Міністерства освіти і науки України,

кафедра хімічної інженерії, доцент

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальнiсть теми. Бентоніти знаходять широке застосування в різних галузях промисловості та в сільському господарстві внаслідок своїх унікальних адсорбційних властивостей та значних запасів в надрах України (Дашуківське родовище - 104,7 млн.т., Горбське родовище- 6,8 млн.т, Ільницьке родовище - 1,2 млн.т.). Бентоніти цих родовищ відрізняються за своїм хімічним та мінералогічним складом і фізико - хімічними властивостями, тому мають різні області застосування. Але досить часто для використання бентонітів у технологічних цілях необхідне їх фізичне та хімічне модифікування. Фізичне модифікування (сушіння, помел, класифікація) забезпечує умови застосування продукту у виробничих технологіях - однорідність за хімічним та дисперсним складом та необхідний вологовміст. Ціллю хімічного модифікування є зміна адсорбційних властивостей бентоніту з ціллю досягнення максимальної адсорбційної ємності відносно певного, конкретного виду забрудника, для очищення від якого планується використовувати бентоніт. Найчастіше таким видом модифікування є кислотна або лужна активація. Лужно активовані бентоніти застосовуються для приготування бурових розчинів та формувальних сумішей, в технології збагачення залізних руд, для очищення вина та пива. Найбільш перспективними областями застосування активованих бентонітів є очищення харчової олії та маргари ну (з ціллю отримання високоякісного конкурентноздатного на світовому ринку продукту), очищення стоків від забрудників, кондиціювання питної води.

На даний час на Україні не існує виробництва активованого кислотою бентоніту, який використовується для отримання високоякісних олії та маргарину. Для цих цілей використовуються активовані бентоніти зарубіжних виробників (так звані “відбільні землі”). В деяких випадках як сировину для активації зарубіжні виробники (Польща, завод “Сяркополь” в м.Тарнобжег) використовують бентоніти українських родовищ. Тому дослідження процесу модифікування бентоніту сульфатною кислотою, встановлення оптимальних параметрів реалізації цього процесу, розроблення на основі цих знань технології вітчизняного виробництва активованого бентоніту та впровадження цього виробництва є завданням вчасним та актуальним. Важливим аспектом, який підтверджує актуальність роботи, є використання в технологічній схемі виробництва активованого бентоніту суміщення процесів диспергації бентоніту та його кислотної активації (процес в реакторі з мішалкою) та суміщення процесу мокрого помелу та активації бентоніту (процес в корозійнозахищеному кульовому млині). Суміщення цих процесів дозволяє отримувати високоякісний, однорідний за властивостями адсорбент вітчизняного виробництва за умови мінімальних енергетичних затрат. Важливим є можливість використання адсорбенту не тільки в технології виробництва олії, але і в цілому ряді природоохоронних технологій (очищення стоків та технічної води від іонів амонію). бетоніт модифікація забрудник активація

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась згідно з планом науково-дослідницької роботи кафедри “Екологія та охорона навколишнього середовища” Національного університету “Львівська політехніка” з проблеми “Екологічно чиста енергетика та ресурсозберігаючі технології” згідно з науково-технічною програмою Міністерства освіти України, № держреєстрації 0194 U 029586.

Мета і задачі дослідження: Дослідити процес хімічної модифікації бентонітів та встановити ступінь інтенсифікації процесу у випадку суміщення в одному апараті - корозійнозахищеному кульому млині стадій мокрого помелу та кислотної активації.

Для досягнення зазначеної мети необхідно було вирішити такі завдання:

Дослідити хімічний та мінералогічний склад бентоніту Ільницького родовища, а також його здатність до кислотної активації.

Розробити методики експрес - аналізу ступеня активації бентоніту.

Дослідити вплив режимних параметрів процесу (температура, гідродинамічний режим, початкова концентрація кислоти) на кінетику активації.

Розробити математичну модель активації бентоніту в реакторі з мішалкою, перевірити її адекватність реальному процесу та встановити значення кінетичних коефіцієнтів.

Дослідити процес сумісного помелу та хімічної активації бентонітів.

Створити математичну модель сумісного мокрого розмелу та хімічної активації бентонітів, перевірити її адекватність реальному процесу та встановити значення кінетичних коефіцієнтів.

Дослідити процес модифікації бентонітів забрудниками в технологіях очищення рідких середовищ.

Об'єкт дослідження: бентоніт Ільницького родовища.

Предмет дослідження: процес модифікування бентонітів кислотою (з ціллю отримання ефективного адсорбенту для очищення олії) та іонами амонію (з ціллю реалізації природоохоронних технологій).

Методи досліджень: Аналіз хімічного складу бентоніту проводили з використанням рентгенофлоуресцентного методу, мінеральний склад бентоніту досліджували методом ренгено-фазового аналізу, термічну стійкість мінералу - з допомогою диференційно-термічного методу, дисперсний склад готового продукту - з допомогю фотосидементографічного методу. Для аналізу даних експериментальних досліджень використовували хімічні методи аналізу за відомими методиками, адаптованими до умов експериментів. Теоретичні розрахунки та обробку експериментальних даних виконували за допомогою комп'ютерної техніки, що в сукупності із згаданими методами аналізу дало можливість обгрунтувати основні теоретичні положення та висновки.

Наукова новизна одержаних результатів. В результаті досліджень кислотної активації бентонітів Ільницького родовища вперше отримано та сформульовано такі результати:

комплексом фізико-хімічних методів встановлено хімічний та мінералогічний склад бентоніту Ільницького родовища, а також його здатність до кислотної активації;

розроблена методика експерс - аналізу ступеня розкладу бентоніту в результаті кислотної активації на основі встановленої лінійної залежності його від ступеня видалення іонів Fe³⁺.

встановлено основні кінетичні закономірності активації бентонітів в апараті з мішалкою та вплив на кінетику процесу його режимних параметрів (температури, гідродинамічного режиму, початкової концентрації кислоти);

розроблено математичну модель кислотної активації бентонітів в апараті з мішалкою та доведена адекватність цієї моделі реальному процесу;

встановлено, що процес активації бентонітів інтенсифікується у випадку суміщення процесів активації та мокрого розмелу, (у порівнянні з реалізацією процесу в реакторі з мішалкою), що викликано активним створенням нових поверхонь масообміну та реалізації активації на цих поверхнях;

розроблено математичну модель сумісного мокрого помелу та активації бентоніту та доведена її адекватність реальному процесу;

досліджено кінетику процесу адсорбції забрудників харчової олії та іонів амонію промислових стоків та технічної води модифікованими бентонітами.

Практичне значення одержаних результатів: Аналіз даних експериментальних та напівпромислових випробувань дозволив досягти таких практичних результатів:

вперше запропоновано та випробувано для процесу кислотної активації бентоніту енергобережний метод суміщення процесів мокрого помелу та активації в одному апараті - корозійнозахищеному кульовому млині;

розроблено принципові технологічні схеми промислових установок для одержання активованих бентонітів в реакторі з мішалкою та активації в корозійнозахищеному кульовому млині;

проведена апробація технології сумісного мокрого помелу та активації бентонітів на промисловій установці;

дані теоретичних та експериментальних досліджень передано в проектну частину ВАТ “ГІРХІМПРОМ” для проектування промислової установки, що підтверджується відповідним актом;

Особистий внесок здобувача. Полягає в проведенні експериментальних досліджень, обробці отриманих результатів та їх аналізі; встановленні кінетичних залежностей та теоретичних засад кислотної активації бентоніту для різних умов реалізації процесу; впровадженні результатів роботи в виробництво; формулюванні основних положень та висновків. Постановка задач та їх обговорення проводились під керівництвом д.т.н., проф. Мальованого М.С. Особистий внесок здобувача в наукові роботи: вивчено кінетику процесу хімічного модифікування бентонітів, встановлено вплив режимних параметрів [1, 2, 11, 12]; розроблено методику експрес-аналізу ступеня розкладу бентоніту [4, 10]; лабораторні дослідження сумісного помелу та активації, аналіз результатів, обробка експериментальних даних [6, 13, 16]; експериментальні дослідження сорбції іонів амонію, аналіз результатів, обробка експериментальних результатів [3, 5, 8, 15]; математичні моделі досліджуваних процесів, перевірка моделей на адекватність [1, 2, 11, 12]; застосування модифікованих сорбентів для очищення олії у природоохоронних технологіях [7, 14];

Апробація результатів роботи. Матеріали дисертації доповідались та обговорювались на конференціях: Х Міжнародній конференції “Вдосконалення процесів та апаратів хімічних та харчових виробництв” (Львів, 1999); -XLII Yjazdе naukowym Polskiego towarzystwa chemicznego i stowarzyszeinzynierow i technikow przemyslu chemicznego (Rzeszow, 1999); Науково - технічній конференції ”Використання відходів виробництва” (Жобрин, 1999); Другій міжнародній науково-практичній конференції “Проблеми економії енергії” (Львів, 1999); Міжнародній науково-практичній конференції “Региональные проблемы энергосбережения в производстве и потреблении энергии” (Київ, 1999); Науково-технічній конференції “Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов” (Щелкино, 2000); Третій міжнародній науково-практичній конференції “Проблеми економії енергії” (Львів, 2000); -Mikrozanieczyszczenia w srodowisku w swietle przepisow unii europejskiej (Ustron, 2000); Науково-технічній конференції “Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов” (Щелкино, 2001); Міжнародній науково - практичній конференції “Современные проблемы химической технологии неорганических веществ” (Одеса, 2001); XV Українській конференції з неорганічної хімії за міжнародною участю (Київ, 2001); Науково-технічній конференції “Надра-2002” (Одеса, 2002).

Публiкацiї. За матеріалами дисертації опубліковано 6 статей у фахових виданнях та 10 тез доповідей на конференціях.

Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота складається з вступу, 4 розділів, висновків, списку використаної літератури та додатків. Матеріали дисертаційної роботи викладено на 147 стор. машинописного тексту, ілюстровано 36 рисунками, текст містить 9 таблиць, у бібліографії наведено 133 літературних джерела, дисертація містить 8 додатків.

У вступі обгрунтована актуальність роботи, визначена основна мета та завдання, які потрібно вирішити для досягнення поставленої мети, перераховано основні положення й закономірності, отримані автором, що мають наукову та практичну цінність.

В першому розділі “Огляд джерел інформації” розглянуто властивості та області застосування природних бентонітів. Проведений аналіз процесів хімічного модифікування бентонітів. Для напрямку активування (хімічної руйнації структури) бентоніту приведені теоретичні залежності, які описують процес. Розглянуті основні закономірності адсорбції на природних та модифікованих бентонітах. Проаналізовано вид основних ізотерм адсорбції, досліджена термодинаміка, кінетика та динаміка сорбції кисневмісних органічних речовин та азотовмісних речовин з монтморилонітом.

Приведені теоретичні основи дрібнодисперсного подрібнення твердих матеріалів. Проведений аналіз особливостей подрібнення в різних типах розмельних апаратів, та вигляду функції, що визначає модель розмелу для цих апаратів.

Особливу увагу приділено аналізу кінетики процесів подрібнення, суміщених з масообмінними процесами. Показано, що суміщення декількох процесів в одному апараті є дійовим методом забезпечення ідентифікації процесів, що суміщаються, та значним резервом економії енергії. Перспективність суміщення ряду масообмінних процесів з розмелом обумовлюється тим, що під час їх реалізації досить часто змінюється внутрішня структура та фізико - механічні властивості частинок матеріалу, внаслідок чого інтенсифікується розмел. В свою чергу, внаслідок розмелу збільшується поверхня масообміну, що призводить до інтенсифікації масообмінних процесів.

На основі проведеного літературного огляду вибрано основні напрямки досліджень.

Другий розділ “Загальна методика та основні напрямки досліджень” присвячено аналізу сировинних матеріалів, які застосовувались в дослідженнях, а також розробленню методик дисертаційних досліджень та фізико-хімічних аналізів.

Розроблена фізична модель кислотної активації бентонітів, яка грунтується на відомій інформації про особливості взаємодії кислоти з структурою бентоніту, особливості адсорбції на бентоніті забрудників, від яких проводиться очищення досліджуваних середовищ, та загальних уявленнях про фізичну природу цих процесів.

Приведена характеристика Ільницького родовища бентоніту, руда якого використовувалась для досліджень. Освітлена інформація про запаси бентоніту та особливості локалізації їх в границях родовища. Проведені всесторонні дослідження властивостей та особливостей будови бентонітів Ільницького родовища, які включали дослідження хімічного складу природного та активованого кислотою бентоніту, рентгено-фазовий та диференційно - термічний аналіз бентоніту.

Розроблено методику експрес - аналізу ступеня руйнування Ільницького монтморилоніту в процесі кислотної активації, яка основана на кореляції ступеня руйнування і вмісту іонів Fe³⁺ в бентоніті (рис.1). Задовільні статистичні оцінки лінеаризації (коефіцієнт кореляції склав 0,9172) дозволяють використовувати розроблену методику для оцінки ступеня розкладу (а отже і ступеня активації) бентоніту. Оскільки за такого підходу для аналізу ефективності кислотної активації необхідно визначення вмісту іонів Fe³⁺ в розчині, в якому проходить активація, то у 2 розділі проведено адаптацію такої методики до умов визначення вмісту Fe³⁺.

Розроблена методика досліджень процесу кислотної активації Ільницького монтморилоніту, яка включала дослідження процесу активації в реакторі з мішалкою, а також дослідження сумісного помелу та активації бентоніту в корозійнозахищеному кульовому млині.

Дисперсний склад активованого бентоніту, отриманого в реакторі з мішалкою та в кульовому млині, аналізувався на фотосидементографі “FRITSCH-ANALIZETTE-20”.

В третьому розділі “Дослідження кінетики активування бентонітів розчином сульфатної кислоти” проведено аналіз механізму кислотної активації бентонітів, досліджено вплив режимних параметрів (гідродинаміки, температури, початкової концентрації сульфатної кислоти) на процес активації бентоніту в реакторі з мішалкою. Розроблена математична модель активації в реакторі з мішалкою та доведена її адекватність реальному процесу та розраховані кінетичні коефіцієнти процесу. Для кінетичних залежностей процесу активації бентонітів розчином сульфатної кислоти в реакторі з мішалкою побудовані лінії тренду. Досліджений процес сумісної активації бентонітів розчином сульфатної кислоти та помелу в кульовому млині. Розроблена математична модель цього процесу та доведена її адекватність реальному процесу. Встановлений дисперсний склад готового продукту, отриманого різними методами.

В результаті аналізу механізму кислотної активації встановлено, Таким чином, в результаті проведеного аналізу механізму встановлено, що процес кислотної активації бентонітів супроводжується розчиненням із структури монтморилоніту певних компонентів, а також зміною фізичного стану частинок бентоніту (диспергування, злущування). Оскільки в літературі не існує інформації щодо закономірностей зміни поверхні розчинення в процесі активації та одночасно для такого складного способу зміни фізико-хімічного стану частинки бентоніту в процесі кислотної активації неможливо створити достатньо просту фізичну модель, для створення математичної моделі процесу закон зміни поверхні розчинення доцільно апроксимувати однією із відомих математичних функцій.

Ціллю досліджень процесу модифікування бентонітів розчином сульфатної кислоти в апараті з мішалкою було встановлення впливу режимних параметрів процесу (температури, гідродинамічного режиму в апараті з мішалкою, початкової концентрації сульфатної кислоти) на кінетику процесу. Постійним для всіх експериментів був вибір матеріалу досліджень - Ільницького бентоніту фракції +1-3 мм. Досліджувалась стадія сумісного розмучування та активації бентоніту в розчині сульфатної кислоти, оскільки в ході попередніх досліджень було встановлено, що для Ільницького бентоніту внаслідок його фізико-хімічних властивостей нема потреби організовувати окрему стадію розмучування руди у великій кількості води.

Дослідження кінетики активації бентонітів розчином сульфатної кислоти проводились для 3 значень температур: 60^оС, 75^оС та 90^оС і трьох значень окружної швидкості мішалки: 1,6, 4,2 та 5,8 1/с. Досліджувалась можливість активації за умови початкової концентрації кислоти 10%, 15% та 25%.

На рис.2 представлена кінетика активації бентоніту за умови окружної швидкості мішалки 5,8 1/с і початкової концентрації кислоти 25%. Аналіз отриманих експериментальних даних дозволяє зробити допущення, про те, що кінетика процесу лімітується як швидкістю реакцій, що супроводжують процес активації бентоніту, так і дифузією, тобто процес лежить в змішаній області. Завдяки накладанню двох стадій (розмучування та активації) та складного вза-ємозв'язку між цими ста-діями залежність кінетики від температури да гідродинамічної обстановки досить складна. Дослідження також показали, що за умови застосування сульфатної кислоти з початковою концентрацією 10% та 15% не вдається досягти необхідного ступеня розкладу бентоніту. Тому в подальшому для активації бентонітів використовувалась сірчана кислоти 25% концентрації.

Математична модель процесу будувалось шляхом сумісного розв'язку

(1),

рівняння матеріального балансу

(2)

та прийнятої апріорі апроксимації зміни поверхні масообміну внаслідок переходу частини Fe₂O₃ в розчин і внаслідок цього “очищення” частини поверхні від сполук заліза та “розмучнення” частинок бентоніту.

(3)

Кінцеве рівняння має вигляд

(4)

; (5)

У відповідності х рівнянням (4), між комплексом В та повинна існувати лінійна залежність(за виключенням координати 0; 0, в якій функція не існує).

Для перевірки цього проводилась ідентифікація дослідних даних розробленій математичній моделі. Перевірка адекватності моделі, а також встановлені на основі розрахунків значення кінетичних коефіцієнтів приведені в табл.1.

Таблиця 1.

Значення коефіцієнтів детермінації та кінетичних коефіцієнтів

Залежність для окружної швидкості мішалки 5,8 1/с і початкової концентрації кислоти 25% приведена на рис.3.

Як видно із рис.3 та табл.1, між величинами В та дійсно існує лінійна залежність, що дає можливість використовувати значення визначених кінетичних коефіцієнтів (табл.1) для розрахунків реальних процесів.

Представляє інтерес аналіз залежності кінетичного коефіцієнта зміни поверхні контакту фаз від температури. Така залежність побудована на рис.4.

Як видно із рисунку, цей коефіцієнт практично не залежить від гідродинамічної обстановки (швид-кості руху мішалки), його значення зменшується із збільшенням температури реалізації процесу.

Оскільки перевірка адекватності математичної моделі реальному підтвердила цю адекватність, можемо вважати що прийнята нами залежність зміни поверхні контакту фаз в процесі кислотної активації з достатнім ступенем точності відображає процес, а отже отримані значення коефіцієнта зміни поверхні контакту фаз коректні.

Отримані експериментальні дані перетворювались згідно залежностей розробленої математичної моделі і на отриманих значеннях з допомогою програми “Microsoft Excel” будувалась лінія тренду полінома 2 ступеня, оскільки згідно з рівняннями (4 - 5) між lnA і повинна існувати біномінальна залежність 2 ступеня. Розраховані значення коефіцієнтів детермінації для побудованих ліній тренду підтвердили значущість апроксимацій.

Для дослідження сумісної активації бентонітів та помелу в кульовому млині використовувався бентоніт Ільницького родовища фракції +1-3 мм в кількості 25 г та розчин сульфатної кислоти 25% концентрації в кількості 1 л. Температура досліду склала 70^оС. Коефіцієнт заповнення фарфорового кульового млина склав 20%., Окружна швидкість барабана - 0,5 об/c.

Результати експериментів представлені на рис.5. Як видно із рис.5, процес кислотної активації в млині проходить значно інтенсивніше, ніж в реакторі з мішалкою. Ймовірно це пов'язано із постійним оновленням поверхні активації, зменшенням частки дифузійних процесів та відділенням в процесі помелу домішок, які екранують поверхню активації. Процес значно інтенсифікується, в зв'язку з чим постає можливість реалізації його за значно нижчих температур, за яких неможлива реалізація процесу в умовах перемішування за умови температури 75^оС.

Разом з тим, немає потреби ще більше інтенсифікувати процес сумісного помелу та активації бентоніту в корозійнозахищеному кульовому млині шляхом підвищення температури чи збільшенні обертів млина, оскільки це пов'язано із додатковими енергетичними затратами.

Кінетика процесу вилуговування оксиду заліза із бентоніту розчином сірчаної кислоти може бути описана рівнянням (1). За допущення про кулеподібну форму частинок бентоніту і використання як функції зміни діаметру частинки основного рівняння кінетики помелу

(6),

а також використовуючи для отримання кінцевого рішення рівняння матеріального балансу

(7),

(8),

отримаємо кінцеве рівняння

(9),

; ;

(10),

Згідно залежності (9), між lnA та F() повинна існувати лінійна залежність. У випадку, коли відомий кінетичний коефіцієнт помелу , використовуючи цю залежність можна було б визначити комплексний кінетичний коефіцієнт процесу K, значення якого можна використати для кінетичних розрахунків процесу. Однак, встановити експериментально коефіцієнт є досить складним завданням. Тому для перевірки адекватності моделі реальному процесу використовували значення кінетичного коефіцієнту помелу , встановленого іншими дослідниками для аналогічних систем. Виходячи з цього для аналізу даних досліджень прийнято значення = 0,5 1/год (0,00014 1/с). Для перевірки адекватності розробленої математичної моделі реальному процесу, використовувались експериментальні дані, представлені на рис. 5, які перетворювались у відповідності з рівняннями (9-10). Дані перетворень у вигляді залежності (9) представлені на рис.6.

Як видно із рис.6 між функціями lnA і F() дійсно існує лінійна залежність для перевірки цього положення з допомогою програми “EXCEL” оцінювалась ступінь реалізації залежності. Було встановлено, що коефіцієнт детермінації лінійної апроксимації, представленої на рис.6 становить 0,999, що дозволяє стверджувати про значимість апроксимації та адекватність математичної моделі реальному процесу. Разом з тим це дає можливість визначити комплексний кінетичний коефіцієнт процесу К, значення якого чисельно рівне тангенсу кута нахилу прямої, представленої на рис.6, до осі х. Значення коефіцієнта лінійної визначено із допомогою програми “EXCEL”. К = 142,04. Таким чином, розроблена математична модель може бути використана для прогнозування реального процесу в виробничих умовах. Знаючи значення комплексного кінетичного коефіцієнту процесу та задаючись орієнтовним значенням коефіцієнту кінетики помелу бентоніту в корозійнозахищеному кульовому млині, можна проводити розрахунки кінетики процесу.

Аналіз представлених на рис.6 експериментальних даних дає можливість зупинитись на досліджених режимах сумісної активації та помелу і рекомендувати їх для виробничого процесу, оскільки подальша інтенсифікація цього процесу приведе до підвищених енергетичних затрат на його реалізацію, ускладнення конструкції корозійного захисту обладнання.

Аналіз седиментограм готового продукту, отриманого шляхом активації бентоніту в реакторі з мішалкою та в кульовому млині дозволяє стверджувати про більш якісний склад продукту, отриманого в шаровому млині.

Четвертий розділ “Розроблення технологічної схеми активації бентонітів та дослідження аспектів застосування активованого бентоніту в технологіях очищення рідин від забруднювачів” присвячено аналізу існуючої технології кислотної активації бентонітів та розробленню технологій активації в реакторі з мішалкою та реакційнозахищеному кульовому млині. Описано результати дослідно-промислової апробації технології кислотної активації бентоніту. Розглянуті аспекти застосування бентонітів для очищення рідин від забруднювачів (очищення рослинної олії, очищення питної води від іонів амонію, адсорбція іонів амонію із амонійвмісних відходів). Проаналізовані можливі варіанти використання відпрацьованих адсорбентів. Проведена техніко-економічна оцінка ефективності впровадження розробленої технології активації бентонітів.

Попередніми дослідженнями доведено, що найбільш перспективним є активація бентонітів у корозійнозахищеному кульовому млині за умови суміщення процесів кислотної активації та мокрого помелу. Принципова технологічна схема активації бентоніту в корозійнозахищеному кульовому млині представлена на рис.7.

Згідно із технологічною схемою, сірчана кислота 98% концентрації подається на установку в спеціальних корозійнозахищених залізничних цистернах (позиція 1). Із цистерни 1 для кожної партії бентоніту, яка підлягає активації, певна порція кислоти лінією L-1 з допомогою насоса подається в змішувач 2. В змішувач 2 лінією L-2 подається також певна кількість води для досягнення робочої концентрації кислоти для активації, яка складає 25% (як визначено попередніми дослідженнями). Після гомогенізації кислота лінією L-3 завантажується в корозійнозахищений кульовий млин (позиція 5).

Бентоніти, які зберігаються в бункері 3, шнековим дозатором 4 подаються в визначеній кількості також на завантаження в кульовий млин 5 (лінія L-4).

В кульовому млині 5 відбувається процес сумісного помелу та активації бентоніту. Після закінчення процесу активації кислото - бентонітова суміш подається розділення на фільтр 6. Після фільтрації на фільтр для промивки від кислоти додатково подається промивна вода лінією L-6. Промивка здійснюється в декілька стадій і закінчується після досягнення нейтральної реакції в потоці на виході із фільтра.

Відфільтрований і промитий активований бентоніт лінією L-7 подається в сушарку 7 (звичайно на технологіях приготування активованого бентоніту застосовують камерні сушарки). Висушений продукт поступає лінією L-8 на пакувальну машину, а звідти - лінією L-9 споживачу.

Відпрацьована кислота, а також промивна вода із фільтра 6 лінією L-10 поступають в збірник 9. Із збірника 9 лінією L-11 кислотні стоки насосом 10 направляються на нейтралізацію на станцію нейтралізації. Нейтралізація здійснюєть шляхом взаємодії кислих розчинів з вапном.

Дослідно-промислова апробація технології кислотної активації бентонітів проводилась на тимчасовій технологічній схемі ТзОВ “Реагент”, м. Новий Розділ. Аналіз даних апробації технології показав, що технологія життєздатна і може бути рекомендована для промислового використання. А отримані у споживачів позитивні висновки щодо якості готового продукту дозволяють стверджувати про перспективність впровадження технології. Результати дисертаційної роботи передані в ВАТ “Інститут гірничохімічної промисловості” для розроблення вихідних даних на проектування промислової установки активації бентоніту.

Перспективною областю застосування активованого бентоніту є відбілювання олії та видалення з неї вологи в процесі рафінації. Як видно із табл.2, для Іршаського активованого монтморилоніту властиві показники, які перевищують закордонні аналоги, що дозволяє стверджувати про перспективність застосування активованого бентоніту за розробленою технологією в промисловому масштабі.

Таблиця 2.

Показники якості соняшникової олії, очищеної на різних видах сорбентів

Дослідженнями показана перспективність застосування активованих бентонітів для очищення промислових стоків та питної води від іонів амонію.

ВИСНОВКИ