До лабораторії для проведення наукового дослідження було надано зразок води у пластиковій пляшці. Зразку було призначено внутрішній номер ХХХХ. Фото отриманого зразка наведено у Додатку, Рис 1.
Метою дослідження було визначення методом лазерної дифракції гранулометричного складу наявних у зразку механічних мінеральних домішок, котрі складаються переважно з SiO2, а саме – визначення відносного вмісту частинок зависі SiO2 котрі лежать у межах розмірів до 20, 20-60, 60-320, 320-1600 мікрон.
Зразок № ХХХХ містив біологічні домішки, тому перед проведенням дослідження, воду було пропущено через лабораторне сито з отвором 1 мм. Фото відділених біологічних домішок наведено у Додатку, Рис. 2. Мінеральних частинок розміром більше 1 мм (1000 мікрон) на ситі виявлено не було.
Зразок № ХХХХ містив недостатню кількість суспендованих частинок SiO2 у великому об’ємі води, тому для дослідження зразка води лазерним седиментографом потрібно його сконцентрувати. Для цього частину зразка було упарено за допомогою роторного випарювача. Як з’ясувалося у процесі випарювання, при концентруванні зразка утворюються додаткові порції осаду, що спотворюватимуть результати вимірювання. Частину новоутвореного осаду було досліджено методом ІЧ‑спектроскопії. Зареєстрований ІЧ-спектр було порівняно з бібліотечними ІЧ-спектрами та встановлено його подібність з ІЧ-спектрами сульфатів. ІЧ-спектр та подібні ІЧ-спектри наведено у Додатку, Рис. 3. Отже, найбільш ймовірно, що новоутворений осад це сульфат кальцію (гіпс). Було перевірено розчинність осаду в азотній кислоті, у якій повинен розчинятись гіпс та не повинні розчинятись суспендовані частинки SiO2 та встановлено, що основна частина новоутвореного осаду розчинилась.
Перед повторним упарюванням зразка № ХХХХ до нього було додано азотну кислоту для забезпечення збереження мінерального складу суспензії при концентруванні та запобігання утворенню осаду додаткових частинок – гіпсу. Зразок № ХХХХ було сконцентровано у ХХХХ разів порівняно з вихідним станом, що є достатнім для подальшого застосування методу лазерної дифракції.
Для аналізу гранулометричного складу отриманого концентрату був використаний лазерний седиментограф Mastersizer 2000 з модулем рідинної дисперсії Hydro 2000S (Malvern Instruments, UK). Прилад був налаштований на показник заломлення SiO2, оскільки за наданою Замовником інформацією, у складі зразка № ХХХХ єдиними неорганічними домішками є частинки SiO2.
Гранулометричний склад зразка наведено в Таблиці 1.
Таблиця 1.
Розподіл частинок SiO2 за розмірами у зразку № ХХХХ
| Розмір фракції, мкм (мікрон) | <20 | 20-60 | 60-320 | 320-1600 | >1600 |
| Відносний вміст у % від всієї маси частинок | ХХХХ | ХХХХ | ХХХХ | ХХХХ | ХХХХ |
Також було досліджено масу суспендованого SiO2 у зразку № ХХХХ, яка може бути відділена фільтруванням. Для цього порцію зразка № ХХХХ упарено на водяній бані у нативному стані. Після упарювання на водяній бані, сухий залишок було оброблено азотною кислотою для розчинення гіпсу та кількісно перенесено на фільтр «блакитна стрічка», відділено кремнезем на фільтрі. Фільтр з відділеними частинками SiO2 було висушено при 110 °С та прокалено у тиглі в муфельній печі при 900 °С. Маса відділених частинок після прокалювання становила ХХХХ г, а їх ІЧ-спектр збігався з ІЧ-спектром кремнезему чи кварцу.
Це свідчить про те, що ХХХХ л води зразка № ХХХХ містив ХХХХ г суспендованих частинок кремнезему.
