RU2812132C1 - Абсорбент для утилизации промышленных отходов - Google Patents
Абсорбент для утилизации промышленных отходов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2812132C1 RU2812132C1 RU2021126184A RU2021126184A RU2812132C1 RU 2812132 C1 RU2812132 C1 RU 2812132C1 RU 2021126184 A RU2021126184 A RU 2021126184A RU 2021126184 A RU2021126184 A RU 2021126184A RU 2812132 C1 RU2812132 C1 RU 2812132C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- waste
- mineral
- absorbent
- industrial
- additives
- Prior art date
Links
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 230000002745 absorbent Effects 0.000 title claims abstract description 17
- 239000002440 industrial waste Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 claims abstract description 14
- 239000011707 mineral Substances 0.000 claims abstract description 14
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 claims abstract description 13
- 239000000654 additive Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 239000010903 husk Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000002893 slag Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 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 4
- 239000012764 mineral filler Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229920002401 polyacrylamide Polymers 0.000 claims abstract description 4
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000004460 silage Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims abstract description 4
- 244000215068 Acacia senegal Species 0.000 claims abstract description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 244000020551 Helianthus annuus Species 0.000 claims abstract description 3
- 235000003222 Helianthus annuus Nutrition 0.000 claims abstract description 3
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 3
- 239000010447 natron Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000002956 ash Substances 0.000 claims description 4
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 claims description 4
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 claims description 4
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 claims description 2
- 229920002907 Guar gum Polymers 0.000 claims description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 239000000665 guar gum Substances 0.000 claims description 2
- 235000010417 guar gum Nutrition 0.000 claims description 2
- 229960002154 guar gum Drugs 0.000 claims description 2
- LKTAGGFTWLWIJZ-UHFFFAOYSA-N dioxosilane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O LKTAGGFTWLWIJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 abstract description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 9
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 abstract description 8
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 abstract description 6
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 5
- 239000007788 liquid Substances 0.000 abstract description 4
- OLZICYAYCSRSEL-UHFFFAOYSA-N [Si](=O)=O.[Si]=O Chemical compound [Si](=O)=O.[Si]=O OLZICYAYCSRSEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 235000010489 acacia gum Nutrition 0.000 abstract description 3
- 239000002894 chemical waste Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 3
- 229920000084 Gum arabic Polymers 0.000 abstract description 2
- 239000000205 acacia gum Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010828 animal waste Substances 0.000 abstract description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002574 poison Substances 0.000 abstract description 2
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 abstract description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 abstract description 2
- 239000010891 toxic waste Substances 0.000 abstract description 2
- 244000303965 Cyamopsis psoralioides Species 0.000 abstract 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 abstract 1
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 11
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000010791 domestic waste Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000004078 waterproofing Methods 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000001785 acacia senegal l. willd gum Substances 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 1
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 1
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 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
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 150000002484 inorganic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 229940069445 licorice extract Drugs 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 238000010297 mechanical methods and process Methods 0.000 description 1
- 230000005226 mechanical processes and functions Effects 0.000 description 1
- 244000005700 microbiome Species 0.000 description 1
- -1 municipal Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 1
- 230000008520 organization Effects 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000003755 preservative agent Substances 0.000 description 1
- 230000002335 preservative effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000002910 solid waste Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Abstract
Изобретение относится к композициям с высокой сорбционной способностью, предназначенным для абсорбции/адсорбции промышленных отходов, и может быть применено в области утилизации жидких и пастообразующих токсических отходов, твердокоммунальных отходов, масел, нефтепродуктов, растворителей, продуктов жизнедеятельности животных, химикалий, ядов. Абсорбент для утилизации промышленных отходов содержит кембрийскую глину, минеральный полиакриламид, смесь силосных растений с минеральным наполнителем (натрон, натрит), мелкодисперсный порошок минералов вулканического происхождения: пеплы, туфы, трассы, вулканические шлак, цеолит, цеолитизированные породы, минеральные добавки опока, тонкодисперсные добавки растительного происхождения, прошедшие гидролизный синтез, такие как древесные отходы, хлопковая шелуха или подсолнечная, гуаровую, диоксид кремния оксид кремния (IV), гуммиарабик Аравийская камедь. Компоненты используются в заявленных значениях. Использование изобретения обеспечивает капсулирование на молекулярном уровне твердых коммунальных, промышленных и химических отходов, позволяющее при дальнейшей обработке таких отходов понижать их класс опасности до V класса отходов.
Description
Заявляемый абсорбент относится к композициям с высокой сорбционной способностью, предназначенным для абсорбции/адсорбции промышленных отходов, и может быть применен в области утилизации жидких и пастообразующих токсических отходов, твердокоммунальных отходов, масел, нефтепродуктов, растворителей, продуктов жизнедеятельности животных, химикалий, ядов.
При создании сорбентов для утилизации промышленных отходов используют различные неорганические и органические материалы, которые широко распространены в природе, а также отходы или побочные продукты различных производств. У каждой группы материалов есть свои преимущества и недостатки, поэтому при создании сорбентов, исходя из области их применения, учитываются их наиболее важные характеристики. Такой основной характеристикой при разработке заявляемого абсорбента был эффект капсулирования отходов, обработанных этим абсорбентом (капсулирование - это физикохимический или механический процесс заключения мелких частиц вещества в оболочку из пленкообразующего материала).
Разработка и создание настоящего абсорбента основывались на открытии российских ученых, установивших, что значительное понижение класса опасности промышленных и бытовых отходов происходит, когда отходы на термообработку подаются в капсулированием виде.
Из патента РФ №2209114 известен сорбент на растительной основе для очистки водных растворов от тяжелых металлов, в котором в качестве растительной основы используют отход процесса получения экстракта солодки. Этот сорбент позволяет очищать водный раствор от тяжелых металлов, в частности от меди - с эффективностью 91%, с сорбционной емкостью 3,6 мг/г, от цинка - 91,6% и 3,7 мг/г соответственно. Недостатком этого сорбента является малодоступность сырьевой базы для его получения, а также неэффективность сорбента для очистки воды от органических загрязнений.
Из патента РФ №2303623 известен сорбент-мелиорант, состоящий из бентонитовых глин (36%), золошлаковой смеси - (47%), синих глин (17%), Недостаток этого сорбента заключается в высокой затратности использования, поскольку к месту загрязнения необходимо доставить золошлаковую смесь в большом количестве, а также синие глины, расположенные в отдаленных местах. Кроме того, мелиорант из-за малой прочности не может использоваться в качестве противофильтрационного экрана.
Из заявки на патент №2018118440 известен сорбент с гидроизоляционным компонентом, принятый за прототип и содержащий глину, полимеры, растительные компоненты и минеральные и пластифицирующие добавки со следующим соотношением компонентов смеси, мас. %:
глина - 35-45,
раствор полиакриламида - 15-20,
смесь силосных растений с минеральным наполнителем - 5-15,
мелкодисперсный порошок минерала вулканического происхождения - 5-10,
минеральные пластифицирующие добавки - 5-10,
тонкодисперсные минеральные добавки
растительного происхождения, прошедшие гидролизный синтез - 5-10.
Однако этот сорбент применяется с жидкостным носителем (вода, масло, ньютоновские жидкости) для доставки готового раствора в полости или за периметр защищаемого объекта от подпитки воды, тем самым образуя защитный слой гидроизоляции и исключая проникновение воды снаружи защищаемого объекта внутрь стен, помещений. Состав сорбента позволяет не пропускать воду, поэтому имеется возможность использовать его в качестве противофильтрационных экранов, но капсулирования на молекулярном уровне грунтов или воды он не может производить.
Задачей настоящего изобретения является разработка абсорбента не только с высокой способностью всасывания различных вредных и ядовитых для среды промышленных и бытовых отходов, а также с возможностью его использования в процессах литификации отходов, но и создающего эффект капсулирования обработанных им отходов. Технический результат - капсулирование на молекулярном уровне твердых коммунальных, промышленных и химических отходов позволяющий при дальнейшей обработке таких отходов понижать их класс опасности до V класса отходов.
Поставленная задача решается абсорбентом, содержащим кембрийскую глину, полимеры, растительные компоненты и минеральные добавки, имеющим следующее соотношение компонентов смеси, мас. % (100% = 1 кг. полученного продукта):
кембрийская глина - от 35% до 45%,
минеральный полиакриламид - от 15% до 20%,
смесь силосных растений с минеральным наполнителем (натрон, натрит) - от 5% до 20%,
мелкодисперсный порошок минералов вулканического происхождения, например, пеплы, туфы, трассы, вулканические шлак, цеолит, цеолитизированные породы - от 5% до 15%,
минеральные добавки (опока) - от 5% до 15%,
тонкодисперсные добавки растительного происхождения, прошедшие гидролизный синтез, такие как древесные отходы, хлопковая шелуха или подсолнечная лузга - от 5% до 15%,
гуаровая камедь - от 5% до 15%,
диоксид кремния оксид кремния (IV) от 5% до 15%,
гуммиарабик (Аравийская камедь) от 5% до 15%.
Абсорбент благодаря своему химическому составу позволяет капсулировать в себя различные вещества, включая коммунальные, промышленные и химические отходы за счет гидролизного синтеза растений -равноправие луговой глины, которое и является основным компонентом для капсуляции химических веществ. Лабораторные испытания показали, что происходит разделение химических связей молекул веществ под воздействием абсорбента, выраженное в капсулировании на молекулярном уровне без увеличения массы отходов. Технически абсорбент разрывает молекулярные связи в смеси ароматических полимеров и неорганических соединений, происходит капсулирование химических элементов, прекращается их взаимосвязь между собой и невозможность образования новых связей в соединении. Образовавшаяся при твердении прочная твердоупругая консервирующая матрица прекращает все химические реакции и взаимодействие химических элементов (их блокировка) между собой, снижает поверхность контакта с окружающей средой путем физического выведения влаги, уменьшаясь в объеме до 85 раз.
Кроме того, абсорбент можно использовать в качестве противофильтрационных экранов для любых хранилищ жидких или твердых, промышленно-бытовых отходов, полностью фиксировать отход в пространстве, изолировать его и убирать излишки влаги, что приводит к снижению количества и качества химических реакций внутри резервуаров и мусорных карт.
Заявленный композит экологически чист, безопасен, дружественен к среде и очень экономичен, а также безвреден как для человека, так и для животных и гидробионтов (микроорганизмов), имеет V класс опасности.
Для изготовления абсорбента все его указанные компоненты смешивается в четырех-шнековой многокомпонентной установке при температуре от -35 до -5 и от +18 до +35 градусов Цельсия при влажности воздуха не более 30%.
Для изучения процесса эффективности снижения уровня загрязнителей и капсулирования промышленных отходов с использованием заявленного абсорбента были проведены его испытания в специализированной организации ООО «ЛенПромСервис». При заказе испытаний абсорбент был условно назван как «сорбционный компаунд «Капкан» (ООО «НефтеГазИнвест-Интари» принадлежит ТЗ №668027, в котором зарегистрировано слово «Капкан» и под которым оно производит и реализует все выпускаемые виды своих композиций).
В результате проведенных испытаний по обезвреживанию образцов отходов было: подтверждено, что абсорбент сразу вступает в реакцию с отходами, которые с первых минут начинают переходить в твердое состояние.
Claims (2)
- Абсорбент для утилизации промышленных отходов, содержащий, мас. %:
-
кембрийская глина 35-45 минеральный полиакриламид 15-20 смесь силосных растений с минеральным наполнителем (натрон, натрит) 5-20 мелкодисперсный порошок минералов вулканического происхождения: пеплы, туфы, трассы, вулканические шлак, цеолит, цеолитизированные породы 5-15 минеральные добавки опока 5-15 тонкодисперсные добавки растительного происхождения, прошедшие гидролизный синтез, такие как древесные отходы, хлопковая шелуха или подсолнечная лузга 5-15 гуаровая камедь 5-15 диоксид кремния оксид кремния (IV) 5-15 гуммиарабик Аравийская камедь 5-15
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2812132C1 true RU2812132C1 (ru) | 2024-01-23 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2209114C1 (ru) * | 2002-10-14 | 2003-07-27 | ГУ Волгоградский научно-исследовательский технологический институт мясо-молочного скотоводства и переработки продукции животноводства РАСХН | Способ получения сорбента на растительной основе для очистки водных растворов от тяжелых металлов |
RU2303623C1 (ru) * | 2005-11-03 | 2007-07-27 | ФГОУ ВПО "Новочеркасская государственная мелиоративная академия" | Сорбент-мелиорант для очистки почв |
RU2644880C1 (ru) * | 2017-03-14 | 2018-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Способ получения сорбента для очистки сточных вод от многокомпонентных загрязнений |
RU2653125C1 (ru) * | 2017-05-23 | 2018-05-07 | Акционерное общество "ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ" | Полимерный сорбент, способ его получения и использования |
RU2018118440A (ru) * | 2018-05-18 | 2019-11-19 | Общество с ограниченной ответственностью "НефтеГазИнвест-Интари" | Сорбент с гидроизоляционным компонентом |
US20200197909A1 (en) * | 2016-03-24 | 2020-06-25 | Lg Chem, Ltd. | Method For Preparing Superabsorbent Polymer And Superabsorbent Polymer Prepared Thereby |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2209114C1 (ru) * | 2002-10-14 | 2003-07-27 | ГУ Волгоградский научно-исследовательский технологический институт мясо-молочного скотоводства и переработки продукции животноводства РАСХН | Способ получения сорбента на растительной основе для очистки водных растворов от тяжелых металлов |
RU2303623C1 (ru) * | 2005-11-03 | 2007-07-27 | ФГОУ ВПО "Новочеркасская государственная мелиоративная академия" | Сорбент-мелиорант для очистки почв |
US20200197909A1 (en) * | 2016-03-24 | 2020-06-25 | Lg Chem, Ltd. | Method For Preparing Superabsorbent Polymer And Superabsorbent Polymer Prepared Thereby |
RU2644880C1 (ru) * | 2017-03-14 | 2018-02-14 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный технический университет (ВолгГТУ) | Способ получения сорбента для очистки сточных вод от многокомпонентных загрязнений |
RU2653125C1 (ru) * | 2017-05-23 | 2018-05-07 | Акционерное общество "ПЕРСПЕКТИВНЫЕ МЕДИЦИНСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ" | Полимерный сорбент, способ его получения и использования |
RU2018118440A (ru) * | 2018-05-18 | 2019-11-19 | Общество с ограниченной ответственностью "НефтеГазИнвест-Интари" | Сорбент с гидроизоляционным компонентом |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Al-Asheh et al. | Beneficial reuse of chicken feathers in removal of heavy metals from wastewater | |
Shi et al. | Removal of neonicotinoid pesticides by adsorption on modified Tenebrio molitor frass biochar: Kinetics and mechanism | |
El Hajam et al. | Adsorption of Methylene Blue on industrial softwood waste “Cedar” and hardwood waste “Mahogany”: comparative study | |
CZ130694A3 (en) | Method of entrapping environment harmful substances from a material contaminated with such substances and an aluminium-reinforced layered cation or anion clay material | |
Kaur et al. | RSM-CCD optimized Prosopis juliflora activated carbon for the Adsorptive uptake of Ofloxacin and disposal studies | |
Cara et al. | Application of low-cost adsorbents for pesticide removal. | |
Samad et al. | Synthesis of zinc oxide nanoparticles reinforced clay and their applications for removal of Pb (II) ions from aqueous media | |
Viana et al. | Using rice husks in water purification in Brazil | |
RU2812132C1 (ru) | Абсорбент для утилизации промышленных отходов | |
Khaksar Najafi et al. | Sorption kinetics of lead and zinc ions by clay-fly ash geopolymers | |
Akpomie et al. | Enhanced surface properties, hydrophobicity, and sorption behavior of ZnO nanoparticle–impregnated biomass support for oil spill treatment | |
Miyah et al. | DFT theoretical analysis and experimental approach combination to understand the toxic dye's adsorption mechanism on the corncob-activated carbon surface | |
Balji et al. | Utilization of fly ash for the effective removal of hazardous dyes from textile effluent | |
El Hajam et al. | Adsorptive removal of brilliant green dye from aqueous solutions using cedar and mahogany sawdusts | |
Kassahun et al. | Synthesis optimization of activated carbon driven from scrap tire for adsorbent yield and methylene blue removal under response surface methodology | |
WO2017122244A1 (ja) | 放射性物質汚染粒状物質の除染方法 | |
AL-Aoh et al. | Isotherm and kinetic studies of 4-nitrophenol adsorption by NaOH-modified palm oil fuel ash | |
RU2665440C2 (ru) | Способ получения магнитного сорбента | |
Emmanuel et al. | Adsorption of Acetaminophen from aqueous solutions onto hexadecyltrimethylammonium modified kaolinite | |
Jacob et al. | Treatment of waste water by activated carbon developed from Borassus aethiopum | |
Cui et al. | Adsorption behaviour of pymetrozine by four kinds of biochar from aqueous solution | |
DE2328778A1 (de) | Verfahren zum unschaedlichmachen von abfallstoffen | |
Ainane et al. | Study and modelling of kinetics biosorption of methylene blue on biomass material from waste mint | |
Boutemak et al. | Sorption of malachite green and Rhodamine-B dyes from aqueous solution by biomass waste: Kinetics, isotherm and thermodynamic studies | |
Kumawat et al. | Adsorption studies of methyl parathion on papaya seed activated carbon: an ecofriendly approach |