ВВЕДЕНИЕ 8
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 10
1.1 Геологическое распространение сапонитовых глин 12
1.2 Структура сапонита 14
1.3 Химический состав и свойства сапонита 16
1.4 Кислотная активации сапонитовых глин 20
1.5 Применение сапонита в фармацевтической промышленности 22
1.6 Энтеросорбенты на основе глин 24
Выводы по литературному обзору 26
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЕ 28
2.1 Объекты исследования 30
2.2 Кислотная обработка сапонитовых глин 32
2.3 Методика модифицирование сапонитовых глин Ломоносовского месторождения ионами железа 34
2.4 Методы исследования 36
2.4.1 Определение химического состава экспериментальных образцов глин Ломоносовского месторождения 39
2.4.2 Определение минералогического состава экспериментальных образцов глин Ломоносовского месторождения 40
2.4.3 Определение гранулометрического состава экспериментальных образцов глин Ломоносовского месторождения 42
2.4.4 Определение текстурных характеристик экспериментальных образцов глин Ломоносовского месторождения 44
2.5. Определение адсорбционной способности 45
2.5.1 Определение поглотительной способности экспериментальных образцов глин Ломоносовского месторождения по отношению к ионам Ni2+ 47
2.5.2 Определение поглотительной способности экспериментальных образцов глин Ломоносовского месторождения по отношению к ионам Fe3+ 48
2.5.3 Определение поглотительной способности экспериментальных образцов глин Ломоносовского месторождения по отношению к органическому красителю метиленовому голубому 50
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 51
3.1 Изучение вещественного состава сапонит содержащих глин 52
3.1.1 Результаты определения химического состава экспериментальных образцов глин Ломоносовского месторождения 53
3.1.2 Химический состав кислотно-обработанных, модифицированных глин КМГЛМ 54
3.1.3 Результаты изучения минералогического состава образцов глин Ломоносовского месторождения 61
3.1.4 Результаты изучения текстурных характеристик образцов глин Ломоносовского месторождения 62
3.1.5 Результаты определения гранулометрического состава экспериментальных образцов глин Ломоносовского месторождения 65
3.1.6 Результаты гранулометрического состава кислотно-обработанных, модифицированных образцов КМГЛМ 66
3.2. Результаты кислотной обработки и модифицирования глин Ломоносовского месторождения 67
3.3. Адсорбционные свойства экспериментальных образцов глин Ломоносовского месторождения по отношению к ионам Ni2+ 17
3.3. Адсорбционные свойства экспериментальных образцов глин Ломоносовского месторождения по отношению к ионам Fe3+ 17
3.3. Адсорбционные свойства экспериментальных образцов глин Ломоносовского месторождения по отношению к органическому красителю метиленовому голубому 17
ВЫВОДЫ 112
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 113
В настоящее время одной из важнейших промышленных проблем всех стран включая Россию является расширение местной материально-сырьевой базы. В Российской Федерации геологами открыты богатые залежи природного сырья, в том числе такие как бентонит, каолин, цеолит и другие. В частности, во многих регионах России, а именно в Архангельской областях обнаружены значительные залежи сапонитовых глин. Однако указанные глины не нашли промышленного применения по разным причинам, например, из-за нехватки ресурсов, сложности добычи и технических условий использования. Основной причиной задержки использования этих глинистых материалов является отсутствие фундаментальных исследований в области физико-химических характеристик и методов повышения качества и, как следствие, расширения спектра их промышленного применения.
Хорошо известно, что глинистые материалы на основе минералов группы монтмориллонита широко используются в промышленности и технике в качестве эффективного адсорбента, ионообменников, фильтрующих материалов и т.д. Однако из-за сложной экологической и экономической ситуации в России сегодня одна из важнейшей задачей ученых и специалистов является определение путей устойчивого использования не дорогих природных минералов и горных пород для очистки воды и воздуха. По этой причине в ряде исследовательских работ ученые ищут более эффективные методы улучшения качественных характеристик глины, что открывает большие возможности для использования природных сорбентов для очистки сточных вод и питьевой воды.
Каждое глиняное поле уникально, поэтому геологические и физико-химические характеристики горных пород должны быть изучены заранее, что поможет составить список возможных областей применения таких материалов в ближайшем будущем. Данная диссертационная работа посвящена исследованию сапонитовой глины Ломоносовского месторождения, расположенной в Архангельской области. Возможность модифицировании поверхности глинистых минералов способствует получению специфических, селективных, универсальных и высококачественных адсорбентов. Целью данного исследования является установление влияния химических и физических методов активации на вещественный (химический, минералогический, гранулометрический) состав и разработка способа получения адсорбционноактивного материала с заданными характеристиками.
1. Усстановлены вещественный (химический, минералогический, гранулометрический) состав, коллоидно-химические в частности адсорбционные характеристики сапонитовой глины Ломоносовского месторождения Архангельской области.
2. Изучена адсорбционная способность сапонитовой глины Ломоносовского месторождения при очистке модельных растворов от ионов железа (III) и никеля (II).
3. Эффективность использования сапонитовой глины для очистки модельных растворов доказана экспериментальными исследованиями. Разработанные сорбционные материалы могут быть использованы для адсорбции ионов железа и никеля из природных и сточных вод, а также водных технологических растворов.
4. Разработана методика получения железосодержащего сапонита с заблокированными активными центрами отвевающими за адсорбцию ионов железа.
5. Полученный энтеросорбент имеет высокую адсорбционную способность по отношению ионам никеля (эффективность адсорбции 99,57 %) и по метиленовому голубому (эффективность адсорбции 82,57 %).
