Методы активации и модификации глауконита

41 
Опишем известные методы активации природных сорбентов. Существует 
физический и химический метод активации сорбентов (рисунок 4) [70]. 
Рисунок 4 - Типы активации природных материалов 
Процесс декатионирования глинистых минералов показан на рисунке 5. 
Рисунок 5 – Декатионирование глинистых минералов 
Модель кислотной активации показана на рисунке 6. В результате 
процессов деалюминирования у цеолитов растет объем эффективных пор. 
Кислоты воздействуют на структуру цеолитов, что ведет к искусственному 
увеличению сорбционной емкости [53]. Известны методы получения сорбентов, 

42 
когда термообработка проводится не только перед кислотной активацией, но 
также и после нее [54].
Рисунок 6 – Схема кислотной активации глауконита 
Отмечается, что при активации природного минерала глауконита 16% 
серной кислотой (1:2), его сорбционная активность заметно возрастает – 
приблизительно на 30% [36].
В научных трудах описываются следующие результаты термической 
обработки глауконита при разной температуре [35, 36]:
1. 
При воздействии на глауконит температуры в 120-190°С происходит 
удаление связанной воды и органического компонента. Цвет минерала 
изменяется и становится оливково-зеленым.
2. 
Обработка глауконита при значениях температурыв 300-600°С ведет к 
устранению воды из кристаллических решеток, то есть выделяется 
кристаллизационная вода. Оксид железа становится неупорядоченным и 
слабоокристализованным оксидом. 
3. 
Когда глауконит подвергается действию температуры, равной 700°С, 
появляется хорошо окристаллизованный гематит. 
4. 
При 
температуре 
880–980°С 
у 
глауконита 
разрушается 
кристаллическая решетка. 
Также активация глауконита проводилась в режиме кипения по описанной 
далее методике: 

43 
1. 
Производилось очищение опытного образца от механических 
примесей и измельчение, в результате чего получался гомогенный фракционный 
состав. 
2. 
Добавлялась соляная кислота и раствор гидроксида натрия в 
объемном соотношении 1:10 (твердая фаза : раствор). Полученная масса 
тщательно перемешивалась. 
3. 
Активация производилась в течение 1 часа, часть образцов промывали 
дистиллированной водой в объемном соотношении 1:5 (суспензия: дистиллят). 
4. 
Проводили пропитку глауконита. 
5. 
Активированные сорбенты сушили при нормальных условиях. 
Важным свойством природных минералов является пористость и состояние 
поверхности, которую можно увеличивать с помощью различных видов 
активации. Необходимо отметить, что термическая и механическая активация 
алюмосиликатов повышает сорбцию на 25–30%, а щелочная и сернокислотная 
активация – на 40%. Важнейшая и основная цель активации состоит в увеличении 
числа дефектов кристаллической структуры глауконитовых пород, так как это 
позволяет увеличить удельную поверхность и пористость [94]. Области 
применения модифицированного и активированного глауконита в процессах 
очистки воды представлены на рисунке 7. 
Рисунок 7 – Применение модифицированного и активированного глауконита 

44 
Химическое модифицирование сорбентов может кардинально изменить их 
сорбционные свойства [24]. Исследователи условно выделяют «мягкое» и 
«жесткое» химическое модифицирование. При «мягком» модифицировании 
наблюдается изменение поверхности («внешней» и «внутренней»), в случае 
«жесткого» модифицирования изменяется не только природа поверхности, но и 
пористость. Например, модифицирование сорбентов с помощью неорганических 
и органических катионов, силикоорганических соединений, азотсодержащих 
веществ относят к группе «мягкого» модифицирования. При химической 
активации наблюдается трансформация кристаллической решетки природного 
сорбента, что приводит к образованию больших пустот.
Исследователи описывают метод гидротермальной обработки (ГТО), 
заключающийся в нагревании при высокой температуре образцов в воде или в 
водных растворах. Показано, что соотношение SiO
2
/Al
2
O
3
существенно влияет на 
такие показатели сорбентов, как пористость и удельная поверхность [97]. 
В научной литературе отмечается, что использование тех или иных 
химических реагентов может менять химический состав природных сорбентов, а 
также позволяет регулировать их характеристики и свойства. Например, можно 
повышать концентрацию SiO
2
и мольное соотношение SiO
2
/Al
2
O
3
[39].
Модификация глауконита происходит двумя наиболее распространенными 
средствами – щелочной и кислотной активацией, что приводит к изменению 
адсорбционной способности ионов аммония. Наилучшие адсорбционные свойства 
по отношению к ионам аммония имеет модифицированный химическим способом 
образец. Данный образец был активирован концентрированной соляной кислотой, 
подвергался кипению и промывке. Время активации - 60 минут. Степень очистки 
активированного образца глауконита относительно не активированного образца 
глауконита выросла на 13,3%.
Термическая активация (1000°С) опоки и трепела совместно NaCl и Na
2
CO
3 
приводит не только к повышению сорбционной способности, но и понижает 
набухаемость данных минералов [87]. 

45 
Представляет интерес создание композиционных сорбентов на основе 
природных материалов с использованием различных органических и 
неорганических соединений [87]. 
Применение активированных и модифицированных природных сорбентов 
обеспечивает максимальное использование потенциальной сорбционной емкости 
природного сырья, гарантируя при этом интенсивную объемную сорбцию 
загрязненной жидкости [91, 37, 38]. 
Перспективным и доступным сорбционным материалом, применяющимся 
для устранения нефти и нефтепродуктов с водной поверхности, считается 
гранулированный глауконит [68].
Известны разные технологии изготовления названного сорбента. Так, в ходе 
производства гранулированного сорбента выполняется ряд операций: сушка – 
измельчение – гранулирование – сушка – термообработка – сепарация. 
Гранулирование может проводиться, к примеру, при помощи шнекового 
экструдера или кольцевым гранулятором [64]. 
Предложена технология очистки грунтов от нефти и нефтепродуктов с 
использованием сорбирующего материала, состоящего из нескольких 
компонентов: гранулированный сорбент на основе природного глауконита 95% 
очистки, биогумус и биопрепарат [66]. 
Предлагаемая исследователями технология дает возможность очищать 
почву и грунт от нефтепродуктов сразу на месте нахождения, вывоз не требуется. 
Данное обстоятельство уменьшает затраты до 60%. 
Проведено сравнение эффективности нескольких типов сорбентов при 
удалении нефти и нефтепродуктов с водной поверхности [7]. Были использованы 
сорбенты: активированный уголь, сорбент ManganeseGreensand, сорбент Birm и 
сорбент на основе глауконита. Наилучший результат при устранении нефтяных 
загрязнений был достигнут в случае применения сорбента на основе природного 
глауконита: содержание нефтепродуктов в воде снизилось до 0,06 мг/дм
3
. 
Отмечается, что степень очистки воды от нефти и нефтепродуктов 

46 
гранулированным глауконитовым сорбентом была увеличена на 10-20% по 
сравнению с различными сорбентами. 

жүктеу/скачать 4,82 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: