Главная страница \ Статьи                        \ in english
02.10.2008

Получение и свойства гранулированных сорбентов. На основе природных алюмосиликатов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.


ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Современная радиоэкологическая обстановка на территории Уральского региона обусловлена многолетней деятельностью предприятий ядерного топливного цикла, последствиями радиационных аварий и катастроф на производственных объектах, подземных ядерных взрывов и захоронений радиоактивных отходов, накопленных в результате осуществления военных программ. Радиоактивному загрязнению подверглись все компоненты окружающей среды, включая искусственные водохранилища и естественные водоемы в зоне влияния предприятий ЯТЦ. Основными радионуклидами, определяющими радиоактивное загрязнение водных объектов, являются долгоживущие 90Sr и 137Cs. Через грунты дна водоемов радионуклиды с фильтрационными водами поступают в подземный водоносный горизонт, что может привести к выходу радионуклидов на поверхность и загрязнению открытой гидрографической сети.

Для исключения или уменьшения радиационного воздействия на население, вызванного загрязнением водоемов, необходимо проведение реабилитационных мероприятий по снижению содержания радионуклидов в их водах. Одним из наиболее перспективных и технологичных является сорбционный метод извлечения радионуклидов из водных сред. Узлы сорбционной очистки входят в большинство технологических схем действующих водоочистных сооружений, эффективность работы которых зависит от используемых сорбционных материалов. В работе рассмотрен сорбционный метод очистки водных объектов от техногенных радионуклидов с использованием природных неорганических сорбентов.

Природные неорганические сорбенты, в частности алюмосиликатные минералы, обладают повышенной избирательностью к ионам Cs+ и Sr2+, что позволяет ожидать высокую эффективность их применения при очистке воды от потенциально опасных изотопов 137Cs и 90Sr. Доступность и дешевизна природных минералов являются важным экономическим преимуществом их применения для дезактивации, как слабоактивных жидких отходов, накопленных в открытых водоемах, так и природных вод (в том числе питьевого назначения) в случае аварийных ситуаций.

Наличие в Уральском регионе крупного Каринского месторождения глауконита, делает актуальной разработку на его основе сорбентов, пригодных к использованию в качестве загрузки фильтровальных сооружений для очистки радиоактивно загрязненных вод.

Целью работы является получение нового гранулированного сорбента на основе природных алюмосиликатов для извлечения радионуклидов цезия и стронция из водных сред с использованием водоочистных фильтров.

Для этого в работе предусмотрено решение следующих основных задач:

· выбор критериев оценки природных гранулированных сорбентов на основе анализа требований, предъявляемых к зернистым материалам, при использовании их в качестве фильтрующей загрузки водоочистных фильтров;

· разработка технологической схемы и выбор условий получения механически устойчивого гранулированного сорбента;

· исследование влияния процесса гранулирования на физико-химические, эксплуатационные и сорбционные характеристики природных алюмосиликатов;

· получение композиционных сорбентов на основе разработанного гранулированного носителя для повышения его сорбционных характеристик;

· определение основных сорбционных характеристик композиционных сорбентов на основе гранулированного алюмосиликатного носителя в статических и динамических условиях;

· испытание и определение ресурса работы фильтра с загрузкой гранулированным алюмосиликатом при очистке природной воды от радионуклидов цезия, стронция, катионов тяжелых металлов, ионов жесткости.

Работа выполнялась в рамках научно-технической программы Министерства образования по приоритетному направлению развития науки, технологий и техники РФ «Экология и рациональное природопользование», финансировалась по единому заказ-наряду Агенства федерального образования.

В диссертационную работу вошли результаты исследований, выполненных автором по договорам с ООО «Глауконит», ведущим разработку Каринского месторождения глауконита. На кварц-глауконитовый концентрат («Глауконит» ТУ 2164-003-45670985-05), используемый в нашей работе в качестве исходного материала, Управлением Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Челябинской области выдано санитарно-эпидемиологическое заключение № 74.50.03.216.П.000609.05.07 от 11.05.2007 г.

Результаты исследований исходного глауконита, в которых мы принимали участие, вошли в разработку «Применение минерала глауконит как реагента для очистки питьевой и промышленной воды», представленной ООО «Глауконит» на VII Московском Международном салоне инноваций и инвестиций в 2007 г, и награжденной серебряной медалью.

Научная новизна работы.

В диссертационной работе впервые:

· определены механические и сорбционные характеристики ряда природных алюмосиликатных минералов, показана конкурентоспособность по сорбционным свойствам Каринского глауконита с исследованными материалами при извлечении радионуклидов из водных сред;

· изучено влияние различных связующих компонентов и параметров конвективной обработки на механические и сорбционные свойства гранулированного алюмосиликата, предложены параметры процесса обжига в технологии получения гранулированных алюмосиликатных сорбентов;

· разработана технологическая схема получения гранулированного сорбента из природных алюмосиликатных минералов с использованием в качестве связующего золей соединений многовалентных металлов;

· определены физико-химические, эксплуатационные и сорбционные свойства новых образцов гранулированных алюмосиликатов;

· синтезированы новые композиционные сорбенты на основе разработанного гранулированного носителя для очистки природных и слабоактивных сточных вод от радионуклидов 137Cs и 90Sr в статических и динамических условиях.

Практическая значимость.

Разработана технология гранулирования природных алюмосиликатов, позволяющая использовать их в качестве фильтрующей загрузки водоочистных фильтров. Созданы технические условия «Неорганический сорбент. Глауконит гранулированный» для производства ООО «Глауконит».

Синтезированный, в соответствии с техническими условиями, гранулированный глауконит по результатам лабораторных испытаний рекомендован для очистки питьевой воды от радионуклидов 137Cs и 90Sr при обеспечении радиационной безопасности населения за счет минимизации последствий чрезвычайных ситуаций. Проведена оценка ресурса фильтра с загрузкой гранулированным сорбентом.

Апробация работы.

Основные результаты работы были представлены на Международной научно-технической конференции «Техника и технология очистки и контроля качества воды» (Томск,1999), Научно-технической конференции “Экологические проблемы промышленных регионов” (Екатеринбург, 2000), Первой молодежной научно-практической конференции “Ядерно-промышленный комплекс Урала: проблемы и перспективы” (Озерск, 2001), Научно-технической конференции «Экологическая безопасность Урала» (Екатеринбург, 2002), Межотраслевой научно-технической конференции “Дни науки ОТИ МИФИ” (Озерск, 2002), IV Российской конференции по радиохимии «Радиохимия-2003» (Озерск, 2003), Всероссийской конференции «Актуальные проблемы физической химии твердого тела» (Екатеринбург,2005), Международной конференции «Теоретические аспекты использования сорбционных и хроматографических процессов в металлургии и химической технологии» (Екатеринбург, 2006), IX международном симпозиуме «Чистая вода России – 2007» (Екатеринбург, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 20 печатных работ, в том числе 7 статей в реферируемых научных журналах.

На защиту автор выносит:

· технологическую схему получения гранулированных алюмосиликатных сорбентов;

· результаты оценки физико-химических и эксплуатационных свойств наиболее перспективных образцов гранулированных алюмосиликатов;

· результаты сравнительных исследований сорбционных свойств гранулированных материалов и их природных аналогов по отношению к радионуклидам 137Cs, 90Sr;

· результаты исследований сорбционных свойств композиционных

неорганических сорбентов на основе механически прочного и химически

стойкого гранулированного алюмосиликатного носителя;

· результаты испытаний водоочистного фильтра с загрузкой гранулированным сорбентом.

Структура и объем работы. Диссертационная работа изложена на 144 страницах машинописного текста и состоит из введения, 6 глав, общих выводов, списка использованных источников, 4 приложений. Работа иллюстрирована 37 рисунками и 19 таблицами. Список цитируемой литературы содержит 166 ссылок.

Все статьи

НОВОСТИ

16.10.2007

ООО "Глауконит" награждено серебряной медалью "За разработку и производство кормовой добавки глауконит для сельскохозяйственных животных и птицы"
05.10.2007

ООО "Глауконит" награждено серебрянной медалью За разработку "Минерал Глауконит как сорбент радионуклидов, тяжелых металлов, нефтепродуктов, реагент(гранулированный) для очистки питьевой воды и промстоков, как кормовая добавка для с/х животных и сырье для производства БАД"
02.10.2007

Нас наградили медалью "За организацию производства кормовых добавок, БАД, сорбентов из минерала глауконит"

СТАТЬИ

19.01.2010

Glauconite – a valuable versatile industrial raw material
02.10.2008

Получение и свойства гранулированных сорбентов. На основе природных алюмосиликатов. Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук.
02.10.2008

Использование глауконита для коррекции патологического состояния печени у кур-несушек

ВОПРОСЫ-ОТВЕТЫ

Вопрос: В чем главное отличее глауконита от цеолитов?

Ответ: Отличительной особенностью глауконита от цеолитов является то,что он обладает не каркасным, а слоистым строением.При этом часть внутримоликулярных сил не уравновешена взаимодействием с расположенными в полости одного такого слоя, ионами химических веществ, содержащихся в растворах и в воздухе. В результате они скапливаются на активных поверхностях пластиночек,составляющих общий крисстал. Площадь активной поверхности значительно увеличивается и в этом состоит основное отличие глауконитов от цеолитов.
© 2008 ООО Глауконит
Создание и продвижение сайта: “Урал Медиа”