Химиялық өндірістегі адсорбенттер

              Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым министрлігі

                         Cемей қаласының  Шәкәрім атындағы  университеті

 

 

 

 

СРО               Тақырыбы:Химиялық өндірістегі адсорбенттер

  

             

           

                                                       

                                                              Орындаған: Орынгалиева М.М

                                                                Топ: ХН-221

                                                               Тексерген: Баяхметова Б.Б

                                      

                                                         

 

                                                Семей-2014                  

        Адсорбент - газды, буды  немесе ерітінді ішіндегі затты өзінің бет қабатына сіңіргіш зат. Бетінде адсорбция процесі жүретін зат адсорбент, оған сіңетін зат адсорбат деп аталады. Адсорбция мөлшері адсорбенттің қасиетіне, сіңірілетін заттың табиғатына, температураға байланысты. Қатты адсорбент ретінде белсендірілген көмір, құмсірне, алюмсірне, ал сұйық Адсорбент ретінде су, көмірсутектер, тағы басқа органикалық сұйықтықтар пайдаланылады.

Адсорбат — адсорбенттің бетінде немесе ішкі қуыстарында адсорбцияланған күйде болатын химиялық қосылыс немесе заттардың қоспасы.

Ағартқыш саздарға: 

• флоридиндер
• бентониттер
• кремнийлі
• адсорбенттер
• (диатомит
• трепел
• опока)
• боксит жатады.

Вулкандық жыныстар мен олардың туфтарының және карбонаттардың күрделі өзгеруінен жаралатын, құрамы монтмориллонит (өте көп), нонтронит, гидрослюда, т.б. тұратын аса ұсақ түйіршікті ағартқыш саздар (флоридиндер мен бентониттер) балауыздай жылтыр, көбіне ашық түсті болады.

Суда көлемін өзгертпейтін флоридиндердің (гумбрин, нальчикин, флоридин, франконит, т.б.) табиғи күйдегі сіңіргіштік қасиеті өте жоғары болып келеді, ал бентониттер (асканит, гюльяби, огланли, кил, бентонит, ардморит, вилкинит, сапонит, т.б.) қышқылымен өңдегенде ғана жақсы адсорбтаушы қасиеттерге ие болады.

Ағартқыш саздардың тазартқыштық қасиеттері алмасу реакцияларына негізделген. Кремнийлі адсорбенттерге балдырлар мен ұсақ организмдердің опалды және халцедонды қабыршақтарынан түзілген диатомиттер және көбіне тек кремнеземнен құралған трепел мен опока жатады. Кремнийлі адсорбенттерді сілтілік элементтер тотықтарымен өңдегенде ағартқыштық қасиеті жақсарады.

Флоридиндер мұнай өнімдері мен тамақ майларын, шарап пен жеміс шырындарын, жүн мен жүннен тоқылған маталарды майдан тазартуға қолданылады.

Бентониттер бұрғылау ерітіндісін дайындауға, сабын өндірісінде пайдаланылады.

Диатомит, трепел, опока химия өндірісінде, тамақ пен техника майлары, қант шырынын тазартуға суды мұнайдан бөлуге, бактериялық сүзгіге жұмсалады.

Боксит күкіртке бай мұнай мен мұнай өнімдерін тазартады.

АҒАРТҚЫШ САЗДАР, адсорбенттер (ағыл. Puller’s earth, франц. Des terres a foulon — шұға басушының сазы — жүнді майдан, шайырдан тазартуға қолданылғандықтан осылай аталған) — табиғи күйінде не өңдегеннен кейін әр түрлі заттарды құрамындағы бөгде қоспалар мен зиянды бөлшектерден тазартын, олардың сапасын жақсарту үшін қолданылатын тау жыныстарының тобы. Ағартқыш саздарға флоридиндер, бентониттер, кремнийлі адсорбенттер (диатомит, трепел, опока) және боксит жатады. Вулкандық жыныстар мен олардың туфтарының және карбонаттардың курделі өзгеруінен жаралатын, құрамы монтмориллонит (өте көн), нонтронит, гидрослюда т. б-дан тұратын аса ұсақ түйіршікті Ағартқыш саздар (флоридиндер мен бентониттер) балауыздай жылтыр, көбіне ашық түсті болады. Суда көлемін өзгертпейтін флоридиндердің (гумбрин, нальчикин, флоридин, франконит т. б.) табиғи күйдегі сіңіргіштік қасиеті өте жоғары болып келеді, ал бентониттер (асканит, гюльяби, огланли, кил, бентонит, ардморит, вилкинит, сапонит т. б.) қышқылмен «өңдегенде ғана жақсы адсорбтаушы қасиеттерге ие болады. Ағартқыш саздардың тазартқыштық қасиеттері алмасу реакцияларына негізделген. Кремнийлі адсорбенттерге балдырлар мен ұсақ организмдердің опалды және халцедонды қабыршақтарынан түзілген диатомиттер және көбіне тек кремнеземнен қүралған трепел мен опока жатады. Кремнийлі адсорбенттерді сілтілік элементтер тотықтарымен өңдегенде ағартқыштық қасиеті жақсарады.

Флоридиндер мұнай өнімдері мен тамақ майларын, шарап пен жеміс шырындарын, жүн мен жүннен тоқылған маталарды майдан тазартуға қолданылады. Бентониттер бұрғылау ертіндісін дайындауға, сабын өндірісінде пайдаланылады. Диатомит, трепел, опока химиялық өндірісінде, тамақ пен техника майларын, қант шырынын тазартуға суды мұнайдан бөлуге, бактериялық сүзгіге жүмсалады. Боксит күкіртке бай мұнай мен мұнай өнімдерін тазартады.

Ағартқыш саздар - терең сулы алаптар түбінде қалыптасатын полигенді құрамды сазды шөгінділер. Қатты тотыққан, әдетте коңыр, кейде қызыл түсті бұл тұнбалары мұхит алаптарының континенттерден қашық, терең аудандарында (4000-6000 м) түзіледі.

Трепел (Солтүстік Африкадағы Триполи қаласына байланысты аталған) – аса ұсақ кеуекті, өте жеңіл, опалдық шөгінді тау жынысы. Физика-химиялық қасиеттері жағынан диатомитке өте ұқсас. Түйірлерінің ірілігі 0,01 – 0,02 мм опал немесе халцедон құрамды, шар тәрізді денелерден түзіледі. Диатомиттердің мөлшеріне орай диатомды трепел және бейдиатомды трепел болып екіге бөлінеді. Құрамына аздаған саз, глауконит түйірлері, кварц пен дала шпаты кіріктірілген. Түсі ақ, сұрғылт, қоңыр, қызыл, қара, кеуектілігі 60,2 – 64,0%, тығыздығы 2 – 3 г/см3, қаттылығы 1 – 3. Кен шоғырлары палеоген, бор, карбон жүйелерінің теңіздік шөгінділерінде кездеседі. Жылу және дыбыс өткізбейтін бұйымдар, құрылыс материалдары, сүзгілер, абразивтер жасауда, катализатор, толтырғыш, адсорбент ретінде қолданылады. Трепел – динамит жасалатын шикізат. Трепел — жұқа кеуекті шөгінді тау жынысы; опалды кремнеземнің микроскоптық түйірлерінен тұрады, диатомитке ұқсас, бірақ органикалық қалдыктарды кіріктірмейді не өте аз мөлшерде кіріктіреді. Құрылыс материалы, адсорбент, толтырғыш және т.б. ретінде қолданылады

Боксит (Францияның Les Baux деген жерінде бірінші рет табылғандықтан осылай аталған) – тау жынысы, алюминий металы алынатын негізгі кентас. Бокситтің химиялық құрамы негізінен алюминий гидроксидінен, сондай-ақ темір, кремний, титан, кальций, магний,марганец, фосфор оксидтерінен, т.б. құраушылардан тұрады. Түсі қызыл, қоңыр қызыл, сұр, шұбар; тығыздығы 2,9 – 3,5 г/см3; қаттылығы 6-ға дейін жетеді. Құрылымы яшма, бұршақ тәріздес, оолитті, қуысты, борпылдақ болып келеді. Боксит құрамындадиаспор, бемит, гиббсит, гетит, гидрогематит, каолинит, хлориттер, кальцит, галлуазит, т.б. минералдар бар. Бокситтер сілтілік,қышқыл, кейде негізді жыныстардың латериттік үгілу процестерінен көл мен теңіз суларында тұнуынан түзіледі. Бокситтің құрлықтық шөгінділерімен байланысты горизонталь күйде жататын платформалық және теңіз жағасының шөгінділерімен байланысты геосинклинальдық түрлері бар.[1]

Боксит

Олар карбонатты жыныстардың карст шұңқырлары мен түрлі ойыстарда каолинит және шұбар түсті шөгінділерімен бірге кездеседі. Өндіріліп жүрген бокситтердегі алюминий оксидінің (Аl2O3) мөлшері 28%-дан 60%-ға дейін не одан да жоғары болады. Бокситтен алюминий алу тиімді болу үшін кремнийлік модуль (Аl2O3: SіO2) 2,1 – 2,6-ден кем болмауы керек. Бокситтен бояу, фарфор, шыны абразивтер, қара металлургия флюсі, мұнай тазартатын сорбент алынады. Бокситті пісіріп цемент, электр пештерінде балқытып электркорунд алады. Аз темірлі Бокситтен отқа төзімді бұйымдар жасалады. Дүние жүзі бойынша бокститтің жалпы қоры 120 млрд. т-дан асады, оның 40 – 50%-ы барланып, есепке алынған. Бокситтің дүниежүзінде өндірісі жылына 300 млн. т-ға жетеді. Қазақстанда негізгі боксит кендері Торғай өңірінде (Амангелді бокситті ауданы) орналасқан. Республикадағы Бокситтің болжамдық қоры 1 – 1,5 млрд. т, оның 40 – 45%-ы барлануда. Боксит – кешенді кентас, одан алюминийден басқа Tі, Ғе, Gr, Ga, Nі, Nb және шашыранды элементтер (Ce, La, Y, Yb, Se, т.б.) алынады.

НОНТРОНИТ (Франциядағы Нонтрон қ-нан алғаш табылған) – смектиттер қабатты силикаттарға жататын минералдар тобы. Химиялық формуласы [[(Fe, Mg)2[Sі4O10]× (OH)2×nH2O.]] Құрамында Al, Mg, Nі, Co, Cu, Zn изо¬морф-ты қоспалары болады. Моноклинді сингонияда кристалданып, қабатты құрылым түзеді. Түсісары, сары жасыл, сұр жасыл. Агрегаттары топырақ тәрізді және тығыз, қолға майлы сезіледі. Омырылуы қабыршақты; қатты 1 – 2, тығызд. 1,7 – 1,9 г/см3. Жоғары дәрежеде ион алмасу және сорбциялану мүмкіндікпен, сулы жерде ісінумен ерекшеленеді. Серпентиниттердің үгілуінен түзіліп, одан әрі үгілу кезінде темір гидроксидімен алмасады. Никель кентастарының құрамында Батыс Қазақстан облысында кездеседі.

          Опока – кремнийлі шөгінді тау жынысы. Опоканың негізгі массасы (92 – 97%) аморфты кремнеземнен (опал, халцедон) тұрады. Қоспа ретінде кварц, дала шпаттары, глоуконит, саз, құм, кремнийлі организмдер қаңқаларының бөлшектері болады. Түсі ашық сұрдан қара сұрға дейін, қаттылығы 3 – 5, тығыздығы 1,2 – 1,5 г/см3. Опока негізінен диатомиттер мен трепелдердің диагенездік өзгеруінен, кейбір жағдайда теңіздерде кремнеземнің химиялық тұнуынан қалыптасады. Опока жылу өткізбейтін құрылыс материалы ретінде, таза түрлері өндірісте техникалық майларды тазарту үшін қолданылады.[1]

Қазақстандағы кендері

• Ақтөбе облысы (Құдық опока кені)
• Оңтүстік Қазақстан облысы

Бентонит - негізінен, кеуектеле және қабаттаса орналасқан бөлшектерден және гидратталған алюминий силикатынан тұратын коллоидтық саз балшық; лак-бояу және басқа да материалдарға белгілі бір құрылым беретін толықтырғыш ретінде және отқа төзімді заттардың құрам бөлігі ретінде пайдаланылады. Бентониттер - құрамындамонтмориллонит (Аl,O3 . 4SiO . 4Н2O) болатын жоғары дисперсті балшықты жыныстар.

Екі фазалық системада фазалар тұрақты және қозғалмалы болып екіге бөлінеді. Молекула қозғалмалы фазамен жылжи отырып, тұрақты фазаға сорбцияланады, сөйтіп, бөліну бірнеше рет жүреді.Бөліну бетінің мәні неғұрлым үлкен болса, бөлінудің эффективтілігі соғұрлым жоғары болады. Диффузиялық процестер бөліну эффективтілігін төмендетеді, сондықтан әсерлесетін қабаттың қалыңдығы үлкен, болмауы қажет. Осы талаптардың көп бөлігі хроматографиялық деп аталатын әдісте орындалады.    Бұл жаңалықты 1903 жылы М.С.Цвет ашқан. Хроматография  латын тілінен аударғанда түс, бояу деген мағынаны береді.   Дискреттік зона дегеніміз- заттың бөлінуін көрсететін шекаралар. Затты анық бөлу үшін шекарасы да анық көрсететіндей болуы керек.Сонымен, хроматография деп, қозғалатын фазаның ағынына заттың дискреттік зонасының сорбент қабаты бойымен орын ауыстыруына және сорбциялық пен десорбциялық актілердің бірнеше рет қайталануына негізделген процесті айтады.

Пайдаланылған әдебитттер:

1. Қоқанбаев  Ә.Қ. Коллоидтық химия курсы: Беттік  құбылыстар, Дисперстік жүйелер: Оқулық. – Алматы ЖШС «Полиграфикомбинат», 2013.-656 бет

2. Қазақ тілі терминдерінің салалық ғылыми түсіндірме сөздігі: Химия. Н.Нұрахметов, А.Ниязбаева, Р.Рысқалиева, Н.Далабаева. — Алматы: "Мектеп" баспасы, 2007. — 336 бет. ISBN 9965-36-416-8

3. «Қазақстан»: Ұлттық энцклопедия / Бас редактор Ә. Нысанбаев – Алматы «Қазақ энциклопедиясы» Бас редакциясы, 1998 ISBN 5-89800-123-9, VIII том

4. http://mapyourinfo.com/wiki/kk.wikipedia.