CC BY
2УДК 5
Утенкова Т.Г.
кандидат технических наук, Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II (г. Санкт-Петербург, Россия)
СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СТРУКТУРЫ
МИКРОФИБРЫ ДО И ПОСЛЕ РАБОТЫ ОБОРУДОВАНИЯ ПО МЕХАНИЧЕСКОМУ ОБЕЗВОЖИВАНИЮ САПРОПЕЛЯ
Аннотация: при работе оборудования по механическому обезвоживания сапропеля происходит засорение тонкопористого материала, используемого в качестве покрытия обезвоживающих барабанов. В работе приведен сравнительный анализ образцов тонкопористого материала (микрофибра различной плотности) до и после работы оборудования. Для оценки структуры микрофибры использовали метод электронной микроскопии.
Ключевые слова: сапропель, микрофибра, обезвоживание сапропеля, тонкопористая структура, электронная микроскопия.
При разработке оборудования по механическому обезвоживаю сапропеля на основе уже существующих устройств [1-4], был сделан вывод, что главный их недостаток заключается в использовании материала незамкнутой капиллярной структуры, так как размеры пор такого материала значительно превышают размеры частиц сапропеля. Все это приводит к частой замене материала на обезвоживающих барабанах, удорожании процесса обезвоживания сапропеля и к потере полезных компонентов.
В результате анализа научно-технической литературы и поисковых исследований в области новых тонкопористых износостойких материалов была
подобрана микрофибра, размеры которой сопоставимы с размерами частиц сапропеля. При этом следует отметить, что поглощающая способность микрофибры зависит от ее плотности, поэтому для верхнего слоя обезвоживающего слоя была выбрана гладкая микрофибра с плотностью 220 г/м2, а для внутреннего слоя - ворсистая микрофибра с плотностью 280 г/м2(рис. 1).
Предполагается, что верхний слой покрытия обезвоживающих барабанов будет задерживать частицы сапропеля, при этом свободно пропуская влагу во внутренний слой, который обладает максимальной поглощающей способностью.
После проведения серии экспериментов были получены образцы микрофибры до и после ее использования (рис.2-4). Промывку микрофибры необходимо было осуществлять каждые 150 часов.
Оценка состояния структуры микрофибры до и после обезвоживания сапропеля проводилась на основе результатов электронной микроскопии.
Рисунок 1. Микрофибра.
до после
(увеличение 1009х) (увеличение 436х)
Рисунок 2. Микрофибра до и после работы оборудования
(внутренний слой).
до (увеличение 218х) после (увеличение 218х)
Рисунок 3. Микрофибра до и после работы оборудования
(внешний слой).
До
(внешняя сторона гладкой микрофибры, увеличение 218х)
После
(внутренняя сторона внешнего слоя, увеличение 218х)
Рисунок 4. Микрофибра до и после работы оборудования (внешний обезвоживающий слой).
Структуру микрофибры составляют множество нитей, состоящих из скрученных микроволокон, образующих щелевидные поры, диаметр нити не превышает 5 мкм.
Как предполагалось ранее, наибольшему загрязнению подвергся внешний обезвоживающий слой, который составляет микрофибра с плотностью 220 г/м2. Необходимо отметить, что внутренняя сторона гладкой микрофибры практически не содержит сапропелевых частиц. Внутренний обезвоживающий слой загрязнен частицами сапропеля, диаметр которых не превышает 5 мкм.
Исходя из результатов сравнительного анализа структуры образцов микрофибры до и после работы оборудования по механическому обезвоживанию сапропеля можно сделать вывод, что микрофибра способствует эффективному влагопоглощению с минимальной потерей полезных компонентов сапропеля.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. Патент № 2248957 Российская Федерация, МПК C05F 7/00 (2000.01), C02F 11/12 (2000.01). Машина для обезвоживания сапропеля. Заявка № 2003114570/12, дата приоритета: 27.03.2005, дата регистрации: 15.05.2003. Авторы: Тарасов Ю.Д., Рыжих А.Б., Пряхулин А.Ф. Заявитель: Тарасов Ю.Д., ООО «Инвест-Проект». - 8 с;
2. Патент № 2336256 Российская Федерация, МПК C05F 7/00 (2000.01), C02F 11/12 (2000.01). Машина для обезвоживания сапропеля. Заявка № 2007110467/12, дата приоритета: 20.10.2008, дата регистрации: 21.03.2007. Авторы: Тарасов Ю.Д. Заявитель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет). - 5 с;
3. Патент № 2233805 Российская Федерация, МПК C05F 7/00 (2000.01), C02F 11/12 (2000.01). Комплекс для снижения влагосодержания сапропеля. Заявка № 2002122920/12, дата приоритета: 10.08.2004, дата регистрации: 26.08.2002. Авторы: Тарасов Ю.Д., Рыжих А.Б., Прялухин А.Ф. Заявитель: Тарасов Ю.Д. - 7 с;
4. Патент № 2336255 Российская Федерация, МПК C05F 7/00 (2000.01), C02F 11/12 (2000.01). Машина для снижения влагосодержания сапропеля. Заявка № 2007109582/12, дата приоритета: 20.10.2008, дата регистрации: 15.03.2007. Авторы: Тарасов Ю.Д. Заявитель: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный горный институт имени Г.В. Плеханова (технический университет). - 7 с.
Utenkova T.G.
St. Petersburg Mining University of Empress Catherine II (St. Petersburg, Russia)
COMPARATIVE ANALYSIS OF MICROFIBER STRUCTURE BEFORE AND AFTER OPERATION
OF SAPROPEL MECHANICAL DEWATERING EQUIPMENT
Abstract: during the operation of the sapropel mechanical dewatering equipment, the clogging of the thin-porous material used as a coating for dewatering drums occurs. The paper presents a comparative analysis of samples offine porous material (microfiber of various densities) before and after the operation of the equipment. The method of electron microscopy was used to evaluate the structure of microfiber.
Keywords: sapropel, microfiber, sapropel dehydration, fine porous structure, electron microscopy.
