Международный
научный журнал

Исследование химического состава фракций ценосфер Омской ТЭЦ-5


Study of the chemical composition of the cenospheric fractions of the Omsk CHP-5

Цитировать:
Исследование химического состава фракций ценосфер Омской ТЭЦ-5 // Universum: Химия и биология : электрон. научн. журн. Федяева О.А. [и др.]. 2018. № 12(54). URL: http://7universum.com/ru/nature/archive/item/6673 (дата обращения: 21.07.2019).
 
Прочитать статью:


АННОТАЦИЯ

Методами сканирующей электронной микроскопии и химического анализа изучен элементный и химический состав отдельных фракций ценосфер Омской ТЭЦ-5. Во всех фракциях обнаружены магнитные частицы. Построена диаграмма концентраций макрокомпонентов (Al2O3 и SiO2) от суммарного содержания примесей оксидов (Fe2O3, CaO, (Na, K)2O, TiO2, P2O5) во фракциях ценосфер.

ABSTRACT

Using the methods of scanning electron microscopy and chemical analysis, the elemental and chemical composition of individual fractions of the cenospheres of the Omsk CHPP-5 was studied. Magnetic particles are found in all fractions. A diagram of concentrations of macrocomponents (Al2O3 and SiO2) from the total content of oxide impurities (Fe2O3, CaO, (Na, K)2O, TiO2, P2O5) in fractions of cenospheres was constructed.

 

Ключевые слова: ценосферы, химический состав, фракции.

Keywords:cenospheres, chemical composition, fractions.

 

Ценосферы представляют собой полые стеклокерамические алюмосиликатные микросферы, которые образуются в составе золы уноса, когда уголь сжигается на тепловых электростанциях [1;3;5]. Они накапливаются в виде плавающего шлама в специальных котлованах. Ценосферы являются хорошим наполнителем в производстве пластиковых изделий, гипса, керамики, легких цементов и т.д. Продукты с их добавлением обладают повышенной износостойкостью, легкостью, высокими изоляционными свойствами и низкой стоимостью [1; 4].

Целью нашей работы явилось выделение отдельных фракций ценосфер Омской ТЭЦ-5 и исследование их химического состава. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: 1) фракционировать ценосферы с помощью набора сит; 2) разделить полученные фракции по плотности осаждением частиц в гексане; 3) высушить ценосферы в вакууме при 1050С до постоянной массы; 4) выделить магнитные частицы из фракций ценосфер; 5) исследовать элементный и химический состав образцов отдельных фракций.

Элементный и химический состав образцов фракций ценосфер определяли методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) на приборе JSM-6460LV «JEOL» и химического анализа по ГОСТ 5382-91.

Исследования фракционного состава ценосфер Омской ТЭЦ-5 показали, что преобладающей фракцией является частицы размером от 0,05 до 0,2 мм. Во всех фракциях присутствуют магнитные частицы (табл.). Их содержание с увеличением размера фракции уменьшается.

Результаты фракционного разделения ценосфер в гексане показали, что 21,2 % частиц имеют плотность менее 0,66 г/см3, остальные 78,8 % частиц имеют большую плотность. СЭМ исследованиями установлено, что плавающие в гексане частицы представляют собой цельные гранулы (рис.1).

Исследования химического состава ценосфер различных фракций показали, что они представляют собой многокомпонентную систему SiO2 - Al2O3 - CaO - (Na, K)2O - TiO2 - Fe2O3 - P2O5. Для всех фракций ценосфер содержание макрокомпонентов Al2O3 и SiO2 изменяется от 29,6 до 34,8 % масс и от 48,5 до 53,3 % масс соответственно (рис. 2). Содержание Fe2O3 в немагнитных фракциях ценосфер составляет 1,3 – 2,3 % масс. Оксиды калия и натрия присутствуют в незначительном количестве 0,4 – 0,6 % масс, и их концентрация практически постоянна.

Таблица 1.

Результаты определения фракционного состава ценосфер и содержания в них магнитных частиц

Диаметр частиц, мм

Массовая доля частиц во фракции, % масс.

Массовая доля магнитных частиц во фракции, % мас.

d ≤ 0,05

10,84

11,62

0,05 < d ≤ 0,2

87,07

3,81

0,2 < d ≤ 0,4

2,09

1,48


Рисунок 1. СЭМ изображение ценосфер фракции 0,2 мм с плотностью менее 0,66 г/см

 

Рисунок 2. Концентрационная диаграмма химического состава ценосфер различных фракций (мм): 1 - 0,05 П; 2 – 0,05 Т; 3 – 0,2 П; 4 – 0,2 Т; 5 – 0,4 П; 6 – 0,4 Т. Где П – плавающие и Т - тонущие в гексане частицы

 

В результате выполненных исследований было установлено, что преобладающей фракцией ценосфер, образующихся при сжигании экибастузских углей на Омской ТЭЦ-5, является фракция с размером частиц от 0,05 до 0,2 мм. Содержание оксидов Al2O3 и SiO2 изменяется от 29,6 до 34,8 % масс и от 48,5 до 53,3 % масс соответственно, что согласуется с известными составами концентратов ценосфер, образующихся при сжигании углей данного месторождения [2]. Разделением частиц по плотности в гексане можно отделять скорлупу и разрушенные ценосферы от цельных гранул.

 

Список литературы:
1. Архипов И.И., Кисеньгорф А.Б., Краснова Г.В. и др. Современные теплоизоляционные материалы. – М:. Химия, 1980. - 286 с.
2. Михайлова О.А., Роговенко Е.С., Фоменко Е.В. Состав и строение оболочки глобул узких фракций немаг-нитных неперфорированных ценосфер низкой насыпной плотности // Современные проблемы науки и об-разования. - 2015. - № 1-1.; URL: http://www.science-education.ru/ru /article/view?id=19630. (дата обращения: 01.12.2018).
3. Охотин В.Н., Медведев В.И., Лайнер Ю.А. и др. Комплексная переработка зол от сжигания подмосковных углей с выделением ценных компонентов // Энергетическое строительство. - 1994.- №7. - С. 67-69.
4. Феднер Л.А., Суханов М.А., Шпирт М.Я. Трудносгораемый теплоизоляционный материал // Строительные материалы. - 1995. - № 3. - С. 22-23.
5. Чайка Е.А., Левицкая Т.Д., Лайнер Ю.А. и др. Новые технологии переработки отходов в электроэнергетике // Российский химический журнал. - 1994. - Т. 38. - №3. - С. 82-85.

 

Информация об авторах:

Федяева Оксана Анатольевна Fedyaeva Oksana

док. хим. наук, доцент Омского Государственного технического университета, 644050, РФ, г. Омск, проспект Мира, 11

Doctor of chemical Sciences, associate Professor, Omsk state technical University, 644050, Russia, Omsk, prospect Mira, 11


Захаров Владислав Александрович Zakharov Vladislav

студент Омского Государственного технического университета, 644050, РФ, г. Омск, проспект Мира, 11

the student of Omsk state technical University, 644050, Russia, Omsk, prospect Mira, 11


Фисенко Тимофей Евгеньевич Fisenko Timothei

студент Омского Государственного технического университета, 644050, РФ, г. Омск, проспект Мира, 11

the student of Omsk state technical University, 644050, Russia, Omsk, prospect Mira, 11


Рахматулина Эллина Александровна Ellina Rakhmatulina

бакалавр Омского Государственного Технического Университета, РФ, г. Омск

Bachelor of Omsk State Technical University, Russia, Omsk


Читателям

Информация о журнале

Выходит с 2013 года

ISSN: 2311-5459

Св-во о регистрации СМИ: 

ЭЛ №ФС77-55878 от 17.06.2013

ПИ №ФС77-66239 от 01.07.2016

Скачать информационное письмо

Включен в перечень ВАК Республики Узбекистан

Размещается в:

doi:

The agreement with the Russian SCI:

cyberleninka

google scholar

Ulrich's Periodicals Directory

socionet

Base

ROAR

OpenAirediscovery

CiteFactor

 

Поделиться

Лицензия Creative CommonsЯндекс.Метрика© Научные журналы Universum, 2013-2019
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Непортированная.