ბენტონიტის სუსპენზიის სიმკვრივე
1. სუსპენზიის კლასიფიკაცია და მახასიათებლები
1.1 კლასიფიკაცია
ბენტონიტი, ასევე ცნობილი როგორც ბენტონიტური ქანი, არის თიხის ქანი, რომელიც შეიცავს მონტმორილონიტის მაღალ პროცენტს, რომელიც ხშირად შეიცავს მცირე რაოდენობით ილიტს, კაოლინიტს, ცეოლიტს, ფელდშპატს, კალციტს და ა.შ. ბენტონიტი შეიძლება დაიყოს სამ ტიპად: ნატრიუმის ბაზაზე დამზადებული ბენტონიტი (ტუტე ნიადაგი), კალციუმის ბაზაზე დამზადებული ბენტონიტი (ტუტე ნიადაგი) და ბუნებრივი მათეთრებელი მიწა (მჟავე ნიადაგი). მათ შორის, კალციუმის ბაზაზე დამზადებული ბენტონიტი ასევე შეიძლება დაიყოს კალციუმ-ნატრიუმზე დაფუძნებულ და კალციუმ-მაგნიუმის ბაზაზე დაფუძნებულ ბენტონიტებად.
1.2 შესრულება
1) ფიზიკური თვისებები
ბენტონიტი ბუნებრივად თეთრი და ღია ყვითელია, თუმცა ასევე გვხვდება ღია ნაცრისფერ, ღია მწვანე-ვარდისფერ, მოყავისფრო-წითელ, შავ და ა.შ. ფერებში. ბენტონიტი განსხვავდება სიხისტით მათი ფიზიკური თვისებების გამო.
2) ქიმიური შემადგენლობა
ბენტონიტის ძირითადი ქიმიური კომპონენტებია სილიციუმის დიოქსიდი (SiO2), ალუმინის ოქსიდი (Al2O3) და წყალი (H2O). რკინის და მაგნიუმის ოქსიდების შემცველობა ზოგჯერ მაღალია, ხოლო კალციუმი, ნატრიუმი და კალიუმი ხშირად გვხვდება ბენტონიტში სხვადასხვა შემცველობით. ბენტონიტში Na2O-ს და CaO-ს შემცველობა გავლენას ახდენს ფიზიკურ და ქიმიურ თვისებებზე და პროცესის ტექნოლოგიაზეც კი.
3) ფიზიკური და ქიმიური თვისებები
ბენტონიტი გამოირჩევა ოპტიმალური ჰიგროსკოპიულობით, კერძოდ, წყლის შთანთქმის შემდეგ გაფართოებით. წყლის შთანთქმის შედეგად გაფართოების რიცხვი 30-ჯერ აღწევს. მისი წყალში გახსნა შესაძლებელია ბლანტი, თიქსოტროპული და საპოხი კოლოიდური სუსპენზიის წარმოქმნით. წვრილ ნამსხვრევებთან, როგორიცაა წყალი, სუსპენზია ან ქვიშა, შერევის შემდეგ ის ხდება ელასტიური და წებოვანი. მას შეუძლია სხვადასხვა აირის, სითხისა და ორგანული ნივთიერებების შთანთქმა, ხოლო მაქსიმალური ადსორბციული უნარი შეიძლება მიაღწიოს მის წონაზე 5-ჯერ მეტს. ზედაპირულად აქტიურ მჟავას მათეთრებელ ნიადაგს შეუძლია ფერადი ნივთიერებების ადსორბცია.
ბენტონიტის ფიზიკური და ქიმიური თვისებები ძირითადად დამოკიდებულია მის შემადგენლობაში შემავალი მონტმორილონიტის ტიპსა და შემცველობაზე. ზოგადად, ნატრიუმის ბენტონიტს აქვს უკეთესი ფიზიკური და ქიმიური თვისებები და ტექნოლოგიური მახასიათებლები, ვიდრე კალციუმის ან მაგნიუმის ბენტონიტს.
2. ბენტონიტის სუსპენზიის უწყვეტი გაზომვა
ისლონმეტრიჩასმულიbentონიteსლურyსიმჭიდროვემეტრიარის ონლაინრბილობის სიმკვრივის მრიცხველიხშირად გამოიყენება სამრეწველო პროცესებში. სუსპენზიის სიმკვრივე გულისხმობს სუსპენზიის წონის თანაფარდობას წყლის განსაზღვრული მოცულობის წონასთან. ადგილზე გაზომილი სუსპენზიის სიმკვრივის ზომა დამოკიდებულია სუსპენზიისა და სპრეში არსებული ბურღვის ნამსხვრევების მთლიან წონაზე. ასევე უნდა გაითვალისწინოთ დანამატების წონა, თუ ასეთი არსებობს.
3. სუსპენზიის გამოყენება სხვადასხვა გეოლოგიურ პირობებში
ნაწილაკებს შორის შემაკავშირებელი თვისებების მისაღწევად, რთულია ხვრელის გაბურღვა სახეხზე, ხრეშზე, კენჭებზე და გაწყვეტილ ზონებში. პრობლემის გადაჭრის გასაღები ნაწილაკებს შორის შემაკავშირებელი ძალის გაზრდაშია და ასეთ ფენებში დამცავ ბარიერად სუსპენზიის გამოყენებაა.
3.1 სუსპენზიის სიმკვრივის გავლენა ბურღვის სიჩქარეზე
ბურღვის სიჩქარე მცირდება ხსნარის სიმკვრივის ზრდასთან ერთად. ბურღვის სიჩქარე მნიშვნელოვნად მცირდება, განსაკუთრებით მაშინ, როდესაც ხსნარის სიმკვრივე 1.06-1.10 გ/სმ²-ზე მეტია.3რაც უფრო მაღალია სუსპენზიის სიბლანტე, მით უფრო დაბალია ბურღვის სიჩქარე.
3.2 ქვიშის შემცველობის გავლენა ბურღვაზე შლამში
ნალექში ქანის ნამსხვრევების შემცველობა ბურღვის დროს რისკებს ქმნის, რაც იწვევს არასწორად გაწმენდილ ნახვრეტებს და შემდგომში მათ გაჭედვას. გარდა ამისა, ამან შეიძლება გამოიწვიოს შეწოვისა და წნევის აგზნება, რაც გაჟონვას ან ჭაბურღილის ჩამონგრევას გამოიწვევს. ქვიშის შემცველობა მაღალია და ნალექი ნახვრეტში სქელია. ეს იწვევს ნახვრეტის კედლის ჩამონგრევას ჰიდრატაციის გამო და ადვილად შეიძლება გამოიწვიოს ნალექის გარსის ჩამოვარდნა და ნახვრეტში უბედური შემთხვევების გამოწვევა. ამავდროულად, ნალექის მაღალი შემცველობა იწვევს მილების, ბურღის პირების, წყლის ტუმბოს ცილინდრული სახელოების და დგუშის ღეროების დიდ ცვეთას და მათი მომსახურების ვადა ხანმოკლეა. ამიტომ, ფორმირების წნევის ბალანსის უზრუნველყოფის წინაპირობით, ნალექის სიმკვრივე და ქვიშის შემცველობა მაქსიმალურად უნდა შემცირდეს.
3.3 სუფრის სიმკვრივე რბილ ნიადაგში
რბილი ნიადაგის ფენებში, თუ სუსპენზიის სიმკვრივე ძალიან დაბალია ან ბურღვის სიჩქარე ძალიან მაღალია, ეს გამოიწვევს ხვრელის ჩაშლას. როგორც წესი, უმჯობესია სუსპენზიის სიმკვრივის შენარჩუნება 1.25 გ/სმ²-ზე.3ამ ნიადაგის ფენაში.
4. საერთო სუსპენზიის ფორმულები
ინჟინერიაში არსებობს სუსპენზიის მრავალი სახეობა, მაგრამ მათი ქიმიური შემადგენლობის მიხედვით მათი კლასიფიკაცია შემდეგ ტიპებად შეიძლება. პროპორციების მეთოდი შემდეგია:
4.1 Na-Cmc (ნატრიუმის კარბოქსიმეთილცელულოზის) სუსპენზია
ეს სუსპენზია ყველაზე გავრცელებული სიბლანტის გამაძლიერებელი სუსპენზიაა და Na-CMC მნიშვნელოვან როლს ასრულებს სიბლანტის შემდგომ გაზრდასა და წყლის დანაკარგის შემცირებაში. ფორმულა ასეთია: 150-200 გ მაღალი ხარისხის სუსპენზია თიხა, 1000 მლ წყალი, 5-10 კგ სოდა და დაახლოებით 6 კგ Na-CMC. სუსპენზიის თვისებებია: სიმკვრივე 1.07-1.1 გ/სმ3, სიბლანტე 25-35 წმ, წყლის დანაკარგი 12 მლ/30 წთ-ზე ნაკლები, pH მნიშვნელობა დაახლოებით 9.5.
4.2 რკინის ქრომის მარილი-Na-Cmc სუსპენზია
ამ ნალექს აქვს ძლიერი სიბლანტის გაძლიერება და სტაბილურობა, ხოლო რკინა-ქრომის მარილი მნიშვნელოვან როლს ასრულებს ფლოკულაციის (განზავების) თავიდან აცილებაში. ფორმულაა: 200 გ თიხა, 1000 მლ წყალი, დაახლოებით 20%-იანი სუფთა ტუტე ხსნარის დამატება 50%-იანი კონცენტრაციით, 0.5%-იანი ფეროქრომის მარილის ხსნარის დამატება 20%-იანი კონცენტრაციით და 0.1% Na-CMC. ნალექის თვისებებია: სიმკვრივე 1.10 გ/სმ3, სიბლანტე 25 წმ, წყლის დანაკარგი 12 მლ/30 წთ, pH 9.
4.3 ლიგნინ სულფონატის სუსპენზია
ლიგნინის სულფონატი მიიღება სულფიტური რბილობის ნარჩენების სითხისგან და ზოგადად გამოიყენება ქვანახშირის ტუტე აგენტთან კომბინაციაში, რათა გადაწყდეს ფლოკულაციისა და წყლის დაკარგვის პრობლემა სიბლანტის გაზრდის საფუძველზე. ფორმულაა 100-200 კგ თიხა, 30-40 კგ სულფიტური რბილობის ნარჩენების სითხე, 10-20 კგ ქვანახშირის ტუტე აგენტი, 5-10 კგ NaOH, 5-10 კგ ქაფის საწინააღმდეგო საშუალება და 900-1000 ლ წყალი 1 მ3 ხსნარისთვის. ხსნარის თვისებებია: სიმკვრივე 1.06-1.20 გ/სმ3, ძაბრის სიბლანტე 18-40 წმ, წყლის დანაკარგი 5-10 მლ/30 წთ, ხოლო ბურღვის დროს შესაძლებელია 0.1-0.3 კგ Na-CMC-ის დამატება წყლის დანაკარგის კიდევ უფრო შესამცირებლად.
4.4 ჰუმუსმჟავას სუსპენზია
ჰუმანმჟავას ნალექი სტაბილიზატორად იყენებს ნახშირის ტუტე აგენტს ან ნატრიუმის ჰუმატს. მისი გამოყენება შესაძლებელია სხვა დამუშავების აგენტებთან, როგორიცაა Na-CMC, ერთად. ჰუმანმჟავას ნალექის მომზადების ფორმულაა 1 კუბურ მეტრ ნალექს დაემატოს 150-200 კგ ნახშირის ტუტე აგენტი (მშრალი წონა), 3-5 კგ Na2CO3 და 900-1000 ლ წყალი. ნალექის თვისებები: სიმკვრივე 1.03-1.20 გ/სმ3, წყლის დანაკარგი 4-10 მლ/30 წთ, pH 9.
გამოქვეყნების დრო: 2025 წლის 12 თებერვალი
