СПОСОБ ПОДГОТОВКИ СОРБЦИОННО-ФИЛЬТРУЮЩЕГО ЦЕОЛИТОВОГО МАТЕРИАЛА

СПОСОБ ПОДГОТОВКИ СОРБЦИОННО-ФИЛЬТРУЮЩЕГО ЦЕОЛИТОВОГО МАТЕРИАЛА 


RU (11) 2234976 (13) C2

(51) 7 B01J20/18, B01J20/30, B03B9/00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2002122116/15 
(22) Дата подачи заявки: 2002.08.13 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.08.13 
(43) Дата публикации заявки: 2004.04.27 
(45) Опубликовано: 2004.08.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2035994 C1, 27.05.1995. Д.Брек Цеолитовые молекулярные сита. - М.: Мир, 1976, с.753-757. SU 1225810 А, 23.04.1986. RU 2180269 C1, 10.03.2002. 
(72) Автор(ы): Хатькова А.Н. (RU); Мязин В.П. (RU); Никонов Е.А. (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Читинский государственный технический университет (RU) 
Адрес для переписки: 672039, г.Чита, ул. Александро-Заводская, 30, Чит ГТУ, отдел интеллектуальной собственности 

(54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ СОРБЦИОННО-ФИЛЬТРУЮЩЕГО ЦЕОЛИТОВОГО МАТЕРИАЛА 

Изобретение относится к технологии подготовки сорбционно-фильтрующего цеолитового материала и может быть использовано для очистки промышленных и сточных вод. Природный цеолитовый материал подвергают обогащению на концентрационном столе, электромагнитной сепарации, грануляции. В качестве связующего агента при грануляции используют монтмориллонит. Техническим результатом изобретения является получение сорбционно-фильтрующего цеолитового материала, не содержащего окисных и гидроокисных форм железа, обладающего более высокой адсорбционной способностью открытой пористостью, достаточной удельной поверхностью, механической прочностью, термоустойчивостью. 1 табл., 1 ил.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к технологии подготовки сорбционно-фильтрующего цеолитового материала и может быть использовано для очистки промышленных и сточных вод.

Известен способ предварительной подготовки цеолитового материала, включающий его нагрев до 250-450С и охлаждение до - 100С. С целью повышения и стабилизации сорбционной емкости цикл нагрев - охлаждение проводят не менее 85 раз (а.с. 1225810 СССР, кл. С 01 В 33/28, 1986).

Недостатком данного способа являются трудности, связанные с реализацией данного способа в промышленном масштабе.

Известен способ получения фильтровального материала путем измельчения его в дробилках первичного и вторичного дробления, рассева и отбора частиц размером 30-50 мкм воздушной сепарацией, обжига посредством кратковременного нагрева до 900-1000С в факеле вихревой форсунки (а.с. 186989 СССР, кл. С 01 В 33/26, 1966).

Недостатками способа являются:

- существенная зависимость фильтрующей способности материала от присутствия вмещающих примесей. Так, присутствие в цеолитовом материале монтмориллонита обуславливает эффект цементации, что наиболее ярко проявляется при использовании мелких фракций;

- посредством селективного дробления не удается удалить нежелательно присутствующие в цеолитовом материале окисные и гидроокисные формы железа, выступающие источником его вноса в объекты очистки.

Наиболее близким является способ подготовки сорбционно-фильтрующего цеолитового материала, включающий дробление, измельчение, классификацию, обогащение на концентрационных столах, электромагнитную сепарацию и обработку раствором соляной кислоты (RU 2035994, 15.12.1993). Однако полученный продукт не обладает высокой степенью извлечение железа и марганца из водных растворов.

Техническим результатом изобретения является получение сорбционно-фильтрующего цеолитового материала, освобожденного от окисных и гидроокисных форм железа, обладающего улучшенными физико-химическими свойствами и повышенной емкостью по ионам железа и марганца.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе подготовки сорбционно-фильтрующего цеолитового материала, включающем дробление, измельчение, классификацию, обогащение на концентрационном столе, электромагнитную сеперацию, обработку раствором соляной кислоты, измельченный продукт классифицируют на классы 0,1-0,2 мм, 0,05-0,1 мм, после электромагнитной сепарации продукт обогащения гранулируют с добавлением монтмориллонита в количестве 8-10%, гранулы термообрабатывают вначале при 25-30С в течение 3,0-3,5 часов, а затем нагревают до 560-600С и выдерживают при данной температуре 2,5-3 часа, после чего проводят обработку соляной кислотой и повторно термообрабатывают при 280-300С.

Обогащение цеолитового материала с помощью концентрационного стола и электромагнитной сепарации способствует отделению цеолитового минерала (клиноптилолита, шабазита, морденита) от минералов примесей - полевого шпата, кварца, кальцита, плагиоклаза, а также нежелательно присутствующих окислов и гидроокислов железа, представленных лимонитом, гематитом, гетитом, которые в процессе очистки могут вносить различные формы железа в водные объекты, подвергаемые кондиционированию, и снижать эффективность процесса нормализации концентрации загрязняющих ингредиентов до предельно допустимых норм.

Использование мелкой фракции цеолита 0,5-1 мм и ниже зачастую обуславливает эффект цементации сорбирующего материала, снижение его грязеемкости, скорости фильтрации, что негативно сказывается на результатах водоочистки. В этой связи положительный эффект достигается посредством грануляции цеолитового материала. Наличие глинистой (монтмориллонитовой) составляющей в структуре цеолитов, достигающей 10-20% и выше позволяет использовать ее в качестве связующего агента при грануляции. Заявленные термообработка и кислотная активация способствуют повышению обменной емкости цеолита.

Гранулированные цеолиты обладают более высокой адсорбционной способностью, вследствие открытой пористости, и достаточной удельной поверхностью, механической прочностью, термоустойчивостью, что позволяет использовать их в различных режимах водоподготовки, обеспечивая высокую степень очистки.

На чертеже представлена схема способа подготовки сорбционно-фильтрующего материала, включающая последовательно дробление, измельчение, классификацию, обогащение на концентрационном столе, электромагнитную сепарацию.

Пример.

Способ подготовки сорбционно-фильтрующего цеолитового материала осуществляется следующим образом. Цеолитовый материал дробят на щековой дробилке до класса 2 мм, измельчают на стержневой мельнице до крупности 0,2 мм, классифицируют на классы 0,1-0,2 мм, 0,05-0,1 мм и направляют для обогащения на концентрационный стол, где получают монтмориллонитовый, цеолитовый (I) и кварц-полевошпатовый концентраты.

Цеолитовый (I) концентрат подвергают электромагнитной сепарации, получают цеолитовый (II) концентрат с незначительными примесями монтмориллонита и освобожденный от магнитной фракции, содержащей окисные и гидроокисные формы железа. Продукт обогащения подвергают грануляции. В качестве связующего агента при грануляции используют монтмориллонит, который добавляют в количестве 8-10% от веса цеолита, перемешивают, увлажняют, гранулируют до размера гранул 0,5-3 мм, термообрабатывают при 25-30С в течение 3,0-3,5 часа, нагревают со скоростью 15-20С/мин до 560-600С, выдерживают при указанной температуре 2,5-3,0 ч, затем обрабатывают 0,1 N НСl, повторно нагревают со скоростью 15-20С/мин до 280-300С и выдерживают при этой температуре 1,0-1,5 ч.

Подготовленный таким образом цеолит используют в качестве сорбционно-фильтрующего материала при очистке природных и сточных вод от взвешенных веществ, цветности, мутности, ионов тяжелых металлов, аммония, нефтепродуктов.

Брали обогащенный гранулированный цеолит различной крупности и загружают в колонну послойно с чередованием крупных и мелких гранул в следующей последовательности: первый слой, равный 1/3 V, где V - общий объем, занимаемый сорбентом, загружали гранулами крупностью 2-3 мм, второй слой, равный 1/6 V, загружали гранулами крупностью 1-2 мм, третий слой, равный 1/6 V, загружали гранулами крупностью 0,5-1 мм, четвертый слой, равный 1/3 V, загружали гранулами крупностью 2-3 мм. Загрязненную воду, содержащую, мг/дм3:

Взвешенные вещества 20-25

Мутность 4-5

Цветность, град 15-25

Железо 2-3

Марганец 0,2-0,5

Нефтепродукты 10-15

Азот аммиака 2-3

пропускали через колонну диаметром 200 мм, высотой загрузки 1 м со скоростью 6-10 м/ч. Полученные результаты приведены в таблице.

Применение обогащенного и гранулированного цеолитового материала обеспечивает качество очищаемой воды, соответствующее гигиеническим требованиям к ее составу и свойствам.




ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ подготовки сорбционно-фильтрующего цеолитового материала, включающий дробление, измельчение, классификацию, обогащение на концентрационном столе, электромагнитную сеперацию, обработку раствором соляной кислоты, отличающийся тем, что измельченный продукт классифицируют на классы 0,1-0,2 мм, 0,05-0,1 мм, после электромагнитной сепарации продукт обогащения гранулируют с добавлением монтмориллонита в количестве 8-10%, гранулы термообрабатывают вначале при 25-30С в течение 3,0-3,5 ч, а затем нагревают до 560-600С и выдерживают при данной температуре 2,5-3 ч, после чего проводят обработку соляной кислотой и повторно термообрабатывают при 280-300С.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru