Исследование сорбционных свойств углеродистого остатка, полученного в результате пиролиза автошин

Введение. Сорбционные методы очистки воды в настоящее время находят все более широкое применение, и одним из наиболее часто применяемім сорбентом является активный уголь. Именно активный уголь позволяет удовлетворить постоянно возрастающие требования к качеству воды, не только сбрасываемой в водоемы после очистки, но и используемой питьевой воде. Однако применение активных углей не всегда экономически целесообразно, что связано с их относительно высокой стоимостью и проблемами регенерации. Поэтому возникает вопрос о расширении сырьевой базы получения активных углей.

Активные угли получают из разнообразного углеродосодержащего сырья в некарбонизованном виде или в форме углей и коксов. Важнейшим сырьем в Европе являются древесина, торф, каменные и бурые угли, нефтепродукты, асфальты, сажа [1]. Последние получают на основе жидких нефтяных фракций. Для производства можно также использовать нефтяные остатки. Одним из возможных сырьевых источников для производства активных углей является твердый остаток пиролиза автомобильных шин. Поэтому представляло интерес провести изучение сорбционных свойств твердого остатка, образующегося при пиролизе автопокрышек, поскольку уже сегодня функционируют установки по переработке изношенных шин и есть возможность получения дешевого сорбционного материала.

Утилизации автомобильных шин основана на процессе низкотемпературного пиролиза, протекающего при (250÷400)oС. Образующийся твердый остаток, как показали результаты элементного анализа, содержит до 95 % масс. углерода (в пересчете на сухое беззольное вещество). Величина удельной поверхности составляет 32 м2/г, не высока, но сорбционная активность данного продукта, найденная по различным методикам, позволяет использовать его в процессах сорбции.

Поэтому оценку сорбционных свойств проводили путем сравнения результатов измерений с помощью различных адсорбтивов: метиленового голубого, фенола, йода.

Адсорбция метиленового голубого. Адсорбция метиленового голубого дает представление о поверхности сорбента, образованной порами с диаметрами больше 1,5 нм. Молекула метиленового голубого имеет относительно большие линейные размеры, тем не менее с помощью адсорбционных опытов было установлено, что эта молекула адсорбируется как плоская пластина [4]. Сорбцию метиленового голубого проводили по ГОСТ 4453 – 74 в диапазоне исходных концентраций от 100 мг/дм3 до 1000 мг/дм3, температура – 25oС. Навеска сорбента была постоянной и составляла 0.40 г, объем раствора – 200 см3. Остаточную концентрацию красителя находили по калибровочной кривой. В исследуемом диапазоне концентраций максимальная величина сорбционной емкости твердого остатка пиролиза автомобильных шин составила 320 мг/г, что не ниже аналогичной величины для известных марок активных углей [5]. Вид адсорбционной кривой представлен на рисунке 1