Способ получения фильтровально-сорбционного материала

(51) 01 20/16 (2006.01) 01 39/06 (2006.01) МИНИСТЕРСТВО ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ интенсификации помола компонентов сорбционного материала и повышении сорбционной емкости компонентов фильтровально-сорбционного материала. При использовании базальтовых волокон по заявляемому способу эксплуатационные затраты на промывку, загрузку, а также транспортировку предлагаемого материала исключаются. Предложен способ получения фильтровально-сорбционного материала, включающий нанесение на подложку алюмосиликатного минерала, при этом в качестве подложки используют базальтовые волокна, а в качестве алюмосиликатного минерала бентонитовую глину с содержанием монтмориллонита не менее 80, отличающийся тем, что алюмосиликатный минерал предварительно измельчают с добавлением базальтовых волокон методом мокрого помола в вибромельнице СВУ-2 периодического действия в соотношении 21 в течение 15-20 минут, после чего укладывают послойно в фильтровальную емкость.(76) Даумова Гульжан Камалбеккызы Адрышев Айтказы Калиолданович Хайруллина Альмира Адилевна Лопухов Юрий Иванович(57) Изобретение относится к области прикладной экологии и может быть использовано при очистке сточных вод от ионов тяжелых металлов гальванического производства, в частности, ионов общего хрома. Задача, решаемая изобретением,заключается в упрощении технологии изготовления сорбционного материала, снижении стоимости его производства и снижения влияния техногенных отходов на окружающую среду. Технический результат от использования изобретения состоит в Изобретение относится к области прикладной экологии и может быть использовано при очистке сточных вод от ионов тяжелых металлов гальванического производства, в частности, ионов общего хрома. Известен способ модификации природных неорганических сорбентов путем их обработки при температуре 100 С органической кислотой с последующей промывкой и сушкой готового продукта, отличающийся тем, что обработанный органической кислотой сорбент дополнительно обрабатывают глицидилметакрилатом, который берут в количестве 25-33 мас., и подвергают термообработке при температуре 100-140 С, а промывку продукта осуществляют последовательно разбавленными растворами щелочи и соляной кислоты (см. Патентна изобретение 14907, кл. С 01 В 39/00, опубл. 15.10.2004). Недостатком данного способа является большие трудозатраты и высокая стоимость технологии создания сорбента за счет применения дорогостоящего оборудования и материалов. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ получения фильтровально-сорбционного материала путем нанесения на подложку алюмосиликатного минерала. В качестве подложки используют базальтовые волокна, а в качестве алюмосиликатного минерала бентонитовую глину с содержанием монтмориллонита не менее 80. Базальтовые волокна обрабатывают 5-7 водным раствором щелочи, добавляют бентонитовую глину,предварительно подвергнутую содовой активации,перемешивают с добавлением связующего компонента, выбранного из солей алюминия, при соотношении бентонитовая глина и связующий компонент, равном 13, нагревают при температуре 50-100 С в течение 2 ч, материал охлаждают,промывают водой и подвергают термической активации при температуре 110-120 С (см. Патентна изобретение 2345834, кл. 01 20/20,опубл. 10.02.2009). Недостатком описанного способа является длительная процедура подготовки сорбционного материала к использованию применение химических реагентов приводит ко вторичному загрязнению окружающей среды большие трудозатраты и высокая стоимость технологии создания сорбента за счет применения дорогостоящего оборудования и материалов. Задача, решаемая изобретением, заключается в упрощении технологии изготовления сорбционного материала, снижении стоимости его производства и снижения влияния техногенных отходов на окружающую среду. Технический результат от использования изобретения состоит в интенсификации помола компонентов сорбционного материала и повышении сорбционной емкости компонентов фильтровальносорбционного материала. При использовании базальтовых волокон по заявляемому способу эксплуатационные затраты на промывку, загрузку, а также транспортировку предлагаемого материала исключаются. Сущность изобретения заключается в следующем. Предложен способ получения фильтровально-сорбционного материала,включающий нанесение на подложку алюмосиликатного минерала, при этом в качестве подложки используют базальтовые волокна, а в качестве алюмосиликатного минерала бентонитовую глину с содержанием монтмориллонита не менее 80, отличающийся тем, что алюмосиликатный минерал предварительно измельчают с добавлением базальтовых волокон методом мокрого помола в вибромельнице СВУ-2 периодического действия в соотношении 21 в течение 15-20 минут, после чего укладывают послойно в фильтровальную емкость. Для механической активации компонентов использовалась вибрационная мельница СВУ-2 периодического действия ТОО ВИБРОМАШ УК конструкции Ковшика А.В., в которой измельчение материала происходит под действием удара и истирания. Вместимость помольной камеры 1000 мл. Размер зерна измельчаемого материала - до 30 мм. Время цикла измельчения 15-20 мин. Время цикла измельчения зависит от исходных характеристик измельчаемых материалов, при этом конечная влажность измельченного материала должна составлять 45-60. Конструкция вибрационной мельницы обеспечивает интенсификацию процесса в 5-10 раз и позволяет осуществить процесс мокрого измельчения. Фильтровально-сорбционный материал изготавливаемый заявляемым способом приобретает вид пасты. Заявляемое соотношение бентонитовой глины и базальтовых волокон, равное 21, способствует формированию равномерно распределенного слоя бентонитовой глины на более развитой удельной поверхности базальтовых волокон. Как уменьшение доли бентонитовой глины и увеличение доли базальтовых волокон, так и увеличение доли бентонитовой глины и уменьшение доли базальтовых волокон приводит к изменению сорбционной емкости сорбента. В качестве алюмосиликатного минерала используют бентонитовые глины Таганского месторождения следующего состава, масс.251,98-55.48 Т 2-0,10-0,30 А 23-0,96-19,38 231,27-4,40 СаО-0,22-1,98 -0,13-2,18 2-0,90,51 2-0,10-0,14 3-0,18-0,32. Пример. Бентонитовую глину (размер частиц 120 мм) и базальтовые волокна (размер частиц 130 мм) смешивают в соотношении 21. Подготовленные материалы в соотношении 21 загружают в помольную камеру вибрационной мельницы с мелющими телами, туда же подают дистиллированную воду (температура 18-20 С). Время измельчения 15-20 минут. Конечная влажность фильтровально-сорбционного материала не меняет свойств в пределах 45-60 влажности. Измельченный фильтровально-сорбционный материал имеет пастообразный вид и обладает агрегативной устойчивостью, то есть сохраняет неизменной во времени свою пространственную структуру. Для формирования фильтровальносорбционного материала в сорбционную колонку укладывают послойно базальтовые волокна и пастообразный материал,через которую пропускают хромсодержашую сточную воду. В ходе эксперимента отбирались пробы сточных вод через каждые 100 мл, средняя скорость протекания составила 10,34 мл/мин. Общий объем пропущенной воды 1000 мл. Проведенные исследования эффективности сорбционного материала,полученного с использованием заявляемого способа показали, что интенсивное мокрое измельчение бентонитовой глины совместно с базальтовыми волокнами в пропорции 21 приводит к качественным изменениям его состава. Эффект модификации выражается в повышении вязкости глинистой суспензии за счет дополнительного диспергирования глины, увеличения объема связанной воды, вязкости дисперсионной среды и усиления гелеобразования. Результаты очистки сточных вод Арматурного завода от ионов хрома при исходной концентрации Со 0,044 мг/дм 3 в динамическом режиме через двухслойные фильтровально-сорбционные материалы представлены в таблице 1. Из таблицы 1 следует в рамках исследуемых параметров по заявляемому способу обеспечивается высокая степень очистки хромсодержащих сточных вод. Преимущества заявляемого способа получения фильтровально-сорбционного материала,по сравнению с прототипом, представлены в таблице 2. Таблица 1 Результаты очистки сточных вод Арматурного завода от ионов хрома с применением фильтровально-сорбционного материала Фильтровально-сорбционный материал Время Концентрация ионов Степень протекания общего хрома (С), очистки,исследуемых мг/дм 3 сточных вод, мин 11 0,0007 98,41 11 0,00068 98,45 10 0,00055 98,75 10 0,00053 98,79 10 0,00051 98,84 10 0,0005 98,86 9 0,00048 98,91 9 0,00047 98,93 9 0,00046 98,95 9 0,00046 98,95 Таблица 2 Сравнительные показатели применения заявляемого способа и прототипа Показатели По заявляемому способу повышается сорбционная емкость фильтровальносорбционного материала, обусловленная использованием базальтовых волокон с развитой структурой, высокой удельной поверхностью и наличием прочного сцепления бентонитовой глины с базальтовыми волокнами упрощается технология снижается стоимость По прототипу эффективность очистки сточных вод обеспечивается за счет Вторичное загрязнение применения содовой активации бентонитовой глины, увеличивающей сорбционную окружающей среды емкость. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения фильтровально-сорбционного материала, включающий нанесение на подложку алюмосиликатного минерала, при этом в качестве подложки используют базальтовые волокна, а в качестве алюмосиликатного минерала бентонитовую глину с содержанием монтмориллонита не менее 80, отличающийся тем, что алюмосиликатный минерал предварительно измельчают с добавлением базальтовых волокон методом мокрого помола в вибромельнице СВУ-2 периодического действия в соотношении 21 в течение 15-20 минут, после чего укладывают послойно в фильтровальную емкость.