|
36 Глава 2, Физико-химические характеристики отработанных вод ГсоЭС и коллоидного кремнезема. Для разработки техники очистки от кремнезема необходимо изучение физико-химических характеристик различных форм кремнезема в гидротермальном растворе. Продолжительность стадии старения раствора, в ходе которой происходит поликонденсация ортокремниевой кислоты и образование коллоидных частиц, определяются скоростью этой реакции. На скорость поликонденсации влияют температура, рН, ионная сила раствора, общее содержание кремнезема. Кинетика коагуляции и осаждения кремнезема, состав, микроструктура, характеристики пор осажденного материала зависят от размеров, сорбционной способности поверхности и подвижности коллоидных частиц и их комплексов в водном растворе. Тенденция образования отложений коллоидного кремнезема из потока гидротермального теплоносителя определяется растворимостью аморфного диоксида кремния при различных температуре, давлении и рН водного раствора. 2.1. Физико-химические характеристики гидротермального сепарата, определяющие процессы коагуляции и осаждения кремнезема. Исследования осаждения кремнезема выполняли с использованием гидротермального сепарата продуктивных скважин Верхне-Мутновской ГеоЭС, а также скважин 014, 4Э, 5Э, А2 Мутновского месторождения. Перед обработкой показатель рН проб раствора при 20°С был в пределах 7,0 9,4, общая минерализация 1,0 2,5 г/кг, ионная сила раствора — 10-20 ммоль/кг. Типичный химический состав сепарата Мутиовских скважин (скважина 014 в районе участка Дачный) таков (мг/л): 1ЧН/ 0,7, Ыа" 239,9, К 57,0, Са2+ 4,0, М8 2+ <0,24, СГ 291,1, ЗО42' 124,9, НС03' 43,9, С03 2' 18,6, Г 1,02, Н3ВО3 106,9, 1л+ 1,6, ЗЮ2 800. Концентрация ортокремниевой кислоты соответствовала растворимости Сц при температуре обработки проб. Большинство экспериментов было сделано с пробами сепарата с линии обратной закачки Верхне-Мутновской ГеоЭС. |
Глава 2. Физико-химические характеристики коллоидного кремнезема в гидротермальном растворе. Для разработки техники извлечения кремнезема необходимо изучение физико-химических характеристик различных соединений кремния в гидротермальном растворе. Продолжительность стадии старения раствора, в ходе которой происходит полимеризация мономерного кремнезема и образование коллоидных частиц, определяются скоростью этой реакции. На скорость полимеризации влияют температура, рН, ионная сила раствора, общее содержание кремнезема. Кинетика коагуляции и осаждения кремнезема, состав, микроструктура, характеристики пор осажденного материала зависят от размеров, сорбционной способности поверхности и подвижности коллоидных частиц и их комплексов в водном растворе. Тенденция образования отложений коллоидного кремнезема из потока гидротермального теплоносителя определяется растворимостью аморфного диоксида кремния при различных температуре, давлении и показателе рН водного раствора. Для разработки оптимальных способов извлечения кремнезема из теплоносителя с конкретным химическим составом были проведены исследования физико-химических характеристик кремнезема в растворе сепарата скважин Мутновского месторождения. 2.1. Исследование кинетики полимеризации мономерного кремнезема и образования коллоидных частиц в гидротермальном растворе. Измерения скорости полимеризации проводили при температуре 20°С в пробах гидротермального раствора с различным общим содержанием кремнезема и различным рН. Пробы раствора были отобраны с линии обратной закачки Верхне-Мутновской ГеоЭС и представляли собой смесь сепарата трех продуктивных скважин 048, 049, 055 месторождения. Пробы раствора перед измерениями нагревали от температуры 20°С до 98°С и в течение 4-х ч выдерживали в термостате при 96-98°С для деполимеризации и перехода избыточного количества коллоидного кремнезема в мономер 157 Глава 3. Коагуляции и осаждение кремнезема в гидротермальном растворе катионами Са2+ и М§2+ с вводом гашеной извести и морской воды. Отрицательный заряд на поверхности коллоидных частиц, двойной электрический слой и гидратный слой обеспечивают устойчивость коллоидной системы кремнезема в водном растворе [186-196]. При сближении частиц в ходе броуновского движения электростатическое отталкивание между частицами превышает вандерваальсовское притяжение и спонтанная коагуляция коллоидной системы не происходит. Кроме того, для сближения частиц необходимо затратить работу на преодоление расклинивающего давления, вызванного силами молекулярного сцепления воды с поверхностью частиц. Для слабо заряженных коллоидных частиц кремнезема эффективной оказывается нейтрализационная коагуляция, которая достигается за счет уменьшения заряда коллоидных частиц и снижения их потенциала при адсорбции противоионов электролитов, таких как катионы Са2\ М&2\ 3.1. Физико-химические характеристики гидротермального раствора, определяющие процессы коагуляции и осаждения кремнезема. Эксперименты по осаждению кремнезема выполняли с использованием гидротермального сепарата продуктивных скважин Верхне-Мутновской ГеоЭС, а также скважин 014, 4Э, 5Э, А2 Мутновского месторождения. Перед обработкой показатель рН проб раствора при 20°С был в пределах 7.0 9.4, общая минерализация 1.0 2.5 г/кг, ионная сила раствора 1 0 2 0 ммоль/кг. Общее содержание кремнезема в пробах составляло 650 820 мг/кг, концентрация мономерного кремнезема соответствовала растворимости Се при температуре обработки проб. Большинство экспериментов было сделано с пробами сепарата с линии обратной закачки Верхне-Мутновской ГеоЭС. Продуктивные скважины 048, 049, 055 Верхне-Мутновской ГеоЭС выводят на поверхность теплоноситель в виде пароводяной смеси (ПВС) с массовым паросодсржанием 0.2-0.3. Устьевая обвязка продуктивных скважин объединена в один общий коллектор, в котором происходит смешение трех потоков тепло |