|
Модифицирование природных кальциевых бентонитов производится добавлением кальцинированной соды 3-5 % и метаса 0,3 % от всей глины. Модифицирование производится для повышения выхода раствора за счет лучшего диспергирования бентонита. Наилучшие результаты дает применение кальцинированной соды (Ыа2СОз). Функция этой добавки заключается в создании ионов натрия для замещения ионов кальция в кальциевом монтмориллоните, составляющих до 60% объемной емкости катионов природного бентонита. При этом последний превращается в натриевый монтмориллонит. Модифицированная, таким образом, глина относительно быстро распускается в воде с образованием высоко дисперсных частиц (вплоть до элементарного пакета). Присутствие метаса предупреждает возможное агрегирование-диспергированных частиц. Поэтому сочетание метаса и кальцинированной соды способствует увеличению выхода раствора, т.е. требуемая вязкость достигается при меньшей концентрации твердой, фазы, при сравнении с раствором из бентонита. Добавление полиакриламида не приводит к флокуляции глинистых частиц, поскольку активные центры адсорбции заняты макромолекулами метаса. При этом образуется вязко-упруго-пластичная система, упругие свойства которой, по-видимому, можно объяснить разрывом водородных связей между макромолекулами адсорбированного метаса и полиакриламида. В случае использования обычного бентонита степень диспергирования, характерная для модифицированной глины, не достигается, поэтому при введении ПАА макромолекулы последнего взаимодействуют с достаточно крупными агрегатами глинистых частиц, вызывая их флокуляцию, которая наблюдается визуально в виде крупных хлопьев. Флокуляции глины способствует преимущественное содержание ионов кальция в обменном комплексе глинистых частиц. Применение двухвалентных ионов для усиления флокуляции коллоидных частиц используется для интенсификации очистки вод при применении флокулянтов типа ПАА [53]. Исследования показали, что двухкомпонентный вязко-упруго-пластичный состав может весьма эффективно применяться в качестве кольматирующего материала. Причем, наилучшие характеристики получаются при добавлении 510 % модифицированного бентонита. Хорошо прокачивается насосом. При добавлении 15 % модифицированного бентонита полученный раствор труднопрокачиваем. Из рис. 4.7 видно, что величина гв течение 24 часов выдержки существенно возрастает. При дальнейшем хранении происходит лишь незначительное уменьшение этого параметра, что, по-видимому, связано с конформационным изменением макромолекул полимера и их глобулизацией. С увеличением времени хранения свыше 24 часов уменьшается и вязкость разрушенной структуры, о чем может свидетельствовать изменение характера течения при повышении градиента скорости. Наибольшая пластическая вязкость наблюдается при хранении в течение 24 часов. Графики на рисунке (4.6) дают возможность рекомендовать время предварительного приготовления вязко-упругого состава для кольматации. ВУС с добавкой 5% бентонита рекомендуется готовить за 24 часа до применения. Именно в этот период структурно-механические свойства состава максимальные. 104 |
дующем соотношении: к приготовленному объему раствора ПАА добавлялось 10% раствора ГРС и 2% формалина. Кроме трехкомпонентного состава нами изучалась возможность использования для кольматации приствольной зоны и двухкомпонентного состава (1% водный раствор ПАА плюс 5-15% модифицированного бентонита). Он готовится следующим образом. В 1/3 части воды, необходимой для приготовления однопроцентного водного раствора полиакриламида, готовится раствор модифицированного бентонита, взятый в необходимом количестве (5%; 10%; 15% к объему всего раствора). В остальной части воды растворяется полиакриламид, и затем оба раствора интенсивно перемешиваются. Модифицирование природных кальциевых бентонитов производится добавлением кальцинированной соды 3-5% и метаса 0,3% от всей глины. Модифицирование производится для повышения выхода раствора за счет лучшего диспергирования бентонита. Наилучшие результаты дает применение кальцинированной соды (Ыа2С03). Функция этой добавки заключается в создании ионов натрия для замещения ионов кальция в кальциевом монтмориллоните, составляющих до 60% объемной емкости катионов природного бентонита. При этом последний превращается в натриевый монтмориллонит. Модифицированная, таким образом, глина относительно быстро распускается в воде с образованием высокодисперсных частиц (вплоть до элементарного пакета). Присутствие метаса предупреждает возможное агрегирование диспергированных частиц. Поэтому сочетание метаса и кальцинированной соды способствует увеличению выхода раствора, т.е. требуемая вязкость достигается при меньшей концентрации твердой фазы, при сравнении с раствором из бентонита. Добавление полиакриламида не приводит к флокуляции глинистых частиц, поскольку активные центры адсорбции заняты макромолекулами метаса. 79 При этом образуется вязко-упруго-пластичная система, упругие свойства которой, по-видимому, можно объяснить разрывом водородных связей между макромолекулами адсорбированного метаса и полиакриламида. В случае использования обычного бентонита степень диспергирования, характерная для модифицированной глины, не достигается, поэтому при введении ПАА макромолекулы последнего взаимодействуют с достаточно крупными агрегатами глинистых частиц, вызывая их флокуляцию, которая наблюдается визуально в виде крупных хлопьев. Флокуляции глины способствует преимущественное содержание ионов кальция в обменном комплексе глинистых частиц. Применение двухвалентных ионов для усиления флокуляции коллоидных частиц используется для интенсификации очистки вод при применении флокулянтов типа ПАА [53]. Исследования показали, что двухкомпонентный вязко-упругопластичный состав может весьма эффективно применяться в качестве кольматирующего материала. Причем, наилучшие характеристики получаются при добавлении 5-10% модифицированного бентонита. Хорошо прокачивается насосом. При добавлении 15% модифицированного бентонита полученный раствор труднопрокачиваем. Из рис. 2.7 видно, что величина т в течение 24 часов выдержки существенно возрастает. При дальнейшем хранении происходит лишь незначительное уменьшение этого параметра, что, по-видимому, связано с конформационным изменением макромолекул полимера и их глобулизацией. С увеличением времени хранения свыше 24 часов уменьшается и вязкость разрушенной структуры, о чем может свидетельствовать изменение характера течения при повышении градиента скорости. Наибольшая пластическая вязкость наблюдается при хранении в течение 24 часов. Графики на рисунке дают возможность рекомендовать время предварительного приготовления вязко-упругого состава для кольмата80 ции. ВУС с добавкой 5% бентонита рекомендуется готовить за 24 часа до применения. Именно в этот период структурно-механические свойства состава максимальные. ВУС с добавкой 10% бентонита значительно упрощает процесс подготовки, а свойства его в течение длительного времени (до 3-х суток) практически остаются неизменными. 81 0 200 400 600 600 1000 1200 т,МПз/см1 Рис. 3.6 Реологические кривые двухкомпонентного вязкоупругого состава с 5-15% бентонита 1 замер после приготовления (5%); 2 замер без выдержки ВУС в течении 24 ч. (5%); 3 замер после выдержки ВУС в течении 72 ч. (5%); 4 замер после выдержки ВУС в течении 168 ч. (5%); |