Протифільтраційна захисна композиція та спосіб її одержання

Изобретение относится к технологии строительства защитных гидротехнических сооружений (пруды-шламонакопители, -испарители.-отстойники и-др.) и может быть использовано при строительстве противофильтрзционных экранов для предотвращения проникновения вредных химических компонентов промышленных и сельскохозяйственных стоков в водоносные горизонты или для понижения фильтрации в магистральных и оросительных каналах. Цель изобретения - повышение стойкости композиции к воздействию водных растворов электролитов при знакопеременных температурах. Согласно изобретению, противофильтрационная защитная композиция содержит, мас.%: буровой шлам или осадок глинистых буровых растворов (в пересчете на сухое вещество) 32,0-44,0; акрилонитрильный лигносульфонатный реагент (в пересчете на сухое вещество) 3.0-4,5; гексаметилентетраамин 2,5-4,0, сульфат алюминия или железа 3.0-5,0; фосфогипс 5,0-8,0 и вода- остальное. Композицию получают обработкой бурового шлама или осадка глинистого бурового раствора с влажностью 17,0-35,0 мас.% сульфатом алюминия или железа, диспергированием смеси до получения фракции 0,05-0.2 мм, добавлением предварительно приготовленного полимерного раствора гексаметилентетрамина в акрилонитрильном лигносульфонатном, реагенте с последующими перемешиванием в течение 26-40 мин, введением в полученную дисперсию фосфогипса и геногенизацией ее в течение 35-60 мин. 2 с.п. ф-лы, 3 табл. с о Изобретение относится к технологии строительства защитных гидротехнических сооружений (пруды-шлзмонакопители, -испарители, -отстойники и др.) и может быть использовано при строительстве противофильтрационных экранов для предотвращения проникновения вредных химических компонентов промышленных и сельскохозяйственных стоков в водоносные горизонты или для понижения фильтрации в магистральных и оросительных каналах. Цель изобретения - повышение стойкости композиции к воздействию водных рас36-90 творов электролитов при знакопеременных температурах. П р и м е р . Для получения противофильтрационной защитной композиции используют следующие компоненты. Буровой шлам или осадок глинистых буровых растворов представляют собой разбуриваемые горные породы различного минералогического содержания: глинистые породы (глины, аргеллиты) от 19,0-22,0% и выше, песчанистые породы (пески, песчаники, алевролиты до 20-23,0%, карбонатные породы (известняки, доломиты, мергели, 00 о 1596810 мел) до 29,0-33,0%, ангидриты до 1720,0%, соли (хлористый натрий, кэрналмт, бишофит и др.) в сумме до 20,0-24,0% Акрилонитрильный лигносульфонатный реагент (анилис) представляет собой вязкую 5 жидкость от светлокоричневого до темнокоричневого цвета, плотностью 1,16-1,14 при 20,0°С, 15,0%-ной концентрации и рН 11.012,5. Сульфат алюминия или железа соответ- 10 ственно ГОСТ 3758-75 и ГОСТ 4148-66. Гексаметилентетрзамин (уротропин) согласно ТУ 4165-69. Фосфогипс представляет собой отходы производства фосфорных удобрений (ТУ 15 608-418-30). Массовая доля основного вещества (CaSO4 H2O) в пересчете на сухой дигидрат составляет 92,0%. Остальное сесь кальция фосфата и монофосфата кальция. 20 Противофильтрационную защитную композицию получают следующим образом, 49,2 г бурового шлама или осадка глинистого бурового раствора влажностью 35,0% (32,0 г в пересчете на сухое вещество) 25 обрабатывают 3,0 г сульфата алюминия или железа, диспергируюттвердую фазу до получения фракции 0,05-0,2 мм. Параллельно готовят полимерный раствор уротропина а анилисе путем леремешивания 20,0 г зни- 30 лиса (3,0 г анилиса в пересчете на сухое вещество) с 2,5 г уротропина до полного его растворения, добавляют его к дисперсии шлама и перемешивают 26 мин, а затем постепенно при перемешивании добавляют 35 к смеси 20,3 г дистиллированной воды и 5,0 г фосфогипса, подвергают смесь гомогенизации в течение 35,0 мин и получают противофильтрационную композицию. Эксплуатационные характеристики предлагаемой и известной композиций определяли путем измерения в течение 1-7 месяцев величины коэффициента фильтрации (Кф, см/с) водных растворов солей различной природы и их смесей через экраны из этих композиций. Химическую стойкость композиций (КС) определяют по изменению коэффициента стойкости КСі, который представляет собой отношение прочности образцов после шести месяцев хранения в растворах электролитов к величине прочности таких же образцов, но хранившихся в дистиллированной воде. Устойчивость композиции к циклическим воздействиям знакопеременных температур в растворах солей определяют по изменению коэффициента морозостойкости (Шю), КМю определяют как отношение прочности образцов композиции после десяти циклов замораживания-разморажива 40 ' 45 50 55 ния (1 цикл 10 ч замораживания при минус 15,0 С в рэстаорах соответствующих солей и последующее размораживание при 25,0°С в течение 6,0 ч) к величине прочности таких же образцов, но хранившихся вдистиллированной воде при 25,0°С. Совокупность данных параметров Кф, см/с, КСі и КМю характеризуют козгуляционно-коррозионную устойчивость противофильтрационной композиции в растворах солей во времени к внешним воздействиям. Результаты испытаний представлены а табл 1-3 Формула изобретения" 1 Противофильтрационная защитная композиция, содержащая глинистую породу, водорастворимый полимер, отвердитель и воду, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышений стойкости композиции к воздействию водных растворов электролитов при знакопеременных температурах, в качестве глинистой породы она содержит буровой шлам или осадок глинистых буровых растворов, в качестве водорастворимого полимера - акрилонитрильный лигносульфонат'ный реагент в качестве отаердителя - гексаметилентетраамин и сульфат алюминия или железа и дополнительно фосфогипс при следующем соотношении компонентов, мас.%' Буровой шлам или осадок глинистых буровых растворов (в пересчете на сухое вещество) 32.0-44,0 Акрилонитрильный . лигносульфонатный реагент (в пересчете на сухое вещество) 3,0-4,5 Гексаметилентетраамин 2',5-4,0 Сульфат алюминия . или железа 3,0-5,0 Фосфогипс 5,0-8,0 Вода Остальное 2. Способ получения противофильтрационной защитной композиции путем смещения компонентов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что буровой шлам или осадок глинистого бурового раствора с влажностью 17,0-35,0 мас.% обрабатывают сульфатом алюминия или железа, диспергируют смесь до получения фракции 0,05-0,2 мм, обрабатывают предварительно приготовленным полимерным раствором гексаметилентетраамииа в акрилонитрильном лигносульфонатном реагенте с последующим перемешиванием в течение 26,0-40,0 мин, а затем в полученную дисперсию вводят фосфагипс и гомогенизируют ее в течение 35,0-60.0 мин. Т а б л и ц Технологические свойства предложенного состава противофильтрационной защитной композиции с добавками нефти 10,0 мас.% и в присутствии солей NaCl - 15,0 мас,% и СаСіг - 10,0 мас.% Сос Колнче с тв о, мае 1 Коэффициент фильтрации, , см/с, через тав к* ю' Глинистая порода Сульфат алюминия или буровой осадок бурово- железа шлам го раствора d\ Анилис Уротро Фосфогипс -Вода —, п 1 мес. КС, 3 мес. 5 мес. 8,3 8,5 8,3 8,0 8,7 8,2 8,0 7,3 7,0 6,8 7,4 6,8 26,0 172,0 44,0 86,0 152,0 35,0 184,0 68,0 116,0 196,0 9,2 пин 7 мес, ., . і .. . 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 32,0 44,0 38,0 28,0 .48,0 32,0 44,0 32,0 44,0 32,0 44,0 32,0 44,0 ' 32,0 44,0 38,0 • 3,0 5,0 4,0 3,0 5,0 4,0 3,0 5,0 1,5 7,5 3,0 5,0 3,0 5,0 3,0 • 5,0 3,0 4,5 3,7 2,5 4,0 3,2 2,5 4,0 3,0 . 4,5 3,7 3,0 4,5 3,0 4,5 1,5 7,0 з,о 4,5 3,0 3,2 ' 2,5 4,0 2,5 4,0 2,5 4,0 1,5 6,0 2,5 4,0 5,0 8,0 6,5 5,0 8,0 6.5 5,0 " 3,0 5,0 8,0 5,0 8,0 5,0 8,0 3,0 11,0 ; 54,5 34,5 44,5 54,5 34,5 44,5 58,5 30,5 56,0 32,5 56,0 32,0 53,5 32,5 56,5 31,5 8,5 8,7 8,2 8,8 8,6 43,0 ' 9,2 76,0 15,0 ЬЪ Б7,0 6,6 6,2 6,2 6,7 6,3 6,0 246,0 83,0 140,0 240,0 156,0 387,0 108,0 250,0 370,0 7,6 7,0 6,5 98,0 168,0 280,0 8,0 7,3 6,8 95,0 46,0 110,0 85,0 156,0 126,0 0,90 0,92 0,92 0,9t 0,92 0,92 0,67 0,33 0,56 0,63 0,32 0,91 0,48 0,90 0,55 0,46 0,89 0,91 0,91 0,90 0,92 0,92 0,54 0,27 0,50 0,43 0,28 0,93 0,38 0,91 0,46 0,52 (J\ О 8 1596810 Т а б л и ц а Технологические свойства предложеиного состава протнвофнльтрационной защитной композиции с 10% добавок нефти н известного состава я растворах солей . '— Коэффициент фильтрации Концентрация электролита, мас.% 1 мес. Ь мг-с Состав ІЗ мес. І 1 Дистиллированная вода NaCl - 15,0 CaCl,- 10,0 1 І 10,0 -15,0 1 Г1 2 2 2 2 1 + 12,0% добавок нефти 2 + 12,0% добавок нефти Известная композиция То же NaCl - 15,0 HgSO 4 - 10,0 CaClj - 10,0 Дистиллированная вода NaCl - 15,0 CaClj - 10,0 MgSO. - 10,0 Na,SO< -15,0 NaCl -- 15,0 MgSO.| - 10,0 CaClj - 10,0 MgSO* - 10,0 Na^SO 4 - 15,0 MgSO + - 10,0 Na^SO 4 - i 5 , 0 Дистиллированная вода NaCl •- 15,0 CaClj - 10,0 MgSO, - 10,0 Na,S0 • - '5,0 NaCl - 15,0 MgSO0 26,0 26,0 26,0 26,0 —п— : Дисперсность шлама или осадка, мм 0,05-0,2 0,05-0.2 0,05-0,2 34,0 34,0 34,0 Бремя гомогенизации композиции , мин, 0,25-0,35 0,01-0,005. 0,05-0,1 0,1-0,2 0,05-0,2 0,05-0,2 48,0 48,0 48,0 ' 0,05-0,2 _п__ _ П _ _ ! ! _ 19,0 26,0 40,0 48,0 34,0 34,0 34.0 Коэффициент фильтрации, К ф Ю&см/с, через КС 5 мес. 1 мес. _ 1 Г _ —п_ 26,0 Время перемешивания полимерсодержащей композиции, мин _n_ _п_ -"_ -"-"_'_ 30,0 35,0 60,0 68,0 •• 18,0 8,4 .8,8 12,0 36,0 ' 9,0 9,2 9,0 13,0 '8,4 8,0 8,2 • 16,5 • : 8,4 8,2 8,2 46,0 8,2 7,3 37,4 78,0 7,5 • . ' . . 7 , 4 7,3 28,0 7,3 6,8 7,4 36,0 7,3 7,2 7,0 K M 7 мес. . . 108,0 6,6 6,2 . 97,0 168,0 , 6,5 6,6 -6,4 47,0 6,6 , 6,2 ; • 6,2 • 93,0 6,6 6,4 6,2 0,72 0,64 0,90 0,89 0,93 0,92 0,35 0,56 0,42 0,45 0,90 0,90 0,90 0,92 0,91 0,92 0,63 0,56 0,92 . 0,90 0,94 0,92 0,92 0,93 0,67 0,45 0,90 0,90 0,94 0,92 0,93 0,90 ел \J > 03 о г— 1596810 Редактор А.Куприянова Составитель В.Власов Техред М.Моргентал Корректор Н.Король Заказ 3203/ДСП Тираж 274 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101