Гидрофобный магнитный сорбент глауконит

97 
При изготовлении ферромагнитного сорбента добавляли Fe
2
О
3 
в 
количестве 5%.
Выбор именно такого количества магнитной добавки обусловливается тем, 
что при добавлении меньшего количества Fe
2
О
3 
магнитное поле не действует. 
Результаты приведены в таблице 14. 
Таблица 14 – Разница в плавучести магнитных сорбентов в морской и 
водопроводной воде. 
Сорбент 
Плавучесть через 92 ч, 
% в водопроводной 
воде 
Плавучесть через 92 ч, 
% в морской воде 
СГ1 
62,33 
75,00 
СГТ1 
96,83 
98,36 
СГТ2 
96,70 
97,70 
Как видно, термическая активация глауконита увеличивает плавучесть 
сорбентов СГТ 2 и СГТ 3 в водопроводной воде в 1,5 раза и в морской воде в 1,3 
раза. 
Для сорбента СГ 1 наблюдается влияние типа воды на его плавучесть. В 
морской воде (ρ=1,022 г/см
3
) она в 1,2 раза больше, чем для водопроводной 
(ρ=0,998 г/см
3
). Тип воды мало влияет на плавучесть сорбентов СГТ 2 и СГТ 3.
Результаты измерений потери массы сорбентов, при нахождении которых в 
морской воде в зависимости от времени представлены в таблице 15.
Таблица 15 – Потеря массы гидрофобных ферромагнитных сорбентов 
Время (ч) 
Сорбент (г) 
6 
12 
24 
36 
48 
92 
СГ1 
3,000 
2,810
2,802 
2,314 
2,260 
2,250 
СГТ2 
3,000 
3,000 
2,988 
2,965 
2,952 
2,950 
СГТ3 
3,000 
2,995 
2,965 
2,95 
2,934 
2,931 

98 
Потеря массы сорбентов СГ1 и СГТ3 наблюдается через 12 часов, а 
сорбента СГТ2 через 24 часа. Через 92 часа потеря массы сорбентами СГТ2 и 
СГТ3 составила 1,67 и 2,3%, соответственно, а сорбента СГ1 - 25%. В процессе 
термической активации глауконита меняется состояние его поверхности, 
разрушаются адсорбционные центры, удерживающие воду. Это, вероятно, 
способствует лучшей гидрофобизации поверхности глауконита. 
Также были проведены исследования влияния природы нефтепродуктов и 
толщины пленки на эффективность их удаления с поверхности морской воды 
синтезированными магнитными сорбентами (рисунок 43). Сорбенты со связанной 
нефтью и маслом удаляли с водной поверхности неодимовым магнитом. 
Максимальный уровень очистки воды был достигнут при толщине нефтяного и 
масляного загрязнения 0,5 мм и составил более 90 %. Увеличение толщины 
пленки нефтепродуктов привело к уменьшению степени очистки воды в 1,1–1,2 
раза. 
Рисунок 43 – Зависимость степени очистки поверхности морской воды от высоты 
слоя нефти (а) и масла (б) образцами глауконита, обработанными стеариновой 
кислотой 
При увеличении толщины пленки нефтепродуктов степень очистки воды 
понижается. Но, как видно из диаграммы (рисунок 43), уровни очистки водной 

99 
поверхностипри разной толщине слоев нефти и моторного масла близки, что 
объясняется механическим извлечением нефти с помощью магнита. Связывание 
нефти сорбентами происходит за счет гидрофобных взаимодействий. Нефть также 
содержит гидрофобные вещества, поверхность которых может сорбировать 
стеариновую кислоту, нанесенную на глауконит.
Порошкообразные сорбенты, распределяясь в пленке нефти и масла, 
сгущают их, что препятствует их растеканию на поверхности воды.
Размеры загрязняющих пленок уменьшаются, при этом наблюдается 
нарушение их целостности. Образующиеся конгломераты нефти и сорбента 
удаляются магнитом за счет присутствия магнитной добавки в сорбенте 
(рисунок 44). 
Рисунок 44 – Сбор нефтяной пленки (0,5 мм) с использованием гидрофобного 
ферромагнитного сорбента, обработанного при 400°С 
Время контакта нефти и нефтепродуктов с сорбентом менялось в пределах 
5–60 мин, при толщине нефтяного и масляного загрязнения 0,5 мм.

100 
Выбор толщины 0,5 мм обусловлен тем, что именно при таком показателе 
толщины наблюдалась самая высокая степень очистки водной поверхности 
(рисунок 45). 
Рисунок 45 – Состояние очистки воды после сбора нефти с использованием 1 г 
магнитного сорбента на основе глауконита при различной толщине нефти: 
а) 0,5 мм; б) 1 мм; с) 1,5 мм 
Исследование кинетики очистки нефтепродуктов (рисунок 46), позволяет 
установить скорость достижения равновесия. Для определения скорости 
поглощения нефти и масла с поверхности воды были проведены кинетические 
исследования процесса. 
а) 
б) 
Рисунок 46 – Зависимость степени очистки нефти (а) и масла (б) с поверхности 
морской воды с учетом времени 

101 
Максимальная скорость поглощения нефти и масла наблюдалась в течение 
первых 5 минут. Потом происходило резкое уменьшение скорости в 3,5 раза в 
течение 15 минут, далее в диапазоне 15–45 минут наблюдалось небольшое 
снижение скорости. Затем скорость поглощения нефти и масла сорбентом 
практически не менялась (рисунок 47). 
а) 
б) 
Рисунок 47 – Скорость поглощения нефти (а) и масла (б) сорбентом на 
поверхности воды 

102 
Проведено изучение оптимальной массы сорбента необходимой для 
максимального извлечения нефти и моторного масла из пленки толщиной 0,5 мм 
и площадью 112 см
2
(таблица 16).
Таблица 16 – Степень извлечения нефти и нефтепродуктов с водной поверхности 
Сор-
бент 
Кол-во 
раз-
лива 
неф-
ти, г 
Масса 
сор-
бента, 
Г 
Кол-во 
извлечен
ной 
нефти, г 
E,% 
Кол-во 
раз-
лива 
масла, 
г 
Кол-во 
извлечен-
ного масла, 
г 
E,% 
СГ1 
0,496 
1,00 
0,350 
70,56 
0,621 
0,501 
80,50 
1,25 
0,437 
88,00 
0,578 
93,07 
1,50 
0,482 
97,17 
0,600 
98,00 
СГТ2 
0,496 
1,00 
0,460 
93,00 
0,621 
0,590 
95,00 
1,25 
0,492 
99,00 
0,609 
98,00 
СГТ3 
0,496 
1,00 
0,417 
84,07 
0,621 
0,556 
89,00 
1,25 
0,489 
98,58 
0,603 
97,10 
Высокая степень извлечения нефти (97 %) и масла (98 %) при использовании 
сорбента СГ1 достигается при его массе 1,5 г. В то время как термически 
активированных сорбентов СГТ2 и СГТ3 нужно 1,25 г.
Выявлены оптимальные параметры получения и применения магнитных 
сорбционных материалов на основе глауконита, стеариновой кислоты и оксида 
железа (III), при которых достигается высокая степень очистки (97–99 %) воды от 
нефти и моторного масла.
Наилучшие результаты показал сорбент СГТ2. 

103 

жүктеу/скачать 4,82 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: