без связующего 0 6,0 2,3 150 141
Крымский кил 2,5 51,0 0;31 — —
• (5,0 49,0 0,29 — —
10,0 95,0 1,30 72,0 120,0
.16,0 53,0 ■1,40 57,0 80,0
Огланлинский бентонит 5,0 40,3 0,63 65,0 193,0
10,0 70,2 :ЦОО 74,5 65,6
? Я5,0 72,3 И,116 53,7 161,0
20,0 85,2 1,30 104,0 181,0
Глуховская глина 5,0 60,0 0,40 — —
(10,0 40,0 0,415 — —
15,0 60,0 Ф35 112,0 1.96,0
20,0 67,0 1Л0 97,0 403,0
Вороновская глина 5,0 03,6 3,87 93',0 136,0
10,0 30,8 3,34 28,4 :1'28,0
15,0 (14,0 2,90 — —
Как видно из данных таблицы, введение всех глин в количестве до 5% резко уменьшает прочность сухих гранул без термической обработки. Дальнейшее увеличение количества вводимой глины приводит к повышению прочности гранул до 1,0—<1,4 кг/гр. Такая прочность исходных гранул в статических условиях является достаточной.
Интересно отметить влияние вороновокой глины на свойства гранул карбоната магния. Введение 5% этой глины приводит к существенному упрочнению гранул (около 4 кг/гранулу). Однако дальнейшее увеличение количества добавки приводит к снижению механической прочности гранул.
Введение всех изученных глин приводит к резкому возрастанию выхода годной фракции гранул размером 1—3 мм. Адсорбционные исследования показали, что введение крымского кила приводит к снижению адсорбции как влажного, так и сухого углекислого газа в течение 2 часов. Добавка огланлинского бентонита в количестве 20% повышает адсорбцию влажного углекислого газа. Присутствие в грануле глухов-ской и вороновской глин существенно адсорбционные свойства окиси магния не ухудшает.
Приведенные результаты позволяют сделать вывод, что возможность выбора глинистых связующих для грануляции адсорбентов на основе окиси магния существенно больше, чем для грануляции цеолитов. Видимо, характер взаимодействия связующего и распределение его в поровом пространстве гранулы из карбоната магния несколько иной.
ЛИТЕРАТУРА
1. Л анцман М. С., X а л ф и н а П. Д., Битюги и, В. М. С т а с ь Н. Ф., Л а и ц м а и И. Н., Г а ф а р о в а 3. А. Известия ТПИ, т. 259,11976.
'2. Грибков а Л. Б. Вибрационный метод формования цеолитов. Автореферат, ИФХ АН СССР, М., 1068.
3. Слепнева А. Т. Изучение процесса формования и свойств синтетических цеолитов с глинистыми связующими, М., 1969.
4. Слепнева А. Т., 'Круглицкий Н. Н. Коллоидный журнал, т. 29, вып. 2, М., 1И967.
5. Витюгин В. М., Ланц ман И. Н. 'Коллоидный журнал, т. 36, вып. 1, М., 1974,
