АО «ОКТОПУС» Контакты:
Адрес: проспект Губернатора Анатолия Гужвина, 10А 414014 Астрахань,
Телефон:+7 (8512) 484-444, Факс:+7 (8512) 484-444, Электронная почта: office_astra@octopusgaz.ru
Россия г. Астрахань
проспект Губ. А. Гужвина, 10 "А"

8 (8512) 484-444

По будням с 8:00 до 17:00

Применение Астраханских цеолитов в качестве противогололендого материала

12.10.2017

Ивлева Александра Александровна, менеджер ЗАО «Октопус», г.Астрахань
Перевалов Сергей Николаевич, кандидат сельско-хозяйственных наук, генеральный директор, ООО «Галиан Сервисез», г.Астрахань

USING OF ASTRAKHAN ZEOLITES AS ICEMELTER

Ivleva Alexandra, Manager of CJSC "Octopus", Astrakhan
Perevalov Sergey, Candidate of Agricultural Sciences, general director LLC "Galian Services", Astrakhan

АННОТАЦИЯ

В данной статье показан результат использования астраханских цеолитов в составе противогололедных смесей. Представлены характеристики полученных составов и оценки их применения на дорогах Астраханской области.

ABSTRACT

This article shows the result of the use of zeolites in the composition of the Astrakhan-icing mixtures. The characteristics of the resulting compositions and the evaluation of their use on the roads of the Сentral and the South of Russia.

Ключевые слова: цеолит, противогололедный материал, опоки, дорожное хозяйство, зима.
Keywords: zeolite, icemelter, roads, winter.


Природные цеолиты – это относительно новый тип полезных ископаемых, использование которых в промышленных масштабах началось только в 60-е годы XX века. Сфер применения этого уникального природного минерала великое множество и с каждым годом открываются всё новые направления использования. [2]

Особенности строения кристаллической решетки, в которой до 50% объема составляют пустоты и каналы, определяют уникальные свойства цеолитов как адсорбентов и ионообменников. Опытно-промышленные испытания свойств цеолитов доказали возможность их широкого применения в самых разных отраслях промышленности, сельского хозяйства, экологии. Возможно, дальнейшее развитие экономики России позволит более широко использовать свойства этого уникального минерала[2].

Природные цеолиты являются сырьем многоцелевого использования. Многочисленные научные исследования подтвердили уникальные свойства цеолитов как ионообменников и адсорбентов, однако применение их в промышленных масштабах в ряде случаев оказывается достаточно сложным технологически и, соответственно, экономически нецелесообразным (в частности, для очистки сточных вод) [4]. Также развитие минерально-сырьевой базы цеолитов сдерживается тем фактором, что цеолиты не являются сырьем первоочередного значения для промышленности. Сложившаяся практика применения цеолитов показала, что наиболее широко цеолиты используются в отраслях, не требующих сложных наукоемких технологий [1, 2].

На сегодняшний день лидирующими областями применения цеолитов в России являются: производство гигиенических наполнителей для туалетов домашних животных, производство комбикормов, премиксов, кормовые добавки, очистка воды, фильтрация жидкостей, производство удобрений, производство строительных материалов, осушка газа.

Астраханские цеолиты (опоки) относятся к кремнистым природным сорбентам и характеризуются высоким содержанием общего кремнезема до 86%, аморфного кремнезема (растворимого в 5% КОН) до 61%. В составе астраханских опок с разной степенью уверенности идентифицируется два минеральных вида цеолита (клиноптиллолит и филлипсит) [1, 3]. Интерес к изучению именно этих пород связан с несколькими факторами.

Во-первых, относительно высокое содержание оксида алюминия, по сравнению с аналогами, существенно увеличивает их катионообменную емкость (50-75 мг-экв). Во-вторых, в отличие от других цеолитов они полифункциональны. Их неселективность позволяет использовать опоки для решения широкого круга экологических задач. В-третьих, они не содержат даже следов соединений свинца, кадмия, мышьяка, бериллия [1], что отрицает возможность дополнительного загрязнения окружающей среды тяжелыми токсичными металлами.

Высокая стоимость доставки из-за рубежа аналогичных материалов и недавнее ослабление национальной валюты делают опоки привлекательными для целей импортозамещения, а уникальная комбинация свойств сама подсказывает направления поиска новых вариантов использования опок в промышленности, строительстве, сельском хозяйстве и освоении космоса.

Активно развивается практика использования опок в качестве противогололёдных материалов (далее ПГМ).

Безопасность опок для окружающей среды делает их привлекательными на фоне традиционных ПГМ для тех, кого заботит экологичность проводимой борьбы с оледенением.

На сегодняшний день не существует идеального реагента – все применяемые ПГМ имеют свои плюсы и минусы.

И только после всестороннего анализа его физико-химических свойств и экологических последствий применения можно сделать правильный вывод о возможности использования данного реагента в конкретных условиях.

Обеспечение безопасности движения в зимний период, а так же содержание в чистоте территорий при соблюдении необходимой экологической безопасности – вот задачи, стоящие сегодня перед производителями противогололедных материалов.

В качестве безопасного и эффективного противогололедного матерала для содержания дорог в зимнее время предлагается использовать смеси на основе астраханских цеолитов.

Перемолотые до размеров частиц от 0,001 до 5 мм, цеолиты используют либо в чистом виде (ПГМ 1), либо перемешивают с хлоридом кальция (размер частиц от 0,5 до 5 мм) в соотношении цеолит:CaCl2, равном 20:1 (по массе) (ПГМ 2).

При перемешивании цеолитов и хлорида кальция расслаивания не происходит, благодаря тому, что их плотности находятся примерно на одном уровне - 1,5 г/см3.

Хлорид кальция в виде твердой фазы насыщается водой из атмосферы, так как обладает высокой влагоемкостью, при этом твердые частицы соли расплываются и, при высокой влажности воздуха, получается жидкость. Присутствие сорбента - цеолита, обладающего высокой поглотительной способностью по отношению к воде, - позволяет хлориду

кальция оставаться в воздушно-сухом состоянии. Что обеспечивает возможность длительного хранения смеси в закрытых помещениях с умеренной влажностью. Это является одним из главных преимуществ использования астраханских цеолитов с хлоридом кальция перед чистой солью с хлоридом кальция.

Ниже приведены результаты исследований двух составом ПГМ на основе цеолитов: ПГМ-1 — размолотые цеолиты в чистом виде и ПГМ-2 – смесь размолотого цеолита и сухого хлорида кальция (CaCl2) в соотношении 20:1

Таблица 1. Техническая оценка смеси ПГМ-1.

№, п/п Наименование показателя  Результаты исследований
1 Метеообстановка:
- температура воздуха С0;
- влажность;
- состояние погоды
-2
78
перем обл
-4
69
перем обл
-8
67
ясно
-12
69
ясно
-16
78
ясно
-20
-
-
2 Нормы расходв ПГМ на 1 мм льда, г/м2:
- теоретические;
- фактические.
20
21
30
35
60
62
90
89
110
115
-

3

Коэффициент сцепления:
- до проведения работ;
- после обработки ПГМ
0,1
0,38
0,12
0,37
0,1
0,33
0,09
0,33
0,08
0,33
-
4 Состояние проезжей части дороги до проведения работ, толщина отложений Снежный накат, 2 см Снежный накат, 2,3 см Стекловидный лёд, 1,5 см Стекловидный лёд, 1,7см Стекловидный лёд, 1,5 см -
5 Состояние проезжей части дороги после выполнения работ Образование разрыхлённой массы Образование разрыхлённой массы Образование разрыхлённой массы Образование разрыхлённой массы Образование разрыхлённой массы -


Таблица 2. Техническая оценка смеси ПГМ-2.

№, п/п Наименование показателя  Результаты исследований
1 Метеообстановка:
- температура воздуха С0;
- влажность;
- состояние погоды
-2
78
перем обл
-4
65
ясно
-8
67
ясно
-12
69
ясно
-16
78
ясно
-20
-
-
2 Нормы расходв ПГМ на 1 мм льда, г/м2:
- теоретические;
- фактические.
50
55
75
77
150
150
225
230
275
277
-
3 Коэффициент сцепления:
- до проведения работ;
- после обработки ПГМ
0,1
0,34
0,12
0,35
0,1
0,37
0,09
0,38
0,08
0,37
-
4 Состояние проезжей части дороги до проведения работ, толщина отложений Снежный накат, 1 см Снежный накат, 1,5 см Стекловидный лёд, 2,8 см Стекловидный лёд, 1,9 см Стекловидный лёд, 1,7 см -
5 Состояние проезжей части дороги после выполнения работ Образование разрыхлённой массы Образование разрыхлённой массы Образование разрыхлённой массы Образование разрыхлённой массы Образование разрыхлённой массы -

На основании результатов, приведенных выше в таблицах, можно сделать выводы о том, что по своим физико-химическим показателям цеолиты Астраханской области могут быть применены в качестве противогололедных материалов - как в чистом виде, так и в смеси с хлоридом кальция 20:1.

Для условий средний полосы и Юга России в качестве противогололедного материала рекомендуются размолотые цеолиты в чистом виде (ПГМ-1). Размер частиц от 1,2 до 4 мм, допускается наличие пылевидных частиц на уровне 8-10%. Норма внесения ПГМ-1 при толщине слоя льда от 0,5 до 2,0 мм при температуре от 0 до -5°С составляет 0,2 кг/м2.

Для условий, когда температура достигает значений от -5°С до -15°С, рекомендуется использовать смесь размолотого цеолита и сухого хлорида кальция (CaCl2) в соотношении 20:1 (ПГМ-2). Норма внесения ПГМ-2 составляет 0,6 кг/м2.

Опока имеет высокие физико-механические свойства, что должно препятствовать разрушению, износу, дроблению и шлифованию противоголедного материала и способствовать образованию шероховатости на стекловидном льду и снежном накате. К тому же, данный материал не содержит глинистых и других загрязняющих примесей, что

должно препятствовать увеличению запыленности воздуха и загрязнению придорожной полосы. Цеолиты не токсичны, при контакте с почвой не выделяют вредных веществ и не образуют агрессивных сточных вод, а значит безопасны для человека и для животных.

Список литературы:

  1. Н.Н. Алыков, Т.В. Алыкова, Н.М. Алыков; Опоки Астраханской области: Монография / под ред. Н.М. Алыкова. Астрахань: Издательский дом «Астраханский университет», 2005.140 с.

  2. Исследовательская группа Инфомайн. Обзор рынка природных цеолитов в СНГ. Издание 3-е, 2014. 130с.

  3. Наумкина Н.И., Ильичёва О.М., Зорина С.О., Афанасьева Н.И. Диагностика минеральных компонентов палеоценовых опок разреза «Каменный Яр» методом рентгеновского количественного фазового анализа [Электронный ресурс] Режим доступа: http:minsoc.ru/2010-1-159-0

  4. Цицишвши Г.В. Перспективы применения природных цеолитов // сб. науч. тр. Добыча, переработка и применение природных цеолитов. — Тбилиси, 1986. — С. 4.

  5. Шаталов А.Я., Маршаков И.К. Практикум по физической химии. М.: «ВШ», 1986, 224 с.

Возврат к списку

География наших проектов