КОЛЛОИДНО-ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА БЕНТОНИТОВ ОРЕНБУРГСКОЙ ОБЛАСТИ
Рубрики: 2. ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ
Авторы:
1.
КНИТУ
2.
Казанский национальный исследовательский технологический университет
Тип:
Статья
Номер статьи:
Статус:
Опубликован
Получено:
04.08.2025
Одобрено:
07.08.2025
Опубликовано:
07.08.2025
Язык материала:
русский
Ключевые слова:
БЕНТОНИТ, СМЕКТИТ, МОНТМОРИЛЛОНИТ, БУРОВОЙ РАСТВОР, РЕОЛОГИЯ, МОДИФИЦИРОВАНИЕ
Аннотация (русский):
При оценке качества бентонита необходимо учитывать следующие его свойства: содержание бентонит-образующего минерала монтмориллонита или бейделлита; коллоидальность бентонита с образованием устойчивой во времени суспензии тонких гибких частиц, равномерно обволакивающих зерна рудного концентрата; тиксотропные свойства, определяемые соотношением реологических свойств в системе суспензия-гель; эффективная вязкость; термостойкость бентонита с возможностью сохранения связующих свойств на стадиях термической обработки до 5000С; набухаемость, как один из главнейших признаков, используемого при окомковании. В данной работе проведены исследования касающиеся изучения вещественного состава и реологии бентонитов Оренбурга для определения возможности использования в качестве глинопорошков для нефтехимической промышленности. Для определения вещественного (минералогического, химического) состава исходных компонентов и промежуточных продуктов модифицирования использовался метод рентгенографического количественного фазового анализа при помощи порошкового дифрактометра Адвин, определение катионно-обменной емкости с применением системы капиллярного электрофореза «Капель-205», а также титрование и гравиметрические методы. Для бентонитового глинистого сырья в программу испытаний согласно ГОСТ 25796.0-83 - ГОСТ 25796.5-83 «Сырье глинистое в производстве глинопорошков для буровых растворов. Методы испытаний» включаются: определение выхода глинистого раствора (ГОСТ 25796.1-83); определение показателей модифицируемости (ГОСТ 25796.5-83). Для проведения испытаний исходные глины подготовили до величины частиц не более 0,25 мм с остатком на сите № 01 не менее 80 %. По реологии, пробы, характеризуются невысоким выходом бурового раствора (менее 4,5 м3/т). Отмечено, что пробы имеют высокий показатель модифицируемости ПМ2 (более 130 град), что характеризует их как легко модифицируемые глины и позволяет отнести их к марке Б-9. Согласно проведенным аналитическим и технологическим испытаниям, бентониты характеризуются богатым содержанием монтмориллонитового компонента, более 50%. Высокая дисперсность и реологические свойства рекомендуют использование бентонита в качестве глинопорошков в нефтехимической отрасли. По показателям ПМ 1 и ПМ 2 следует отметить, что бентониты хорошо реагируют на модифицирование магнезитом, но недостаточно эффективно на модифицирование содой. Модификация бентонитов Оренбургской области каустическим магнезитом с последующей пластической механоактивацией, может улучшать их реологические свойства и использовать в качестве бентопорошков, что делает их более эффективными в различных промышленных применениях. Исходный бентонит характеризуется хорошей удельной поверхностью с мезопористой структурой и может быть использован в качестве сырья для производства адсорбентов без модифицирования. На основании проведенных исследований намечен определенный задел для дальнейших работ по разработке технологии производства модифицированных глинопорошков.
При оценке качества бентонита необходимо учитывать следующие его свойства: содержание бентонит-образующего минерала монтмориллонита или бейделлита; коллоидальность бентонита с образованием устойчивой во времени суспензии тонких гибких частиц, равномерно обволакивающих зерна рудного концентрата; тиксотропные свойства, определяемые соотношением реологических свойств в системе суспензия-гель; эффективная вязкость; термостойкость бентонита с возможностью сохранения связующих свойств на стадиях термической обработки до 5000С; набухаемость, как один из главнейших признаков, используемого при окомковании. В данной работе проведены исследования касающиеся изучения вещественного состава и реологии бентонитов Оренбурга для определения возможности использования в качестве глинопорошков для нефтехимической промышленности. Для определения вещественного (минералогического, химического) состава исходных компонентов и промежуточных продуктов модифицирования использовался метод рентгенографического количественного фазового анализа при помощи порошкового дифрактометра Адвин, определение катионно-обменной емкости с применением системы капиллярного электрофореза «Капель-205», а также титрование и гравиметрические методы. Для бентонитового глинистого сырья в программу испытаний согласно ГОСТ 25796.0-83 - ГОСТ 25796.5-83 «Сырье глинистое в производстве глинопорошков для буровых растворов. Методы испытаний» включаются: определение выхода глинистого раствора (ГОСТ 25796.1-83); определение показателей модифицируемости (ГОСТ 25796.5-83). Для проведения испытаний исходные глины подготовили до величины частиц не более 0,25 мм с остатком на сите № 01 не менее 80 %. По реологии, пробы, характеризуются невысоким выходом бурового раствора (менее 4,5 м3/т). Отмечено, что пробы имеют высокий показатель модифицируемости ПМ2 (более 130 град), что характеризует их как легко модифицируемые глины и позволяет отнести их к марке Б-9. Согласно проведенным аналитическим и технологическим испытаниям, бентониты характеризуются богатым содержанием монтмориллонитового компонента, более 50%. Высокая дисперсность и реологические свойства рекомендуют использование бентонита в качестве глинопорошков в нефтехимической отрасли. По показателям ПМ 1 и ПМ 2 следует отметить, что бентониты хорошо реагируют на модифицирование магнезитом, но недостаточно эффективно на модифицирование содой. Модификация бентонитов Оренбургской области каустическим магнезитом с последующей пластической механоактивацией, может улучшать их реологические свойства и использовать в качестве бентопорошков, что делает их более эффективными в различных промышленных применениях. Исходный бентонит характеризуется хорошей удельной поверхностью с мезопористой структурой и может быть использован в качестве сырья для производства адсорбентов без модифицирования. На основании проведенных исследований намечен определенный задел для дальнейших работ по разработке технологии производства модифицированных глинопорошков.
Ключевые слова:
БЕНТОНИТ, СМЕКТИТ, МОНТМОРИЛЛОНИТ, БУРОВОЙ РАСТВОР, РЕОЛОГИЯ, МОДИФИЦИРОВАНИЕ
БЕНТОНИТ, СМЕКТИТ, МОНТМОРИЛЛОНИТ, БУРОВОЙ РАСТВОР, РЕОЛОГИЯ, МОДИФИЦИРОВАНИЕ
