Асия Ежкова - Технология использования бентонитовых глин в качестве сорбентов солей тяжелых металлов из организма животных в регионах техногенной нагрузки Республики Татарстан

Во вторую группу включены бентониты среднего качества с набухаемостью 9-15. Сумма обменных катионов обычно 60-75 мгэкв/100 г глины. Содержание ММ не должно быть ниже 70-80 %. Монтмориллонит обычно Ca-Mg-состава. При активации промышленные свойства такого бентонита значительно уменьшаются. К этой группе относится основное количество поступающих на рынок в данное время бентонитов Даш-Сахалинского и Сари-Гюхского месторождений и, возможно, сырье Черногорского (Десятый Хутор, Западная Сибирь), а также большинство бентонитов из месторождений Румынии, Турции и Югославии (У.Г. Дистанов, 19901998).

Бентониты третьей группы бентоподобные глины характеризуются низкой набухаемостью. Сумма обменных катионов 40-60 мг-экв/100 г сухого остатка и ниже. Содержание ММ обычно 5570 %. Монтмориллонит относится к Са-разновидности. Сюда входит сырье практически всех месторождений Центральной России, Урала, Западной Сибири и т.д. Из зарубежных – некоторые месторождения Германии. К бентонитам, которые используются как адсорбенты, предъявляются свои специфические требования. Среди примесей наиболее благоприятны цеолиты, кристобалит, опал органического происхождения. Высокими адсорбционными свойствами обладают бентониты месторождения Гумбри (Грузия), месторождений из окрестностей Нальчика (Кабардино-Балкария) и др.

Бентониты каждого класса могут быть представлены как щелочной, так и щелочноземельной разновидностями в зависимости от содержания обменных катионов щелочных и щелочноземельных металлов, в основном, натрия и кальция (табл. 2).

Таблица 2. Промышленная классификация технологических типов бентонитов (Дистанов У.Г., 1998)

К щелочным отнесены бентониты, в обменном комплексе которых содержится не менее 60 % обменных катионов натрия от общей обменной емкости.

Известная технологическая классификация в большей степени относится к щелочным бентонитам, месторождений которых на территории России крайне мало. Для щелочноземельных бентонитов отсутствуют технические решения по переработке их как адсорбционного сырья. В качестве адсорбентов глины монтмориллонитового состава – бентониты используются как в природном виде, так и, более эффективно, после их активации химическим, термическим, термохимическим и другими способами.

Вся бентопродукция поступает потребителям и в продажу в виде порошков, гранул, хлопьев, паст, суспензий.

В странах СНГ принята следующая градация бентонитов: а) щелочные; б) щелочноземельные; в) щелочно-щелочноземельные; г) белые или беложгущиеся (маложелезистые, щелочные и щелочноземельные); д) нонтронитовые; е) активированные; ж) бентон (гидрофобный бентонит); з) бентокол (наиболее тонкая фракция после отмучивания).

Технологические типы бентонитов выделяют по соотношению в них катионного состава:

• щелочной Na Ca Mg;

• щелочноземельный Na Ca Mg;

• щелочно-щелочноземельный Na Ca Mg.

Сельское хозяйство является перспективной отраслью, где с большой эффективностью используются бентониты (А. Хенниг, 1976; К.Т. Ташенов, 1997; K.D. Gunter, 1992).

Комбинированные корма, сбалансированные по основным питательным веществам, могут обеспечить повышение продуктивности животноводства на 10-12 %, а при обогащении средствами химии, биологически активными веществами и другими средствами, их эффективность повышается на 25-30 % (Э. Филиппович, 1994; Б.Д. Кальницкий с соавт., 1985, 1996).

Лабораторные и заводские испытания подтверждают высокую эффективность применения бентонитов для ликвидации слеживаемости карбамида и комбикорма с карбамидом и бентонитом (Георгиевский В.И., 1979; С.А. Лапшин, 1988; П.А. Матюшевский, 1997).

Показано положительное влияние гранулированного комбикорма с карбамидом и бентонитом, в частности на молочных коровах, при этом увеличивается надой молока на 10 % и повышается его жирность до 3,6-3,8 %. Бентонитовые глины могут быть использованы в животноводстве и птицеводстве также при непосредственном введении в кормовые добавки.

Это подтверждено многочисленными опытами отечественных и зарубежных авторов (В.И. Георгиевский, 1979; К.Р. Гочиташвили и др., 1980; Б. А. Дзагуров, 1999; Б.В. Кацитадзе, 1974 Ташенов К.Т., 1996; Ж.С. Хусаинов, 2002; Т. Dawkins, 1990). Опыты, проведенные Грузинским зоотехническо-ветеринарным учебно-исследовательским институтом, касались бентонитов месторождений Асканы и Гумбри. Лучшие результаты получены при использовании асканских бентонитов. Основную роль в этом играют высокие сорбционнокаталитические и другие коллоидно-химические свойства бентонитов. Благодаря этому облегчается пищеварение, поглощение вредных выделений при попадании корма в желудок, лучшее усвоение полезных компонентов и, как следствие, повышение коэффициента полезного действия желудка.

О влиянии бентонитов на почву следует иметь в виду характер почв, их коллоидно-химические свойства и физическое состояние, физико-химические показатели испытуемых бентонитов. Кроме того, необходимо учитывать и высокую влагоемкость монтмориллонита, что играет основную роль для удерживания влаги в почве в засушливый период. Бентониты благоприятно влияют на сельскохозяйственные культуры в районах избыточного увлажнения, где жизнь затруднена вследствие переувлажнения почвы.

Одним из средств воздействия на рост продуктивности земледелия может служить применение мелиорантов, пролонгаторов, микроэлементных удобрений, в качестве которых и выступают бентониты.

В работах ряда авторов (D.B. Hawkins, 1984; R.W. Hemken, 1984; C. Landis, 1999) приведены результаты исследований по применению цеолитов и бентонитов в качестве мелиорирующего адсорбента для повышения плодородия почв и очистки водоемов. Бентонитовая глина влияет на строение почвы, ее водные свойства и повышает содержание полезной для растений воды. Опыты подтверждают увеличение урожайности зеленой массы люпина на 1022 % от прямого действия бентонита и на 8-19 % от его последствий.

На основе цеолитов и бентонитов получают органоминеральные удобрения пролонгирующего действия путем его смешивания с куриным пометом или свиным навозом с дальнейшим гранулированием (R. Javanovie, 1982; T. Kalu, 1979).

Новая сфера применения бентонитов связана с производством жидких комплексных и суспензированных удобрений. При прочих равных условиях главное преимущество технологии получения этих видов удобрений, по сравнению с твердыми и гранулированными, заключается в упразднении стадии термообработки и снижении себестоимости производства.

Зарубежная и отечественная практика показывает, что бентониты могут играть важную роль в ирригационном строительстве (R.W. Hemken, 1984; Ш.Б. Батталова, 1980). Как известно, одним из важных ирригационных мероприятий является борьба с фильтрацией воды в оросительных системах и водохранилищах. Более доступным и достаточно эффективным следует признать применение для облицовки каналов набухающих бентонитов, мельчайшие частицы которых способны не только заполнить пространства между песчинками и агрегатами грубоструктурных почв, но и проникать в микропоры. Здесь монтмориллониты, слагающие бентониты, в водной среде будут набухать, во много раз увеличиваться в объеме; образованный таким образом монолитный слой через себя не будет пропускать воду. Высокие структурно-механические свойства водных суспензий бентонитов здесь играют решающее значение.