|
температуры раствора от 20 до 15-16°С приводило к тому, что хлопьеобразование и осаждение при расходе 100 см3/кг не происходили. Обработка с добавлением морской воды в количестве менее 100 см3/кг сопровождалась только увеличением мутности и опалесценцией раствора. При больших расходах морской воды, начиная от 750 см3/кг, становилось заметным снижение скорости коагуляции, хлопьеобразования и осветления раствора. Так после добавления 1000 см3/кг морской воды происходило сильное увеличение мутности в растворе во время перемешивания, раствор становился мучнисто-белым. Однако после прекращения перемешивания мутность уменьшалась, хлопьеобразование происходило с задержкой через 10-15 мин после обработки, а осветление раствора наблюдали через 45-50 мин после обработки. Ухудшение условий осаждения кремнезема объяснялось разбавлением гидротермального сепарата: при добавлении 1000 см3/кг морской воды концентрация кремнезема снижалась вдвое. Согласно полученным результатам, растворенная ортокремниевая кислота нс осаждалась при самых высоких расходах морской воды. Это отличало обработку с добавлением морской воды от обработки известью. Этот результат согласуется с тем фактом, что при добавлении морской воды рН обработанного раствора снижался (табл. 3.11), а при обработке известью повышался. Величина отношения Са/М& в обработанном растворе мало отличалась от морской воды, где это отношение равно Са/М^ = 0,32-0,35. Из этого следует, что активного соосаждения катионов-коагулянтов Са24 и М§2~ после обработки не происходило. Коагуляция и осаждение коллоидного кремнезема достшались за счет действия сравнительно небольшой части катионов Са2' и М&24, введенных с морской водой. Осадок, полученный с добавлением морской воды, имел аморфную структуру и низкую долю кальция и магния. После высокотемпературного прокаливания при 900°С на рентгенограмме образца Ы318, осажденного при расходе морской воды 1000 см3/кг, появились линии кристобалита (рис. 3.56): в районе 0,40608, 0,31430, 0,24893 и 0,18793 нм, линии галита в районе 0,28561, 111 |
дение кремнезема происходило устойчиво, составлял 100 см3/кг. Снижение температуры раствора от 20 до 15-16°С приводило к тому, что хлопьеобразование и осаждение при расходе 100 см3/кг не происходили. Обработка с добавлением морской воды в количестве менее 100 см3/кг сопровождалась только увеличением мутности и опалесценцией раствора. При расходе морской воды 100 см3/кг хлопьеобразование проявилось через 30 мин после обработки, осветление раствора наблюдали через 40-50 мин после обработки. Хлопья оседали медленно, зависимость глубины опускания верхней границы слоя с хлопьями была такой: 1*= 35 мин Ь5= 0.55 см, га1= 40 мин Ь5= 2.0 см, 1м= 42.5 мин Ь5= 3.8 см, 1а, = 45.0 мин Ь$ = 7.1 см, 1а, = 47.5 мин Ь5= 14.3 см, 1а, = 50.0 мин Ь5= 15.0 см, 1*= 55.0 мин Ь5= 15.6 см. Скорость оседания имела значения от 1.0-2.9 до 6.5-11.0 мм/мин, эффективные размеры хлопьев были в пределах от 5.75-9.8 до 14.7-19.0 мкм. При расходе морской воды 150 см3/кг хлопьеобразование началось через 15-20 мин после обработки, оседание хлопьев и осветление раствора заканчивалось через 25-30 мин. При расходе морской воды 200 см3/кг хлопьеобразование происходило гораздо быстрее через 1-3 мин после обработки, осветление раствора через 10-20 мин. При расходе морской воды 150-200 см3/кг снижение температуры раствора от 20 до 15-16°С замедляло скорость коагуляции и хлопьеобразования, оседание хлопьев и осветление раствора заканчивались позже. При расходе морской воды 300-400 см3/кг хлопьеобразование и оседание хлопьев начинались практически сразу после добавления морской воды и перемешивания раствора, осветление раствора достигалось через 10-15 мин после обработки. При расходе морской воды 500 см3/кг хлопьеобразование наблюдали спустя 1 мин после обработки. Через 3-5 мин развилось оседание крупных хлопьев, через 15-20 мин раствор осветлялся. При расходе морской воды 750 см3/кг осветление раствора наблюдали через 15 мин после обработки. При больших расходах морской воды, начиная от 750 см3/кг, становилось заметным снижение скорости коагуляции, хлопьеобразования и осветления раствора. Так после добавления 1000 см3/кг морской воды происходило сильное увеличение мутности в растворе во время перемешивания, раствор становился мучнисто-белым. Однако после прекращения перемешивания мутность уменьшалась, хлопьеобразование происходило с задержкой через 10-15 мин после обработки, а осветление раствора наблюдали через 45-50 мин после обработки. Ухудшение условий осаждения кремнезема при больших расходах морской воды объяснялось разбавлением гидротермального сепарата, так как в морской воде содержание кремнезема гораздо ниже, чем в сепарате. При добавлении 1000 см3/кг морской воды концентрация кремнезема' снижалась вдвое. Поэтому, несмотря на увеличение концентрации катионов-коагулянтов кальция и магния, введенных в раствор, процесс осаждения ухудшался из-за снижения начальной концентрации кремнезема. При расходе морской воды 100 400 см3/кг остаточная концентрация кремнезема снижалась до значений С,= 175.0-181.25 мг/кг, а концентрация мономерного кремнезема до значений С5= 125.0-137.5 мг/кг, то есть происходила коагуляция и осаждение большей части коллоидного кремнезема (табл. 3.16). При дальнейшем увеличении расхода морской воды до 500 см3/кг общее содержание снижалось до С,= 131.25 мг/кг, а концентрация мономерного кремнезема до С5= 100.0 мг/кг, что соответствовало полному осаждению коллоидного кремнезема. При высоких расходах морской воды 750-1000 см3/кг за счет разбавления общее содержание снизилось до 95-97 мг/кг, а концентрация С5 до 78.0 мг/кг. Согласно полученным результатам, мономерный кремнезем нс осаждался при самых высоких расходах морской воды. Это отличало обработку с добавлением морской воды от обработки известью. Этот результат согласуется с тем фактом, что при добавлении морской воды рН обработанного раствора снижался (табл. 3.16), а при обработке известью повышался. Снижение показателя рН приводило к уменьшению поверхностного заряда коллоидных частиц и снижению сорбционной способности поверхности кремнезема по отношению к катионам кальция и магния и ухудшению условий коагуляции коллоидного крем незема. Еще одним фактором, ухудшавшим коагуляцию, было разбавление гидротермального раствора морской водой. При расходе морской воды 100500 см3/кг отношение остаточных концентраций катионов кальция и магния Са/М§ в обработанном растворе составляло 0.27-0.298, при расходе морской воды 750 см3/кг отношение Са/М§ было 0.33, при расходе 1000 см3/кг 0.305, при расходе 1000 см3/кг0.29-0.301 (табл. 3.16). Величина отношения Са/М§ в обработанном растворе мало отличалась от морской воды, где это отношение равно Са/М§ = 0.32-0.35. С учетом увеличения объема раствора после добавле^ Г 1 ния морской воды, количество катионов Са и М§ , введенных в раствор, мало изменилось (табл. 3.16). Из этого следует, что активного соосаждения катиоЛ I Л1 нов-коагулянтов Са и М§ после обработки не происходило. Коагуляция и осаждение коллоидного кремнезема достигались за счет действия сравнительно небольшой части катионов Са2* и М§2*, введенных с морской водой. Осадок, полученный с добавлением морской воды, имел аморфную структуру и низкую долю кальция и магния. На рисунке 3.7а показан спектр рентгенофазовго анализа образца Ы318, осажденного при максимальном расходе морской воды 1000 см3/кг, на рисунке 3.76 показан спектр образца 1Л318 после высокотемпературного прокаливания при 900°С. В спектре образца Ы318 до прокаливания (рис. 3.7а) выражено аморфное гало и есть основные линии галита ЫаС1 в районе 0.28186, 0.32527, 0.19993 и 0.16275 нм и ряд нерасшифрованных линий в районе 0.27060, 0.24195, 0.22156 и 0.19156 нм. После прокаливания образец перешел в кристобалит (рис. 3.76): в спектре появились основные линии кристобалита в районе 0.40608, 0.31430, 0.24893 и 0.18793 нм, линии галита в районе 0.28561,0.20316 и 0.16180 нм и нерасшифрованные линии в районе 0.42577 и 0.21245 нм. У образцов, осажденных при высоких расходах морской воды 500-1000 см3/кг, в спектрах рентгенофазового анализа присутствовали линии кристобалита и не было линий, связанных с минералами типа (Са, М&)-силикатов. Это свидетельствовало о низком содержании кальция и магния в осажденном мате |