Abstract and keywords
Abstract (English):
Predlozhen sposob polucheniya kompleksnogo adsorbenta, obladayuschego magnitnymi svoystvami dlya likvidacii razlivov nefti s poverhnosti vody s pomosch'yu upravlyaemogo magnitnogo polya. V kachestve magnitnogo napolnitelya predlozhen tonkodispersnyy zhelezorudnyy koncentrat, poluchaemyy mokroy magnitnoy separaciey izmel'chennoy zheleznoy rudy. Adsorbiruyuschim komponentom vybran raspadayuschiysya elektrostaleplavil'nyy shlak. Massovoe sootnoshenie komponentov shlak: magnetit sostavlyaet 1:(1,5…2). Dlya udaleniya avariynyh razlivov nefti s pomosch'yu predlagaemogo magnitnogo adsorbenta razrabotano ustroystvo, kotoroe ustanavlivayut na sudne-neftesborschike tipa katamaran. Ustroystvo soderzhit emkost', snabzhennuyu mehanizmom podachi adsorbenta v sloy razlityh nefteproduktov, magnitnyy baraban i mehanizm dlya udaleniya nasyschennogo adsorbenta s poverhnosti barabana i podachi ego v sbornuyu emkost'. Dlya isklyucheniya zatopleniya nasyschennogo adsorbenta predusmotrena beskonechnaya dvizhuschayasya lenta ot mesta vneseniya adsorbenta do magnitnogo barabana.

Keywords:
magnetic adsorbent, hydrophobization, magnetic field, petroleum products, structural changes, magnetite, electric slag, oil skimmer
Text
Малоэнергетические технологии (акустические, магнитные и др.), находят все более широкое применение в нефтяной промышленности при добыче, транспорте и хранении высоковязких и высокозастывающих нефтей. Их использование в сочетании с сорбционными методами позволяет удалить загрязнения чрезвычайно широкой природы практически до любой остаточной концентрации независимо от их химической устойчивости [6]. Поэтому разработка адсорбента с высокими адсорбционными и магнитными свойствами с возможностью его эффективного внесения в слой нефтепродуктов и быстрого удаления с поверхности воды управляемым магнитным полем является актуальной научной и практической задачей. Авторами были исследованы сорбционные свойства порошковых сорбентов на основе оксидов железа в виде мелкодисперсного железорудного концентрата (магнетита). Для повышения адсорбционных свойств сорбирующим компонентом была выбран распадающийся электросталеплавильный шлак. Компоненты выбраны из условия наличия железосодержащих фаз и аналогичности качественных химических составов с целью образования прочных связей при межмолекулярном взаимодействии. По химическому составу в шлаке (табл.1) преобладают оксиды CaО (45%) и SiO2 (24%), что определяет их адсорбционную способность по отношению к нефтепродуктам, а наличие оксидов железа способствуют проявлению магнитных свойств. В железорудном концентрате (табл.2) преобладающее содержание магнетита (Fe2O + Fe2O3 = 94,6%) свидетельствует о его высокой магнитной восприимчивости. Дисперсность компонентов составляла менее 100 мкм. Химический состав компонентов адсорбента определяли на рентгенофлуоресцетном спектрометре серии ARL 9900 (табл. 1, 2) [7]. Исследования проводили по каждому компоненту в отдельности и в смеси при их оптимальном соотношении. Показатели нефтемкости представлены в табл. 3. Для обеспечения плавучести и снижения водопоглощения комплексный адсорбент модифицировали силиконовым гидрофобизатором (табл. 4) [8] Таблица 1. Химический состав электросталеплавильного шлака (м. д., %) Таблица 2. Химический состав железорудного концентрата (м. д., %) Таблица 3. Нефтеемкость комплексного адсорбента и его компонентов Таблица 4. Технические характеристики гидрофобизатора В результате модификации выявлено, что необходимое количество гидрофобизатора, обеспечивающего водопоглощение образцов 6-10 % и плавучесть в течение 3 часов составляет 8-10%. Как следует из табл. 3 значения массовой нефтеемкости исследуемого комплексного адсорбента составили 1,3 кг/кг. При этом объемная нефтеемкость соответствует значению 2090 кг/м3 адсорбента (при объемной массе комплексного сорбента 1610 кг/м3), что значительно превышает значения известных промышленных сорбентов. Например, при повышенной массовой нефтеемкости 5 кг/кг и объемной массе сорбента 150 кг/м3 объемная нефтеемкость составит 750 кг/м3 (табл. 5). Таблица 5. Сравнительные характеристики промышленных и предлагаемого адсорбентов На рисунке представлена схема устройства для сбора нефтепродуктов с поверхности воды [9]. 1 - судно-нефтесборщик, 2 - короб с проемами для входа и выхода обрабатываемой воды, 3 - бесконечная лента, 4 - нефтесборный барабан с магнитной системой, 5 - скребок, 6 - желоб, 7 - шнек, 8 - сборная емкость, 9 - бункер с магнитным адсорбентом, 10 - барабанный питатель, 11 - емкость с адсорбентом. Для обеспечения времени контакта адсорбента с разлитыми нефтепродуктами в течение 10 секунд и расположении бункера на расстоянии 10 м от нефтесборного барабана скорость движения судна должна быть 3,6 км/ч. При ширине захвата 2 м и толщине слоя разлитых нефтепродуктов 2 мм сбор нефтепродуктов составит 12 т/ч. Использование магнитных сорбентов с насыпной плотностью, превышающей плотность нефтепродуктов, позволяет быстрому их омагничиванию и эффективному извлечению магнитными сепараторами
References

1. Yu.K. Rubanov, Yu.E. Tokach. Pat. RF 2535744 Ustroystvo dlya sbora nefteproduktov s poverhnosti vody. 2014.

2. Yu.K. Rubanov, Yu.E. Tokach. Kompozicionnye sorbenty na osnove oksidov zheleza dlya utilizacii smazochno-ohlazhdayuschih zhidkostey. Izd-vo BGTU, Belgorod, 2014. 96s.

3. Yu.K. Rubanov, Yu.E. Tokach. Udalenie razlivov nefteproduktov s poverhnosti vody kompleksnymi sorbentami na osnove oksidov zheleza. Vestnik tehnologicheskogo universiteta, g. Kazan', 2015. - № 7. S. 268- 271.