Т. 327, № 9

Эффективность применения горючих сланцев и сланцезольных отходов для очистки воды от органических загрязнителей

Актуальность работы объясняется большим количеством сланцезольных отходов и сланцевой мелочи, образующихся при переработке и добыче горючих сланцев, утилизация которых позволит повысить эффективность использования таких твердых горючих ископаемых, как горючие сланцы. Цель работы: изучение сорбционных и фильтрационных свойств горючих сланцев и сланцезольных отходов для очистки воды от органических загрязнителей (нефти и нефтепродуктов). Методы исследований. Использовалось современное лабораторное оборудование: энергодисперсионный ренгенофлуоресцентный спектрометр Epsilon PANanalitical, гранулометрический классификатор ASControl 200, рН-метр «Эксперт-рН», термостатирующий шкаф Shaking Incubator 3032-3033. Изучение физико-химических свойств сланцезольных отходов и горючих сланцев для определения их фильтрационных и сорбционных характеристик производилось по следующим методикам: пористость горючих сланцев определялась по результатам анализа действительной и кажущейся плотности; действительную плотность определяли взвешиванием пробы сланца в воздухе и в пикнометрической жидкости, кажущуюся плотность - по объему воды, вытесненной исследуемым образцом; удельная площадь определялась по методу MultiPoint BET; прирост сухого остатка (величина сухого остатка характеризует общее содержание растворенных в воде нелетучих минеральных и частично органических соединений), истираемость и измельчаемость определялись по ГОСТ Р 51641-2000 «Материалы фильтрующие зернистые» и ГОСТ 18164-72 «Метод определения содержания сухого остатка». Определение сорбционной емкости проводилось с материалом различной фракции (от <0,125 до 4 мм) при температуре 25 °С, масса пробы 3 г. Для определения сорбционной емкости использовались сырая нефть легкая, тяжелая высоковязкая нефть, дизельное топливо, тяжелый газойль каталитического крекинга. Навеска материала помещалась в емкость с нефтью или нефтепродуктом, после чего проба материала взвешивалась. Сравнением исходной массы материала до и после опыта определяли его сорбционную емкость. Результаты. Определено, что в минеральной части горючих сланцев в основном преобладают оксид кальция и оксид кремния. Проведен гранулометрический анализ сланцезольного остатка процесса газификации горючих сланцев. Содержание фракции более 4 мм - 52,56 %, 2-4 мм - 19,85 %, 1-2 мм - 13,27 %, 0,5-1 мм - 11,3 %, 0,25-0,5 мм - 1,76 и 1,26 % для фракции менее 0,25 мм. Установлено, что горючие сланцы и сланцезольный остаток удовлетворяют требованиям ГОСТ Р 51641-2000 «Материалы фильтрующие зернистые». Определено, что площадь удельной поверхности у горючих сланцев выше, чем у сланцевой золы и что в результате термического воздействия тонкопористая структура уплотняется - снижается удельная поверхность (Sу до термической обработки горючих сланцев - 12,93 см2/г, после - 2,29 см2/г). Полученные значения сорбционной емкости сланцезольного остатка выше значений сорбционной емкости горючих сланцев, песка и цеолита. Более высокие значения сорбционной емкости сланцезольного остатка по сравнению с горючими сланцами можно объяснить увеличением их пористости в 1,5 раза. Изучение фильтрационных свойств горючих сланцев через слой материала (горючие сланцы) осуществлялось при естественной разности давлений (разница давлений создавалась столбом жидкости над материалом).

Ключевые слова:

горючие сланцы, сланцезольные отходы, сланцевая зола, утилизация, отходы, фильтрация, сорбция, химический состав, минеральные части, рациональное природопользование, электронный ресурс,

Авторы:

Назаренко Максим Юрьевич

Кондрашева Наталья Константиновна

Салтыкова Светлана Николаевна

Скачать PDF