|
(21), (22) Заявка: 2003114030/152003114030/15, 15.05.2003
(24) Дата начала отсчета срока действия патента:
15.05.2003
(45) Опубликовано: 27.05.2004
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске:
RU 2091158 С1, 27.09.1997. RU 2162737 С1, 10.02.2001. RU 2184600 С1, 10.07.2002. WO 95/16518 А1, 22.06.1995.
Адрес для переписки:
105187, Москва, ул. Ткацкая, 49, кв.16, М.А. Спеваку
|
(72) Автор(ы):
Иванов А.А. (RU), Палажченко А.Ю. (RU), Спевак М.А. (RU)
(73) Патентообладатель(и):
Иванов Александр Александрович (RU), Палажченко Александр Юрьевич (RU), Спевак Марат Аронович (RU), ЗАО “Мембранная техника и технология” (RU)
|
(54) СОРБЦИОННО-ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ И СПОСОБ ЕГО ПОЛУЧЕНИЯ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области неорганических сорбентов, используемых в водоподготовке. Предложен сорбционно-фильтрующий материал для очистки воды, содержащий диоксид марганца на алюмосиликатном носителе, в качестве которого он содержит бентонитовую глину, подвергнутую последовательно термической и кислотной активации, при этом он содержит компоненты при следующем соотношении (мас.%): диоксид марганца – 10-14, активированная бентонитовая глина – остальное. Способ получения заключается в термоактивации бентонита, кислотной обработке и обработке растворами соли Mn2+ и KMnO4. Изобретение позволяет получить материал с высокими обезжелезивающими свойствами и высокой механической прочностью. 2 с. и 2 з.п.ф-лы.
Изобретение относится к области получения неорганических сорбентов, которые можно использовать для очистки вод, в том числе питьевых.
Известен сорбент, содержащий ферроцианиды переходных металлов в матрице глинистого минерала активированного фосфорной кислотой, а также способ получения сорбента, включающий обработку глины фосфорной кислотой, затем ферроцианидом калия и затем водорастворимой соли переходного металла (SU 1774884, B 01 J 20/16, 1992).
Полученный сорбент селективен по отношению к ионам Cs и Sr в растворах, но не пригоден для очистки питьевой воды от железа, марганца и других примесей.
Известен сорбент, содержащий оксиды сурьмы, титана или циркония в матрице глинистого материала, и способ получения этого сорбента, заключающийся в последовательной обработке глины в начале реагентом, выбранным из группы: ортофосфорная кислота, силикат натрия или смесь ортофосфорной кислоты с силикатом натрия и/или алюминия, затем термообработке глины при 350-600 С, а затем ее обработке реагентами, содержащими оксиды сурьмы, титана или циркония (SU 1834704, B 01 J 20/16, 1993).
Полученный сорбент рекомендован для извлечения ионов тяжелых металлов и радионуклидов из вод, однако степень обезжелезивания воды при его использовании невелика.
Для обезжелезивания воды более пригодными являются материалы, содержащие диоксид марганца на носителе.
Так, например, известен обезжелезивающий материал, содержащий в качестве носителя мел, а в качестве каталитически активного компонента пиролюзит (RU 2184600, В 01 D 39/06, 2002).
Известен также способ получения обезжелезивающего материала, включающий измельчение доломита, его обжиг при 800 С, обработку раствором МnСl2 и сушку (RU 2162737, B 01 J 20/02, 2001).
Такой материал эффективно очищает воду от железа и марганца, но, имея в своем составе исключительно доломит, проигрывает алюмосиликату в некоторых специфических для него свойствах: сорбция фторида, нефтепродуктов ИВ.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является сорбционно-фильтрующий материал, содержащий диоксид марганца на алюмосиликатном цеолитном носителе, а также способ его получения, заключающийся в модифицировании клиноптилолита путем последовательной обработки вначале раствором МnСl2, затем водой и затем раствором КМnO4 в присутствии соли щелочного металла.
В результате получен материал, содержащий до 0,35% массы МnО2 на алюмосиликатном носителе (RU 2091158, B 01 J 20/18, 1997).
Недостатками известного сорбента являются его низкая эффективность при очистке вод, содержащих взвешенные частицы, а также низкая износостойкость.
Задачей настоящего изобретения является разработка материала и способа, позволяющего получить материал, обладающий высокой обезжелезивающей способностью, высокой эффективностью при очистке вод, содержащих нефтепродукты и взвешенные частицы, и обладающего способностью поглощать анионные примеси.
Поставленная задача решается описываемым сорбционно-фильтрующим материалом для чистки воды, содержащим диоксид марганца на алюмосиликатном носителе, причем в качестве носителя он содержит бентонитовую глину, подвергнутую последовательно термической и кислотной активации, при этом он содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
Диоксид марганца 10-14
Активированная бентонитовая глина Остальное
Поставленная задача решается также описываемым способом получения сорбционно-фильтрующего материала, который включает обработку природного алюмосиликатного минерала-бентонитовой глины, подвергнутой последовательно термической и кислотной активизации, растворами последовательно соли двухвалентного марганца, затем перманганата калия.
Предпочтительно термическую активизацию глины проводят в две стадии, первую при температуре 800 С, а вторую при температуре 1200 С.
Предпочтительно кислотную активизацию проводят 6% раствором азотной кислоты при температуре 20 С.
Материал, полученный в объеме вышеизложенной совокупности признаков, обладает высокой степенью поглощения примесей Fe, Mn и других металлов из природных и водопроводных вод. Кроме того, способен поглощать ионы фторидов, нитратов, а также задерживать взвешенные частицы. Кроме того, материал имеет высокую механическую прочность.
Ниже приведены примеры осуществления способа получения заявленного материала.
Пример 1
Из суспензии бентонитовидной глины готовят гранулы размером 1,0-1,5 мм и подают на термическую активизацию.
Первую стадию активизации проводят при t=800 С. Затем гранулы измельчают, температуру поднимают до 1200 С и продолжают термообработку при данной температуре.
Термообработанную глину обрабатывают 6% азотной кислотой при перемешивании в течение 30 минут и промывают водой. После тщательной промывки материал обрабатывают раствором МnСl2, а затем, не промывая, КMnO4 и сушат.
Получен материал, содержащий:
МnO2 12%
Алюмосиликатный носитель Остальное
Пример 2
Полученный по примеру 1 материал испытан при очистке воды. Исходная вода содержит следующие компоненты:
Железо общее 6,8 мг/л
Нефтепродукт 5,2 мг/л
Фторид общий 0,6 мг/л
Нитрат 1,2 мг/л
Сероводород 0,009 мг/л
Взвешенные частицы 278 мг/л
и др.
После пропускания исходной воды через заявленный материал со скоростью ~ 2 л/мин через объем сорбента ( 100 мм, h 100 мм) получена вода со следующими показателями:
Железо общее 0,18 мг/л
Нефтепродукт 0,08 мг/л
Фторид общий 0,35 мг/л
Нитрат <0,01 мг/л
Сероводород 0,001 мг/л
Взвешенные частицы 4 мг/л
Полученный сорбционно-фильтрующий материал является механически прочным и выдерживает не менее 100 циклов сорбции-регенерации.
Формула изобретения
1. Сорбционно-фильтрующий материал для очистки воды, содержащий диоксид марганца на алюмосиликатном носителе, отличающийся тем, что в качестве носителя он содержит бентонитовую глину, подвергнутую последовательно термической и кислотной активации, при этом он содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:
Диоксид марганца 10-14
Активированная
бентонитовая глина Остальное
2. Способ получения сорбционно-фильтрующего материала для очистки воды, включающий обработку природного алюмосиликатного минерала последовательно растворами соли двухвалентного марганца и перманганата калия, отличающийся тем, что в качестве алюмосиликатного минерала используют бентонитовую глину, предварительно подвергнутую термической и кислотной активации.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что термическую активацию глины проводят в две стадии, первую при температуре 800 С, а вторую при температуре 1200 С.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что кислотную активацию проводят 6%-ным раствором азотной кислоты при температуре 20 С.
MM4A – Досрочное прекращение действия патента СССР или патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 16.05.2007
Извещение опубликовано: 27.07.2008 БИ: 21/2008
|
|