Карпенко О. П

Сортировать по умолчанию названию
  • ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУРИ МІКРОШАРУ ПРИ КРИСТАЛІЗАЦІЇ ВОДОРОЗЧИННИХ ГУМІНОВИХ КОМПОНЕНТІВ ТОРФУ

    Розвиток суспільства неможливий без інтенсивного розвитку сільського господарства. Внесення добрив, які містять лише водорозчинні солі з необхідними хімічними елементами (азоту, калію, кальцію, сірки) призводить до значного вимивання цих добрив з ґрунтів за рахунок того, що солі зразу переходять в розчини. При цьому значна кількість розчинів попадає в навколишні водойми, що призводить до погіршення екологічного стану довкілля а рослини залишаються без необхідного живлення. Покращити умови внесення добрив та ефективність використання корисних хімічних елементів дозволяє одночасне використання разом з хімічними добривами гумінових компонентів з торфу. Такі компоненти доцільно виробляти з залишків торфу шляхом їх подрібнення та переведення нерозчинних гумінових солей в розчинні при додаванні лугів калію або натрію. В результаті багаторазового нанесення на центри грануляції багатокомпонентної суміші мінеральних та гумінових аморфних та водорозчинних речовин ми отримуємо добрива нового покоління з пролонгованою дією. Проте, під час створення таких добрив постає проблема забезпечення рівномірності розподілу гуміномістких компонентів по всьому об’ємі частинки, що утворюється. Задачею досліджень є визначення кількісного співвідношення гуміномістких компонентів у лужному розчині для забезпеченням рівномірності розподілу компонентів і визначення впливу концентрації на структуру мікрошару при ізотермічній кристалізації лужного розчину гуміномістких компонентів з торфу. Вплив концентрації визначили на основі прикладу зневоднення водних насичених розчинів із масовою часткою лугу КОН 5%, 3,75%, 2,5%, 1,25% до яких послідовно додавали 5%, 2,5%, 1% гумінових речовин у вигляді торфу. На предметне скло, наносився шар дослідного розчину завтовшки 1,0…1,5 мм з відповідними концентраціями. Потім предметне скло розміщувалось у експериментальній установці і знаходилось там до повного видалення волого розчинника при температурі 95 оС. При цьому проводились заміри температури, часу сушки. По даним концентрацій торфу і лугу в розчині і коефіцієнта заповнення зведено трьохвимірний графік залежності (Рисунок 1). За результатами досліджень було отримано математичну залежність між концентраціями водного розчину лугу калію і торфу та розмірами флокул при сушінні цих розчинів. Було встановлено, що зі зменшенням концентрації лугу КОН від 3,5 % до 1 % та зменшенням концентрації торфу від 2 % до 1% за стабільної температури 95 оС відбувається різкий спад коефіцієнта заповнення.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ КРИСТАЛІЗАЦІЇ АМОРФНИХ ТА ВОДОРОЗЧИННИХ ГУМІНОВИХ КОМПОНЕНТІВ БУРОГО ВУГІЛЛЯ

    У сучасній промисловості, під час виробництва різних необхідних для суспільства компонентів, генерується надзвичайно велика кількість відходів. Доктрина «сталого розвитку» наголошує, що ці відходи необхідно переробляти у безпечні для довкілля компоненти. Запропонована авторами [1] методика переробляти відходи виробництва лактаму у необхідні сільському господарстві комплексні добрива значно здешевлює як саме виробництво лактаму, так і переробку відходів. Проте постає задача забезпечення добрив гуміновими аморфними компонентами. Такі компоненти можна отримати з торфу або бурого вугілля. Проте, під час створення таких добрив постає проблема забезпечення рівномірності розподілу гуміномістких компонентів по всьому об’ємі частинки, що утворюється. Задачею досліджень є визначення кількісного співвідношення гуміномістких компонентів у лужному розчині для забезпеченням рівномірності розподілу компонентів і визначення концентрації гумінових компонентів та лугу у відповідності до структури мікрошару при ізотермічній кристалізації гуміномістких компонентів у лужному розчині. Дослідження проводились на власноруч створеній установці для сушіння зразків при різних температурах. Під час проведення сушки, було помічено, що при різних концентраціях КОН та гумінових компонентів бурого вугілля, час до повного висушування був різний при нанесенні однакової кількості розчину по масі. Відповідно й товщина шару відрізняються одна від одної після повного висушування. Установлено, що мікроструктура шару гумінових компонентів, одержана після зневоднення, має виражену нерівномірність у вигляді кластерів різного розміру (рисунок 1, 2, 3). Із підвищенням концентрації одночасно КОН і бурого вугілля спостерігається збільшення питомої чисельності флокул, а також їх розміру. При більшій температурі відбувається швидке висушування, за якого волога розчинника швидко випаровується і відбувається винесення твердих частинок зі скла. За результатами досліджень було отримано математичну залежність між концентраціями водного розчину лугу калію та бурого вугілля і розмірами флокул при сушінні цих розчинів. Було встановлено, що зі зменшенням концентрації лугу КОН від 3,5 % до 1 % та зменшенням концентрації бурого вугілля від 2 % до 1% за стабільної температури 95 оС відбувається різкий спад коефіцієнта заповнення.

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСІВ ТЕПЛОМАСООБМІНУ ТА ПЕРЕКРИСТАЛІЗАЦІЇ ПРИ ВИРОБНИЦТВІ КОМПЛЕКСНИХ МІНЕРАЛЬНИХ ДОБРИВ З ГУМІНОВИМИ КОМПОНЕНТАМИ ТОРФУ

    Внесення комплексних добрив з гуміновими речовинами сприяє кращому засвоєнню їх рослинами. Такий процес відіграє важливу роль в екологічній системі, оскільки не спожиті добрива рослиною потрапляють в навколишнє середовище, а тому і забруднюють його. Для отримання комплексних добрив, що містять гумінові складові до розчину сульфату амонію додають розчин гумінових солей, які отримані з торфу. Потім суміш подають на грануляцію. Процес грануляції у псевдо зрідженому шарі супроводжується складними тепломасообмінними та гідравлічними процесами росту гранул, які додатково підсилюють утворення нових центрів грануляції. Для дослідження оптимальних умов грануляції була створена спеціальна установка сушіння зразків розчину на якій проводяться дослідження вмісту концентрацій кожного з компонентів розчину. Для оптимального концентраційного складу суміші використовується метод відбору вмісту складових розчину (у %). Задаючись відповідним об’ємом розчину розраховуємо частку Н2О, КОН, та торфу. Всі розраховані величини переводяться в масові долі та створюється дослідний розчинзаданої кількості. Після приготування сумішей дослідженевисушування, під мікроскопом було помічено наявність білих плям, що в свою чергу спричинене великою кількістю КОН, тобто лугу (рисунок 1.1). Наявність великих плям також свідчить про значний вміст торфу в розчині. З нашого погляду, це пояснюється тим, що в розчині збільшується кількість аморфних нерозчинних складових. Зі збільшенням КОН розміри гранул гумату збільшується. Це пояснюється тим, що під час кристалізації нерозчинних солей гумусної кислоти утворюються великі кристали, які “зіштовхують”аморфні складові порівняно в великі агломерати. Зі зменшенням в розчині концентрації гумату у вигляді торфу, розміри кристалів зменшуються. Це можна пояснити зменшенням кількості аморфних частинок, які під час сушіння краще утримують вологу.

    Переглянути
  • КОМПОНУВАННЯ СУШИЛЬНИХ ЦИЛІНДРІВ СУШИЛЬНОЇ ЧАСТИНИ КАРТОНОРОБНОЇ МАШИНИ

    Сушильна частина картоноробної машини найбільша по довжині з усіх інших. Правильне компонування сушильних циліндрів в сушильній групі дозволить зменшити обривність полотна та габаритні розміри сушильної частини в цілому [1]. Класичне виконання складається із двох рядів установлених один над одним сушильних циліндрів. Найчастіше таке компонування сушильних циліндрів використовується для сушіння картонного полотна. Міцність такого полотна після преса достатня для подальшої подачі його на двохрядну сушильну частину (рисунок 1). Одним із можливих методів компонування сушильних циліндрів є метод однорядного компонування сушильних циліндрів з безобривною проводкою паперового полотна. Так звана слаломна сушильна група являється сучасним технічним рішенням і встановлюється на високошвидкісних папероробних машинах або є першою сушильною групою при виробництві паперу з малою масою метра квадратного паперу (рисунок 2). Перевагою є зменшення вірогідності обриву паперового полотна в зв’язку з відсутністю вільного його пробігу [3]. Також відоме трьохрядне компонування сушильних циліндрів, що дозволяє зменшити габаритні розміри сушильної частини а, відповідно, витяжної системи, збільшити кут обхвату полотна на сушильних циліндрах (рисунок 3). Недоліком такої сушильної групи є складність відведення вологого повітря із сушильної частини [4]. Отже, для сушіння картону в зв’язку з більшою масою метра квадратного для більшої інтенсивності сушіння доцільно застосовувати двохрядну сушильну групу.

    Переглянути
  • АНАЛІЗ СУЧАСНИХ МЕТОДІВ СУШІННЯ ПАПЕРОВОГО ПОЛОТНА

    Процес сушіння паперового полотна на сушильних циліндрах - це один із відносно дорогих методів його сушіння, а сама сушильна частина папероробної машини займає багато місця та являється надзвичайно металоємкою та енергозатратною. Тому вдосконалення існуючих методів та знаходження нових є надзвичайно важливим завданням. Але хоча й цей метод має ряд недоліків, проте повністю його замінити неможливо. Крім кондуктивного методу сушіння паперового полотна існують також безконтактні методи: за допомогою створення повітряної подушки або продування паперового полотна, встановлення інфрачервоних випромінювачів або галогенних ламп. Зменшення габаритних розмірів сушильної частини папероробної машини за рахунок збільшення інтенсивності сушіння паперу можливо шляхом розміщення сушильного циліндра під ковпак в якому створюється вакуум. За рахунок нього в камері температура випаровування вологи різко спадає і процес сушіння пришвидшується. Але недоліком такого методу сушіння являється погіршення механічних властивостей полотна, збільшення його пористості, а також стає неможливим проклеювання полотна. Також недоліком цього методу є важкість конструктивного виконання. Тепломеханічний спосіб сушіння паперового полотна за допомогою продування полотна гарячим повітрям використовується для сушіння паперу, що має адсорбційні властивості. Головною перевагою такого методу сушіння являється велика інтенсивність сушіння. Паперове полотно притискається за допомогою сітки до перфорованого циліндра, через отвори якого подається гаряче повітря, котре проходить через паперове полотно. Недоліком такого методу сушіння є маркування полотна та зношуваність сітки за рахунок високої температури теплоносія [1]. Безконтактна система сушіння паперового полотна що оснащена галогенними лампами використовується для попереднього просушуваняя. Галогенні лампи працюють при 80% потужності від номінальної. Проте незважаючи на зниження номінальної потужності, тепловий потік високу щільність. У зв'язку з додатковим обдуванням паперового полотна гарячим повітрям, що нагрівається від галогенних ламп, ефективність такого методу сушіння порівняно висока [2]. При сушінні інфрачервоним випромінюванням випромінювачі нагріваються шляхом спалювання газу всередині них. За рахунок випромінювачів також можна регулювати вологість по ширині паперового полотна шляхом зміни витрати подаваємого газу на спалювання в окремі випромінювачі, розміщені в ряди поперек руху паперового полотна. Сушіння за допомогою інфрачервоного випромінювання є економічно ефективним. А тривалий термін служби радіатора і міцна конструкція мінімізує витрати на його технічне обслуговування [3]. У кожного із методів є свої переваги та недоліки. Найдоцільнішим варіантом сушіння паперового полотна є поєднання різних його методів та встановлення хорошої системи вентиляції.

    Переглянути
  • СУШІННЯ ПАПЕРОВОГО ПОЛОТНА ЗА ДОПОМОГОЮ ІНФРАЧЕРВОНОГО ВИПРОМІНЮВАННЯ

    Сушіння паперового чи картонного полотна на сушильних циліндрах є найбільш поширеним способом в целюлозно – паперовому виробництві. Незважаючи на високі енерговитрати, здебільшого не проводять заміну контактного методу сушіння на сушильних циліндрах на інші способи. Проте для зменшення енерговитрат необхідно модернізувати вже існуючі сушильні частини папероробних машин. Одним із таких методів модернізації є встановлення інфрачервоних випромінювачів [1]. В цій сушильній групі картоноробної машини вздовж рухомої сітки між сушильними циліндрами та обдувними валами встановлено інфрачервоні випромінювачі, робоча поверхня випромінювання яких направлена на рухоме картонне полотно, знаходячись на деякій відстані від нього. Зі зворотної сторони картонного полотна встановлені рефлектори. Розподілення теплового потоку та віддзеркаленого інфрачервоного випромінювання в каналі між випромінювачем та рефлектором зображено на рис.2. (виносний елемент А з рис.1). Наявність рефлекторів з протилежного боку паперу від інфрачервоних випромінювачів дозволить тепловий потік, що пройшов назовні через паперове полотно та сітку, спрямувати назад на сітку та папір. А в між сіткою та рефлекторами створюється спрямований потік гарячого повітря, що підтримує температуру сітки та полегшує видалення вологої пари від неї. При цьому за рахунок підтримання температури сітки в подальшому менше теплової енергії поглинається ними, зменшуючи теплові втрати [2].

    Переглянути
  • ДОСЛІДЖЕННЯ ПРОЦЕСУ ВИЛУЧЕННЯ ГУМІНОВМІСНИХ РЕЧОВИН З ТОРФУ ДЛЯ ОДЕРЖАННЯ МІНЕРАЛЬНО- ГУМІНОВИХ ТВЕРДИХ КОМПОЗИТІВ

    З погляду практичного рослинництва найважливішим засобом поліпшення харчування сільськогосподарських культур є застосування органічних і мінеральних добрив. Ріст рослинної продукції визначається безліччю факторів, серед яких ведуча роль все-таки належить добривам і особливо комплексним, виробництво яких нарощує високі темпи. Для здійснення багатофакторних процесів екстракції при отриманні вихідного розчину для з одержання гуміново-мінеральних композитів із заданим властивостями необхідно визначити вплив технологічних параметрів на ефективність процесу вилужування при різних умовах організації процесу. Метою роботи є дослідження процесу екстракції,визначення впливу технологічних параметрів на ефективність вилужування гуміновмісних речовин з торфу. Експерименти проводились на дослідній установці що містить екстрактор, центрифугу для розділення фаз, а також піч для випарювання рідини. Вихідним робочим розчином був розчин гідроксиду калію з дрібнодисперсним торфом. Температурний режим підтримувався за нормальних умов. Попередніми дослідами встановлено, що найбільш суттєвий вплив на процес твердофазової екстракції мають концентрація лугу С1, % – Х1, концентрація сухого торфу в розчині С2, % – Х2 та тривалість процесу вилужування τ, год – Х3. В якості цільової функції вибрано коефіцієнт вилучення , який визначався, як різниця сухої речовини до екстракції та після розділена на всю масу розчину, у %. Для встановлення залежності коефіцієнту вилучення від вказаних параметрів застосовувався повний факторний експеримент. Після визначення коефіцієнтів регресії і перевірки їх на значимість отримано рівняння 1. Перевірка адекватності рівняння проводилась за критерієм Фішера. Розрахунковий критерій Фішера становить F = 2,09, що значно менше табличного значення FT = 9,12. Тобто одержане регресійне рівняння (1) з адекватністю 0,93 описує результати експериментальних даних в діапазоні зміни дослідних величин. Висновки Була підібрана фізична та створена математична модель процесу екстракції гуматів з торфу. Перевірена адекватність створеної математичної моделі. Найбільший за значенням коефіцієнт при концентрації лугу - 15,71 свідчить про суттєвий вплив концентрації в розчині КОН в характеристичній точці на процес вилучення. Це підтверджує правильність вибору каналу регулювання багатофакторного процесу вилужування за показаннями цього параметру. Оцінка фактичних значень коефіцієнтів в рівнянні (1) дозволяє визначити стратегію формування системи керування з метою здійснення процесу екстракції в кінетично стабільні області.

    Переглянути
  • Вплив температури на структуру мікрошару під час масової кристалізації гуміново-мінеральних рідких систем

    Визначено вплив температури на структуру мікрошару під час масової кристалізації гуміново-мінеральних рідких систем на основі сульфату амонію.

    Experimental determination of influencing of temperature on a microlayer structure during mass crystallization of the humic mineral liquid systems on the basis of ammonium sulfate is determined.

    Переглянути
  • Вилучення гуміновмісних речовин із торфу

    Виконано математичне моделювання вилучення гуміновмісних речовин із торфу з метою одержання мінерально-гумінових твердих композитів і визначено ступінь впливу різних чинників на процес.

    Переглянути
  • ВИЛУГОВУВАННЯ ВАЖКИХ МЕТАЛІВ ІЗ МАТЕРІАЛІВ ХВОСТОСХОВИЩ УРАНОПЕРЕРОБНОЇ ПРОМИСЛОВОСТІ

    Наведено дослідження кінетики вилуговування Mn, Ni, Cu, Pb, Fe із матеріалів хвостосховищ «Дніпровське» і «Центральний яр». Експерименти з вилуговування важких металів проводили за методикою визначення швидкості вилуговування радіонуклідів із радіоактивних відходів (ГОСТ 29114-91). За отриманими даними обчислили константи швидкості вилуговування важких металів із твердої матриці та константи їх виходу у розчин.


    Mining and processing of uranium ores associated with many environmental problems. Along with the pollution of natural radionuclides environment, waste tailings uranium processing industry is also a source of contamination of ground and surface waters with heavy metals. Tailing waste on processing of uranium former «Prydniprovsky chemical plant» studied only in terms of distribution and migration ability of radionuclides. Any data on migration ability of heavy metals, but their content in the solid phase of waste and natural waters is not available.

    Purpose of work is study the kinetics of leaching of metals from tailings materials industry in uranium processing.

    In this paper deals with the kinetics of leaching of Mn, Ni, Cu, Pb, Fe material from tailing «Dneprovske» and «Central yar» Experiment with the leaching of heavy metals was carried out by the method of determining the rate of leaching of radionuclides from radioactive waste (GOST 29114-91). From the data obtained were calculated rate constant leaching of heavy metals from a solid matrix and constant release of their solution.

    The results showed that the rate of leaching of heavy metals from tailings samples «Central yar» is almost an order of magnitude higher than samples from tailings «Dniprovske». This can be caused by several factors, including the first differences of the material composition of waste materials, physical and chemical conditions that occur in the tailing. In particular, the tailings are significantly different for the acid-alkaline conditions: the tailing «Central yar» pH are acidic or weakly acidic region, while in tailing «Dniprovske» – in near neutral or even slightly alkaline in. For the lower horizons of the studied both tailing characteristic are lowest rate of leaching of heavy metals. This is especially noticeable for the sample tailing «Dniprovske» 18,7…19,2 m of depth. This can be explained by the fact that the lowest horizon from which sampling was carried out, is underlain by breeds and contain no technogenic waste. The exception іs the lead (plumbum), which is the lowest rate of leaching tailings sample «Dniprovske» 14,8…15,2 m of depth. In tailing «Central yar» migration ability of metals is decreases in the number Mn > Fe > Pb > Ni > Cu. Such a trend is observed for all samples of the tailings. As for tailing «Dniprovske”, a series of migration ability of heavy metals can be set as follows: Mn > Fe ≈ Pb > Cu. Speed Ni leaching into the solution of tailings material «Dniprovske» significantly decreases with depth compared with other metals, so each patient horizon of the tailing position of nickel in some migration ability of metals will be different. The difference between these two tailings on the migration behavior of nickel can be explained by several factors, which are mainly caused by chemical and mineral composition of waste. Also play an important role physical (porosity, humidity) and water (permeability, swelling, filtration coefficient) properties of rocks contained in the tailing. However, these issues have not been fully addressed and require detailed study.


    Переглянути