vestichИзвестия Национальной академии наук Беларуси. Серия химических наукProceedings of the National Academy of Sciences of Belarus, Chemical Series1561-83312524-2342The Republican Unitary Enterprise Publishing House "Belaruskaya Navuka"vestich-227Research ArticleТЕХНИЧЕСКАЯ ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯTECHNICAL CHEMISTRY AND CHEMICAL ENGINEERINGСТРУКТУРООБРАЗОВАНИЕ ФЛОКУЛИРОВАННЫХ ПОЛИАКРИЛАМИДОМ СОЛЕВЫХ ДИСПЕРСИЙ ГЛИНЫSTRUCTURIZATION OF SALINE CLAY DISPERSIONS FLOCCULATED BY POLYACRYLAMIDEЛаевскаяЕ. В.LayeuskayaE. V.

науч. сотрудник.

Scientific Researcher.

layeuskaya@gmail.comВоробьёваЕ. В.VorobievaE. V.

д-р хим. наук, доцент, зав. лаб. полимерсодержащих дисперсных систем.

D. Sc. (Chemistry), Associate Professor, Head of the Laboratory of Polymer-Containing Disperse Systems

evorobieva@igic.bas-net.byКрутькоН. П.KrutkoN. P.

академик, д-р хим. наук, проф., ген. дир. ГНПО «Химические продукты и технологии»

Academician, D. Sc. (Chemistry), Professor, Director General of the State Research and Production Association “Chemical Products and Technologies”

krutko@igic.bas-net.byВоробьёвП. Д.VorobiоvP. D.

канд. хим. наук, вед. науч. сотрудник.

Ph. D. (Chemistry), Leading Researcher.

pdvc@tut.byЧередниченкоД. В.CherednichenkoD. V.

канд. хим. наук, вед. науч. сотрудник.

Ph. D. (Chemistry), Leading Researcher.

cherednichenko_dv@tut.byНасковецМ. Т.NaskovetsM. T.

канд. техн. наук, доцент, зав. кафедрой лесных дорог и организации вывозки древесины.

Ph. D. (Engineering), Associate Professor, Head of the Department of forest roads and the organization of wood removals.

naskovets@belstu.byИнститут общей и неорганической химии НАН БеларусиInstitute of General and Inorganic Chemistry of the National Academy of Sciences of BelarusБелорусский государственный технологический университетBelarusian State Technological University20161801201704102109Copyright © Лаевская Е.В., Воробьёва Е.В., Крутько Н.П., Воробьёв П.Д., Чередниченко Д.В., Насковец М.Т., 20172017Лаевская Е.В., Воробьёва Е.В., Крутько Н.П., Воробьёв П.Д., Чередниченко Д.В., Насковец М.Т.Layeuskaya E.V., Vorobieva E.V., Krutko N.P., Vorobiоv P.D., Cherednichenko D.V., Naskovets M.T.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestichem.belnauka.by/jour/article/view/227

В лабораторных условиях смоделированы и исследованы технологические процессы флокуляции, фазового разделения и структурообразования солевых дисперсий глины. Изучено влияние полимера (полиакриламида), введенного на стадии флокуляции, на свойства образующихся продуктов. Установлено, что в интервале концентрацийполимера 0,01–0,2 мг/г плотность и влагоотдача флокул увеличиваются в 1,4–1,6 раза. Предельное напряжение сдвига дисперсии, прочность и количество гранул заданного размера изменяются экстремально с максимумом при концентрации полиакриламида 0,2 мг/г. Введение полиакриламида в солевую дисперсию на стадии структурообразования уменьшает предельное напряжение сдвига, плотность и пластичность дисперсии в 1,4–1,7 раза по сравнению с вариантом, когда полимер добавлен на стадии флокуляции. Это обусловлено тем, что на стадии флокуляции макромолекулы полимера адсорбируются на частицах глины с образованием между ними полимерных мостиков, тогда как при структурообразовании полимер скрепляет более крупные глинистые агрегаты и прочность таких контактов меньше.Результаты исследований позволили установить интервал концентраций полимерного флокулянта, обеспечивающий оптимальные параметры исследованных процессов и свойства образующихся продуктов. Полученные результаты использованы в технологии комплексной переработки глиносодержащих отходов калийного производства.

Under the laboratory conditions, processes of flocculation, phase separation and structurization of saline clay dispersion have been simulated and investigated. Effect of polymer (polyacrylamide) introduced at flocculation stage on properties of final products was studied. It has been found that at polymer concentrations of 0.01–0.2 mg/g, solid phase density and dewatering capability of flocs increase 1.4–1.6 times. Strength yield stress and optimal granules size have a maximum at polyacrylamide concentration of 0.2 mg/g of the disperse phase. Introduction of polyacrylamide into saline clay dispersion during structurization step reduces yield stress, density and plasticity 1.4–1.7 times, compared to adding the polymer at flocculation stage. This could be explained by adsorption of polymer macromolecules on the clay particles during flocculation step, to form bridges, whereas during structure formation step polymer binds larger clay aggregates and the strength of such contacts is weaker. Results of the study allow to estimate a concentration range of polymeric flocculant which provides optimal parameters of the studied processes and properties of the final products. The results are used in the complex recycling technology of clay-containing wastes of potash production.

полиакриламидфлокуляциядисперсияновый глинистый материалструктурапредельное напряжение сдвигапрочность гранулpolyacrylamideflocculationdispersionnew clay materialstructureyield stressgranules strengthReferencesБогатов, Б. А. Геоэкология калийного производства / Б. А. Богатов, А. Д. Смычник, С. Ф. Шемет. – Минск: ЮНИПАК, 2005. – 200 с.Bogatov, B. A., Smychnik, A. D. and Shemet, S. F. (2005) Geoekologiya kaliinogo proizvodstva [Geoecology of potash production], ZAO «JuNIPAK», Minsk, BYСпособ переработки глинисто-солевых шламов, образующихся при производстве калийных удобрений: пат. 012304 Евразия : МПК С 05D 1/00, В 01D 21/01 (2006) / Е. В. Воробьева, Н. П. Крутько, Д. В. Чередниченко, П. Д. Воробьев, В. М. Кириенко, А. Д. Любущенко, А. В. Пастухов, Н. В. Гончар, М. М. Варава, Ф. И. Лобанов, Д. Н. Воробьев; дата публ. 28.08.09.Vorob'eva, E. V. (2009) Sposob pererabotki glinisto-solevykh shlamov, obrazuyushchikhsya pri proizvodstve kaliinykh udobrenii [Method of processing of clay-saline sludge formed in the production of potash], EA, Pat. 012304Поверхностно-активные вещества и полимеры в водных растворах / К. Холмберг [и др.]. – М. : БИНОМ, 2007. – 528 с.Holmberg, K., Ijonsson, B., Kronberg, B. and Lindman, B. (2007) Poverkhnostno-aktivnye veshchestva i polimery v vodnykh rastvorakh [Surfactants and polymers in aqueous solutions], BINOM, Moscow, RUОсобенности формирования флокул и осадков в присутствии бинарной смеси полиэлектролитов / С. С. Дерябина [и др.] // Журн. прикл. химии. – 2005. – Т. 78, № 7. – С. 1169–1173.Deryabina, S. S., Malysheva, Zh. N., Navrotskii, A. V., Moharam R. and Novakov, I. A. (2005) «Features of formation of the floccules and sediments in the presence of a binary poly-electrolytes mixture», Zhurnal prikladnoi khimii [Journal of Applied Chemistry], vol. 78, no. 7, pp. 1169–1173.Урьев, Н. Б. Закономерности структурообразования высококонцентрированных дисперсных систем в динамических условиях / Н. Б. Урьев // Коллоид. журн. – 1978. – Т. 60, № 5. –С. 915–922.Ur'ev, N. B. (1978) «Patterns of highly disperse systems structure formation under dynamic conditions», Kolloidnyi zhurnal [Colloid journal], vol. 60, no. 5, pp. 915–922.Ананьев, В. П. Инженерная геология: учеб. для строит. спец. вузов / В. П. Ананьев, А. Д. Потапов. – Изд. 3-е. – М. : Высшая школа, 2005. – 575 с.Anan'ev, V. P. (2005) Inzhenernaya geologiya. Uchebnik dlya stroitel'nykh spetsial'nostei vuzov [Engineering geology for specialties of universities], Vysshaya Shkola, Moscow, RU

The authors declare that there are no conflicts of interest present.