CC BY
39
№ 2 (71)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
февраль, 2020 г.
МЕТОДЫ И УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ АКТИВАЦИИ ПОЛИМИНЕРАЛЬНЫХ ГЛИН
НУРАТИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Комилов Муродилло Зоирович
канд. техн. наук, доцент, Инженерно-технологический институт,
Узбекистан, г. Бухара
Нуруллаева Зарина Валиевна
преподаватель, Инженерно-технологический институт,
Узбекистан, г. Бухара
Фозилов Садриддин Файзуллаевич
д-р техн. наук, профессор, Инженерно-технологический институт,
Узбекистан, Бухара
Каландаров Шухрат Шавкат угли
магистр, Инженерно-технологический институт,
Узбекистан, г. Бухара
Фозилов Хасан Садриддин угли
студент Бухарского Государственного университета,
Узбекистан, г. Бухара
Цодиров Каримжон Илхом угли
магистр, Инженерно-технологический институт,
Узбекистан, Бухара
POLYMINERAL CLAYS OF THE NUROTA DEPOSIT
Murodillo Komilov
Candidate of Technical Sciences, Institute of Engineering and Technology,
Uzbekistan, Bukhara
Zarina Nurullayeva
Lecturer, Institute of Engineering and Technology,
Uzbekistan, Bukhara
Sadriddin Fozilov
Doctor of Technical Science, Professor, Institute of Engineering and Technology,
Uzbekistan, Bukhara
Shuhrat Kalandarov
Master, Institute of Engineering and Technology,
Uzbekistan, Bukhara
Hasan Fozilov
Student, Bukhara State University, Uzbekistan, Bukhara
Karimjon Kodirov
Master, Institute of Engineering and Technology,
Uzbekistan, Bukhara
Библиографическое описание: Методы и условия проведения активации полиминеральных глин Нуратинского месторождения // Universum: Технические науки : электрон. научн. журн. Комилов М.З. [и др.]. 2020. № 2(71). URL: http://7universum. com/ru/tech/archive/item/8 799
AUISliVERSUM:
_ ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ_февраль, 2020 г.
АННОТАЦИЯ
В статье рассмотрены методы и условия проведения активации природных минеральных сорбентов Нура-тинского месторождения Республики Узбекистан. Основной целью данной работы является изучение закономерности изменения параметров пористой структуры и концентрации кислотно основных центров поверхности глинистых сорбентов при их комбинированной активации.
ABSTRACT
The article discusses the methods and conditions for the activation of natural mineral sorbents of the Nurata field of the Republic of Uzbekistan. The main goal of this work is to study the laws of changes in the parameters of the porous structure and the concentration of acid-base centers of the surface of clay sorbents during their combined activation.
Ключевые слова: сорбент, глины, цеолит, активация, адсорбент, каолинит, бентонит.
Keywords: sorbent, clay, zeolite, activation, adsorbent, kaolinite, bentonite.
Природные минеральные сорбенты-ПМС, к которым относятся бентонитовые, опоковидные, палы-горскитовые и др. глины, диатомеи, опоки, цеолиты и цеолитсодержащие породы обладающие развитой удельной поверхностью и способностью поглощать вещества из окружающей их среды. Интерес к ПМС обусловливается возможностью их использовать как адсорбенты при разделении смесей, очистке газов, и как сырье при приготовлении буровых растворов, а также в качестве наполнителей при производстве полимерных композиционных материалов [1].
Качество адсорбентов, область и эффективность их применения определяется главным обратом пористостью и химической природой частиц их дисперсии. Регулирование размеров пор и природы, и концентрации активных центров природных минеральных сорбентов осуществляется методами активации
- модификации (термо, - гидро - термальная обработке), химическими (обработка растворами кислот, оснований и солей, поверхностно активных веществ
- ПАВ, полиэлектролитов - ПЭ) и комбинированными (обработка термокислотная, кислотно-щелоч-нотермическая и т.д.).
Полиминеральные глины Нуратинского месторождения залегают среди угленосных отложений и добываются попутно при разработке углей открытым способом. Мощность полезной толщи в среднем 40 м.; общие запасы для участков, на которых породу можно добывать открытым способом, составляет более 1,5 млрд. т.
Основным компонентом полиминеральной глины Нуратинского месторождения является глинистый минерал каолинит. В качестве примеси присутствует кварцевый песок, органические вещества и железо в виде окислов. На месторождении глины имеют серовато-зеленую, серую, белую, светло-зеленую окраску. (Интерес к ним обусловливается возможностью их использования как адсорбентов при разделении смесей и очистка вещества, как наполнителей при производстве полимерных композиционных материалов и носителей при приготовлении нанесенных катализаторов. Это повтор). К ПМС предъявляется самые разнообразные требования, основные из которых - высокая адсорбция, избирательность по отношению к компонентам смесей, достаточная прочность гранул, легко подвергается обработке - диспергации, активации и прочее [2].
Методы и условия проведения активации рассмотрены ниже.
Образцы размельчались, просеивались через сыто 0,25 мм и служили сырьем для проведении активации.
а) Термическую активацию образцов проводили нагреванием их в муфельной печи при 1023 К в течение 4 ч. Высушенные образцы хранились в эксикаторе с хлоридом кальция. Выбор этой температуры обусловлен тем, что она является той температурой, выше которой происходит метакаолинизация каолина и разрушение структуры монтмориллонита.
б) Термообработанные образцы глины подвергались кислотной активации. Предварительно измельченные до порошкообразного состояния образцы глин подвергались обработке 20 % - ным раствором соляной кислоты НС1 в колбе, снабженной водяным холодильником и электромешалкой, при постоянном перемешивании на водяной бане. Температура активации 373 К, время активации - 4 ч. Расход кислоты на 100 гр. составлял 300 мл.
Затем реакционная смесь охлаждалась и в неё добавлялась дистиллированная вода для разбавления и фильтровалась через бумажный фильтр на воронке Бюхнера. Вакуум создавался водоструйным насосом. Оставшейся на воронке осадок промывался дистиллированной водой до отрицательной реакции на ион хлоре.
в) Термощелочную активацию проводили по следующему методу: предварительно измельченные до порошкообразного состояния термоактивированные образцы активировались 20 % -ным раствором едкого натра ЫаОН при температуре 373 К в течение 6 ч. Расход раствора щелочи на 100 гр. глины составлял 300 мл. Реакционная смесь после реакции и охлаждения разбавлялась дистиллированной водой, а затем фильтровалась на воронке Бюхнера. Оставшийся на фильтре осадок промывался дистиллированной водой до нейтральной реакции.
г) Термокислотно-щелочная активация проводилось с нуратинским бентонитом. После термокислотной активации нуратинского бетонита реакционную смесь охлаждали, промывали от ионов и фильтровали. На фильтре оставался нерастворимый в кислоте остаток, который сушился до воздушно-сухого состояние и взвешивался (выход остатка 51,2 г. из 100 г. бетонита) и обрабатывался 20%-ным раствором едкого натра. Активацию проводили при температуры 373 К в течение 6 ч. до растворения кремнезема. Смесь охлаждали, добавляли ранее полученный кислотный экстракт и затем
№ 2 (71)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
февраль, 2020 г.
фильтровали. На фильтре оставался осадок термокислотно-щелочного активированного бентонита, который промывался дистиллированной водой.
д) Бентонит термокислотно-щелочной активации и пептизированный HCl получили путем добавления в порошкообразный адсорбент термокислотно-щелочной активации, небольшими порциями 20 % - ной соляной кислоты до образования пластичной тестообразной массы, формовали и резали на таблетки, которые затем высушивали в муфельной печи при 773 К в течении 4 ч.
Схема 1. Процесс термокислотно-щелочной активации нуратинского бентонита
е) Термошелочно-кислотная активация проводилась с нуратинским каолином. Предварительно измельченный до порошкообразного состояния каолин активировался 20% -ным раствором едкого натра NaOH. Полученный щелочной экстракт разбавлялся 2-х кратно по объему дистиллированной водой и с помощью 5 % -ного раствора HCl подвергался нейтрализации. Полученный нейтральный раствор (рН = 6,5 -7,0) фильтровался на воронке Бюхнера, а осадок, после промывания дистиллированной водой, высушивался при комнатной температуре.
ж) Адсорбент из продуктов термошелочной активации каолина и термокислотной активации бентонита: а) предварительно измельченный термоактивированный каолин активировался 20 % -ным раствором NaOH в течении 6 ч. при температуре 373 К. Получился раствор термощелочно-активированного каолина; б) предварительно измельченный термоактивированный бетонит активировался 20 % - ным раствором HCl в течение 4 ч. при температуре 373 К. Получился раствор термокислотно-активированного бентонита; в) полученные растворы термощелочно-активированного каолина и термокислотно-активированного бентонита охлаждались, а затем сливались для совместной нейтрализации (среда реакционной смеси 7,5), после чего фильтровались. Оставшейся на фильтре осадок сушился при комнатной температуре
[3].
Схема 3. Процесс термощелочной активации
каолина и термокислотной активации бентонита и их совместной нейтрализации
Схема 2. Процесс термощелочно-кислотной активации нуратинского каолина
№ 2 (71)
UNIVERSUM:
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
февраль, 2020 г.
Таблица 1.
Нумерация образцов, условия получения и выход при этом
Нумерация образцов Условия получения образцов Выход, %
1. Исходная каолиновая глина Нуратинского месторождения 100
2. Исходный бентонит Нуратинского месторождения 100
3. Каолин, термообработанный при 1023 К 83
4. Бентонит, термообработанный при 1023 К 79
5. Каолин, термокислотноактивированный 58
6. Бентонит, термокислотноактивированный 5I
7. Каолин, термощелочно активированный 65
8. Бентонит, термощелочноактивированный 69
9. Каолин после термощелочнокислотной активации 71
10. Бентонит после термощелочнокислотной активации 107
11. Продукт после пептизации термокислотнощелочноактивированного бентонита после сушки при 973 К 90
12. Каолин термощелочной активации + бентонит термокислотной активации 109
Все полученные образцы хранились в стеклянной посуде с притертой пробкой. Перед каждым исследованием образцы размельчались и просеивались через сито размером 0,25 мм. Высушивались при заданной температуре (для адсорбционных исследований при 150 °С в течение 4 ч., при остаточном давлении ~ 1 ■ 10 " 3 Па).
Таким образом было выяснено, что поверхность ПМС полифункциональна, концентрация тех или
иных видов активных центров определяется видом минерала, совершенством его кристаллической структуры. Исследование изменения кислотно-основных свойств природных глинистых сорбентов в процессе их активации были определены, как с целью установления закономерности изменения химической природы поверхности в процессе активации, так и с целью определения условий получения адсорбентов с заданными свойствами.
Список литературы:
1. Ахмедова О.Б., Султонов Г. Очистка вторичных нефтепродуктов сорбентами на основе азкамарского бентонита. Научный сборник. Бухара. 149-150 с.
2. Жумаев З.И., Диниева Д.Н., Савриев Ш.Ш. Очистка вторичных нефтепродуктов с использованием активированных сорбентов на основе бентонита. Конференция, актуальные проблемы развития химической науки, технологии и образования в республике Каракалпакстан. Сборник материалов. Нукус, 2011. С.158 -159.
3. Мавлонов Б.А., Курбанбоева Т.К., Шарипов Ж.О. Определение динамичной активности активированных природных бентонитов при очистке нефтепродуктов. Научный сборник. Бухара. 148-149 с.
