РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ПОЛУЧЕНИЯ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ ИЗ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ ПРЕДПРИЯТИЙ

Проект заключается в разработке технологии получения магнитной жидкости(МЖ) из железосодержащих отходов(ЖСО) металлургических предприятий, что сделает саму МЖ доступнее на рынке за счет ее удешевления. Так же из-за применения в качестве сырья ЖСО будет отчасти решена экологическая проблема, так как складирование отходов металлургии наносит окружающей среде значительный ущерб. Полученная МЖ найдет свое применение в машиностроении(в качестве смазывающего материала трущихся деталей машин), а так же в устранении аварий, происходящих в водной среде, связанных с утечкой нефти и нефтепродуктов.

Целью является разработка оптимальной, ресурсосберегающей технологии получения магнитной жидкости. Задачи: изучение существующих методов получения магнитной жидкости; разработка новой технологии, предполагающей переработку железосодержащих отходов металлургических предприятий; получение магнитной жидкости по данной технологии в лабораторных условиях; изучение характеристик и применение полученных образцов на экспериментальных установках.

МЖ – это стабилизированная коллоидная система, которая включает в себя дисперсную среду (жидкость-носитель) и дисперсную фазу (твердые частицы магнетита нанометрового размера, находящихся во взвешенном состоянии).Уникальность МЖ заключается в ее способности подчиняться магнитному полю, оставаясь в жидком агрегатном состоянии. При воздействии магнитного поля на МЖ нанометериал меняет свою плотность, что определяет ее область применения. После воздействия МЖ возвращается к своим исходным данным. К положительным качествам продукта можно отнести тот факт, что МЖ при правильном хранении не стареет и не подвергается распаду компонентов.Область применения МЖ зависит от жидкости-носителя.

Актуальность применения МЖ в заявленных областях:

1.МЖ как смазочный материал для трущихся деталей машин образует малый момент трения, что увеличивает срок эксплуатации деталей на 5-10 лет.

2.Существует метод ликвидации аварий с помощью применения МЖ. Он дает возможность частично сохранить нефтепродукт. Метод заключается в распылении МЖ на нефтяное пятно. Далее происходят операции по сбору сгустков. Затем собранный материал проходит переработку.

Вследствие складирования отходов, слива недостаточно нейтрализованных сточных вод в водоемы, выброса в атмосферу крайне неблагоприятных для нее веществ осуществляется загрязнение окружающей среды. 

Поэтому перспективным является метод получения из железосодержащих отходов металлургических предприятий (ЖСО). Вместо чистых реагентов используют ЖСО металлургических предприятий. С помощью соляной кислоты растворяют пыль из электрофильтров металлургического производства. Далее добавляют полученный из отхода, образованного травлением стальных листов на металлургическом производстве, раствор 10 %-го сульфата железа. Затем данный раствор вливают в гидроксид аммония при интенсивном перешивании. Образующуюся суспензию промывают водой и синтезируют со стабилизатором.

При анализе полученных в лаборатории образцов МЖ пользовались пикнометрическим методом определения плотности. Так же условную вязкость определяли с помощью вискозиметра В3246 с диаметром сопла 4 мм по ГОСТ 6258-85. 

На кафедре химической технологии твердого топлива КузГТУ проводят научные исследования по получению МЖ. На данный момент проект находится на стадии лабораторных исследований.

Были получены образцы МЖ из "чистых" реагентов, которые подчиняются магнитному полю. Были определены некоторые характеристики полученных образцов МЖ. Плотность МЖ была определена с помощью пикнометрического метода при комнатной температуре. Ее значение составило 0,87 г/мл. 

Условная вязкость – величина, показывающая, во сколько раз время истечения МЖ из вискозиметра при температуре испытания больше времени истечения дистиллированной воды при 20 °С. Условную вязкость определяли с помощью вискозиметра В3246 с диаметром сопла 4 мм по ГОСТ 6258-85. Устанавливали время непрерывного истечения в секундах определенного объема испытуемого материала через калиброванное сопло вискозиметра типа ВЗ-246.

Для доказательства целесообразности применения МЖ в заявленных областях применения были проведены опыты.

Так как жидкость-носитель представляет собой раствор керосина и олеиновой кислоты, МЖ применима в машиностроении в качестве смазочного материала трущихся деталей машин и для устранения аварий, связанных с утечкой НП.

Первый опыт был проведен следующим образом:

• приготовили две чашки Петри;
• одну чашку заполнили машинным маслом, вторую – МЖ;
• поместили первый магнит в первую чашку;
• наблюдали скольжение магнита при механическом воздействии;
• далее второй, такой же магнит поместили во вторую чашку с МЖ;
• при таком же механическом воздействии наблюдали скольжение магнита в несколько раз быстрее по сравнению со скольжением магнита в обычном машинном масле.

Отсюда сделали вывод об эффективности использования МЖ в качестве смазочного материала для трущихся деталей машин.

Второй опыт , показывающий эффективность МЖ при локализации разливов НП на поверхности воды заключается в следующем:

• взяли химический стеклянный мерный стакан и заполнили его наполовину водой;
• на поверхность воды поместили машинное масло, которое образовало желтое тонкое пятно;
• с помощью шприца омагнитили пятно;
• после зафиксировали наблюдения того, как пятно стало подчиняться магнитному полю во время приподнесения магнита к внешней стенке стакана.

Таким образом, с помощью МЖ можно устранить разливы НП.

Конечным результатом работы, проводящейся на кафедре химической технологии КузГТУ, является разработка и усовершенствование технологии получения МЖ из ЖСО. 

На настоящий момент продолжается литературный поиск и проведение опытов по получению новых образцов МЖ.

1. Соловьѐва А. Н., Калаева С.З., Макаров В.М., Шипилин А.М., Захарова И.Н., Чеснокова А.А. Получение и применение магнитных сорбентов из отходов производства // Физико-химические аспекты синтеза новых магнитных нанодисперсных систем ISBN 978-5-00062-004-5 ФГБОУВПО «Ивановский государственный энергетический университет им. В.И. Ленина», 2014. – С 10.
2. Гришина Е. [Электронный ресурс] // URL: http://b2blogger.com/pressroom/5371.html
3. Макаров, В.М. Исследование магнитных жидкостей, предназначенных для очистки воды от нефтепродуктов / В.М. Макаров, Н.А. Морозов, Ю.И. Страдомский, С.З. Калаева // Вестник ИГЭУ. – 2007. -№3. – С. 1-4.
4. Э. Я. Блум, А. О. Цеберс. МАГНИТНЫЕ ЖИДКОСТИ. – Москва: Знание, 1989. – 64 с. *53

The project is to develop the technology of magnetic fluid of iron-containing wastes of metallurgical enterprises, which will make the magnetic fluid available on the market due to its` cheaper prise. Also because of the usage of iron-containing wastes as a raw materials the environmental problem will be partly solved as warehousing of metallurgic wastes causes significant damage to the environment. In the result magnetic fluid will find usability in engineering (as a lubricant material for machine parts in a friction), as well as in the elimination of accidents in the aquatic environment related to the leakage of oil and oil products.