Бектасова айгерим шардарбекқызы қаратау бентониттерінен алынған сорбенттердің Қасиеттерін зерттеу және технологиясын жасау




Скачать 462.85 Kb.
НазваниеБектасова айгерим шардарбекқызы қаратау бентониттерінен алынған сорбенттердің Қасиеттерін зерттеу және технологиясын жасау
страница1/4
Дата конвертации09.02.2016
Размер462.85 Kb.
ТипДиссертация
источникhttp://www.korkyt.kz/Docs/bektasova.doc
  1   2   3   4


ӘОЖ 66.091:66.014:66.011:543.06 Қолжазба құқығында


БЕКТАСОВА АЙГЕРИМ ШАРДАРБЕКҚЫЗЫ


ҚАРАТАУ БЕНТОНИТТЕРІНЕН АЛЫНҒАН СОРБЕНТТЕРДІҢ ҚАСИЕТТЕРІН ЗЕРТТЕУ ЖӘНЕ ТЕХНОЛОГИЯСЫН ЖАСАУ


6M072000 – Бейорганикалық заттардың химиялық технологиясы мамандығы бойынша техника ғылымдарының магистрі академиялық дәрежесін алу үшін дайындалған диссертацияның


РЕФЕРАТЫ


Қызылорда, 2012


Диссертациялық жұмыс Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университетінің «Химия және химияны оқыту әдістемесі» кафедрасында және «Физика-химиялық талдау әдістері» инженерлік бейіндегі зертханада орындалды.


Ғылыми жетекші: техника ғылымдарының кандидаты,

доцент Р.А.Нарманова


Ресми оппонент: химия ғылымдарының докторы,

доцент К.А.Кадирбеков


Диссертация 2012 жылы «____» маусымда сағат ___ Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университетінде қорғалады (мекен-жайы: 120014, Қызылорда қаласы, Аманкелді көшесі, 66, 9 оқу ғимараты, жаратылыстану факультеті, « » аудитория).


Диссертациямен Қорқыт Ата атындағы Қызылорда мемлекеттік университетінің ғылыми-техникалық кітапханасында (120014, Қызылорда қаласы, Байсейітова көшесі 100) танысуға болады.


Мемлекеттік Аттестациялау

комиссиясының хатшысы К.Арынова


КІРІСПЕ


Зерттеудің өзектілігі

Табиғи сорбенттердің маңызды ерекшеліктерінің бірі – оларды әртүрлі өңдеу әдістерін қолдану арқылы модификациялау және белсендіру. Мысалы: термиялық, қышқылдық, тұзды және т.б. әдістерді айтуға болады. Қышқылдық, сілтілік және тұзды өңдеу әдістерінде процесc сорбенттің микроқұрылымын әлсіретуге, кеуектілігін және меншікті беттік қабатын үлкейтуге бағытталған. Сонымен қатар химиялық өңдеу кристалды құрылымдағы ерекшеліктерді өзгертуге, ауыспалы катиондардың құрамынының өзгеруіне сәйкес ион алмасу қасиеттерінің жоғарылауына және жаңа белсенді орталықтардың пайда болуына әсер етеді.

Қазіргі уақытта табиғи сорбенттер ретінде Қазақстанның бентонит сазды топырағы, цеолиттер, шунгиттер кең түрде қолданылуда. Бентонит сазды топырағы маңызды металеместік пайдалы қазбаға жатады және әртүрлі өндіріс орындарында, ауыл шаруашылығында кеңінен қолданылады. Дүние жүзінде соңғы жылдарда бентонит сазды топырағының өндірілуі жыл сайын шамамен 10 млн. т құрайды.

Табиғи сазды топырақты және одан алынған өнімдердің негізгі тұтынушысы ретінде металлургия, химия, мұнай химиясы, мұнай өндіру компаниялары, құрылыс, керамикалық, тағам, фармацевтикалық, техникалық экология және т.б. өнеркәсіптері жатады. Тұтынушының мүмкіндігіне сәйкес 25% бентониттер әлемде формаланатын заттар жасау үшін 60%-ға дейін – адсорбенттер дайындауға, мұнай өндіруге ерітінділер дайындау үшін, темір-кенді күйдірілген шекем тастар жасау үшін қолданылады.

Соңғы кездері үлкен қоры бар және төменгі бағадағы бентониттерді қолдануға ерекше көңіл бөлінуде. Осыған байланысты, Қазақстанның оңтүстіктігіндегі қоры үлкен бентониттердің бар болуы олардың физика-химиялық қасиеттерін зерттеу арқылы бұл шикізат негізінде мұнай өнімдерін тазалауға қолданылатын ұтымды адсорбенттер дайындау, сонымен қатар мұнайды крекингілеуге арналған арзан катализаторлар дайындау өзекті мәселелердің бірі болып табылады.

Зерттеу нысаны

Бұл жұмыста Қаратау бассейні бентониттерінің 3 түрлі үлгісінің физика-химиялық қасиеттері зерттелген.

Зерттеудің мақсаты мен міндеттері

Қаратау бассейні сазды топырағының физика-химиялық қасиеттерін зерттеу арқылы бұл шикізат негізінде мұнай өнімдерін тазалауға қолданылатын ұтымды адсорбенттер және мұнайды крекингілеуге пайдаланылатын арзан катализатор дайындау.

Қойылған мақсатқа сәйкес төмендегі міндеттерді шешу анықталған:

  • сазды топырақ үлгілерінің минералды негізін анықтау;

  • сазды топырақ үлгісінің катион алмасу қасиетін анықтау;

  • сазды топырақ үлгісін қышқылды әдіспен белсендендірудің әдісін игеру және жүргізу қондырғысын жинақтау;

  • сазды топырақты қышқылды әдіспен белсендендірудің оның химиялық құрамына әсерін зерттеу;

  • сазды топырақты қышқылды әдіспен белсендендірудің оның фазалық құрамына әсерін зерттеу;

  • табиғи және белсендендірілген сазды топырақтың құрылымдық қасиеттерін, яғни кеуектіліктің жалпы көлемін, кеуектің радиусын, меншікті беттік қабатын анықтау;

  • табиғи және белсендендірілген сазды топырақпен дизель отынын тазалауды жүргізу;

  • белсендендірілген сазды топырақты мұнай дистиллятын крекингілеуде катализатор ретінде қолдану және реакция өнімдеріне анализ жүргізу.

Алынған нәтижелердің ғылымилығы

  • ИҚ-спектрометриялық, химиялық және термогравиметриялық әдістерді қолдану арқылы Қаратау бассейні бентониттерінің химия-минералогиялық құрамы анықталған;

  • тәжірибелік зерттеулер нәтижесінде Қаратау бассейні бентониттерінің құрамындағы монтмориллониттің адсорбциялық белсенділігінің және тазалау қабілетінің жоғарылығы оның қышқылдық қасиеттерімен байланысты екендігі анықталған, яғни монтмориллониттің беткі қабатындағы теріс зарядтардың орнын Н+ және Al3+ иондарының басуымен түсіндірілген;

  • монтмориллонитті қышқылдық белсендендірудің әсері оның беттік қабатының химиялық табиғаты, шамасы мен кеуектілігінің өзгеруіне алып келетін бос силикагельдің бөлінуімен қатар жүретін кристалдық құрылысының бұзылуында екендігі табылды;

  • алғаш рет Қаратау бентониттерінен дизельді отынды тазалайтын белсенді адсорбенттер алынды.

Жұмыстың практикалық маңыздылығы

Аз мөлшерде (10 салм.%) белсендендірілген саздарды пайдалану тазалаудың қышқылды-сілтілік әдісінде қол жетпейтін дизельді отынды тазартудың жоғары дәрежесін қамтамасыз етеді. Ұсынылған адсорбентпен дизельді отынды тазартқанда оның түсі, тотығуға қарсы тұрақтылығы жақсарады, кокс саны, эмульсиялаушы мүмкіндігі төмендейді және т.б.

Қорғауға ұсынылатын негізгі тұжырымдар

  • Қаратау бассейні бентониттерінің химия-минералогиялық құрамын зерттеу нәтижелері;

  • саздардың адсорбциялық белсенділігін тәжірибелік зерттеу нәтижесі;

  • табиғи және белсендендірілген саздардың құрылымдық сипаттарын (бетік меншігі, кеуектердің жалпы көлемі және кеуектердің орташа радиусы) зерттеу нәтижелері;

  • саз үлгілерін дизельді отындарды тазартуда адсорбент ретінде және мұнай дистилляттарын крекингілегенде катализаторлар ретінде зерттеу нәтижелері.

Автордың жеке қосқан үлесі – жұмыстың тәжірибелік бөлімін орындау, алынған нәтижелерді өңдеу, интерпретациялау және байланыстыру.

Жұмыстың апробациялануы

Жұмыстың нәтижелері «Органикалық химия мен биологиялық белсенді қосылыстар технологиясы, мұнай көмірсутектерін, көмір және өсімдік заттарын өңдеудің жетістіктері мен даму перспективалары» Халықаралық ғылыми конференциясы (Алматы, 2012 ж.), «Ғылым. Технология. Өндіріс» студенттер, аспиранттар және жас ғалымдар ЖОО аралық ғылыми-техникалық конференциясына (Салават, 2012 ж.) ұсынылды және талқыланды.

Жарияланымдар

Жұмыс нәтижелері бойынша 2 ғылыми жарияланымдар жарық көрді.

Жұмыстың құрылымы мен көлемі

Диссертация кіріспе, негізгі бөлім (диссертация тақырыбы бойынша әдеби шолудан, алынған нәтижелерді талқылау және тәжірибелік бөлімнен тұрады), қорытынды, қолданылған әдебиеттер тізімінен (60 дереккөз) тұрады. Жұмыс 85 беттен, 17 кесте мен 27 суреттен тұрады.


Жұмыстың негізгі мазмұны

Кіріспеде диссертация тақырыбының өзектілігі дәлелденді, зерттеулердің мақсаты мен міндеттері тұжырымдалды, жұмыстың тәжірибелік құндылығы мен ғылыми жаңалығы көрсетілді.

Бірінші тарауда табиғи және модифицирлеген сорбенттердің физико-химиялық қасиеттері жайында мәліметтер жинақталынып, яғни сорбенттердің құрылымы, құрамдары, қасиеттері мен көрсеткіштері, алу әдістері қарастырылды. Ғылыми әдебиеттерге талдау жасалынып, осының негізінде жұмыстың бағыты, мақсаты мен міндеттері айқындалды.

Екінші тарауда табиғи минералды сорбенттерді модификациялау әдістері жайында мәліметтер жинақталынды. Табиғи минералдардың іс жүзіндегі үлкен маңыздылығы жаңа адсорбциялық-белсенді материалдар мен табиғи сорбенттерді және оларды өнеркәсіпте тиімді қолданудың ұтымды технологиялары қарастырылды.

Үшінші тарауда тәжірибелердің жүргізу әдістемелері келтіріліп, бастапқы компоненттер мен алынған өнімдерді химиялық және физика-химиялық талдау әдістерімен зерттеу жайында жазылған. ИҚ-спектрометриялық, электронды микроскопия, химиялық және термогравиметриялық әдістерге сипаттама келтірілген.

Төртінші тарау тәжірибелер нәтижесі және оларды талқылауға арналған.


4.1 Қаратау бассейні бентонит саздарының минералдық негізін және химиялық құрамын анықтау

Қаратау бассейні бентонит саздарының үлгісіне сипаттама беру үшін химиялық, гранулометриялық, термографиялық анализдер жүргізілді, ісіну коэффициенті және коллоидальдылығы анықталды.

Үлгілердің химиялық құрамын анықтау - зерттеудің бірінші мақсаты болып табылады, себебі бұл құрам компоненттеріне сандық және сапалық жалпы түсініктерін береді. Қаратау бассейні бентонит саздарының табиғи үлгісінің жаппай химиялық құрамы 1- кестесінде көрсетілген.

Негізгі компоненттің санын мас.% кестеден көруге болады:

SiO2 – 50,53-64,12

Al2O3 – 5,59-9,50

Fe2O3 – 7,05- 10,58

CaO – 1,25 - 6,00

Na2O+ K2O – 2,85-3,63

Жаппай химиялық құрамы арқылы жоғарыда зерттелген саз үлгілерінің қандай типке жататынын біле алмаймыз. Сондықтан зерттелетін үлгілерге химиялық анализбен қоса гранулометриялық анализ жүргізілді. Табиғи үлгілердің гранулометриялық құрамы пипетка әдісі арқылы анықталды. Гранулометриялық анализдің мәліметтері 2-кестесінде көрсетілген. Саздың негізгі бөлігі 0,01-0,005; 0,005-0,001 және 0,001мм төмен фракциялардан тұрады. Яғни бұл мәлімет бентонит және монтмориллинитке тән жоғары дисперстікті көрсетеді.

Зерттелетін табиғи саз үлгілеріне сипаттау үшін термографиялық анализ жүргізілді. Жоғарыда айтылған үлгілердің термограммасы 1–3 суреттерінде көрсетілген. Суреттерде көрсетілгендей Шұқырой-1, Шардара-2, Шардара-3 кен орындарының табиғи бентонит үлгілерін қыздыру үш эндотермиялық эффектіге әкеліп соғады.

150 - 190 оС аралығында бірінші эндотермиялық эффект өтеді де негізгі массадан әлсіз байланысқан адсорбирленген су бөлінеді. Бәрімізге белгілі болғандай, адсорбирленген су монтмориллониттен 50-200 оС аралығында толығымен жойылады.

585-640оС аралығында екінші эндотермиялық эффект байқалынады және бентониттен мықты байланысқан кристалды су бөлінеді.

Ал үшінші эндотермиялық эффект 900-925оС аралығында байқалады. және минерал торының бұзылуымен сипатталады.





1 сурет. Шұқырой кен орнының табиғи (1) және

активтелген (2 және 3) бентонит үлгілерінің (Шұқырой 1/1

кен орны және Шұқырой 1/2 кен орны) термограммасы


1- кесте. Қаратау бассейні бентонит саздарының табиғи үлгісінің жаппай химиялық құрамы





Компоненттер құрамы, мас.%

Кен орны аты

SiO2

Al2O3

TiO2

Fe2O3

FeO

MnO

MgO

CaO

K2O

Na2O

SO3

P2O5

H2O-

H20+

Қоспалар

Шұқырой

1/1

64,12

9,50

0,80

7,05

0,28

0,65

0,00

1,25

1,33

1,64

0,32

0,28

6,47

5,31

0,39

Шардара 2/1

61,30

5,59

0,90

10,58

0,56

1,26

0,04

2,12

1,07

1,78

0,37

0,72

6,86

1,37

4,46

Шардара 3/1

50,53

7,66

0,80

8,17

0,28

4,09

0,16

6,00

1,06

2,57

0,31

0,75

7,14

2,60

8,18


2 – кесте. Қаратау бассейні бентонит саздарының табиғи үлгісінің гранулометриялық анализі


Кен орны аты

Фракция құрамы, %

0,001 мм кем

0,001-0,005 мм

0,005- 0,01 мм

0,01-0,05 мм

0,05-0,10 мм

0,10-0,25 мм

0,25-0,50 мм

Шұқырой 1/1

кен орны

47,88

46,05

5,42

0,65

-

-

-

Шардара 2/1

37,11

37,51

15,23

10,15

2,66

-

-

Шардара 3/1

25,90

50,09

16,03

5,32

-

-

-






2- сурет. Шардара кен орнының табиғи (3) және активтелген (2 және 3) бентонит үлгілерінің (Шардара кен орны 2/1 және Шардара 2/2 кен орны ) термограммасы




3-сурет. Шардара кен орнының табиғи (2) және активтелген (1) бентонит үлгілерінің ( Шардара 3/1 кен орны және Шардара 3/2 кен орны) термограммасы


Осы барлық үш эндотермиялық эффекттер әдебиет мәліметтері бойынша монтмориллонит сазына қатысты. Осыған сүйене отырып, қарастырылып отырған бентонит саз үлгілері монтмориллонит сазына жатады деп қорытындылауға болады.

Жоғарыда көрсетілген анализ мәліметтерін нақтылау үшін саз үлгілерінің коллоидальдылығы және ісіну коэффициенті анықталды.

Қаратау бассейн саздарының табиғи үлгісінің коллоидальдылығы мен ісіну коэффициенті 3-кестесінде көрсетілген.

Қаратау бассейн саздарының табиғи үлгілері монтмориллонит негізіне жататын болғандықтан, олардың ісіну коэффициенті мен коллоидальдылығы жоғары болады.


3-кесте. Саз үлгісінің коллоидальдылығы мен ісіну коэффициенті



Кен орны аты

24 сағ. аралығындағы тұндырудан

кейінгі коллоидальдылығы, %

Ісіну коэффициенті

Шұқырой 1/1 кен орны

35,3

4,37

Шардара 2/1 кен орны

68,4

6,25

Шардара 3/1 кен орны

84,8

6,05




    1. Бентонит саз үлгілерінің катионалмастырғыш сыйымдылығы мен қышқыл алмастырғыштығы

  1   2   3   4

Похожие:

Бектасова айгерим шардарбекқызы қаратау бентониттерінен алынған сорбенттердің Қасиеттерін зерттеу және технологиясын жасау iconТоры азамат қалманұлы жосалы мұнай терминалындағы резервуарларды тазалаудың инновациялық технологиясын жасау
Жосалы мұнай терминалындағы резервуарларды тазалаудың инновациялық технологиясын жасау
Бектасова айгерим шардарбекқызы қаратау бентониттерінен алынған сорбенттердің Қасиеттерін зерттеу және технологиясын жасау icon1 Глоссарий
Жылутехника – теориялық физиканың бір бөлімі; оның негізгі мазмұны – физикалық жүйелердің жалпы қасиеттерін жылудинамикалық тепе-теңдік...
Бектасова айгерим шардарбекқызы қаратау бентониттерінен алынған сорбенттердің Қасиеттерін зерттеу және технологиясын жасау iconҚазақстан республикасының
Абстракция – заттар немесе құбылыстарды зерттеу мақсатындағы оның белгілі бір белгілері мен қасиеттерін ойша бөліп алу
Бектасова айгерим шардарбекқызы қаратау бентониттерінен алынған сорбенттердің Қасиеттерін зерттеу және технологиясын жасау iconДайындағандар: 7 сынып оқушысы : Нұрмұхамбет Самғарбек
Судың баға жетпес байлық екенін біле отырып, оның қасиеттерін тәжірибе жүзінде зерттеу
Бектасова айгерим шардарбекқызы қаратау бентониттерінен алынған сорбенттердің Қасиеттерін зерттеу және технологиясын жасау iconҚазақстан Республикасының Ауыл шаруашылығы министрлігінің Орман және аңшылық шаруашылығы комитеті «Қаратау мемлекеттік табиғи қорығы» мм
«Қаратау мемлекеттік табиғи қорығы» мм 2008 жылғы 9 шілдеде Оңтүстік Қазақстан облысы, Кентау қаласы, Уәлиханов көшесі, 17 үй, 3...
Бектасова айгерим шардарбекқызы қаратау бентониттерінен алынған сорбенттердің Қасиеттерін зерттеу және технологиясын жасау iconҚазақстан Республикасының білім және ғылым министрлігі
Курстық жұмыстың мақсаты – студенттердің пәнді зерттеу барысында алынған теориялық білімдерін бекіту, сонымен қатар теорияның есепті...
Бектасова айгерим шардарбекқызы қаратау бентониттерінен алынған сорбенттердің Қасиеттерін зерттеу және технологиясын жасау iconМәліметтер қоры және ақпараттық жүйелер пәнінің типтік бағдарламасы бойынша студенттер мыналарды білуі тиіс
Сонымен қатар, алынған ақпаратты талдай білуге, өз бетінше зерттеу жүргізіп, шешімдер қабылдай білуге үйрету
Бектасова айгерим шардарбекқызы қаратау бентониттерінен алынған сорбенттердің Қасиеттерін зерттеу және технологиясын жасау icon«Археолог» Халықаралық ғылыми-зерттеу орталығының директоры
Еліміздегі тарих және мәдениет ескерткіштерінің санын анықтау, тізімін жасау және олардың облыстар бойынша жинақтарын шығару мақсатында...
Бектасова айгерим шардарбекқызы қаратау бентониттерінен алынған сорбенттердің Қасиеттерін зерттеу және технологиясын жасау iconСабақтың та қырыбы: Абайла, ж ұқа мұз! Сабақтың ма қсаты
Оқушыларға мұз қауіпсіздігін есте сақтауға, берілген ескертулермен, ережелер белгілерімен таныстыру, нұсқауларды дұрыс орындауға...
Бектасова айгерим шардарбекқызы қаратау бентониттерінен алынған сорбенттердің Қасиеттерін зерттеу және технологиясын жасау iconКонспект лекций Мамандык: 5В071200-«Машина жасау»
Дәрістер конспектісі Қазақстан Республикасының мжмбс қР 04. 019- 2011 «Жоғары білім. Бакалавриат. Негізгі жағдайлар» мен 5В071200–...
Разместите кнопку на своём сайте:
Документы


База данных защищена авторским правом ©kzdocs.docdat.com 2012
обратиться к администрации
Документы
Главная страница