Реферати українською » География » Експрес-прийоми виділення тонкодисперсних мінералів з цементу осадових порід


Реферат Експрес-прийоми виділення тонкодисперсних мінералів з цементу осадових порід

Страница 1 из 2 | Следующая страница

І. І. Нікулін

ТОВ «Білгородська гірничодобувна компанія», р. Бєлгород

Запропоновано два способуотмучивания фракції дрібніший від 0, 001 мм. Розглянуто способи виділення твердої фази з глинистої суспензії і запропоновані деякі прийоми з їхньої вдосконалення з урахуванням отриманих результатів дослідження. Найефективнішими прийомами виділення вважатимуться примусову сушіння, виконувану без збільшення температури, іотжим з допомогою надшвидкісної центрифуги з відцентровим типом осадження.

Характерною ознакою пухкихгипергенних утворень, зокремаелювия і продуктів ближньогопереотложения, є підвищений вміст у якихтонкодисперсних мінералів з тим чи іншим змістом щодокрупнозернистих реліктових зереналевритовой чи піщаної розмірності.

>Гранулометрический аналізлитологами використовується що й широко, власне будучи основним. Проте і при отриманні фракцій дрібніший від 0, 01 мм неминуче зіштовхуються з проблемою у часі. До того є ж ще, якщо основна мета є отримання глинистих фракцій, постає питання про так званої стерильності використовуваних методів. Порушення стерильності починається відпросева на ситах, сітка яких має окислені ділянки, посуду з мікроскопічними подряпинами і саме небажане – хімічної обробки. До того ж більшість глинистих мінералів є природним сорбентом, тому всі на них же в процесі проходження шляху відлитологической проби щодо тари до фракції < 0, 001 мм в чистому вигляді дуже згубно б'ють по них, спотворюючи картини лабораторних досліджень. Ці та багато інших чинників піддають глинисті мінерали так званому «техногенномугипергенезу». Розв'язання даної проблеми можливо, якби стадіях виділення фракції < 0, 001 мм використовувати прийоми, дозволяють уникати якнайбільше впливів на глинистий матеріал.

Одержання суспензії зтонкодисперсним матеріалом Попередня обробка до отримання водної суспензії з фракцією дрібніший від 0, 001 мм досягається шляхомотмучивания проби.Отмучивание застосовується зазвичай виділення фракціїразмерностью < 0, 01 мм. Якщо потрібно фракція < 0, 001 мм для рентгеноструктурного аналізу, то попередню механічну чи хімічну обробку бажано уникнути. Для здобуття якісної результату слід дотримуватись однієї із запропонованих нижче способівотмучивания.

Спосіб 1. У разі використовуються сита з поліетиленовими © Нікулін І. І., 2010 осередками, що застосовуються у харчовій промисловості припросеивании борошна. Найчастіше осередки таким сит мають діаметр менш 0, 5 мм. Далі навішення просівають мокрим способом цю сито. Решта на ситі частки висушують, зважують визначають вміст у вагових відсотках. Коли ж є працювати зуплотненними глинами,распаривают пробу в дистильованої воді на водяній бані протягом п'яти год і більше. Після прочитання цих процедур невеликими порціями вміст чашки переводять їх у градуйований склянку рівня на 2 див вище нульового, збовтуютьмешалкой і крізь 100 з зливають до нульового рівня.Повторяют цю операцію до того часу, поки весь матеріал з порцелянової чашки нічого очікувати переведений у склянку і після збовтування через100 з в шарі води від нульової лінії до позначки 2 див нічого очікувати зважених частинок. Таким шляхомотмучивают фракцію < 0, 01 мм. Фракцію діаметром < 0, 1 ммотмучивают, доливаючи воду рівня 10 див над нульової лінією і зливаючи її через 10 з післявзмучивания. У склянці залишається фракція від 0, 25 до 0, 1 мм. Її збирають, висушують і розсіюють на ситах. Дляотмучивания фракції < 0, 05 мм доливають в склянку чисту (дистилят) воду до позначки 2 див над нульової лінією, збовтують і через з зливають до нульової лінії. Операція триває до того часу, поки зазначеному2-сантиметровом шарі води через 10 з післявзмучивания нічого очікувати зважених частинок. Усіотмученние фракції, крім фракції 0, 01 мм, збирають, висушують, зважують й сподіваються відсотковий вміст, приймаючи узяту навішення в розмірі 5 р за 100 %. Фракцію < 0, 01 мм визначають по різниці міжнавеской та всіма зваженими фракціями чи шляхом вирахування зі ста % сумарного відсоткового змісту решти фракцій. Одержання фракції дрібніший від 0, 001 мм наводиться нижче.

Спосіб 2. При малих кількостях проб досить навішеннявоздушно-сухой глини масою 15– 35 р, якаразмачивается в порцелянової чашці дистильованої водою. Післяразмокания (від 2 до 24 год) вода злегкорастворимими солями зливається, доливається трохи свіжої води та глина розтирається до отримання густий однорідної суспензії. Далі суспензія перетворюється на скляну посуд (банку) місткістю 3–4 л і перемішується зигзагоподібними рухами.

Після добового відстоювання суспензії зливаються верхні 7 див, містять частки дрібніший від 0, 001 мм, чи через 6 год, якщо виділяють фракцію < 0, 005 мм. Що стосується осідання всієї суспензії через 24 год внаслідок коагуляції шар води над осілої глиною видаляється, знову додається чиста вода, суспензія збовтується і обстоюється.Взбалтивание ісливание повторюють до просвітліннясуспензий (повного видалення частинок < 1мкм).

Там, коли глинакоагулирует довго (вдається отримати стійкою суспензії після кількох видалень шару води над осілої глиною), щоб одержати стійкою суспензії додають аміак до появи слабкого запаху чи пірофосфат натрію. Проте досить 10–15 днів щоденних зливів верхнього шару, щоб уникнути використання хімічних речовин.

Після набуття кілька десятків літрів суспензії зазвичай перед дослідником виникає запитання про якнайшвидшому висушуванні глинистого матеріалу. Використовуючи природне випаровування, який мав би перевищувати 30–35оС, отримання тонких фракцій може затягтися невизначений час. Експериментальні роботи деяких дослідників [1] показали, що у водний розчин після багато часу сушіння з поглиненої комплексу глинистих мінералів певна кількість іонів натрію, кальцію, магнію вступає у розчин з допомогою легкорозчинних солей. Ця обставина викликає певне змінадифракционной картини, особливо тоді присутності глинистому речовинінабухающих мінералів. Звідси випливає, що слід скорочувати час обробки зразків водою й у виділення фракції застосовувати ефективніші методи проти звичайним випарюванням. Іншим колективом дослідників [2] проводилися роботи з спрощення способу відділення з суспензії твердої частини. Так, ними доведено незначна розчиненняалюмосиликатних глинистих мінералів соляної кислотою. Глини попередньо обробляються електролітом (>NaCl) дляпептизации суспензії. Обробка виготовляють фільтрі 5% розчиномNaCl із наступною промиванням дистильованої водою при контролі на присутність іонаCl азотнокислим сріблом. Потім суспензія коагулюється 2% HCl, потім фільтрується через паперовий фільтр і вдруге промивається розчиномNaCl. Більше досконалого й простого методу хімічного виділення глинистої фракції з суспензії нині не опубліковано.

>Високоеффективние прийоми виділеннятонкодисперсного матеріалу зі водної суспензії

>Электрофорез.Электрофоретическое збагачення, запропоноване М. У. Логвиненко й О. А. Лазаренка [3], нині вважається однією з прогресивних способів вилучення глинистого матеріалу зі суспензії. Стисло суть цього методу ось у чому.Диспергированние у питній воді глинисті частки є колоїдні системи та несуть у своїй поверхні негативні електричні заряди. У центрі постійного струму ці частки переміщаються до аноду, де розряджаються і глушаться. Використовуючи даний принцип, вчені розробили прилад, дозволяє протягом 5–10 хв виділити на електроді до 5 р глинистого речовини з суспензії [4].

Прилад складається з склянки ємністю 5 л, на розсувний кришці якого укріплені дваелектродних блоку (рис. 1).Анодний блок включає у собі верхню (2) і нижню (9) голівки, які з'єднані скляній трубкою (8). У корпусі верхньої голівки укріпленіелектроконтакт (1) й внутрішня соціальність трубка (8), в нижній кінець якої упаяний платиновий електрод (10). У корпусі голівки є отвори (12), службовці заповнення анодного простору блоку дистильованої водою і випуску газів, які виникають І. І. НікулінРис. 1. Схема приладу для прискореного осадження глинистих частинок. Примітка: 1 –електроконтакти; 2 – верхня голівка анодного блоку; 3 – катодний блок; 4 – кришка; 5 – електрод; 6 –целлофановая плівка; 7 – склянку; 8 – скляні трубки; 9 – нижня голівка анодного блоку; 10 – платиновий електрод; 11 –зажимное кільце; 12 – отвори для випуску газів при електролізі. Нижня голівка анодного блоку відокремлюєанодное простір від суспензії без розриву електричної ланцюга, яка досягається з допомогоюцеллофановой плівки (6), укріпленої в корпусі голівки з допомогоюзажимного кільця

(11). У катодному блоці, виготовленому з органічного скла, електродом служить спіраль знихромовой дроту діаметром 1 мм. Тут також катод простір відокремлена від суспензіїцеллофановой плівкою. У верхню частину катодного блоку є отвори для виходу газів і заповнення катодного простору дистильованої водою.

Після заповнення склянки суспензієюелектродние блоки заповнюють дистильованої водою і встановлюють на кришці приладу те щобцеллофановая плівка анодного блоку стала відстані 1, 5 див від дна судини, а плівка кожного блоку – поблизу дзеркала суспензії.

На електроди необхідно подавати напруга 300–400 У і струм 100мА. При таких параметрах струму приблизна швидкість осадження часток отримують за розміром < 0, 001 мм 3–4см/ч.

У простий конструкції (звичайний скляний склянку ємністю 3–5 л) при постійному струмі 100–120 У, 5 А можна використовуватиме анода свинець, а катода – мідь. Оптимальний відстань з-поміж них 15–20 мм. З відповідної навішення глинистої породи на дистильованої воді готується стійка суспензія обсягом до 1–2 л (залежно від величини установки). Через 1 год 20 хв верхні 10 див суспензії з розміром частинок < 0, 005 мм зливаються й закони використовують для електрофорезу. Щільність суспензії, яка вимірюєтьсяареометром, мусить бути щонайменше 1, 005–1, 010г/см3.Суспензия зливається в ванну, де попередньо встановлено електроди. Після декількох хвилин роботи з суспензії витягають анод і знімають із поверхні глину. Кілька мазків її поміщають на предметне скло і переглядають під мікроскопом на чистоту виділення.

Проблема використання електрофорезу криється у тому, що ні кожна лабораторія може це собі дозволити використовувати платинові електроди.Графитовие електроди відмовляються працювати у такої системи. І залишаються лише електроди з кольорових металів (міді чи свинцю), які впливають на глинисту суспензію вкрай згубно.

Як позначений, і з цим погодиться будь-який дослідник – що менше чинників впливає результат, тим чистіше вийдуть експеримент. Дотримуючись цього принципу, автор відпрацював дваекспресс-приема виділення фракції дрібніший від 0, 001 мм не залучаючи хімічних реактивів і підвищених температур, які впливаютькристаллохимические характеристики глинистих мінералів: примусова сушіння шляхомвидува іотжим з допомогою відцентровій центрифуги.

Примусова сушіння.Сушкой прийнято називати процес видалення вологи з матеріалів з допомогою випаровування. Зазвичай з літературних джерелам під оптимізацією процесу випаровування розумілося лише збільшення інтенсивності процесу сушіння зі збереженнямкристаллохимических характеристик глинистих мінералів. У простих умовах той процес здійснюється, якщо поверхні підводиться тепла і рахунок цього парціальний тиск водяної пари у поверхні більше їхпарциального тиску у довкіллі.Парциальное тиск лежить на поверхні можна створити в різний спосіб:конвекцией від нагрітого повітря, тепловим випромінюванням від нагрітих поверхонь,пропусканием через вологе тіло змінного електричного струму,кондукцией за безпосередньої зіткненні вологого тіла з нагрітої поверхнею та інші способами. Бо за сушінню для глинистої суспензії прийнятний вузький температурного режиму (не вище 30–35оС), то нами використовувався останній прийом. Замість температури на поверхню суспензії пропонується подавати не підвищену температуру, а потік фільтрованого повітря. Конструкція системи примусової сушіння без використання нагрівальних приладів дуже проста (рис. 2).

До центру накопичувального склянки згори подається потік повітря, який у виглядікондукции атмосферного повітря з поверхнею глинистоїсуспеси прискорять процесвисушивания ємності.Физико-механические умови ефективності даного прийому залежить від процесувлагопереноса – швидкості потоку і температури довкілля [5]. Додатковим умовою є постійна провітрювання приміщення. Цей прийом примусової сушіння дозволяє скоротити час виділення сухий фракції дрібніший від 0, 001 мм з суспензії до 1–2 днів.

Ще ефективним прийомом може бутиотжим часток отримують за розміром < 0, 001 мм з суспензії з допомогою високошвидкісної центрифуги.

>Отжим. Однією з поширених промислових способів поділу неоднорідних рідких систем є центрифугування, що здійснюється на спеціальних машинах – центрифугах. У центрифугах відбуваються процеси відстоювання і фільтрації на полі відцентрових сил, тому центрифуги – це як ефективні системи потреби ділити неодноріднихсуспензий [6]. Нині дуже багато різних конструкцій центрифуг. Усі вони поділяються за такими ознаками: технологічного призначенню, за способом проведення процесу (безперервні чи періодичні), по основному конструктивного ознакою, і навіть за способом вивантаження осаду з ротора центрифуги. Головними чинниками, визначальними вибір центрифуг і отримала показники його роботи, є властивості поділюваних середовищ, характерні кожному за окремого технологічного процесу. До цих чинникам ставляться:

-гранулометрический (дисперсний) склад твердої фази;

- в'язкість рідкої фази;

- щільність твердою і рідкої фази;

- концентрація суспензії;

- форма частинок.

За принципом дії нами пропонується використовувати «відстійний» тип центрифуги з відцентровим типом осадження [7]. Для відпрацювання прийому виділення глинистого матеріалу зі суспензії шляхом віджиму експлуатувалася високошвидкісна центрифуга з більший обсяг завантаженняОС-6М вітчизняних (рис. 3, а).

Найефективніший режим експлуатації з кутовимротором виробляється при наступних параметрах:Tср = +22 °З, N = 5500 об./хв.Ротор дозволяє завантажувати за сеанс вісім колб із загальним обсягом до 720 мл (рис. 3, б).Типоразмер колб обраний не випадково, т. до. дозволяє застосовувати поширені пластикові одноразові «чайні» ложки. З допомогою «чайних» ложок збирається з дна колбиотжатая від води глиниста фракція (рис. 3, в).

Швидкістьседиментации глинистих частинок (>) залежить від кутовий швидкості (>), ефективного радіуса ротораrефф (відстань від осі обертання) іседиментационних властивостей частинок.Седиментационние властивості частки характеризуються коефіцієнтомседиментации P.S і виражаються у одиницяхСведберга (>1S = 10-13 з). Величина P.S може коливатися в межах, тому час центрифугування досить розрахувати емпірично (зазвичайtср 15 хв). Після збору глинистої фракції на стерильну поверхню вона повинна переважноподсушиться якийсь час у кімнатних умовах зважування та перспективи подальшої упаковки в відповідну тару. Прозору воду з колб складають у інший

Страница 1 из 2 | Следующая страница

Схожі реферати:

Навігація