ХИМИЧЕСКАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, 2018, Том 2, № 2,

с. 158 -172

 

Технологии ликвидации источников химической опасности

 

УДК 544.723.23                                                                          Скачать PDF

DOI: 10.25514/CHS.2018.2.14101

 

АЛЮМОСИЛИКАТНЫЕ АДСОРБЕНТЫ ДЛЯ ЗАДАЧ ОЧИСТКИ ВОДЫ: ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ПОЛУЧЕНИЕ ГРАНУЛИРОВАННЫХ ФОРМ

А. В. Кошелев1,2*, Е. В. Скиданов2, Е И. Тихомирова1

1Саратовский государственный технический университет имени Гагарина Ю.А., г. Саратов, Россия, *e-mail: koshelevsaratov[at]gmail.com

2ООО Научно-производственное предприятие «ЛИССКОН», г. Саратов, Россия

Поступила в редакцию 30.11.2018 г.

Аннотация — Приведены результаты исследования минералогического, гранулометрического и химического состава усредненных образцов глауконитовых песков из месторождений Саратовской (Белозерское), Тамбовской (Бондаревское) и Челябинской (Каринское) областей; бентонитовой глины Даш-Салахлинского месторождения. Показано, что среднее содержание глауконита в исходном сырье составляет от 30% до 50%. Установлено, что для получения эффективных адсорбентов необходимо добавление в глинистый глауконит бентонита. Предложен подход для оценки адсорбционных характеристик указанных систем в условиях ионного обмена. Описаны технологические аспекты получения гранулированных форм сорбентов на основе глауконита из Белозерского месторождения Саратовской области и бентонитовой глины Даш-Салахлинского месторождения. Исследована морфология поверхности образов сорбентов, определены удельная площадь их поверхности, пористость, объем пор и их распределение по размерам, химическая и механическая стойкость гранул по параметрам измельчаемости и истираемости. Дана оценка адсорбционных свойств полученных сорбентов в статических условиях по отношению к различным химическим элементам и веществам. Обоснованы перспективы использования полученных сорбентов для задач очистки воды.

Ключевые слова: алюмосиликаты, глауконит, бентонит, монтмориллонит, физико-химические свойства, сорбенты, технология гранулирования.

____________________________________________________________________

ALUMINOSILICATE ADSORBENTS FOR WATER TREATMENT PURPOSES: PHYSICAL AND CHEMICAL CHARACTERISTICS AND PREPARARING GRANULATED FORMS

A. V. Koshelev1,2*, E. V. Skidanov2, and E. I. Tikhomirova1

1Yuri Gagarin State Technical University of Saratov, Saratov, Russia,

*e-mail: koshelevsaratov[at]gmail.com

2LLC “LISSKON”, Saratov, Russia

Received November 30, 2018

Abstract – Results are presented for investigating mineralogical, granulometric and chemical composition of averaged samples of glauconite sands from local deposits: Belozerskoe (Saratov region), Bondarevskoe (Tambov region), Karinskoe (Chelyabinsk region), and bentonite clay samples from Dash-Salahlinsk deposit. It is shown that the average glauconite content in the raw material falls in the range from 30% to 50%. Efficient adsorbents have been obtained by adding bentonite to the glauconite clay. The approach is proposed for estimating adsorption characteristics of the examined systems in ion exchange conditions. Technological aspects of preparing adsorbent granules are described for glauconite from Belozerskoe deposit (Saratov region) and bentonite clay from Dash-Salakhlinsk deposit. The results are given for studying sorbent surface morphology and determining specific surface area, porosity, pore volume and their size distribution, chemical and mechanical resistance in terms of grindability and abrasion capacity of granules. The sorbent adsorption properties are evaluated in static conditions towards various chemical elements and substances. The prospects for using the obtained sorbents for water purification purposes are substantiated.

 Keywords: aluminosilicates, glauconite, bentonite, montmorrilonite, physical and chemical properties, sorbents, granulation technology.


Список литературы:

1. Онищенко Г.Г., Рахманин Ю.А., Кармазинов Ф.М. и др. Бенчмаркинг качества питьевой воды. СПб.: Новый журнал, 2010. 464 с. ISBN 978-5-901336-13-7.
2. Лухнева О.Л., Чикин А.Ю. // Водоочистка. Водоподготовка. Водоснабжение. 2010. № 10 (34). С. 16.
3. Боковикова Т.Н. и др. // Наука. Техника. Технологии. 2014. № 2. С. 75.
4. Зуева С.Б., Щербаков В.И. // Вода и экология: проблемы и решения. 2007. № 3(32). С. 27.
5. Собгайда Н.А. // Вестник Харьковского национального автомобильно-дорожного ун-та. 2011. № 52. С. 120.
6. Веденеева Н.В., Заматырина В.А., Тихомирова Е.И. // Инновационная деятельность. 2014. № 4. С. 27.
7. Совершенствование сорбционных методов очистки загрязненных природных и сточных вод: коллективная монография. Под ред. д.б.н., профессора Е.И. Тихомировой. Саратов: СГТУ имени Гагарина Ю.А., 2017. 154 с.
8. Дриц В.А. и др. Проблемы определения реальной структуры глауконитов и родственных тонкодисперсных филлосиликатов. Новосибирск: Наука, 1993. 200 с.
9. Пленкин А.П. Природные минеральные сорбенты СССР. М.: Недра, 1981. 260 с.
10. Николаева И.В. // Проблемы общей и региональной геологии. 1971. № 2. С. 320.
11. Кирсанов Н.В., Ратеев М.А., Сабитов А.А. Генетические типы и закономерности распространения месторождений бентонитов в СССР. М.: Недра, 1981. 214 с.
12. Осипов В.И., Соколов В.Н., Румянцева Н.А. Микроструктура глинистых пород. М.: Недра, 1989. 211 с.
13. Скиданов Е.В., Кошелев А.В. и др. Исследование и разработка экспортно-ориентированной продукции – комплексных гранулированных наноструктурированных сорбентов нового поколения на основе природного глауконита: заключительный отчет НИОКР по гос. контракт НПП «ЛИССКОН» № 01201063306. Саратов, 2012. 124 с.
14. Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. Новосибирск: Наука, 1999. 470 с.
15. Рентгеновские методы изучения и структура глинистых минералов. Под ред. Г. Брауна. М.: МИР, 1965. 307 с.
16. Рентгенография основных типов породообразующих минералов (слоистые и каркасные силикаты). Под ред. Франк-Каменецкого. Л.: Недра, 1983. 152 с.

References:

1. Onishchenko G.G., Rakhmanin Yu.A., Karmazinov F.M. Benchmarking of drinking water quality. St. Petersburg: New Journal, 2010. 464 p. ISBN 978-5-901336-13-7 [in Russian].
2. Lukhneva O.L., Chikin A.Yu. // Vodoochistka. Vodopodgotovka. Vodosnabzhenie [Water purification. Water treatment. Water supply]. 2010. No. 10 (34). P. 16 [in Russian].
3. Bokovikova T.N. et al. // Nauka. Tekhnika. Tekhnologii [Science. Engineering. Technology]. 2014. No. 2. P. 75 [in Russian].
4. Zueva S.B., Shcherbakov V.I. // Voda i ekologiya: problemy i resheniya [Water and ecology: problems and solutions]. 2007. No. 3 (32). P. 27 [in Russian].
5. Sobgayda N.A. // Vestnik KhGADTU [Bulletin of Kharkiv National Automobile and Highway University]. 2011. No. 52. P. 120 [in Russian].
6. Vedeneeva N.V., Zamatyrina V.A., Tikhomirova E.I. // Innovatsionnaya deyatel’nost’ [Innovative activity]. 2014. No. 4. P. 27 [in Russian].
7. Improvement of sorption methods of purification of polluted natural and waste waters: a collective monograph. Ed. by E.I. Tikhomirova. Saratov: Yuri Gagarin State Technical University, 2017. 154 p. [in Russian].
8. Drits V.A. et al. Problems of determining specific structure of glauconites and related finely dispersed phyllosilicates. Novosibirsk: Science, 1993. 200 p. [in Russian].
9. Plenkin A.P. Natural mineral sorbents of the USSR. M.: Nedra, 1981. 260 p. [in Russian].
10. Nikolaeva I.V. // Problems of general and regional geology. 1971. No. 2. P. 320 [in Russian].
11. Kirsanov N.V., Rateev M.A., Sabitov A.A. Genetic types and patterns of distribution of bentonite deposits in the USSR. M.: Nedra, 1981. 214 p. [in Russian].
12. Osipov V.I., Sokolov V.N., Rumyantseva N.A. The microstructure of clay rocks. M.: Nedra, 1989. 211 p. [in Russian].
13. Skidanov E.V., Koshelev A.V. et al. Research and development of export-oriented products — new generation complex granular nanostructured sorbents based on natural glauconite: the final R & D report of the State Contract NPP “LISSKON” No. 01201063306. Saratov, 2012. 124 p. [in Russian].
14. Karnaukhov A.P. Adsorption. Texture of dispersed and porous materials. Novosibirsk: Science, 1999. 470 p. [in Russian].
15. X-ray investigation methods and structure of clay minerals. Ed. by G. Brown. M.: MIR, 1965. 307 p. [in Russian].
16. X-ray radiography of the main types of rock-forming minerals (layered and frame silicates). Ed. by Frank-Kamenetsky. L.: Nedra, 1983. 152 p. [in Russian].