Патент на изобретение №2381833
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА ИЗ ОПОКИ ИЛИ ОПОКИ С ТРЕПЕЛОМ
(57) Реферат:
Изобретение относится к технологии неорганических сорбентов. Способ включает сушку, дробление породы, ее обработку водным раствором гидроксида натрия, или гидроксида кальция, или карбоната натрия с концентрацией 5-7 мас.% с последующей термообработкой при температуре 600-940°С. Изобретение направлено на повышение сорбционной способности материала за счет обеспечения повышения удельной поверхности сорбента. 2 табл.
Изобретение относится к способам получения сорбентов на основе пористых материалов, в частности опал-кристобалитовым породам, и может быть использовано для очистки промышленных стоков, доочистки питьевой воды, растительных масел, с последующей регенерацией отработанного сорбента. Известен способ получения сорбента, включающий дробление пористого силикатного носителя, насыщение раствором модифицирующего реагента – сульфата железа (III), сульфата аммония, перманганата калия или их комбинации. Последующую термообработку осуществляют при температуре разложения модифицирующего реагента (см. описание к патенту РФ Наиболее близким по технической сущности является способ получения сорбента из пористых материалов (опока и диатомит), включающий сушку, дробление диатомита или опоки, их обработку водным щелочным раствором гидроксида натрия, или гидроксида кальция, или карбоната натрия с концентрацией 8-12 мас.% и термообработку при температуре 1000-1250ºС. Недостатком данного способа является то, что он повышает прочностные свойства и уменьшает истираемость, но значительно снижает пористость, то есть уменьшает удельную поверхность сорбента, следовательно, приводит к ухудшению его сорбционной способности. Техническая задача, на решение которой направлено изобретение, – повышение сорбционной способности материала за счет обеспечения повышения удельной поверхности сорбента. Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе получения сорбента, включающем сушку, дробление опал-кристобалитовой породы (опока или диатомит), ее обработку водным щелочным раствором гидроксида натрия, или гидроксида кальция, или карбоната натрия с последующей термообработкой, концентрацию водного щелочного раствора берут 5-7 мас.%, а термообработку ведут при температуре 600-940°С. В качестве опал-кристобалитовой породы берут опоку или опоку с трепелом. При концентрации водного щелочного раствора менее 5% он не приводит к развитию удельной поверхности (пористости) сорбента, а при концентрации свыше 7% происходит укрупнение размера его пор, но удельная поверхность сорбента снижается (размер пор увеличивается, а их количество уменьшается). Термообработка сорбента при температуре ниже 600°С не позволяет получить его спекание в «черепок» с требуемой механической прочностью, а при температуре выше 940°С происходит значительное уменьшение удельной поверхности сорбента (т.е. размер пор еще больше увеличивается, а их количество снижается). Способ осуществляли следующим образом. Пример 1. Минеральное пористое сырье – опоку – доставляли на склад, где она вылеживалась в течение двух недель слоем 500-600 мм, при этом ее влажность снизилась с 40 до 30%. Затем опоку дробили на щековой, а затем на конусной дробилках до фракции 0-10 мм и модифицировали 5%-ным раствором каустической соды (NaOH). Термообработку проводили во вращающейся печи при температуре 600°С. После охлаждения материала в слоевом холодильнике его рассеивали по фракциям: 0-0,5; 0,5-2,0; 5,0-10,0. Пример 2. Минеральное пористое сырье – опоку – доставляли на крытый склад, где она вылеживалась в течение 15 дней, слоем 600 мм. Влажность сырья такой просушкой снижалась с 50 до 35%. Далее, также как в примере 1, ее дробили на фракцию 0-10 мм, обрабатывали модифицирующим реагентом – 6% раствором Ca(OH)2, а термообработку проводили при температуре 850°С, охлаждали и просеивали на необходимые фракции. Пример 3. Смесь опоки и трепела (примерно в равных долях) на закрытом складе рассыпали слоем 450 мм и выдерживали в течение трех недель, влажность сырья таким образом снижалась с 45 до 35%. Далее материал дробили на фракции 0-10 мм, обрабатывали модифицирующим реагентом – 7%-ным раствором Nа2СО3, а термообработку проводили при температуре 900°С в барабанной печи. Затем продукт охлаждали и просеивали на грохоте по фракциям: от 0-0,5 до 5,0-10,0 мм. Пример 4. Смесь опоки и трепела (в соотношении 70:30), как и в предыдущем примере, рассыпали на складе толщиной 500 мм, сушили в течение 15 дней, затем модифицировали раствором NaOH. Термообработку проводили при температуре 940°С во вращающейся печи, охлаждали в барабанном холодильнике и классифицировали по товарным фракциям. Сорбент, полученный заявляемым способом, под товарным знаком ОДМ-Ф прошел промышленные испытания на фильтровальной станции поселка Верхняя Синячиха Свердловской области и показал хорошие результаты, которые представлены ниже в табл. 1. Результаты эксплуатации фильтровально-сорбционного материала на фильтровальной станции поселка Верхняя Синячиха.
Заявляемый способ позволяет получить механически прочный и химически стойкий сорбент, соответствующий требованиям ГОСТ Р51641-2000 «Материалы фильтрующие зернистые». Сравнительные данные заявляемого сорбента с традиционно применяемых фильтрующих материалов представлены в табл. 2. Сравнительные данные показателей механической прочности с известными материалами, традиционно применяемых в качестве фильтрующих
Из таблицы 2 видно, что помимо достаточно высоких сорбционных свойств прочностные показатели сорбента также находятся на должном уровне.
Формула изобретения
Способ получения сорбента из опоки или опоки с трепелом, включающий сушку, дробление, их обработку водным щелочным раствором и термообработку, отличающийся тем, что обработку ведут раствором гидрооксида натрия, или гидрооксида кальция, или карбоната натрия с концентрацией 5-7 мас.%, а термообработку ведут при температуре 600-940°С.
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2031705, B01J 20/30, 20/10, 1995).