Выбор оптимальной технологии переработки природных Fe-Mg-алюмосиликатов как сырья для получения пигментов, сорбентов и удобрений (90,00 руб.)

Стр.3

Стр.4

ВВЕДЕНИЕ Актуальность темы В производстве неорганических продуктов (сорбентов, пигментов, удобрений, строительных материалов, красок и др.) используются природные силикаты. Среди них можно выделить железомагниевые алюмосиликаты (глауконитсодержащие породы), которые относятся к группе слоистых силикатов с общей кристаллохимической формулой K<1(Fe3+, Fe2+, Al, Mg)2-3[Si3(Si, Al)O10] [OH]2·nH2O. Глауконитсодержащие породы (глины, пески) относятся к числу тех неорганических природных объектов, интерес к изучению которых со временем не ослабевает. Причины этого, заключаются, прежде всего, в многообразии их технологических свойств. Полезные свойства Fe-Mg- алюмосиликатов выявлены в России относительно давно (в начале ХIХ века), однако к настоящему времени эти природные образования нашли применение, главным образом, как пигментное сырье зеленого цвета. В промышленных технологиях (сорбенты, наполнители) и в сельском хозяйстве (минеральные удобрения, кормовые добавки для животных и птиц) они почти не используются, хотя вследствие своей распространенности и широкого спектра полезных свойств могут дать весьма значительный эффект. Благодаря своим химическим и физико-механическим свойствам (наличию красящих оксидов, активных катионов калия, слоистой структуре, высокой дисперсности, пористости, ионообменной способности, водостойкости и др.) Fe-Mg-алюмосиликаты представляют собой ценное промышленное сырье многоцелевого назначения. Вместе с тем остаются нерешенными вопросы изучения технологических свойств и оценки качества этого класса природных алюмосиликатов, целесообразности применения тех или иных технологий для получения неорганических продуктов. Для успешного внедрения Fe-Mg-алюмосиликатов в различных отраслях промышленности необходимо детальное изучение их текстурно-структурных характеристик, а также поиск путей повышения полезных свойств современными технологическими приемами. Изучение Fe-Mg-алюмосиликатов комплексом современных методов позволяет выявить показатели, влияющие на технологии их переработки и определить оптимальные направления использования этого ценного вида минерального сырья. Все это обуславливает научную актуальность и значимость решения поставленных в данной работе задач. Цель работы. На основе детального изучения структурных и кристаллохимических особенностей природных слоистых Fe-Mg алюмосиликатов, дать физико-химическое обоснование выбора рациональной технологии их 3

Стр.3

переработки, как сырья для получения пигментов, сорбентов и минеральных удобрений. Научная новизна. - Впервые комплексом химических, физических и физико-химических методов научно обоснован и экспериментально осуществлен выбор наиболее оптимальной технологии переработки природных Fe-Mg алюмосиликатов - метод двухстадийной сухой электромагнитной сепарации с использованием нестандартных механических процессов изменения формы сырьевых минералов. Для увеличения сорбционных и хромофорных свойств Fe-Mg-алюмосиликатов в схему включаются стадии химической и термической активации; - Впервые проведено исследование и сопоставление свойств природных Fe-Mg-алюмосиликатов, различающихся по элементному и фазовому составам, структурным характеристикам, слагающих их минеральных фаз и проявлению полезных технологических свойств; - Выявлена взаимосвязь между химическим составом, структурными особенностями, текстурными характеристиками и технологическими параметрами Fe-Mg-алюмосиликатов. Установлено, что наиболее важными параметрами, влияющими на технологию их переработки, являются соотношение Fe3+/Fe2+ и «инверсия» заселенностей ионов Fe3+ по цис- и транс октаэдрическим позициям в кристаллической структуре; - Впервые методом БЭТ (низкотемпературной адсорбции азота при 770 К) изучены текстурные характеристики Fe-Mg алюмосиликатов (на примере глауконитов) и продуктов их технологического передела. Установлено, что при химической активации Fe-Mg алюмосиликатов в среднем на 20 % увеличивается суммарный объем пор, удельная поверхность и пористость увеличивается в два раза. - По разработанной технологии получены: пигменты с показателем маслоемкости в среднем 24-26 г/на100г продукта, сорбенты с сорбционной емкостью по нефтепродуктам от 3 до 5,2 кг на 1 кг сорбента (в зависимости от вида нефтепродукта), минеральные удобрения смешанного состава с массовой долей питательных веществ (калий; фосфор) не менее 3 % и характеризующиеся сбалансированным содержанием микроэлементов (Mn, Cu, Co, Ni, B и др.). На защиту выносятся: • методологический подход к комплексному исследованию особенностей состава, структуры и текстурных показателей природных Fe-Mgалюмосиликатов, как сырья для получения неорганических продуктов; • система факторов и критериев, определяющих полезные свойства природных Fe-Mg алюмосиликатов, служащих основой выбора оптимальных режимов технологий переработки с целью получения неорганических про4

Стр.4