Порошкообразный магнитный сорбент для сбора нефти, масел и других углеводородов

Изобретение относится к магнитным сорбентам для очистки различных сред от нефти, масел и других углеводородов. Предложенный сорбент содержит следующие компоненты, % мас.: ферромагнитные оксиды железа из железной руды 5-59, диоксид кремния из той же железной руды 41-95. Поверхность сорбента гидрофобизирована аминами. Технический результат заключается в получении магнитного сорбента с высокими эксплуатационными характеристиками. 3 ил., 3 пр.

 

Изобретение относится к сорбентам, предназначенным для очистки воды и сбора нефти и нефтепродуктов за счет адсорбции и использования магнитного поля. Сорбент может применяться для очистки моря от загрязнений нефтью путем распыления порошка с вертолетов, а затем сбора «магнитной» нефти специальными судами с магнитными приспособлениями, удаления нефти со дна водоемов, регенерации смазочно-охлаждающих жидкостей.

Известен способ очистки воды от органических примесей путем введения ферромагнитного материала с последующей обработкой в магнитном поле, отличающийся тем, что в качестве ферромагнитного материала используют сухой магнетитовый концентрат обогатительных фабрик железорудных ГОКов с размерами частиц 50-70 мкм в количестве 65-70 мас.% (SU 1792919).

К недостатку способа относится то, что для очистки, например, морской воды необходимо нефть, морскую воду смешать с 65-70% концентрата и такую суспензию обработать магнитным полем. Это экономически нецелесообразно при больших масштабах загрязнений нефтепродуктами поверхности воды. Кроме того, магнетитовый концентрат не обладает гидрофобными свойствами и плохо смачивается нефтепродуктами. Он не имеет магнитных характеристик, что важно при расчетах взаимодействия электромагнитного поля с суспензией сорбента и нефтепродуктов. Ферромагнитный материал ограничен по составу основных компонентов - оксидов железа и диоксида кремния, т.к. используется один состав.

Технической задачей изобретения является улучшение технологических характеристик магнитного сорбента (состава и гидрофобности) с целью расширения технологий его применения.

Для решения технической задачи предлагается порошкообразный магнитный сорбент для сбора нефти, масел и других нефтепродуктов, представляющий собой продукт железорудных горно-обогатительных комбинатов, содержащий ферромагнетики железной руды в виде Fе3O4 и/или Fe2О3 и диоксид кремния SiO2 из той же руды, отличающийся тем, что он содержит компоненты при следующем соотношении (мас.%)

3O4 и/или Fe2О3 - 5-59

SiO2 41-95,

при этом поверхность сорбента гидрофобизирована реагентом, выбранным из углеводородного раствора изобутиламина или гексиламина, или аминового реагента, использованного при флотационном обогащении железной руды.

На фиг.1 - ИК-спектр амина (жидкая пленка), извлеченного из отходов Михайловского ГОКа после флотации; фиг.2 - ИК-спектр гексиламина (жидкая пленка); фиг.3 - распределение частиц порошка магнитного концентрата по размерам.

В одной из технологий сорбент смешивают с нефтью, нефтепродуктами. Композиция становится магнитной. Ее собирают магнитными приспособлениями, создающими магнитное поле. Затем нефть отделяют от магнитных частиц на магнитных сепараторах, порошок обжигают и вновь используют для очистки воды.

Сорбент получают из сухого железорудного концентрата, который, например, содержит 63.7% Fе3O4, 3.9% Fe2О3 и 32.4% SiO2; порошка железной руды 13.5% Fе2О3, 86.4% SiO2; хвостов после обратной флотации, содержащих меньшее количество магнитных продуктов, чем порошок руды; магнетита, выделенного из сухого магнитного концентрата. Компоненты сорбента смешивают друг с другом в различных пропорциях в зависимости от необходимых технологий. Испытывают совмещение с нефтепродуктами. Для улучшения совмещения поверхность порошка покрывают аминами.

Технология получения сухого железорудного концентрата включает последовательно процессы дробления железной руды, магнитной сепарации, обратной флотации катионными амфифилами, фильтрации и сушки. В процессе обратной флотации от руды отделяют не оксиды железа, а примесь кварц. Флотацию кварца проводят в щелочной среде с применением ацетатных солей эфиров первичных моно- и диаминов при депрессии минералов железа щелочным крахмалом. Оставшаяся пульпа обогащается минералами железа. Пульпу фильтруют, полученную пасту сушат для получения сухого концентрата. Сухой железорудный концентрат и хвосты после обратной флотации содержат амины. Этот вывод можно сделать по ИК-спектру пленки экстракта этиловым спиртом концентрата и хвостов после флотации. Он имеет полосы поглощения, типичные для аминов (фиг.1). Например, эти полосы поглощения совпадают с полосами поглощения ИК- спектра (фиг.2) гексиламина (К. Наканиси Инфракрасные спектры и строение органических соединений. // Под ред. А.А.Мальцева. М., Мир, 1965, с.155). Поэтому концентрат, хвосты после флотации для технологии извлечения нефти, нефтепродуктов с помощью магнитного поля можно использовать без обработки аминами, т.к. амины уже присутствуют на поверхности частиц сорбента. Они придают сорбенту гидрофобность.

Цех по обогащению железной руды методом обратной флотации введен в эксплуатацию на Михайловском ГОКе совсем недавно. Поэтому по признаку гидрофобизация сухой концентрат и хвосты отличаются от известного концентрата. Порошок руды перед его использованием в сорбенте необходимо обработать изобутил или гексиламином из углеводородного раствора. Применение аминов в количестве большем, чем это необходимо для покрытия сорбента мономолекулярным слоем, экономически нецелесообразно. Количество амина определяют из расчета суммарной адсорбции мономолекулярным слоем. Известными методами определяют удельную площадь сорбента, а затем рассчитывают суммарное количество адсорбированных ионов ПАВ с известной площадью гидрофильной группы.

Количество применяемых аминов контролируется и простой пробой на совмещение нефти и сорбента. Если порошок плохо смачивается нефтью или нефтепродуктом, то тогда в дисперсию добавляют дополнительно амин, например, использованный при обратной флотации.

Существенным отличием предлагаемых ферромагнетиков железной руды, как доказано авторами, является тот факт, что порошок чистого магнетита имеет удельную намагниченность насыщения 92 А·м2/кг, а в концентрате, содержащем 63.7% Fе3O4, 3.9% Fe2О3 и 32.4% SiO2, 150 А·м2/кг. В концентрате магнитные свойства магнетита увеличены. Удельная магнитная насыщаемость сорбента рассчитывается по аддитивной формуле, как сумма произведений доли компонента сорбента на его удельную магнитную насыщаемость.

Соотношения оксидов железа и оксида кремния ограничено магнитными, адсорбционными свойствами ферромагнетиков и адсорбционными свойствами оксида кремния. Двуокись кремния в интервале рН от 3 до 10 заряжена отрицательно и может использоваться в процессе очистки нефтепродуктов от отрицательно заряженных компонентов.

Частицы порошка имеют широкое распределение по размерам от 0.005 до 50 мкм, как показано на фиг.3. Они меньше по размерам, чем в известном магнитном концентрате. Следовательно, предлагаемый сорбент обладает лучшими сорбционными свойствами.

Ниже приводятся примеры приготовления и использования сорбента.

Пример 1. Порошок руды из отхода после флотации Михайловского ГОК в количестве 5 г с содержанием 5% Fе3O4, 95% SiO2 и следами амина, который имеет ИК- спектр, показанный на фиг.1, смешивают с 95 г вазелина. Смесь в количестве 2 г помещают на поверхность водопроводной воды, налитой в алюминиевую кювету. В кювету опускают бытовой магнит, покрытый полиэтиленовой пленкой. Сгусток вазелина притягивается к магниту на расстоянии 5 см и прилипает к полиэтиленовой пленке. Пленку вынимают из воды, очищая воду от углеводородов.

Пример 2. Порошок руды Михайловского ГОК (фиг.1) содержит 13.5% Fе2О3, 86.4% sio2 и 0.01% изобутиламина. Этот сорбент в количестве 1 г рассыпают равномерно сверху над 10 г смеси вазелина с парафином (в отношении 1:1 по массе), находящейся на поверхности морской воды в стеклянной кювете. Через 1 час к борту кюветы подносят бытовой магнит. Сгусток смеси вазелина с парафином и сорбентом реагирует на магнит с расстояния 8 см, движется за ним по всей поверхности воды и притягивается к борту кюветы, где находится магнит с полоской полиэтилена. Углеводороды прилипают к полиэтилену. Полоску с углеводородами вынимают из кюветы, очищая воду от углеводородов.

Пример 3. Порошок из смеси обогащенной и природной руды Михайловского ГОК состоит из 50% Fе3O4, 9% Fе2О3, 41% SiO2 и мономолекулярного слоя гексиламина. Этот сорбент в количестве 1 г рассыпают над 10 г смеси вазелина с парафином (в отношении 1:1 по массе), находящейся на поверхности морской воды в алюминиевой кювете. Через 1 час к борту кюветы подносят бытовой магнит. Сгусток смеси вазелина с парафином и сорбентом реагирует на магнит на расстоянии 10 см, движется за ним по всей поверхности воды и притягивается к борту кюветы, где находится магнит с полоской полиэтилена. Полоску полиэтилена вместе с углеводородами вынимают из кюветы, очищая воду от углеводородов.

Таким образом, предлагаемый порошкообразный сорбент, получаемый из железорудного сырья, хорошо совмещается с нефтью. Может использоваться для удаления компонентов нефти и нефтепродуктов и магнитоуправляемого удаления всей нефти с поверхности воды. Он позволяет очищать воду от нефтепродуктов по другой технологии, чем в известном способе. При использовании предлагаемого сорбента для очистки поверхности воды от нефти необходимо меньше сорбента и энергии. Собранные углеводороды с помощью более мощного электромагнита могут отделяться от сорбента на магнитных сепараторах, а сорбент после отжига может повторно использоваться для очистки воды от углеводородов.

Порошкообразный магнитный сорбент для сбора нефти, масел и других углеводородов, представляющий собой продукт переработки железорудных горно-обогатительных комбинатов, содержащий ферромагнетики железной руды в виде Fе3O4 и/или Fe2O3 и диоксид кремния (SiO2) из той же руды, отличающийся тем, что он содержит компоненты при следующем соотношении, мас.%:

3O4 и/или Fе2О3 5-59
SiO2 41-95

при этом поверхность сорбента гидрофобизирована реагентом, выбранным из углеводородного раствора изобутиламина, или гексиламина, или аминового реагента, использованного при флотационном обогащении железной руды.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу очистки растительных масел и предназначено для использования в масложировой промышленности. .

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и касается производства сорбентов из растительного сырья. .
Изобретение относится к сорбентам для очистки газов. .

Изобретение относится к области синтеза сорбентов, которые могут быть использованы в биологических средах и в аналитической химии. .
Изобретение относится к области аналитической химии висмута. .
Изобретение относится к сорбентам нефти. .
Изобретение относится к сорбционным технологиям. .
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и касается сорбентов, применяемых для очистки почвы и водоемов от различных химических загрязнений, в частности нефти и нефтепродуктов.

Изобретение относится к производному тетрадодецилоксифенилкаликс[4]арена формулы которое может применяться для сорбции азо-красителей из водных растворов и расширяет арсенал известных средств указанного назначения.

Изобретение относится к неорганической химии, а конкретно к области получения и применения магнитоуправляемых ионообменников для очистки вязких и твердых сред (почвы, ила), а также для очистки высокомутных растворов от ионных примесей с последующим удалением ионообменника магнитными сепараторами.
Изобретение относится к получению сорбентов, применяемых для очистки сточных вод и растворов в гидрометаллургии. .
Изобретение относится к подготовке природного и попутного нефтяного газа к транспорту, а именно к осушке и очистке природных газов. .

Изобретение относится к способам получения формованного сорбента. .
Изобретение относится к области аналитической химии висмута. .
Изобретение относится к области безопасной эксплуатации объектов по уничтожению химического оружия (ОУХО), а именно к созданию дегазирующих рецептур для нанесения на внешние и внутренние поверхности ОУХО и формирования на них самодегазирующего покрытия, обеспечивающего безопасную эксплуатацию объектов при многократном заражении физиологически-активными веществами (ФАВ).

Изобретение относится к сорбентам, используемым в качестве анионообменников, и способам их получения. .
Изобретение относится к композитному материалу с повышенной силой сцепления, состоящему из по меньшей мере одного полимера и по меньшей мере одного соединения, выбираемого из диоксида кремния и активированного угля, при этом указанный композитный материал имеет: средний размер частиц по меньшей мере 100 мкм, пористый объем (Vd1), образованный порами диаметром от 3,6 до 1000 нм, по меньшей мере 0,2 см3/г, силу сцепления такую, что содержание в нем частиц размером меньше 100 мкм, полученное под давлением воздуха 2 бара, составляет меньше 1,5 объемных %, предпочтительно равно 0,0%.

Изобретение относится к гуминовым производным, используемым для очистки окружающей среды путем сорбции загрязняющих веществ, обладающих предпочтительным сродством по отношению к природным и модифицированным гуминовым веществам.

Изобретение относится к способу получения каталитически активного абсорбера для десульфуризации углеводородных потоков, в котором а) готовится смесь из термически разложимых источников меди и молибдена, оксида цинка и воды; б) смесь нагревается до температуры, при которой разлагаются источники меди и молибдена, с получением оксида цинка, насыщенного соединениями меди и молибдена; в) кальцинирование оксида цинка, насыщенного соединениями меди и молибдена, с получением каталитически активного адсорбента; при этом оксид цинка должен иметь удельную площадь поверхности более 20 м2/г и средний размер частиц D50 в диапазоне 7-60 мкм.

Изобретение относится к магнитным сорбентам для очистки различных сред от нефти, масел и других углеводородов

Наверх