Термины, связанные с цементом. Минеральных сорбентов

Главная --> Справочник терминов

Минеральных сорбентов Вследствие специфических особенностей органических веществ изучение их свойств оказалось необычайно трудным. При этом вплоть до 20-х годов XIX столетия химики считали совершенно невозможным синтетическое получение органических веществ из минеральных соединений. Полагали, что органические вещества могут образовываться только в растительных и животных организмах.

Зерновая барда содержит 7—8% сухих веществ, картофельная— около 5%. Сухие вещества ее состоят (в %'): из Сахаров — D.25—0,50, глицерина — 0,4—0,6, крахмала—-0,1—0,2, гемицеллю-лоз —.1,4'—2,3, целлюлозы — 0,3—0,9, белков, аминокислот, органических кислот и минеральных соединений.

Сахароза в безводном спирте почти не растворяется. Весьма мала растворимость в нем солей, которыми обусловлена жесткость воды. Растворимость в спирте некоторых минеральных соединений приведена в табл. 27.

Анализ проб осадков показывает их сложный состав. К примеру, исследование осадков, образующихся в аппаратах цеха сероочистки Мубарекского ГПЗ, показало, что в них содержится 0,80—15,80%—водорастворимых, 7,93—19,24 органических и 63,47—88,71-% минеральных соединений. По рентгенометрическим данным в отложениях присутствуют пирит, сидерит, магнетит, гематит, кварц, гетит, сера, арагонит. Спектральный анализ показал преимущественное содержание (от 1 до >3%) Si, Al, Ca, Mg, Fe. Часть этих соединений могла попасть

В древесине, кроме компонентов, образующих клеточную стенку, присутствуют и так называемые посторонние* вещества, появляющиеся в результате жизнедеятельности дерева и его взаимодействия с окружающей средой. Они могут накапливаться в запасающих тканях в качестве резерва питательных веществ, откладываться на стенках клеток и пропитывать их, а у некоторых хвойных пород выделяются специальными паренхимными клетками в межклеточные каналы - смоляные ходы. Основная масса таких веществ извлекается из древесины не вступающими с ними в химическое взаимодействие нейтральными растворителями. Однако, часть «посторонних» веществ не растворяется в воде и органических растворителях (некоторые соли органических кислот, ряд минеральных соединений, кино-вещества эвкалипта, суберин коры и т.д.).

Анализ проб осадков показывает их сложный состав. К примеру, исследование осадков, образующихся в аппаратах цеха сероочистки Мубарекского ГПЗ, показало, что в них содержится 0,80—15,80%—водорастворимых, 7,93—19,24 органических и 63,47—88,71% минеральных соединений. По рентгенометрическим данным в отложениях присутствуют пирит, сидерит, магнетит, гематит, кварц, гетит, сера, арагонит. Спектральный анализ показал преимущественное содержание (от 1 до >3%) Si, Al, Ca, Mg, Fe. Часть этих соединений могла попасть

Сгущением, по возможности свободных от минеральных соединений, водных растворов аминов с высокой температурой кипения и не летучих с водяным паром, причем сгущение для понижения температуры раствора лучше вести под разрежением, можно выделить такие амины (например л-диамины бензольного ряда, л-аминофенол и т. п.) в свободном состоянии иногда в виде кристаллогидрата (.и-фенилендиамнн). При выделении или после Hero-применяется, если надо, дополнительная очистка: перерастворение, обработка сернистой кислотой и ее солями и т. д., с целью устранить например продукты окисления и другие загрязнения особо чувствительных аминов. Перегонку аминов для окончательной

Сульфокислоты с ариламиногруппой нередко получаются непосредственно после выделения в крайне загрязненном продуктами окисления амина состоянии, например фенил-(соотв. толил-) а-нафтил-амин-8-сульфокислота. В таком случае их очищают, переводя в магнезиальные или кальциевые соли, причем осадки отходящих минеральных соединений (MgCO3, CaSO4) захватывают большую часть примесей.

Оценивая практическое использование механохимии в историческом разрезе, приоритет следовало бы отдать механохимии минеральных соединений, однако впервые научная оценка механохи-мических явлений, обоснование и установление их специфики было сделано при исследовании высокомолекулярных органических соединений. Развитие этих представлений в первые годы было весьма сложным и противоречивым.

Не следует забывать, что механохимия минеральных соединений, сформировавшись как научное направление позже механохимии полимеров, к настоящему времени по объему экспериментального материала, глубине теоретических основ и прикладной ценности эквивалентна механохимии полимеров и требует аналогичных обобщений.

Так, в Щекинском ПО «Азот» внедрена система комплексной очистки стоков путем их термического разложения с последующей мокрой очисткой дымовых газов в скрубберах Вентури. Суть очистки состоит в термическом разложении органических компонентов стоков при температуре 850—950 °С и выше. При этом создаются условия для извлечения ценных минеральных соединений, например соды, из щелочных стоков производства капролактама. Для очистки дымовых газов, отходящих от установок огневого обезвреживания, предусмотрены полый скруббер, в котором газ охлаждается до температуры 80—90 °С, и скруббер Вентури. Газоочистные аппараты орошают содовым раствором, который частично утилизируют в циклонном реакторе. Для подпитки подается конденсат. Дымовые газы после скруббера Вентури сушат в тарельчатом конденсаторе, а полученный конденсат используют в производстве.

Конечно, термины «жесткие» и «нежесткие» сорбенты, «инертные» и «неинертные» жидкости условны. Известно, например, что ряд минеральных сорбентов набухает в водяных парах («волокнистые» цеолиты, глины типа монтмориллонита ц др.). По-видимому, при сорбции паров воды набухают и силикагели. Однако если изменения структуры сорбентов в процессе сорбции ничтожно малы, ими практически можно пренебречь.

Метод низкогемператургюй сорбции паров азота широко применяется и для оценки удельной поверхности полимерных сорбентов, но он не всегда дает правильные результаты го* 2, Сорбция про-водится при температуре кипения азота — 195° С, при этом сорбент не должен изменять свою структуру, т. е, должен оставаться жестким. Для минеральных сорбентов и плотноупакованных кристаллических полимеров (полиэтилен, политетрафторэтилен и др.) условие соблюдается. Эти вещества имеют коэффициент термического расширения а порядка 1,6* 10~5 (уголь — 6,0 • 10~5). При таких значениях коэффициентов термического расширения с по-ннжение.м температуры на 200° С (от 25 до — 195° С) удельный объем сорбента может измениться всего л а 0,002 — 0,003 смэ/г, т. е. пористость при — 195* С практически такая же, как и мри 25° С,

Из табл. 34 видно, что значения удельных поверхностен тцпич-. ных полимерных пористых материалов колеблются от 2 до 80 м^/г, а. значения их объемов пор — от 0,03 до 0,1 см^}г, т е на тюря док меньше, чем у минеральных сорбентов

Способность минерального сорбента поглощать то или иное количество негров зависят от вел и чипы его пор. Если поры сорбента очень 1\талы, то внутрь их могут проникнуть только ионы с малым радиусом. Обмен более крушгых ионов происходит на внешней поверхности сорбента, для увеличения которой сорбенты мелко дробят. К мелкоггорггстьш сорбентам относятся, например, пеолиты, кристаллическая структура которых позволяет сорбировать только ионы малых размеров. Избирательная способность таких сорбентов к поглощению конов разных размеров широко используется для их разделения. Большинство минеральных сорбентов ведет себя как жесткие сорбенты, однако многие из них способны в водной среде набухать (например, глаукониты с повы-. шенным содержанием ионов калия набухают в воде).

Обменная емкость обычной, или Стандартной, ионообменной смолы определяется не только способностью ее подвижных ионов к обмену с ионами раствора, но и возможностью проникновения вытесняющих ионов внутрь смолы. При применении минеральных сорбентов возможность проникновения ионов обусловливается соотношением пористости сорбента и размера вытесняющего иона, При малых размерах пор и больших размерах ионов электролита обмена ионов не происходит.

Пористость ионообменных смол можно оцент-пъ при помощи метода сорбции паров инертных жидкостей или низкотемпературной сорбции паров азота (стр- 498). Этм методы были использованы для оценки пористости так называемых стандартных пони-тов, т. е ионообменных смод, полученных обь^ными способами сополгщеризации стирола или других мономеров с, различными сшивающими агентами, например с дивцнилбензодом4. Исследования показали, что удельная поверхность и суммарный объем пор таких ионитов очень малы. Так, суммарный объем пор ионита, синтезированного в присутствии 2% дивинил бензола, равен 0,004 см*/г, а в присутствии 16% дивипилбензола — 0,001 см$}г. Эти величины па один десятичной порядок меньше значений суммарного объема пор линейных полимеров (стр. 504) и на два порядка меньше суммарного объема пор хороших пористых углей. Удельная поверхность таких ионитов составляет около 0,1 м2??, а для минеральных сорбентов она равна 600—800 м5/г.

Полимеры и материалы, изготовленные из них, обладают той особенностью (в отличие от минеральных сорбентов), что в процессе сорбции паров органической жидкости или воды они набухают. В результате структура их меняется и, применяя обычные методы расчета, нельзя оценить истинную пористую структуру исходного материала. Разумеется, что в опытах по сорбции можно использовать пары таких органических жидкостей, в которых полимер не набухает. Тогда можно определять параметры пористой структуры исходного материала, но такие случаи довольно редки [107].

ленных минеральных сорбентов (окись алюминия, цеолиты),

Конечно, термины «жесткие» и «нежесткие» сорбенты, «инертные» и «неинертные» жидкости условны. Известно, например, что ряд минеральных сорбентов набухает в водяных парах («волокнистые» цеолиты, глины типа монтмориллонита и Др.). По-видимому, при сорбции паров воды набухают и силикагели. Однако если изменения структуры сорбентов в процессе сорбции ничтожно малы, ими практически можно пренебречь.

Метод низкогемпературиой сорбции паров азота широко применяется и для оценки удельной поверхности полимерных сорбентов, но он не всегда дает правильные результаты 20'2. Сорбция проводится при температуре кипения азота —195° С, при этом сорбент не должен изменять свою структуру, т. е. должен оставаться жестким. Для минеральных сорбентов и плотноупакованных кристаллических полимеров (полиэтилен, политетрафторэтилен и др.) условие соблюдается. Эти вещества имеют коэффициент термического расширения а порядка 1,6-10~5 (уголь — 6,0 • 10'5). При таких значениях коэффициентов термического расширения с понижением температуры на 200° С (от 25 до —195° С) удельный объем сорбента может измениться всего на 0,002—0,003 сма/г, т. е. пористость при — 195° С практически такая же, как и мри 25° С,

Из табл. 34 видно, что значения удельных поверхностен типичных полимерных пористых материалов колеблются от 2 до 80 м^/г, а значения их объемов пор —от 0,03 до 0,1 см3/г, т е на порядок меньше, чем у минеральных сорбентов

Молекулярные комплексы Молекулярные структуры Молекулярных колебаний Молекулярных кристаллов Молекулярных перегруппировок Молекулярных взаимодействий Молекулярным орбиталям Молекулярная перегонка Молекулярной диаграммы