Что такое бентонит и антрацит?
Бентониты – это алюминиевые филлосиликатные глины, состоящие в основном из монтморилонита. Монтмориллионит является диоктахестраальным смектием и имеет кристаллическую структуру смешанной геометрии; восьмидесятилетная геометрия, зажатая между двумя слоями тетраэтральной геометрии. Na-бентонит является одним из наиболее распространенных, и ценится за его отек способности(2). Он происходит от вулканического пепла, который был отложен в морской среде. Бентонит кальция, наоборот, не высоко ценится за его отек свойства. Он получен из вулканического пепла, отложенного в пресноводных средах (D2). Структурная вода устраняется из бентонитов путем нагрева в диапазоне от 400 до 500 градусов по Цельсию. Отопление после 900 градусов меняет кристаллическую структуру полностью и необратимо. Бентонит считается гораздо более легко формованных и спекается по сравнению с каолин, который химически похож. Антрацит является одним из превосходных форм угля, широко доступны и с множеством применений, это недорогой и надежный материал.
Профиль пористости
Многие из применений бентонитской глины проистекают из ее уникального профиля пористости, т.е. она очень пористая. Уровни пористости тесно связаны с площадью поверхности, а площадь поверхности связана с тем, как адсорбентировать материал может быть. Адсорбция является физическое явление, где твердые "держится" на молекулы из газа или жидкого растворителя. Как правило, несмотря на конкретные свойства адсорбента, чем больше площадь поверхности, тем больше адсорбент может быть материал. Уголь в целом и антрацит в частности классифицируются как пористые материалы. Угли более низкого сорта описываются как макропористые, в то время как более высококачественные угли, такие как антрацит, характеризуются как преимущественно микропористые (3).
Бентонит для разливов
Бентонит нашел применение для обработки нефти (и других органических) отходов / разливов - он действует наряду с другими компонентами, как очень пористый материал, физически адсорбирования нефти и, таким образом, позволяет легко удаления через фильтрацию. Разливы нефти часто являются одними из наиболее опасных видов химического загрязнения в море и в водотоках, что является причиной гибели морских и растительных обитателей. Таким образом, необходимо использовать быстро развертываемые и высоконадежные методы удаления нефти и других органических загрязнителей из воды. Бентонитская глина играет главную роль в этих усилиях в качестве основного адсорбента. Бентонит может быть использован в одиночку, изменен (см. ниже) или рядом с антрацитом. Другие сорбенты для масла от удаления воды включают торф, стекловолокно и ионную смолу амбллита(4)
Бентонит-Антрацит для разливов нефти
Бентонит-антрацитовые смеси полезны для разделения и удаления масла, жирных веществ и плохо водорастворимых органических веществ из жидкостей.
Масло в эмульсиях масла-в-воде можно изолировать используя порошкообразные глины бентонита, с существенн увеличенной макро-масштабной площадью поверхности действуя в бесплатном методе к микро/нано-масштабной площади поверхности обеспеченной глиной бентонита сама (5). Активированный углерод, бентонит и отложенный антрацит были использованы вместе для обработки эмульсий в нефтяной промышленности. Исследования показали, что адсорбция ставки (и, следовательно, темпы удаления масла) увеличение с большим временем воздействия сорбента (6).
Смесь 30% бентонит и 70% угольной пыли (по весу) было показано, чтобы удалить нефть и тяжелые органические вещества из нефти / воды эмульсии при преобразованиях до 98%. Эффективность такого масштаба объясняется тем, что бентонит-антрацит является высокоорганофильным (7). Размеры частиц варьировались от 0,85 до 2,36 мм, в результате которого после набухания загрязняющими веществами можно легко отфильтровать. Часть механизма, с помощью которого бентонит является отличным сорбентом в этой бумаге опирается на замену натрия или кальция противопоставление азота в конце четвертичного амина - усиленный органофильный характер приведет к выраженному отеку в органических материалах (8), и, таким образом, можно сказать, что селективный для органических веществ, таких как сырая нефть , нефть и бензол. Антрацит имеет аналогичную плотность на бентонит в основной и имеет эффект замедления любого продвинутого поглощения в опухоль глины. Способность поглощать жидкости всех типов быстро уменьшается при высоких температурах (9). Для такого применения, бентонит-антрацит может быть добавлен в бассейн загрязненной воды, или загрязненная вода может быть передана через бентонит-антрацитовый фильтр.
Система фильтрации для удаления нефти и углеводородов из воды в судоходном секторе обеспечивает сброс безмассовой воды с помощью комбинированного торфяно-антрацитового бентонитового фильтра, который в целом является как гидрофобным, так и олеофильным в природе (10). Авторы патентов утверждают, что это выгодно в морской среде, так как фильтровые лепешки (загрязненные торф-антрацит-бентонит) могут быть сожжены для утилизации.
Жизнеспособность бентонита возникает из-за того, что он является отличным сорбентом(10). Сорбент в случае бентонита вращается вокруг положительного иона натрия (или кальция), заменяемого ионом аммония. Эта парадигма повышает органофилиситность, что делает ее идеальной для рекультивации разливов нефти. Исследования показали, что бентонит умеренно селективен для органических веществ, включая бензол (11). Антрацит обычно используется наряду с бентонитом, поскольку он хорошо смешивается и предотвращает любое поглощение, происходящее раньше, чем ожидалось. Кроме того, антрацит имеет аналогичную плотность навалом бентонита.
Исследование показало, что смесь бентонита и антрацита в соотношении 30:70 была эффективна при очистке нефтяных и водных эмульсий и синтетических масел почти на 100% эффективности - эти данные свидетельствуют о органофилисите бентонита и вышеупомянутом профиле пористости. К сожалению, абсорблятивность и способность к устранению разливов нефти и органических разливов отпадает, когда температура проходит 100 градусов по Цельсию (12).
Капитализация органофилливности является ключом к успешному развертыванию бентонита-антрацита. Как и простота использования. Типичные размеры частиц от 0,85 до 2,36 мм в предварительно распухлом состоянии означают, что бентонит-антрацит прост в обращении, тем более после набухания и полон загрязняющих веществ. Все, что требуется, это фильтрация исключения размера для удаления любого загрязняющего вещества. Антрацит-бентонит легко удаляется и сам по себе не токсичен.
Бентонит-антрацит для промышленного/горного загрязнения воды
Такие проблемы, как дренаж кислотных шахт, являются относительно распространенными и постоянными проблемами, с которыми сталкивается горнодобывающий сектор. Подземные воды вблизи одной угольной шахты в Нигерии дали положительный результат на концентрацию железа в ка. 1300 мг L-1 диапазон железа, при котором уровни токсичности является проблемой. Используя комбинированный угольный золу, антрацит и бентонитовый глиняный режим, эти уровни были значительно снижены (13). Другие загрязняющие вещества в кислотном дренаже мин могут включать ионы тяжелых металлов и сульфаты. Настройка в этой работе было позволить шахты дренажной воды, которые будут содержаться бентонит-уголь адсорбент барьер, удаление свыше 80% железа загрязняющих веществ. Сетка 8x30, 0,97 м2 г-1 бентонит-антрацит фильтр колонка была использована в промышленных потоков сточных вод для удаления тяжелых металлов, и, хотя фильтр не выполняет, а также дорогие цеолита "клиноптилолит" при удалении всех следов, он превзошел с точки зрения органического удаления из раствора в дополнение к металлам. Авторы предположили, что использование системы двойного фильтра, используя надежность, надежность и недорогой характер бентонита-антрацита, наряду с фильтром цеолита, может обеспечить максимальные преимущества (14).
Для общих установок фильтрации, добавление всего 10% бентонит глины по весу к традиционной песко-угольной смеси в фильтрационно-угольной колонке может быть эффективным при повышении фильтрации за счет использования повышенных уровней абсорбции в настоящее время глины-песчано-угольной системы. Сообщалось, что антрацит, присутствующий, отвечает за ограничение возможностей отеков глино-песчано-угольной смеси (15).
Модифицированные бентонитовые глины для нефтяных адсорбентов
Было показано, что несколько примеров модифицированного бентонита полезны в этой области. В одном исследовании использовалась радикальная полимеризация акриловой кислоты на гранулы На-бентонита при низкой загрузке. Авторы обнаружили, что сорбирование масляно-водяных смесей при температуре окружающей среды (колеблется от 10 до 21 градусов по Цельсию) заметно увеличилось на более высоком диапазоне (16). Глядя на более сложную систему, На-бентонит, акриловая кислота, монтморилонинит натрия и различные акриламидные связующим звенья были использованы для создания "суперабсорбентного" нанокомпозита (17) для воды и некоторых масел; с комбинированным содержанием глины и монморилонита на уровне около 80%. В то время как такой нанокомпозит отличается от предыдущего модифицированного примера Na-bentonite, значение абсорбции было установлено, что 1201 г/г нанокомпозита.
В соответствующем исследовании на каолин типа глины, а также алюминия, кислотная модификация такой глины было установлено, что причиной развития строго определенной пористой структуры с низкой механической прочностью. Поверхностные области ca. 29м 2 г-1 были достигнуты с порами размером 2-5 нм. Дальнейшее лечение этой кислотно-модифицированной глины с сильным основанием обеспечивается пористой глины с 20-40 нм пор (18). Эти данные свидетельствуют о том, что аналогичная обработка химически совместимой бентонитовой глины таким же образом позволит аналогичные результаты. Бентонитовые глины, модифицированные с диметил-ди (гидрогенизированным) сало (т.е. животным жиром), были показаны в жирных жидкостях для эффективного удаления ароматических остатков (19).
Из-за очевидных параллелей между сырой нефтью и водорастворимыми органическими растворителями (такими как бензол, циклохексан, дихлорметан и т.д.), пористость, предоставляемая бентонитом, была применена в качестве адсорбента в этих случаях (20).
Для отправки комментария необходимо войти на сайт.