Спосіб очищення мінералізованих пластових вод від сірководню (сульфідів) при підземній виплавці сірки

Спосіб очищення мінералізованих пластових вод від сірководню (сульфідів) при підземній виплавці сірки, що включає буріння сіркодобувних і водовідливних свердловин, подачу у свердловини прісного теплоносія, відкачку рідкої сірки, водовідлив в залізобетонний резервуар, хімічне очищення мінералізованих пластових вод від сірководню 3 Суть корисної моделі пояснюється схемою дії гальванічної пари на кресленні. У результаті активного розчинення заліза га2+ льванічної пари іони заліза Fe з'єднуються прямо 2у воді з сульфід-іонами - S з утворенням нерозчинного феруму сульфіду, який осідає на дно. 2+ Іони заліза Fe з'єднуються з сірководнем (сульфідами) з утворенням нерозчинного сульфіду заліза: 2+ + Fe + H2S=FeS+2H 2+ 2aбo Fe +S =FeS. Сульфід заліза практично не розчиняється у воді, добуток розчинності його при 25 °C: . 18 ДР(FeS) = 5 10- [7]. Згідно з корисною моделлю мінералізована пластова вода у ставках-накопичувачах під дією гальванічної пари залізо - Сu (або інших малоактивних металів) очищається від сірководню і може бути повторно використана. Крім того, мінералізована пластова вода, очищена таким методом від сірководню, перестає бути джерелом забруднення навколишнього середовища. Пропонований метод можна використовувати для очищення води Чорного моря та інших великих відкритих водоймищ. Згідно з корисною моделлю гальванічна пара, що складається з Fe і Сu, перебуваючи в пластовій воді, діє як гальванічний елемент за схемою [7, с. 222], яка подана нижче. Анодний процес (окиснення металу): 2+ Fe-2е = Fe . Катодний процес (відновлення окисників компонентів водного середовища). Як правило, окисниками виступають іони гідро+ гену Н , або розчинений у воді кисень О2. В першому випадку в період катодного процесу виділяється водень: + 2Н + 2е = Н2, а в іншому - утворюються гідроксид-іони OFT: О2+2Н2О + 4 е = 4 OH зі значенням стандартного електродного потенціалу Е° = 0,40 В. У разі звичайної сталі роль електрода гальванічного елемента можуть грати зерна карбіду (цементиту) Fe3C, на які переходять електрони із зерен заліза. Тому залізо розчиняється і переходить 2+ в іони - Fe (розчиняється), а на іншому електроді (Fe3C) - катоді відбувається відновлення іонів водню з утворенням Н2, або відновлення кисню з утворенням OFT. Важливо, що в процесі очищення пластової води відбувається її підлужування, від чого припиняється помітна деаерація молекулярного сірководню в навколишнє середовище. Слід зазначити, що чим більше різниця стандартних потенціалів металів, що складають гальванічну пару, тим інтенсивніше процес окиснення (розчинення) заліза і тим інтенсивніше процес 2зв'язування аніонів S в рідкій фазі. Істотними відмінними від найближчого аналога ознаками є: мінералізована пластова вода очищається від сірководню (сульфідів) безпосередньо в рідкій фазі без деаерації сірководню і його наступної адсорбції в содовому розчині; 65317 4 запобігання забрудненню навколишнього середовища отруйним сірководнем; метод економічно вигідний і дозволяє знизити витрати на дорогі реагенти (сірчана кислота, сода, димові гази, каталізатори), а також на складне устаткування; метод придатний для очищення від сірководню, що утворюється при гнитті, для відкритих водойм з мінералізованою водою (Чорне, Азовське моря та ін.) При цьому використання списаних кораблів, барж тощо зі сталевим корпусом можуть служити гальванічною парою (з припоєм і без нього) для очищення від сірководню (сульфідів) в рідкій фазі; після очищення мінералізованої пластової води вона може бути спрямована у ставкинакопичувачі для повторного використання її в технологічному виробництві. Спосіб може бути здійснений згідно з наступними прикладами. Приклад 1. У скляну ємність наливаємо мінералізовану пластову воду з вихідним вмістом сірководню (сульфідів) (H2S+HS ) - 240 мг/л [6, стор. 115]. Занурюємо у воду металеву пластину Fe, що обертається навколо осі товщиною 0,5 см, площею l х S=20 × 10 см., де l - довжина, S - площа. Через тиждень вміст сірководню у воді складе - 140 мг/л. Приклад 2. Очищення мінералізованої пластової води проводять згідно з прикладом 1 з додаванням залізної пластинки з припоєм міді Сu або олова - Sn. Через тиждень вміст сірководню (сульфідів) у воді становитиме - 0 мг/л. Приклад 3. Очищення мінералізованої пластової води проводять згідно з прикладом 1 з додаванням сталевої пластинки. Через тиждень вміст сірководню (сульфідів) складе 200 мг/л. Приклад 4. Очищення мінералізованої пластової води проводять згідно з прикладом 1 з додаванням сталевої пластинки з припоєм цинку. Через тиждень вміст сірководню складе 220 мг/л. Запропонований спосіб в порівнянні з найближчим аналогом має такі переваги: здешевлення очищення мінералізованих пластових вод від H2S; очищення ефективно проходить безпосередньо в рідкій фазі та технічно просто; запобігання забрудненню навколишнього середовища. Спосіб очищення мінералізованих пластових вод від сірководню (сульфідів) при підземній виплавці сірки дозволяє створити більш простий, економічний, екологічний спосіб очищення води від сірководню (сульфідів) безпосередньо в рідкій фазі. Джерела інформації: 1. Аренс В.Ж. Розробка родовищ самородної сірки методом підземної виплавки. М.: Недра, 1973. - с. 175-177. 2. Курицина Л.І., Кошелєва О.М. Проблеми використання мінералізованих вод. Огляд інф. сер. Гірничо-хімічна промисловість. - М.: ШІТЕХІМ, 1978. 5 3. Яворський В.Т. та ін. Абсорція сірководню з газу хінонним методом у камері з S-подібними розбризкувачами. - ЖПХ, 1974, 47, вип. 6, с. 12941298. 4. ПНР, патент № 83088; ПНР, патент № 85469; Японія, заявка № 52-909. 5. США, патент № 4060398. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський 65317 6 6. Комплексне використання сировини при виробництві сірки: 36. наукових праць. - М: НИТЕХІМ, 1983. - с.100-105; 105-110. 7. Цвєткова Л.Б. Загальна хімія: теорія і задачі: Навчальний посібник. - Львів: Магнолія плюс, 2008.-398 с. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601