Активация и модифицирование бентонитовых глин месторождения Хайдуди(Тунис) и обоснование рациональных областей их применения тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.01, кандидат технических наук Бен Мансур Лассад

• Бен Мансур Лассад
• кандидат технических наук
• 1995

Оглавление диссертации кандидат технических наук Бен Мансур Лассад

Введение.

Глава 1. Литературный обзор.

1. Характеристика природных бентонитовых глин.

2. Основные способы повышения качества природных глин и направления использования активированных глин.

2.1. Химизм и механизм кислотной активации глин.

2.2. Сущность гидрофильно-олеофильной модификации бентонитовых глин.

3. Показатели качества и методы оценки активированных и модифицированных бентонитовых глин.

4. Технология активации и модификации природных бентонитовых глин.

5. Постановка задачи исследования.

Глава 2. Сернокислотная активация тунисских бентонитовых глин.

1. Критерии качества природных бентонитовых глин.

2. Минералогический и химический составы глин и их удельная поверхность.

2.1. Методики определения.

2.2. Состав объектов исследования.

3. Дифференциально-термический анализ бентонитовых глин (ДТА).

4. Описание экспериментальной установки и методики эксперимента.

5. Влияние параметров активации на состав и удельную поверхность активированных глин.

5.1. Спектральный анализ бентонитовых глин.

5.2. Изотермы адсорбции-десорбции на активированных глинах.

Глава 3. Гидрофобно-олеофильное модифицирование тунисских бентонитовых глин.

1. Выбор объекта модифицирования и модифицирующего агента.

2. Влияние параметров модифицирования на краевой угол смачивания модифицированных глин.

Глава 4. Направления использования природных активированных и модифицированных бентонитовых глин Туниса.

1. Природные бентонитовые глины как сорбенты для осветления виноматериалов и соков.

2. Активированные бентонитовые глины как сорбенты для осветления растительного масла.

3. Модифицированные бентонитовые глины - компонент лаков и красок.

Глава 5. Технике-экономический анализ активации природных бентонитовых глин Туниса и их использования при очистке растительного масла.

Выводы.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Активация и модифицирование бентонитовых глин месторождения Хайдуди(Тунис) и обоснование рациональных областей их применения»

В последние годы в связи с развитием различных отраслей экономики Туниса все более актуальным становится вовлечение в переработку собственных природных ресурсов.

Одним из перспективных видов сырья, запасы которого в Тунисе довольно значительны , являются бентонитовые глины. Спектр продукции, производимой из бентонитовых глин, довольно широк и охватывает сорбенты для очистки масел, вин, пищевых продуктов, катализаторы крекинга углеродов,ионообменники, наполнители со специфическими свойствами и т.д.

Использование природных бентонитовых руд связано с их переработкой. Необходимость переработки руд обусловлена наличием в составе природных бентонитовых руд большого количества примесей, отрицательно влияющих на показатели сорбции, катализа и ионного обмена; варьированием химического и минералогического составов глин в широких пределах и низкими физико-химическими свойствами исходных руд ( удельная поверхность , количество активных центров и др.).

В настоящее время к техническим и аппаратурно наиболее разработанным способам переработки бентонитовых руд относятся их кислотная активация при повышенных температурах и лиофили-зация их поверхности органическими модификаторами. В первом случае обеспечивают удаление вредных примесей и увеличение удельной поверхности глин, что существенно повышает их катади-тичекую, сорбционную или иную активности. Во втором случае придание поверхности лиофильных свойств позволяет использовать их в качестве антиседиментационного средства в производстве смазок, лаков и красок.

Таким образом, основными задачами, решению которых посвящена настоящая работа, являлись аттестация природных бентонитовых руд Туниса по химическому и минералогическому составам, обоснование способа и определение оптимальных условий их переработки.

Заключение диссертации по теме «Технология неорганических веществ», Бен Мансур Лассад

- 89 -ВЫВОДЫ

1. Проведена аттестация природных бентонитовых глин Туниса по минералогическому и химическому составам применительно к их дальнейшей переработке - кислотной активации и гидрофобно-оле-офильному модифицированию. Показано, что большинство руд относится к перспективному монтмориллонитовому типу.

2. Обоснованы критерии пригодности природных руд Туниса для переработки: для кислотной активации - удельная поверхность не менее 75 м2/г и мольное отношение S102/A12Q3-6-8; для гидро-фобно-олеофильной модификации - руды с величиной набухаемости более 50%.

3. Установлена корреляция между содержанием монтмориллонита в глинах и удельной поверхностью, а также между удельной поверхностью активированных глин и степенью очистки растительных масел.

4. Установлены отличия в условиях сернокислотной активации бентонитовых глин Туниса в сравнении с глинами других месторождений, которые, возможно, связаны с повышенным содержанием полуторных оксидов железа в исходных рудах. Проведено сравнение минералогического и химического составов исходных и активированных глин. Определены оптимальные условия сернокислотной активации глин: температура 85°С, концентрация серной кислоты 30%, продолжительность активации 4 ч, соотношение кислота:глина 3:1. Установлено изменение химического и минералогического составов активированной глины и увеличение ее удельной поверхности.

5. Проведен отбор природных бентонитовых глин Туниса и выбор модификатора для гидрофобно-олеофильной модификации. Осуществлен синтез модификатора - диалкилдиметиламмонийхлорвда. По результатам измерения краевого угла смачивания определены оптимальные условия модификации: температура 80°С, соотношение глина: ДАДИАХ 2:1, продолжительность 0.4 ч.

6. Проведены сопоставительные эксперименты по осветлению вино-материалов природной глиной и очистке растительного масла активированными глинами Туниса, полученными в оптимальных условиях, и французскими активированными глинами. Показано, что требуемое качество осветления и очистки растительного масла достигается при удельном расходе активированных глин Туниса на 10% превышающем удельный расход французских образцов.

7. Изучены реологические свойства модельных систем на основе французского бентона и модифицированных тунисских глин. Установлено, что одинаковая седиментационная устойчивость систем достигается при удельном расходе модифицированных глин Туниса на 10% превышающем удельный расход французского бентона.

8. Предложена принципиальная схема кислотной активации природных бентонитовых руд Туниса, отличающаяся замкнутостью основных технологических потоков и практическим отсутствием стоков.

9. Выполнен комплексный технике-экономический анализ кислотной активации природных бентонитовых глин и их последующего использования в процессе очистки растительного масла. Показано, что при замене дорогостоящих французских глин на активированные глины Туниса годовой экономический аффект составит 144QQ0US& (в расчете на 200 тыс. т масла в год).

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Бен Мансур Лассад, 1995 год

1. Грим Р. Минералогия и практическое использование глин. Пер. с англ. М.:Мир, 1967.

2. М.С.Мерабишвили. Бентонитовые глины. Тбилиси, 1979. с.6-7, 308.

3. В.Т.Быков, Л.В.Смирнова. Природные сорбенты Дальнего Востока. Тр.ДВ филиала АН СССР, Сер.хим., Вып. 4, Изд-во АН СССР, М., 1960.

4. М.С.Мерабишвили, Г.А.Мачабели. Бентониты Советского Союза как сырье для производства минеральных сорбентов. Сб."При-родные сорбенты". М.:Наука, 1967.

5. Викулова М.Ф. Методическое руководство по петрографо-мине-ралогическому изучению глин. Тр. ВСЕГЕИ. М. :Госгеотехиздат, 1957.

6. Борзунов В.М. Геолого-промыпшенная оценка месторождений нерудного минерального сырья, М.:Недра, 1965.

7. C.L.Thomas. Ind. Eng. Chem., 1949, 41, 2564.

8. Г.Д.Свистунова. Изучение механизма кислотной активации природных сорбентов. Автореферат на соиск. уч. ст. к.х.н., Алма-Ата, Каз.гос.ун-т им. Кирова, хим.фак., 1970.

9. Э.А.Арипов. Природные минеральные сорбенты, их активирование и модифицирование. Ташкент, Изд."Фан", 1970.

10. A.Charfi, M.H.Ben Messaoud. Valorisation de la bentonlte de jebel HAIDOUDI, tome II, Terres secolaraute. 1985.

11. Кременчуцкая М.Б., Садыков И.И., Смолина Л.Б. Кислотная активация бентонитов Средней Азии. В сб. "Бентониты Узбекистана", Изд-во АН УзССР (1963).

12. Нагорная Е.Ф. К вопросу активирования трошковского бентонита. Изв. физ.-хим. НИИ при Иркутском ГУ, 6, N1 (1964).

13. Вакуленко M.3L Использование бентонитовых глин Узбекистана в южной части Казахстана в народном хозяйстве. В сб."Бентониты Узбекистана", Изд-во АН УзССР (1963).

14. В.Lopes. Petr.Eng., 1960,32, с.20

15. Davidson R.- Nat. Pet. News, 1945, v.35,, N27, p.18.

16. Thomas Ch., HeckeyJ., Strecker Q. Ind.Eng.Chem., 1950, v.42, p. 866-872.

17. Батталова Ш.Б., Пак Н.Д., Табанова Х.Г., Джикишева Р.Н. Изв. АН КазОСР. Сер. хим., 1975, N5, с.4-8.

18. Батталова Ш.Б., Дуимагамбетова С>Д., Пак Н.Д.- в кн. Производительные силы Шного Казахстана. Алма-Ата, 1966, т.З, с.150-154,

19. Батталова Ш.Б., Пак Н.Д., Ликерова А. А. Сокольский Д.В. -в кн. Научные основы подбора и производства катализаторов. Новосибирск, 1964, с.355-367.

20. Батталова Ш.Б., Пак Н.Д., Табанова Х.Г., Галиев М.С. в кн. Исследование и использование глин и глинистых материалов. Алма-Ата, 1970, с. 262-265.

21. Батталова Ш.Б. Физико-химические и каталитические свойства вермикулита. Алма-Ата, 1982. 148с.

22. Топчиева К.В., Хо Ши Тхоанг. Активность и физика-химические свойства высококремнистых цеолитов и цеолитеодержащих катализаторов. М., 1976, с.167.

23. Мдивнипшкли О.М. Кристаллохимические основы регулирования свойсте природных сорбентов. Тбилиси, 1983, 266 с.

24. Грим Р.Е. Минералогия глин. М., 1959. 455 с.25,26,27,28,29