vguitВестник Воронежского государственного университета инженерных технологийProceedings of the Voronezh State University of Engineering Technologies2226-910X2310-1202VSUET10.20914/2310-1202-2020-4-247-253vguit-2646Research ArticleХимическая технологияFundamental and Applied chemistry, chemical technologyТехнология получения модифицированных нефтесорбентовTechnology for obtaining modified oil sorbentshttps://orcid.org/0000-0002-4165-687XМэжриР.MejriR.

аспирант, кафедра неорганической химии и химической технологии, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

postgraduate student, inorganic chemistry and chemical technology department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

mezhri@inbox.ruhttps://orcid.org/0000-0003-2129-3191ПерегудовЮ. С.PeregudovY. S.

к.х.н., доцент, кафедра неорганической химии и химической технологии, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

Cand. Sci. (Chem.), associate professor, inorganic chemistry and chemical technology department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

inorganic_033@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-3550-0115ГорбуноваЕ. М.GorbunovaE. M.

к.х.н., кафедра неорганической химии и химической технологии, пр-т Революции, 19, г. Воронеж, 394036, Россия

Cand. Sci. (Chem.), associate professor, inorganic chemistry and chemical technology department, Revolution Av., 19 Voronezh, 394036, Russia

lobanova8686@gmail.comВоронежский государственный университет инженерных технологийVoronezh State University of Engineering Technologies202014122020824247253Copyright © Мэжри Р., Перегудов Ю.С., Горбунова Е.М., 20212021Мэжри Р., Перегудов Ю.С., Горбунова Е.М.Mejri R., Peregudov Y.S., Gorbunova E.M.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.vestnik-vsuet.ru/vguit/article/view/2646

Обоснована и экспериментально доказана целесообразность использования природного материала глауконита как основы для производства экологически чистого сорбента с гидрофобными и магнитными свойствами для ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов механически и с помощью магнитного поля. Изучен фракционный, элементный и оксидный составы исходного минерала. Исследована структура фракции глауконита 0,045 – 0,1 мм методом просвечивающей электронной микроскопии. Установлено, что поверхность частиц образца неоднородна с большим числом пор и трещин. На основании экспериментальных данных определены оптимальные условия получения и применения порошкового и гранулированного сорбентов на основе глауконита с заданными свойствами, при которых наблюдается высокая степень извлечения (более 90%) нефти с водной и твердой поверхностей. Оптимальная температура получения магнитного нефтяного сорбента составляет 400 °С. Установлены дозы внесения стеариновой кислоты и оксида железа (III), составляющие 5 мас. %, которые обеспечивают гидрофобность и магнитные свойства синтезируемому сорбенту. Высокая степень извлечения нефти (97%) и масла (98%) при использовании сорбента достигается при соотношении его к сорбату 1:10. Для ликвидации разливов нефти и нефтепродуктов предлагается использовать гранулированные ферромагнитные сорбенты, полученные введением в состав модифицированного глауконита карбоксиметилцеллюлозы. Сорбционная способность по нефти и нефтепродуктам гранулированного сорбента увеличивается по сравнению с исходным минералом в 1,2–2,2 раза. Разработаны технологические схемы получения ферромагнитных гидрофобного и гранулированного сорбентов на основе глауконита для сбора нефти и нефтепродуктов с водной и твердой поверхностей. Синтезированные сорбенты характеризуются высокой эффективностью, низкой себестоимостью, экологичностью.

Expediency of using natural glauconite material as a basis for the production of an environmentally friendly sorbent with hydrophobic and magnetic properties for liquidating oil and oil products spills mechanically and using a magnetic field has been substantiated and experimentally proved. Fractional, elemental and oxide compositions of the original mineral have been studied. The structure of glauconite fraction 0.045-0.1 mm has been investigated by transmission electron microscopy. It was found that the surface of the sample particles is heterogeneous with a large number of pores and cracks. Based on the experimental data, the optimal conditions for the production and use of powder and granular sorbents based on glauconite with specified properties were determined, at which a high degree of recovery (more than 90%) of oil with water and hard surfaces. The optimum temperature for obtaining a magnetic oil sorbent is 400 °C. The doses of stearic acid and iron (III) oxide were established at 5 wt. %, which provide hydrophobicity and magnetic properties to the synthesized sorbent. A high degree of oil (97%) and oil (98%) recovery when using a sorbent is achieved at a ratio of 1: 10 to sorbate. To eliminate oil and oil product spills, it is proposed to use granular ferromagnetic sorbents obtained by introducing carboxymethyl cellulose into the modified glauconite composition. oil and oil products granular sorbent increases in comparison with the original mineral by 1.2–2.2 times. Technological schemes for obtaining ferromagnetic hydrophobic and granular sorbents based on glauconite for collecting oil and oil products from water and solid surfaces have been developed. The synthesized sorbents are characterized by high efficiency, low cost, and environmental friendliness.

глауконитактивациямодифицированиегидрофобный агенттехнология нефтесорбентовglauconiteactivationmodificationhydrophobic agentoil sorbent technologyReferencesМерициди И.А., Ивановский В.Н., Прохоров А.Н. и др. Техника и технологии локализации и ликвидации аварийных разливов нефти и нефтепродуктов: Справочник. СПб.: НПО «Профессионал», 2008. 824 с.Mericidi I.A., Ivanovsky V.N., Prokhorov A.N. et al. Equipment and technologies for localization and elimination of emergency oil and oil product spills: Handbook. SPb., NPO "Professional", 2008. 824 p. (in Russian).Воробьёв Ю.Л., Акимов В.А., Соколов Ю.И. Предупреждение и ликвидация аварийных разливов нефти и нефтепродуктов. М.: Институт риска и безопасности, 2007. 368 с.Vorobyov Yu.L., Akimov V.A., Sokolov Yu. I. Prevention and elimination of emergency oil and oil product spills. Moscow, Institute of risk and safety, 2007. 368 p. (in Russian).Каменщиков Ф.А., Богомольный Е.И. Нефтяные сорбенты. Москва-Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2005. 268 с.Kamenshchikov F.A., Bogomolny E.I. Oil sorbents. Moscow-Izhevsk, SIC "Regular and chaotic dynamics", 2005. 268 p. (in Russian).Сухарев Ю.И., Кувыкина Е.А. Неорганические иониты и возможности их применения для очистки окружающей водной среды от техногенных загрязнений // Известия Челябинского научного центра УрО РАН. 2001. № 4 (13). С. 63–67.Sukharev Yu. I., Kuvykina E.A. Inorganic ionites and their application for cleaning the surrounding water environment from technogenic pollution. Proceedings of the Chelyabinsk scientific center of UB RAS. 2001. no. 4 (13). pp. 63–67. (in Russian).Сухарев Ю.И., Кувыкина Е.А. Использование глауконита уральского месторождения в процессах очистки воды от железа (II, III) // Известия Челябинского научного центра УрО РАН. 2002. № 1 (14). С. 141–150.Sukharev Yu. I., Kuvykina E.A. The Use of glauconite Ural deposits in the processes of water purification from iron (II, III). Proceedings of the Chelyabinsk scientific center of UB RAS. 2002. no. 1 (14). pp. 141–150. (in Russian).Цыганкова Л.Е., Богданова Л.Е. Сорбция катионов железа (II) глауконитом ГБМТО из водных растворов // Вестник ТГУ. 2011. Т. 16. № 3. С. 838–842.Tsygankova L.E., Bogdanova L.E. Sorption of cations of iron (II) glauconite GBMT from aqueous solutions. Vestnik TSU. 2011. vol. 16. no. 3. pp. 838–842. (in Russian).Вигдорович В.И., Цыганкова Л.Е., Николенко Д.В., Акулов А.И. Извлечение фенола из водных растворов глауконитом // Сорбционные и хроматографические процессы. 2010. Т. 10. № 4. С. 505–511.Vigdorovich V.I., Tsygankova L.E., Nikolenko D.V., Akulov A.I. extraction of phenol from aqueous solutions with glauconite. Sorption and chromatographic processes. 2010. vol. 10. no. 4. pp. 505–511. (in Russian).Вигдорович В.И., Цыганкова Л.Е., Николенко Д.В., Акулов А.И. Извлечение ионов меди (II) и фенола в проточном растворе глауконитом Бондарского района Тамбовской области // Сорбционные и хроматографические процессы. 2011. Т. 11. № 6. С. 930–937.Vigdorovich V.I., Tsygankova L.E., Nikolenko D.V., Akulov A.I. Extraction of copper (II) and phenol ions in a flowing solution by glauconite of the Bondarsky district of the Tambov region. Sorption and chromatographic processes. 2011. vol. 11. no. 6. pp. 930–937. (in Russian).Вигдорович В.И., Цыганкова Л.Е., Морщинина И.В., Баженова Е.А. и др. Сорбция глауконитом ГБМТО катионов магния (II) // Вестник ТГУ. 2013. Т. 18. № 5. С. 2810–2813.Vigdorovich V.I., Tsygankova L.E., Morshchinina I.V., Bazhenova E.A. et al. Sorption of magnesium (II) cations by glauconite GBMTO. Vestnik TSU. 2013. vol. 18. no. 5. pp. 2810–2813. (in Russian).Вигдорович В.И., Морщинина И.В., Цыганкова Л.Е. Сорбция глауконитом ГБМТО катионов кальция (II) // Вестник ТГУ. 2013. Т. 18. № 6. С. 3182–3185.Vigdorovich V.I., Marinina V.I., Tsygankova L.E. Sorption of the glauconite GBMT cations calcium (II). Bulletin of the TSU. 2013. vol. 18. no. 6. pp. 3182–3185. (in Russian).Kelesoglu S., Volden S., Kes M., Sjoblom J. Adsorption of naphthenic acids onto mineral surfaces studied by quartz crystal microbalance with dissipation monitoring (QCM-D) // Energy Fuels. 2012. № 26 (8). P. 5060–5068.Kelesoglu, S., Volden, S., Kes, M., Sjoblom J. Adsorption of naphthenic acids onto mineral surfaces studied by quartz crystal microbalance with dissipation monitoring (QCM-D). Energy Fuels. 2012. no. 26 (8). pp. 5060–5068.Patowary М., Pathak K., Ananthakrishnan R. A facile preparation of superhydrophobic and oleophilic precipitated calcium carbonate sorbent powder for oil spill clean-ups from water and land surfaces // RSC Advances. 2015. № 5 (97). P. 79852–79859.Patowary M., Pathak K., Ananthakrishnan R. A facile preparation of superhydrophobic and oleophilic precipitated calcium carbonate sorbent powder for oil spill clean-ups from water and land surfaces. RSC Advances. 2015. no. 5 (97). pp. 79852–79859.Семакина О.К., Якушева Ю.С., Шевченко А.А. Выбор способа гранулирования сорбентов из отходов производства // Фундаментальные исследования. 2013. № 8–3. С. 720–725.Semakina O.K., Yakusheva Yu.S., Shevchenko A.A. Choice of a method for granulating sorbents from production waste. Fundamental research. 2013. no. 8–3. pp. 720–725. (in Russian).Mehta D., Mazumdar S., Singh S.K. Magnetic adsorbents for the treatment of water/wastewater – a review // J. Water Process Eng. 2015. № 7. P. 244–265.Mehta D., Mazumdar S., Singh S.K. Magnetic adsorbents for the treatment of water/wastewater – a review. J. Water Process Eng. 2015. no. 7. pp. 244–265.Singh B., Kumar S., Kishore B., Narayanan T.N. Magnetic scaffolds in oil spill applications // Environmental Science: Water Research & Technology. 2020. № 6 (3). P. 436–463.Singh B., Kumar S., Kishore B., Narayanan T.N. Magnetic scaffolds in oil spill applications. Environmental Science: Water Research & Technology. 2020. no. 6 (3). pp. 436–463.Treijs J., Teirumnieks E., Mironovs V., Lapkovskis V. et al. Environment. Technology. Resources Proceedings of the 9th International Scientific and Practical Conference. 2013. V. 1. P. 95–102.Treijs J., Teirumnieks E., Mironovs V., Lapkovskis V. et al. Environment. Technology. Resources Proceedings of the 9th International Scientific and Practical Conference. 2013. vol. 1. pp. 95–102.Lutfullin M.A., Shornikova O.N., Vasiliev A.V., Pokholok K.V. et al. Petroleum products and water sorption by expanded graphite enhanced with magnetic iron phases // Carbon. 2014. № 66. P. 417–425.Lutfullin M.A., Shornikova O.N., Vasiliev A.V., Pokholok K.V. et al. Petroleum products and water sorption by expanded graphite enhanced with magnetic iron phases. Carbon. 2014. no. 66. pp. 417–425.Cornell R.M., Schwertmann U. The iron oxides: structure, properties, reactions, occurrences and uses. John Wiley & Sons, 2003. 664 p.Cornell R.M., Schwertmann U. The iron oxides: structure, properties, reactions, occurrences and uses. John Wiley & Sons, 2003. 664 p.Yu L., Hao G., Gu J., Zhou S. et al. Fe3O4/PS magnetic nanoparticles: Synthesis, characterization and their application as sorbents of oil from waste water // Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2015. № 394. P. 14–21.Yu L., Hao G., Gu J., Zhou S. et al. Fe3O4/PS magnetic nanoparticles: Synthesis, characterization and their application as sorbents of oil from waste water. Journal of Magnetism and Magnetic Materials. 2015. no. 394. pp. 14–21.Нифталиев С.И., Перегудов Ю.С., Мокшина Н.Я., Мэжри Р. и др. Влияние термической активации глауконита на его влаго- и нефтеёмкость // Экология и промышленность России. 2019. T 23. № 7. С. 42–47.Niftaliev S.I., Peregudov Yu.S., Mokshina N.Ya., Mejri R. et al. Influence of thermal activation of glauconite on its water and oil capacity. Ecology and industry in Russia. 2019. vol. 23. no. 7. pp. 42–47. (in Russian).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.