Manuscript #25

Опубликовано


ПРОВОДИМОСТЬ

Heading 3

Источник финансирования

Номер Гранта

Положение о финансировании

Ключевые слова: бентонит, удельная электропроводность, концентрация, химический состав, температура.

Химический состав и кристаллическая структура бентонита обусловили его уникальные наноструктурные свойства, такие как ад- сорбционные, реологические, вяжущие, моющие, модифицирующие. Поэтому он широко используется в нефтедобыче, литейном про- изводстве, строительстве. Данные связующие используются как в сухом, так и в виде суспензий различной плотности [12].

Heading 4

Благодарности всякие

Природа набухания глин еще недостаточ- но изучена. Однако ясно, что кристаллическая структура, кристаллохимия поверхности и об- условленная ими гидрофильность глинистых минералов в значительной степени определя- ют характер их набухания [35].

Для бентонита местортяжелых частиц. Поэтому очищение глины от примесей, которые снижа- ют её качество, проводят следующим образом. К одному килограмму глины добавляли десять

литров воды и отстаивали в течение суток, пе-еупупу

риодически перемешивая. При этом происхо- дило измельчение и осаждение песка и других тяжелых частиц. Далее водная суспензия про- пускалась через сито 80 мкм и отстаивалась в течение нескольких часов. Далее удаляли воду, а осадок разливали по лоткам и сушили в су- шильном шкафу более трех часов при темпе- ратуре не ниже 1200С. Из полученных таким способом пластин бентонита готовились во- дные суспензии.

Целью настоящей работы было исследо- вание удельной электропроводности водных суспензий бентонитов месторождений Чечен- ской Республики. Для сравнения были также исследованы суспензии бентонитов Герпегеж- ского месторождения Нальчикита (Кабарди- ноБалкария).

Набухаемость бентонита оценивалась по результатам определения удельной электри- ческой проводимости (УЭП), мкСм/см и об- щей минерализации (ОМ), мг/л в пересчете на хлорид натрия. Исследования проводились на анализаторе АНИОН 4110. Результаты из- мерений приводились при температуре 296 К (погрешность 0,5 °С). Пределы допускаемой

Эффективное давление и пористость в различные моменты времени

𝐺𝑖𝑗𝑘 = ∆𝑆𝑘𝑢𝑖𝑗𝑘 ,

𝐺𝑖𝑗𝑘 = 𝑟𝑘−1𝐺𝑖𝑗𝑘−1 + 𝑝𝑘−1(𝐺𝑖−1𝑗𝑘−1 + 𝐺𝑖+1𝑗𝑘−1)+𝑞𝑘−1(𝐺𝑖𝑗−1𝑘−1 + 𝐺𝑖𝑗+1𝑘−1).(1)

\left(x+a\right)^{n}=\sum _{k=0}^{n}\binom{n}{k}x^{k}a^{n-k}

f\left(x\right)=a_{0}+\sum _{n=1}^{\infty }\left(a_{n}\cos \frac{n\pi x}{L}+b_{n}\sin \frac{n\pi x}{L}\right)

\sin \alpha \pm \sin \beta =2\sin \frac{1}{2}\left(\alpha \pm \beta \right)\cos \frac{1}{2}\left(\alpha \mp \beta \right)

абсолютной погрешности измерений удельной электрической проводимости 2 %. В опытах использовали пропеллерную мешалку (трехло- пастная) типа ММ1000 Overhead Stirrer Mixer. На рис. 1 показана зависимость измене- ния удельной электропроводности для дист. воды и водных суспензий бентонита место- рождения Катаяма различных концентраций при температуре 296К. Электропроводность растет с увеличением дисперсной фазы. Так, 1 % суспензия более чем на 30 % выше, чем 0,5 %, т. е. чем выше концентрация, тем выше электропроводность. Связано это с минерали- зацией суспензии, а вот время перемешивания практически не влияет на электропроводность данных систем. На рис. 2 видно, что с ростом температуры на каждые 100 электропроводность суспензии

Image1.jpeg

Рис. 2. Зависимость удельной электропроводности 0,5% суспензии бентонита от температуры (230С, 300С, 400С).

CaCO3+2HCl = CaCl2+CO2+H2O

Формула

x=\frac{-b\pm \sqrt[]{b^{2}\hbox{--}4ac}}{2a}

Heading 4

увеличивается на 2530 %. Это можно объяс- нить уменьшением вязкости среды и повыше- нием подвижности ионов. На рис. 3 представлены значения УЭП пяти образцов месторождений: Катаямовско- го, Серноводского № 1, № 2, № 3, Нальчикита, а на таблице 1 потенциометрические измерения этих суспензий. Электропроводность суспен- зии Катаямовского месторождения на 13 % выше Нальчикита, а электропроводность су- спензии Серноводского месторождения ниже, это связано с высоким содержанием кальция в бентоните. Из данных рис. 3 и табл. 1 следует, что бентонитовые суспензии (Катаямовский и Нальчикит) имеют значительно высокие УЭП и рН. Это можно объяснить лучшими техноло- гическими свойствами этих суспензий, таких как показатель адсорбции (А мг/г)—150 и 130, коллоидальность (К%)—21 и 18, катионная об- менная емкость (КОЕ мг/экв. 100г)—47 и 41 соответственно, тогда как у серноводских ме- сторождений они на порядок ниже. Для суспензий Катаямовского место- рождения проведены эксперименты по опре- делению химического состава образцов с по- мощью растрового электронного микроскопа Quanta 3D 200i, оснащённого системой энер- годисперсионного микроанализа Genesis Apex 2 EDS от EDAX. Рентгенографический анализ образцов проводили на дифрактометре XRD 6000 Shimadzu (CuKα –излучение, геометрия частиц на отражение) с шагом сканирования 0,10, в интервале 2Ө 100800. На таблице 2 представлены химический состав нативного бентонита и суспензий, ко- Таблица 1. Потенциометрические измерения суспензий бентонита 0,5%

Потенц. измер.

Месторождения

Катаяма

Серноводские

Нальчикит

№ 1

№ 2

№ 3

рН

9,2

8,85

7,61

7,41

8,88

торые мы брали через каждые 60 мин., затем сушили и проверяли изменение химического состава на электронном микроскопе.

Из таблицы 2 видно, что электропрово- дность и время перемешивания не влияют на химический состав бентонита, т. е. кристалли- ческая структура монтмориллонита не транс- формируется. В нативном бентоните кремния (ат.%) 21,6, а железа 1,93. Тогда как в высушен-

ных суспензиях кремния 19,0 %, железа 1,4 %, и на однудве единицы увеличивается кисло- род.

Водные суспензии Катаямовского место- рождения исследовали с помощью анализа- тора субмикронных частиц HORIBA LB550, принцип действия которого основан на анали- зе динамического рассеяния лазерного света на исследуемых частицах. Он позволяет изме-

Таблица 2.

Химический состав водной суспензии бентонита

Хим эл. ат%

Нат. бент

Время, мин.

0,5 %

1 %

60

120

180

240

300

360

60

120

180

240

300

360

C

1,19

2,11

2,13

1,84

1,65

1,9

1,84

2,09

2,22

2,11

2,12

2,26

2,05

O

63,06

63,43

63,77

65,58

65,48

65,35

65,7

64,9

65,55

65,54

65,49

65,11

65,6

Na

1,01

0,92

0,95

0,83

0,71

0,86

0,84

0,87

0,94

0,86

0,69

0,93

0,86

Mg

1,19

1,58

1,56

1,42

1,45

1,56

1,44

1,22

1,41

1,28

1,19

1,39

1,35

Al

7,16

8,66

8,47

8,27

8,33

8,3

8,4

8,13

7,84

7,91

7,7

8,07

7,93

Si

21,65

19,96

19,9

18,75

18,93

18,9

18,8

19,21

19,01

18,98

19,49

19,32

19,05

K

1,32

1,15

1,18

1,05

1,11

1,08

1,08

1,24

1,1

1,12

1,14

1,06

1,12

Ca

0,69

0,43

0,41

0,36

0,4

0,36

0,36

0,56

0,36

0,3

0,3

0,37

0,33

Ti

0,32

0,23

0,22

0,17

0,2

0,22

0,21

0,2

0,18

0,17

0,19

0,19

0,2

Fe

1,93

1,45

1,36

1,43

1,43

1,42

1,37

1,63

1,39

1,35

1,35

1,3

1,4

Co

0,07

0,08

0,06

0,05

0,04

0,07

0,06

0,05

0,06

0,04

0,07

0,05

0,07

Таблица 3.

Средний размер частиц и динамика суспензий от продолжительности перемешивания

HORIBA

Время, мин.

0,5 %

1 %

60

120

180

240

300

360

60

120

180

240

300

360

d, nm

1680

1792

1623

1557

1476

1590

1669

1763

1633

1397

1376

1500

Динамика

1038

1084

1114

1253

1240

1175

1000

1077

1147

1265

1280

1170

рить размер частиц в диапазоне от 1 до 6000 нанометров при концентрациях твердой фазы от 1 до 40 % и температуре от 5 до 70оС. Для получения результата необходимо ввести в программу вязкость суспензии и показатели преломления диспергированной твердой фазы и дисперсионной среды. Показатель преломле- ния для воды принят равным 1,333 и для монт- мориллонита 1,504.

Heading 3

1. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. М.: ФИАР – ПЕСС, 1999.

2. Приказ Госкомэкологии России № 66 от 16 февраля 1999 года.

3. Аксенов И.Я. Аксенов В.И. Транспорт и охрана окружающей среды – М.: Транспорт, 1986.

4. Оценка воздействия от выбросов движущегося автотранспорта для обеспечения экологической безопасности жизнедеятельности горожан. Ковригин А.А. Маршалкович А.С.- М: МГСУ, 2015.

5. Необитаемая Земля Жизнь после глобального потепления. Дэвид Уоллес-Уэллс. Сентябрь 2020.

6. Молодежная Группа по Защите Окружающей среды / Орхус Центр в г. Хунджанд. 2020.

7. Что такое угарный газ и почему он опасен даже в минимальных концентрациях? - Н. Новгород: Акционерное общество «Газпром газораспределение Великий Новгород», 2016.

References

S. Banach, “Sur les opérations dans les ensembles abstraits et leur application aux équations intégrales,” Fundamenta Mathematicae, vol. 3, no. 1, pp. 133–181, 1922.

View at: Publisher Site | Google Scholar

S. B. Nadler, “Multi-valued contraction mappings,” Pacific Journal of Mathematics, vol. 30, no. 2, pp. 475–488, 1969.

View at: Publisher Site | Google Scholar

S. A. Naimpally, S. L. J. Singh, and H. M. Whitfield, “Coincidence theorems for hybrid contractions,” Mathematische Nachrichten, vol. 127, no. 1, pp. 177–180, 1986.

View at: Publisher Site | Google Scholar

K. Goebel, “A coincidence theorem,” Bulletin Del Academie Polonaise Des Sciences-Serie Des Sciences Mathematiques Astronomiques Et Physiques, vol. 16, pp. 733–735, 1968.

View at: Google Scholar

S. Chauhan, M. A. Khan, Z. Kadelburg, and M. Imdad, “Unified common fixed point theorems for a hybrid pair of mappings via an implicit relation involving altering distance function,” Abstract and Applied Analysis, vol. 2014, Article ID 718040, 8 pages, 2014.

View at: Publisher Site | Google Scholar

M. Imdad, S. Chauhan, A. H. Soliman, and M. A. Ahmed, “Hybrid fixed point theorems in symmetric spaces via common limit range property,” Demonstratio Mathematica, vol. 47, no. 4, p. 949, 2014.

View at: Publisher Site | Google Scholar

Для исследованных нами суспензий (табл. 3) величина r мало изменяется при росте кон- центрации. Суспензии содержат частицы от 1,68 мкм до 1,4 мкм и динамикой 10001250. Время перемешивания влияет на уменьшение размера частиц в районе 100 нм.

В работе исследованы удельная электро- проводность, химический состав и размер

Матвеева, Ю., & Сагдеева, Л. Актуальные вопросы изучения русского языка. https://doi.org/10.47689/stars.university-pp136-139

ЛИТЕРАТУРА

Козин В. В. Бентонитовые глины // Известия вузов. Горный журнал. 2003. № 4. С. 4752.

Связанная вода в дисперсных системах. М.: Издво Моск. гос. унта, 1970. Вып. 1. 165 с.

Сырьевая база бентонитов СССР и их использование в народном хозяйстве. М.: Недра, 1972. 288 с.

Мерабишвили М. С. Бентонитовые глины. Состав, свойства, производство, использование / М. С. Мерабишвили. Тбилиси: Мецниереба,1979. 308 с.

Овчаренко Ф. Д. Гидрофильность глин и глинистых минералов. Киев: АН УССР, 1961.

Редакторы

Sofia Novikova

Илья Матвеев

Сводка

Александра Котова