Глава 3. Использование ленточных глин

Ленточные глины Белорусского Поозерья широко используются в качестве сырья для многих отраслей народного хозяйства. Исторически сложилось использование глин в качестве строительных материалов. Большое значение они имеют и при производстве кирпича, черепицы, многих видов керамических изделий. Однако в этой главе будет рассмотрено лишь применения глин как адсорбентов для химической и нефтеперерабатывающей промышленности, а также в виде высокотехнологичных строительных материалов, которые представляют собой керамзит и аглопорит.

3.1. Ленточные глины как адсорбенты и катализаторы

Природные сорбенты в настоящее время, как в естественном, так и активированном виде широко применяются для обесцвечивания и очистки большого числа технических жидкостей и растворов. По своим адсорбционным свойствам глины мало уступают техническим адсорбентам. Широкое распространение увеличивает возможности их применения в промышленности и других областях народного хозяйства.

Некоторые глины Беларуси были изучены с целью определения возможности их использования в качестве адсорбентов, катализаторов и т. д. Адсорбент, полученный из ленточных глин, по своим адсорбционным свойствам, особенно при регенерации отработанных энергетических и других масел, превосходит лучшие промышленные природные (гумбрин, асканит, зикеевский трепел) и некоторые искусственные адсорбенты. Стоимость их в 7-8 раз дешевле, чем при использовании для этих целей силикагеля. Помимо этого, глинисто-гидроокисные адсорбенты, полученные из ленточных глин, прокаленные при 600°С, могут найти широкое применение в нефтеперерабатывающей промышленности и других отраслях народного хозяйства для перкаляционной и парофозной очистки веществ, а также в качестве катализаторов термического обесцвечивания легких дистиллятов (бензин, лигроин) нефти.

Степень удаления сернистых соединений бензина при 2- и 20-кратном объемном отношении сырья к катализатору равна 95 и 80 %, а в лигроине при 2- и 10-кратном отношении степень обесцвечивания соответственно равна 92 и 87 %. При этом активность катализатора после регенерации снижается очень незначительно. Так, после 20-й регенерации активность его уменьшилась на 7—10 %.

Второй положительной чертой глинисто-гидроокисного адсорбента является его способность полностью связывать сероводород, выделяющийся при термическом разложении сернистых соединений, в результате чего исключается сероводородная коррозия аппаратуры, приводящая к быстрому её износу. Кроме того, отпадает необходимость и в дополнительной очистке дистиллята щелочью. Анализ структурных пор показал, что глинисто-гидроокисные адсорбенты обладают сильно развитой переходной пористостью, величина которой в 3,5 раза по сравнению с естественной глиной. По характеру пористости глинисто-гидроокисные адсорбенты относятся к «смешанному типу с преобладанием мелких пор. Прокаленные образцы обладают однородной структурой глин с максимумом в области 35-45 А.

Увеличение при прокаливании однородной пористости глинисто-гидроокисных адсорбентов, полученных из ленточных глин, имеет важное практическое значение, особенно в технике сорбционных и каталитических процессов, где внутренняя структура адсорбента (катализатора) существенно влияет на скорость и избирательность сорбции, определяет форму изотермы и величины адсорбции для молекул различной природы и строения. Основным носителем адсорбционных свойств является глинистое вещество. Поэтому адсорбентами в основном могут служить ленточные глины тех месторождений, в разрезах которых содержится наименьшее количество алевритового материала и преобладают глинистые ленты. Ленточные глины месторождений подобного типа макроскопически и по данным механических и химических анализов валовых проб характеризуются высоким содержанием глинистого материала. Достаточно сказать, что на долю фракций меньше 0,01 мм в ленточных глинах этих месторождений приходится более 75 %, тогда как содержание алевритовой (0,01-0,05 мм) и алеврито-песчанистой (более 0,05 мм) фракций составляет не более 20 %. В составе алевритовых прослоев преобладающей является собственно алевритовая фракция. На территории Поозерья сходные с приведёнными по типу разрезов, составу и содержанию отдельных гранулометрических фракций месторождения Восстановитель, Дутчино, Тупичино, Болойки, Журжево, Цагельня (Суражский район).