RU2663173C1 - Сорбирующий материал - Google Patents
Сорбирующий материал Download PDFInfo
- Publication number
- RU2663173C1 RU2663173C1 RU2017140170A RU2017140170A RU2663173C1 RU 2663173 C1 RU2663173 C1 RU 2663173C1 RU 2017140170 A RU2017140170 A RU 2017140170A RU 2017140170 A RU2017140170 A RU 2017140170A RU 2663173 C1 RU2663173 C1 RU 2663173C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- granule
- core
- sorbent material
- sorbent
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title abstract description 7
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 claims abstract description 42
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 21
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 18
- 229910052631 glauconite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 16
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 18
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 16
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 23
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 abstract description 4
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 239000011325 microbead Substances 0.000 abstract 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 53
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 27
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 12
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 11
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 8
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 7
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 5
- 239000000047 product Substances 0.000 description 5
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 5
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 4
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 3
- 238000011001 backwashing Methods 0.000 description 3
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 3
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical group [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical group [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L hydroxy(oxo)manganese;manganese Chemical compound [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 description 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005751 Copper oxide Substances 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K aluminium hydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[OH-].[Al+3] WNROFYMDJYEPJX-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H aluminium sulfate (anhydrous) Chemical group [Al+3].[Al+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O DIZPMCHEQGEION-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- JDIBGQFKXXXXPN-UHFFFAOYSA-N bismuth(3+) Chemical compound [Bi+3] JDIBGQFKXXXXPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N bismuth(III) oxide Inorganic materials O=[Bi]O[Bi]=O WMWLMWRWZQELOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N boric acid Chemical compound OB(O)O KGBXLFKZBHKPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004327 boric acid Substances 0.000 description 1
- WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+) Chemical compound [Cd+2] WLZRMCYVCSSEQC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012377 drug delivery Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000011010 flushing procedure Methods 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 239000011396 hydraulic cement Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000696 magnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000004005 microsphere Substances 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 125000005608 naphthenic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011780 sodium chloride Chemical group 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
- LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H zinc phosphate Chemical compound [Zn+2].[Zn+2].[Zn+2].[O-]P([O-])([O-])=O.[O-]P([O-])([O-])=O LRXTYHSAJDENHV-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 239000002672 zinc phosphate cement Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/103—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate comprising silica
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/12—Naturally occurring clays or bleaching earth
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/14—Diatomaceous earth
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/16—Alumino-silicates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
- B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
- B01J20/16—Alumino-silicates
- B01J20/165—Natural alumino-silicates, e.g. zeolites
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
- B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
- B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
- B01J20/28016—Particle form
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Предложенное изобретение относится к области сорбентов для очистки жидкостей и газов. Сорбирующий материал состоит из стеклянного микрошарика и накатанной на него оболочки, выполненной из измельченных частиц, выбранных из диатомита, цеолита, глауконита или их смеси. Изобретение обеспечивает увеличение прочности материала и выхода готовой продукции при производстве. 3 з.п. ф-лы, 11 пр.
Description
Предложенное решение относится к области очистки жидкостей и газов и может быть использовано в пищевой, фармацевтической, химической, атомной и других отраслях промышленности для повышения качества сорбции и фильтрации.
Известен композиционный магнитный материал (магнитный сорбент) в виде частиц размером от 10 до 30 нм с магнитным железосодержащим ядром и сорбционно-активной оболочкой из диоксида кремния (патент на изобретение РФ № 2575458, МПК B01J 20/06, 2014 г.), используемый для направленной доставки лекарственных препаратов. Недостатком данного материала является малый размер частиц (до 30 нанометров), что не позволяет использовать его в качестве фильтрующей среды (засыпки) в виду малых проходов между частицами и невозможности его регенерации путем обратной промывки (из-за уноса частиц).
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является композитный сорбирующий материал (патент на изобретение US 8814985 B2, МПК B01J 20/18, 2008 г.), состоящий из пористого, предпочтительно проницаемого ядра, выполненного из не являющегося сорбентом материала, и пористой оболочки, выполненной из материала являющегося сорбентом (в частности, из цеолита). Оболочку формируют напылением на ядро соответствующей суспензии. После формования гранула сорбента спекается и обжигается. Гранулы имеют диаметр от 0,1 до 5 мм (оптимально от 0,5 до 3 мм) и могут одновременно выполнять функцию сорбента и фильтрующей засыпки. Недостатками известного сорбирующего материала являются большие потери (отходы) при производстве и низкое качество готового продукта, что проявляется:
• в растрескивании оболочки гранулы при спекании и обжиге из-за различных коэффициентов теплового расширения материалов ядра и оболочки;
• в растрескивании оболочки гранулы в процессе транспортировки, хранения и эксплуатации из-за внутренних напряжений, возникших при спекании и обжиге гранул;
• в низкой прочности гранулы из-за низкой прочности ядра в виду его пористости;
• в низкой прочности оболочки из-за высокой шероховатости поверхности ядра, вызванной особенностями материала ядра, особенностями обработки поверхности ядра и наличием пор, что создает дополнительные внутренние концентрации напряжения при изменении температуры;
• в низкой плотности ядра (из-за его пористости), что снижает качество регенерацию гранул при обратной промывке и увеличивает ее время, т.к. приводит к снижению скорости обратной промывки для предотвращения уноса гранул;
• в низкой прочности оболочки из-за применяемого способа ее образования (напылением), что приводит к наличию микро зазоров между ядром и оболочкой.
Кроме того, в известном решении при очистке жидкостей и газов, загрязненных радионуклидами и прочими, опасными для человека и окружающей среды, веществами, возникают большие сложности с утилизацией сорбирующего материала.
Технический результат предложенного решения заключается в снижении отходов производства, в повышении качества готового продукта и в облегчении утилизации отработанного сорбирующего материала, загрязненного радионуклидами и прочими, опасными для человека и окружающей среды, веществами.
Указанный технический результат достигается тем, что в сорбирующем материале, состоящем из ядра, выполненного из не являющегося сорбентом материала, и пористой оболочки, содержащей сорбент, согласно изобретения, оболочка, включающая диатомит и/или цеолит и/или глауконит, накатана на ядро, представляющее собой стеклянный микрошарик. Между ядром и пористой оболочкой может быть размещена, по меньшей мере, одна дополнительная оболочка, которая выполнена пористой и содержит сорбент. При этом эквивалентный размер пор вышележащей оболочки больше эквивалентного размера пор расположенной под ней дополнительной оболочки.
Выполнение ядра цельным (без пор) повышает прочность гранулы за счет увеличения прочности ядра и устранения пор, служащих точками концентрации напряжения.
Выполнение ядра из стеклянного микрошарика, поверхность которого имеет невысокую шероховатость (Ra поверхности стеклянного микрошарика не превышает 20 мкм) повышает прочность гранулы за счет устранения точек концентрации напряжения, которыми являются крупные шероховатости (неровности), для оболочки.
Выполнение ядра цельным (без пор) из стеклянного микрошарика повышает гидравлическую крупность гранулы, что позволяет увеличить качество регенерации гранул после фильтрации путем увеличения скорости обратной промывки без уноса гранул. Кроме того, выполнение ядра гранулы из стеклянного микрошарика обеспечивает защиту ядра от попадания в него осадка, что облегчает промывку гранулы (регенерацию фильтра) и предотвращает разложение (загнивание) попавшего в ядро осадка.
Нанесение оболочки на ядро путем накатывания (послойной грануляцией в тарельчатом грануляторе или грануляторе псевдоожиженного слоя) устраняет микро зазоры между ядром и оболочкой, что повышает прочность оболочки.
В предложенном решении отсутствуют процессы спекания (обжига) гранулы, так как закрепление формы гранулы производится склеиванием, например, с помощью цемента. В этом случае снижаются потери гранул, так как исключается растрескивание оболочек гранул при спекании (обжиге) из-за различных коэффициентов теплового расширения материалов ядра и оболочки, а также растрескивание оболочек гранул в процессе транспортировки, хранения и эксплуатации из-за внутренних напряжений, возникших при спекании (обжиге) гранул.
Оболочка гранулы включает диатомит и/или цеолит и/или глауконит – высокоэффективные природные сорбенты, обладающие развитой удельной пористостью и высокой способностью к адсорбции за счет малого объемного веса и большой естественной пористости. Они могут использоваться в естественном состоянии или после специальной обработки, повышающей их селективность к определенным веществам. Например, диатомит, активированный оксидом марганца, эффективен при очистке стоков от свинца и красителей. Цеолит, обработанный аминами, эффективно сорбирует ионы свинца и кадмия. Глауконит является сорбентом тяжелых металлов, радионуклидов и нефтепродуктов, обладает высокой емкостью к пиридину и нафтеновым кислотам. Применение смесей указанных сорбентов в различных сочетаниях позволяет создавать гранулы, обеспечивающие максимально эффективную очистку загрязненных жидкостей и газов, в том числе, комплексную очистку от различных веществ.
Гранула может содержать две или более оболочек, при этом, по меньшей мере, внешняя оболочка гранулы должна содержать пористый материал: диатомит и/или цеолит и/или глауконит. Если у гранулы имеется две оболочки, содержащие пористый материал, эквивалентный размер пор вышележащей оболочки гранулы должен быть больше эквивалентного размера пор оболочки, расположенной под ней, что повышает время эксплуатации гранулы в виду меньшей забиваемости ее пор.
Наличие в сорбирующем материале стеклянного ядра позволяет легко остекловывать отработанный материал, что облегчает его утилизацию в случае загрязнения радионуклидами и прочими, опасными для человека и окружающей среды, веществами.
Примеры конкретного выполнения.
Пример 1. Гранула сорбирующего материала состоит из стеклянного микрошарика диаметром от 600 до 1400 мкм и накатанной на него оболочки, средней толщиной 100-200 мкм из измельченных частиц морского диатомита (диатомитовой породы). Гранула сорбента термически не обрабатывается, а содержит неорганическое связующее (от 5 масс % до 50 масс %), например: портландцемент общего назначения марок от М300 до М600 по ГОСТ 10178-85; гидравлические цементы марок М800 и выше; цемент кислотоупорный кварцевый кремнефтористый ГОСТ 5050- 49; фосфатные цементы (цементы, использующие в качестве затворяющей жидкости фосфорную кислоту, в частности, цинк-фосфатный цемент, диоксид титана, оксид магния, гидроксид алюминия, оксид меди и т.д.).
Частицы цеолита прочно соединяются с помощью неорганического связующего со стеклянным ядром и между собой, что повышает прочность гранулы. Цельное стеклянное ядро обеспечивает защиту ядра от попадания в него осадка, облегчает промывку гранулы при регенерации фильтра, повышает ее прочность и вес, а соответственно, и гидравлическую крупность гранулы. Выход готовой продукции (гранул сорбирующего материала) ввиду отсутствия операций спекания и обжига увеличивается на 18-21%. Потери из-за растрескивания оболочек гранул в процессе транспортировки, хранения и эксплуатации из-за внутренних напряжений, возникших при спекании и обжиге гранул, снизились на 12-14%. Прочность гранулы (по сравнению с прошедшей операцию спекания гранулой аналогичного размера, ядро которой выполнено, как у прототипа, пористым и состоит из агломерированных частиц каолина) повысилась в 1,6-1,8 раза.
Пример 2. Гранула сорбирующего материала состоит из стеклянного микрошарика диаметром от 400 до 1200 мкм и накатанной на него оболочки, средней толщиной 200-400 мкм из измельченных частиц цеолита (цеолитовой породы), скрепляемых портландцементом общего назначения марки М300. Технический результат данного примера совпадает с результатом примера 1.
Пример 3. Гранула сорбирующего материала состоит из стеклянного микрошарика диаметром от 200 до 1000 мкм и накатанной на него оболочки, средней толщиной 300-600 мкм из измельченных частиц глауконита (глауконитовой породы). Гранула сорбента содержит в качестве неорганического связующего (от 5 масс % до 50 масс %) легкоплавкую шихту содержащую: борный ангидрид и/или борную кислоту и/или диоксид кремния и/или оксид свинца (II) и/или оксид цинка и/или оксид висмута (III) и/или оксид олова (IV) и/или карбонат натрия и/или оксид кальция и/или карбонат кальция и/или оксид магния и/или диоксид титана и/или оксид алюминия. После накатки одного или более слоёв и последующей сушки гранулированный сорбент подвергается обжигу при температуре не выше 400°С. Технический результат данного примера совпадает с результатом примера 1.
Пример 4. Гранула сорбирующего материала состоит из стеклянного микрошарика диаметром от 800 до 1600 мкм и накатанной на него оболочки, средней толщиной 600-800 мкм из измельченных частиц (40%) озерного диатомита (диатомитовой породы) и из измельченных частиц (60%) цеолита (цеолитовой породы), скрепляемых неорганическим связующим. Технический результат данного примера совпадает с результатом примера 1.
Пример 5. Гранула сорбирующего материала состоит из стеклянного микрошарика диаметром от 600 до 900 мкм и накатанной на него оболочки, средней толщиной 200-400 мкм из измельченных частиц (50%) озерного диатомита (диатомитовой породы) и из измельченных частиц (50%) глауконита (глауконитовой породы), скрепляемых неорганическим связующим. Технический результат данного примера совпадает с результатом примера 1.
Пример 6. Гранула сорбирующего материала состоит из стеклянного микрошарика диаметром от 500 до 700 мкм и накатанной на него оболочки, средней толщиной 150-400 мкм из измельченных частиц (30%) цеолита (цеолитовой породы) и из измельченных частиц (70%) глауконита (глауконитовой породы), скрепляемых неорганическим связующим. Технический результат данного примера совпадает с результатом примера 1.
Пример 7. Гранула сорбирующего материала состоит из стеклянного микрошарика диаметром от 800 до 1400 мкм и накатанной на него оболочки, средней толщиной 500-1000 мкм из измельченных частиц (30%) морского диатомита (диатомитовой породы), из измельченных частиц (30%) цеолита (цеолитовой породы) и из измельченных частиц (40%) глауконита (глауконитовой породы), скрепляемых неорганическим связующим. Технический результат данного примера совпадает с результатом примера 1.
Пример 8. Гранула сорбирующего материала состоит из стеклянного микрошарика диаметром от 500 до 1200 мкм и накатанной на него оболочки, средней толщиной 300-600 мкм из скрепляемых неорганическим связующим измельченных частиц озерного диатомита, модифицированного сульфатом алюминия. В этом случае, как показал анализ результатов очистки сточных вод, достигается максимальное извлечение из воды нефтепродуктов и других органических веществ. Технический результат данного примера совпадает с результатом примера 1.
Пример 9. Гранула сорбирующего материала состоит из стеклянного микрошарика диаметром от 400 до 1000 мкм и накатанной на него оболочки, средней толщиной 300-400 мкм из скрепляемых портландцементом общего назначения марки М600 измельченных частиц цеолита, предварительно обработанных раствором щавелевой кислоты с концентрацией 0,05-0,1 моль/л в присутствии минеральной кислоты до рН 1-2. При пропускании через слой такого сорбента сточных вод, содержащих ионы тяжелых металлов, достигается следующая степень очистки воды от ионов: Cr (III) и Cr (VI) до 100%, Cu (II) до 98,2%, Fe (II, III) до 99,2%, Zn (II) до 98,1%. Технический результат данного примера совпадает с результатом примера 1.
Пример 10. Гранула сорбирующего материала состоит из стеклянного микрошарика диаметром от 200 до 800 мкм и накатанной на него оболочки, средней толщиной 100-200 мкм из скрепляемых неорганическим связующим измельченных частиц глауконита, модифицированных растворами HCl и NaCl. Глауконит, модифицированный подобным образом обладает лучшими сорбционными свойствами в отношении ионов Fe2+. Технический результат данного примера совпадает с результатом примера 1.
Пример 11. Гранула сорбирующего материала состоит из стеклянного микрошарика диаметром от 400 до 900 мкм и двух, накатанных на него оболочек. Внутренняя оболочка средней толщиной 200-500 мкм состоит из скрепляемых неорганическим связующим измельченных частиц цеолита. Внешняя оболочка средней толщиной 100-300 мкм состоит из скрепляемых неорганическим связующим измельченных частиц диатомита. При этом эквивалентный размер пор внутренней оболочки гранулы, содержащей цеолит, составляет 300 нм, а эквивалентный размер пор вышележащей оболочки гранулы, содержащей диатомит, составляет 400 нм. То есть эквивалентный размер пор вышележащей оболочки гранулы больше эквивалентного размера пор оболочки, расположенной под ней, что повышает время эксплуатации гранулы в виду меньшей забиваемости ее пор. Технический результат данного примера совпадает с результатом примера 1.
Claims (4)
1. Сорбирующий материал, состоящий из ядра, выполненного из не являющегося сорбентом материала, и пористой оболочки, содержащей сорбент, отличающийся тем, что оболочка, включающая диатомит, и/или цеолит, и/или глауконит, накатана на ядро, представляющее собой стеклянный микрошарик.
2. Сорбирующий материал по п. 1, отличающийся тем, что между ядром и пористой оболочкой размещена по меньшей мере одна дополнительная оболочка.
3. Сорбирующий материал по п. 2, отличающийся тем, что дополнительная оболочка выполнена пористой и содержит сорбент.
4. Сорбирующий материал по п. 3, отличающийся тем, что эквивалентный размер пор вышележащей оболочки больше эквивалентного размера пор расположенной под ней дополнительной оболочки.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017140170A RU2663173C1 (ru) | 2017-11-20 | 2017-11-20 | Сорбирующий материал |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017140170A RU2663173C1 (ru) | 2017-11-20 | 2017-11-20 | Сорбирующий материал |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017102955A Division RU2641742C1 (ru) | 2017-01-30 | 2017-01-30 | Фильтрующий материал |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2663173C1 true RU2663173C1 (ru) | 2018-08-01 |
Family
ID=63142588
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017140170A RU2663173C1 (ru) | 2017-11-20 | 2017-11-20 | Сорбирующий материал |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2663173C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113797887A (zh) * | 2021-09-23 | 2021-12-17 | 长沙工研院环保有限公司 | 一种基于海绿石的复合型重金属废水处理多孔材料及其制备方法和应用 |
| RU216087U1 (ru) * | 2022-06-20 | 2023-01-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Сорбирующий материал |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2794993A1 (fr) * | 1999-06-18 | 2000-12-22 | Air Liquide | Utilisation d'un adsorbant particulaire non homogene dans un procede de separation de gaz |
| RU99121904A (ru) * | 1999-10-18 | 2001-08-10 | Олег Николаевич Хмыз | Адсорбент отбеливающая земля |
| RU2176926C2 (ru) * | 1996-02-16 | 2001-12-20 | Эдвансд Минералс Корпорейшн | Композиционный фильтрующий материал |
| RU2002129002A (ru) * | 2000-03-28 | 2004-02-27 | БАСФ Акциенгезельшафт (DE) | Оболочечный катализатор, способ его получения, а также его применение |
| KR20090071807A (ko) * | 2007-12-28 | 2009-07-02 | 한국원자력연구원 | 메조다공성 껍질을 갖는 코어-쉘 형태의 실리카 입자 및이의 제조방법 |
| US8814985B2 (en) * | 2008-12-22 | 2014-08-26 | Glatt Systemtechnik Gmbh | Composite adsorbent bead, process for its production, gas separation process and gas adsorption bed |
| CN104801267A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-07-29 | 武汉大学 | 一种球形二氧化硅基核壳结构吸附剂及其制备方法和应用 |
-
2017
- 2017-11-20 RU RU2017140170A patent/RU2663173C1/ru active
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2176926C2 (ru) * | 1996-02-16 | 2001-12-20 | Эдвансд Минералс Корпорейшн | Композиционный фильтрующий материал |
| FR2794993A1 (fr) * | 1999-06-18 | 2000-12-22 | Air Liquide | Utilisation d'un adsorbant particulaire non homogene dans un procede de separation de gaz |
| RU99121904A (ru) * | 1999-10-18 | 2001-08-10 | Олег Николаевич Хмыз | Адсорбент отбеливающая земля |
| RU2002129002A (ru) * | 2000-03-28 | 2004-02-27 | БАСФ Акциенгезельшафт (DE) | Оболочечный катализатор, способ его получения, а также его применение |
| KR20090071807A (ko) * | 2007-12-28 | 2009-07-02 | 한국원자력연구원 | 메조다공성 껍질을 갖는 코어-쉘 형태의 실리카 입자 및이의 제조방법 |
| US8814985B2 (en) * | 2008-12-22 | 2014-08-26 | Glatt Systemtechnik Gmbh | Composite adsorbent bead, process for its production, gas separation process and gas adsorption bed |
| RU2575458C1 (ru) * | 2014-11-05 | 2016-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) | Способ получения композиционного магнитного материала на основе оксидов кремния и железа |
| CN104801267A (zh) * | 2015-04-10 | 2015-07-29 | 武汉大学 | 一种球形二氧化硅基核壳结构吸附剂及其制备方法和应用 |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113797887A (zh) * | 2021-09-23 | 2021-12-17 | 长沙工研院环保有限公司 | 一种基于海绿石的复合型重金属废水处理多孔材料及其制备方法和应用 |
| RU216050U1 (ru) * | 2022-06-16 | 2023-01-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Сорбирующий материал |
| RU216087U1 (ru) * | 2022-06-20 | 2023-01-16 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Сорбирующий материал |
| RU217444U1 (ru) * | 2022-06-20 | 2023-03-31 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет" (ВолгГТУ) | Сорбирующий материал |
| RU2805741C1 (ru) * | 2023-07-05 | 2023-10-23 | Общество с ограниченной ответственностью "Воронежпеностекло" | Гранула для сорбции лития из водного раствора |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Luukkonen et al. | Application of alkali-activated materials for water and wastewater treatment: a review | |
| Siyal et al. | A review on geopolymers as emerging materials for the adsorption of heavy metals and dyes | |
| He et al. | Review of fluoride removal from water environment by adsorption | |
| US5369072A (en) | Granular media for removing contaminants from water and methods for making the same | |
| US5911882A (en) | Removing contaminants from water using iron oxide coated mineral having olivine structure | |
| US9707538B2 (en) | Aluminized silicious powder and water purification device incorporating same | |
| Annan et al. | Synthesis and Characterization of Modified Kaolin‐Bentonite Composites for Enhanced Fluoride Removal from Drinking Water | |
| US20130098840A1 (en) | Porous Composite Media for Removing Phosphorus from Water | |
| Tiwari et al. | Hybrid materials in the removal of diclofenac sodium from aqueous solutions: Batch and column studies | |
| US20150129502A1 (en) | Graphene oxide-modified materials for water treatment | |
| US9095842B2 (en) | Diatomaceous earth filter aid containing a low crystalline silica content | |
| US6054059A (en) | Use of a ceramic metal oxide filter whose selection depends upon the Ph of the feed liquid and subsequent backwash using a liquid having a different Ph | |
| Acharya et al. | Remediation of Cr (VI) using clay minerals, biomasses and industrial wastes as adsorbents | |
| Hashemian | MnFe2O4/bentonite nano composite as a novel magnetic material for adsorption of acid red 138 | |
| Saikia et al. | Removal of toxic fluoride ion from water using low cost ceramic nodules prepared from some locally available raw materials of Assam, India | |
| Shawabkeh et al. | Cobalt and zinc removal from aqueous solution by chemically treated bentonite | |
| CN111936229A (zh) | 来自富铁和富铝的起始材料的吸附剂 | |
| RU2663173C1 (ru) | Сорбирующий материал | |
| Lalhmunsiama et al. | Recent advances in adsorption removal of cesium from aquatic environment | |
| Ren et al. | Enhanced removal of ammonia nitrogen from rare earth wastewater by NaCl modified vermiculite: Performance and mechanism | |
| Ehralian et al. | Removal of Fe2+ from aqueous solution using manganese oxide coated zeolite and iron oxide coated zeolite | |
| MX2012005583A (es) | Medio de filtracion de fluidos. | |
| RU2663426C1 (ru) | Сорбирующий материал | |
| Dehou et al. | Improvement of Fe (II)-adsorption capacity of FeOOH-coated brick in solutions, and kinetics aspects | |
| Al-Shawabkeh et al. | Experimental study of the application of date palm trunk fiber as biosorbent for removal cadmium using a fixed bed column: investigation of the influence of particle size |