Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ 
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ 
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ 
ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ 
ИНЖЕНЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ 
На правах рукописи
Мэжри Рами 
РАЗРАБОТКА НОВЫХ СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНОГО 
МИНЕРАЛА ГЛАУКОНИТА ДЛЯ СБОРА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ 
05.17.01 – Технология неорганических веществ 
ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени кандидата технических наук
Научный руководитель: доктор 
химических наук, профессор 
Нифталиев С. И.
Пермь – 2021 

2 
ОГЛАВЛЕНИЕ 
ВВЕДЕНИЕ ...................................................................................................................... 6 
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ ............................................................................................. 12 
1.1 Разлив нефти на водной и земной поверхностях .............................................. 12 
1.2 Виды природных сорбентов ................................................................................ 14 
1.2.1 Природные сорбенты с кристаллической структурой ............................... 18 
1.2.2 Природные сорбенты с аморфной гелево-пористой структурой .............. 22 
1.3 Свойства сорбентов для сбора нефти ................................................................ 25 
1.4 Новые сорбенты для сбора нефти ...................................................................... 30 
1.5 Магнитный сорбент для сбора нефти ................................................................ 34 
1.6 Распространение глауконитовых пород в России ............................................ 35 
1.7 Глауконит как сорбент нефтепродуктов ............................................................ 37 
1.8 Методы активации и модификации глауконита ............................................... 40 
Выводы по главе 1 ...................................................................................................... 46 
2. ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ............................. 47 
2.1 Характеристика исследуемых материалов ........................................................ 47 
2.2 Методика и приборы для исследования характеристик глауконита .............. 48 
2.2.1 Исследование морфологии глауконита ....................................................... 48 
2.2.2 Методика фракционного разделения состава глауконита ......................... 48 
2.2.3 Определение размеров гранул минерала ..................................................... 48 
2.2.4 Методика определения химического состава анализируемых образцов . 51 
2.2.5 Определение фазового состава глауконита................................................. 51 
2.2.6 Определение истинной плотности минерального порошка ...................... 52 
2.2.7 Определение средней плотности .................................................................. 54 
2.2.8 Определение пористости ............................................................................... 55 

3 
2.2.9 Измерение удельной поверхности ............................................................... 55 
2.3 Обработка, активация и модификация глауконита .......................................... 56 
2.3.1 Термическая активация глауконита ............................................................. 56 
2.3.2 Способы химической обработки глауконита .............................................. 56 
2.4 Методы определения сорбционной емкости глауконита ................................ 57 
2.4.1 Метод определения водопоглощения .......................................................... 57 
2.4.2 Определение нефтеемкости сорбента .......................................................... 57 
2.5 Метод термогравиметрического анализа .......................................................... 58 
2.6 Синтез сорбентов с магнитными и гидрофобными свойствами на основе 
глауконита ................................................................................................................... 59 
2.6.1 Синтез магнитных сорбентов ....................................................................... 59 
2.6.2 Синтез гидрофобных сорбентов ................................................................... 59 
2.6.3 Метод определения плавучести сорбента ................................................... 59 
2.6.4 Способ определения сорбционной емкости нефти и нефтепродуктов у 
гидрофобных и гидрофобных магнитных сорбентов на поверхности воды .... 60 
2.7 Синтез гранулированного и гранулированного магнитного сорбента на 
основе глауконита ...................................................................................................... 60 
2.8 Статистическая обработка экспериментальных результатов .......................... 61 
Выводы по главе 2 ...................................................................................................... 62 
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГЛАУКОНИТА
 ......................................................................................................................................... 63 
3.1 Исследования структуры, размеров частиц и морфологиипорошкового 
материала .................................................................................................................... 63 
3.2 Химический состав глауконита .......................................................................... 65 
3.2.1 Фазовый состав глауконита .......................................................................... 67 
3.3 Исследование сорбционной способности глауконита ..................................... 68 

4 
3.3.1 Исследования водопоглощения .................................................................... 68 
3.3.2 Исследования поглощения нефти и нефтепродуктов ................................ 69 
3.4 Изучение сорбционной способности химически обработанного глауконита 71 
3.4.1 Влияние химической обработки глауконита на адсорбцию нефти .......... 71 
3.4.2 Рентгенофазовый анализ химически активированного глауконита ......... 72 
3.4.3 Исследование состояния воды в химически обработанных образцах 
глауконита методом термического анализа ......................................................... 74 
3.5 Влияние термической активации глауконита наеговлаго- и нефтеемкость .. 79 
3.5.1 Влияние термической активации глауконита на его водопоглощение .... 79 
3.5.2 Исследование состояния воды в термически обработанных образцах 
глауконита методом термического анализа ......................................................... 79 
3.5.3 Нефтеемкость обожженного глауконита ..................................................... 81 
3.5.4 Состояние поверхности обожженного глауконита .................................... 82 
3.5.5 Рентгенофазовый анализ термически активированного глауконита ....... 84 
3.6 Гидрофобизация ................................................................................................... 86 
3.6.1 Влияние гидрофобизации на плавучесть сорбента .................................... 86 
3.6.2 Влияние гидрофобизации на поверхность глауконита .............................. 89 
3.6.3 Влияние гидрофобизации на сорбционную способность на твердой 
поверхности ............................................................................................................. 91 
3.6.4 Влияние гидрофобизации на сорбционную способность нефти и 
нефтепродуктов на поверхности воды при механическом извлечении ............ 92 
3.7 Гидрофобный магнитный сорбент глауконит ................................................... 96 
3.7.1 Рентгенофазовый анализ гидрофобного ферромагнитного сорбента на 
основе глауконита ................................................................................................. 103 
3.8 Гранулированные ферромагнитные сорбенты на основе глауконита .......... 104 
3.9 Расчет стоимости разработанных сорбентов .................................................. 108 

5 
3.10 Сравнение нового гидрофобного ферромагнитного сорбента на основе 
глауконита и других известных магнитных сорбентов ....................................... 109 
Выводы по главе 3 .................................................................................................... 112 
4. ОПИСАНИЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТОВ ДЛЯ 
СБОРА НЕФТИ И НЕФТЕПРОДУКТОВ НА ОСНОВЕ ГЛАУКОНИТА............ 114 
4.1 Технологическая схема получения гидрофобного ферромагнитного сорбента 
на основе глауконита для сбора нефти и нефтепродуктов с поверхности воды 114 
4.2 Технологическая схема получения гранулированного ферромагнитного 
сорбента на основе глауконита для сбора нефти и нефтепродуктов на твердой 
поверхности. ............................................................................................................. 116 
4.3 Технические рекомендации по применению гидрофобного ферромагнитного 
сорбента и гранулированного ферромагнитного сорбента на основе глауконита 
при сборе нефтяных загрязнений ........................................................................... 118 
Выводы по главе 4 .................................................................................................... 120 
ЗАКЛЮЧЕНИЕ ........................................................................................................... 121 
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ ................................................... 123 
ПРИЛОЖЕНИЕ ........................................................................................................... 136 

6