Способ получения магнитного сорбента



Владельцы патента RU 2665440:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Кузбасский государственный технический университет имени Т.Ф. Горбачева" (КузГТУ) (RU)

Изобретение относится к производству сорбентов для очистки водных сред и твердых поверхностей от нефти и нефтепродуктов. Предложен способ получения магнитного сорбента. Осуществляют смешение древесных отходов в виде опилок, стружки, пыли или угольных и коксовых отходов в виде шлама, мелочи, пыли со связующим, представляющим собой навоз, или помет, или активный ил, взятых в исходном состоянии или после анаэробного сбраживания, и с магнетитом. Полученную смесь гранулируют. Производят карбонизацию гранул при 400-800°С. Технический результат заключается в получении сорбента с большей поглотительной способностью и плавучестью, а также расширение сырьевой базы для получения магнитных сорбентов. 4 пр.

 

Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки водных сред и твердых поверхностей от нефти и нефтепродуктов и других углеводородных продуктов.

Известен способ получения магнитного композиционного сорбента [RU 2547496, 10.04.2015]. Полученный продукт содержит в своем составе магнитный наполнитель, и обладает магнитными свойствами и повышенной сорбционной емкостью.

Однако известный композиционный сорбент предназначен в основном для сбора (удаления) тяжелых металлов и радионуклидов в загрязненных средах.

Найден способ получения графитового сорбента [RU 2134155, 10.08.1999], включающий использование для создания магнитного сорбента графита и органической жидкости.

Недостатками указанного способа является потенциальная опасность используемых органических жидкостей для живых организмов водоемов и почв, а также дороговизна основного компонента - графита.

Известен также способ получения сорбента с магнитными свойствами для сбора нефтепродуктов с водной поверхности [RU 2518586, 10.06.2014]. Полученный продукт обладает магнитными свойствами за счет включения в его состав железосодержащих отходов металлургического производства.

Недостатком этого способа является низкая сорбционная емкость сорбента, наличие в составе сорбента ПАВ, что может привести к вторичному загрязнению водной поверхности.

Существует другой способ получения порошкообразного магнитного сорбента для сбора нефти, масел и других углеводородов [RU 2462303, 27.09.2012], включающий применение ферромагнетиков железной руды в виде Fe3O4 и/или Fe2O3.

Недостатком этого способа является применение сорбента в порошкообразном виде из-за чего возможно запыление атмосферы, а также низкая сорбционная емкость сорбента.

Известен способ магнитной конгломерации нефтяных загрязнений водной поверхности и устройство для его реализации [RU 2000119194, 10.07.2002], который включает смешение углеродсодержащего сырья с магнитными наполнителями, карбонизацию в интервале температур 400-800°С.

Недостатком известного технического решения, является применение карбонизата опилок в качестве углеродной части магнитного сорбента. Наличие мелких пылящих частиц в полученном сорбенте может вызвать запыленность атмосферы над очищаемой поверхностью, что затрудняет дальнейшую работу и опасно с точки зрения экологии.

Наиболее близким техническим решением того же назначения к заявляемому по совокупности признаков является способ [Квашевая Е.А., Ушакова Е.С. Применение высокодисперсных коллоидов ферромагнетиков для повышения эффективности действия сорбентов жидких углеводородов // Сборник материалов Международной научно-практической конференции "Современные тенденции развития науки и производства". - Кемерово, 2014. - С. 59-62], включающий смешение углеродсодержащего сырья (древесных отходов) со связующим (отходами животноводческих предприятий), гранулирование, карбонизацию и смешение с магнетитом.

Недостатком указанного технического решения, принятого за прототип, является нанесение магнетита на готовый немагнитный сорбент, что, во-первых, способствует закупориванию магнетитом части внешних пор, имеющихся в немагнитном сорбенте; во-вторых, при механическом воздействии на намагниченный сорбент магнетит отшелушивается, что может создать при нанесении запыленность атмосферы, а при попадании в водоем загрязнение дна за счет оседания (плотность магнетита не ниже 4900 кг/м3).

Задачей изобретения является получение гранулированного магнитного сорбента для очистки водных сред и твердых поверхностей от нефти и нефтепродуктов и других углеводородных продуктов.

Технический результат заявляемого изобретения - в увеличении нефтеемкости и плавучести магнитного сорбента; уменьшения вторичного негативного влияния сорбента на окружающую среду; расширении сырьевой базы для получении магнитных сорбентов.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения магнитного сорбента, включающем смешение древесных отходов в виде опилок, стружки, пыли или угольных и коксовых отходов в виде шлама, мелочи, пыли со связующим, представляющим собой навоз, или помет, или активный ил, взятые в исходном состоянии или после анаэробного сбраживания с магнетитом и карбонизацию в интервале температур 400-800°С, согласно изобретению исходные компоненты предварительно смешивают, гранулируют, после чего подвергают карбонизации.

Увеличение плавучести и нефтеемкости готового продукта достигается нахождением магнетита не на поверхности магнитного сорбента, а внутри карбонизированного углеродсодержащего материала, который по природе имеет сродство с углеводородными материалами (нефтью, маслами и т.д.) и при этом гидрофобен. Так как магнетит располагается внутри гранулы магнитного сорбента, то не может вызвать при отшелушивании запыленность атмосферы и загрязнение дна водоема, следовательно, уменьшается вторичное негативное влияние сорбента на окружающую среду. Расширение сырьевой базы для получения магнитного сорбента достигается возможностью применения не только древесных отходов в виде опилок, стружки, пыли, а также угольных и коксовых отходы в виде шлама, мелочи, пыли, а в качестве связующего - навоз, или помет, или активный ил, взятые в исходном состоянии или после анаэробного сбраживания.

Предлагаемый способ заключается в том, что древесные отходы в виде опилок, стружки, пыли, а также угольные и коксовые отходы в виде шлама, мелочи, пыли смешивают с магнетитом, полученным различными методами, и связующим (навоз, или помет, или активный ил, взятые в исходном состоянии или после анаэробного сбраживания), гранулируют и карбонизируют при температуре 400-800°С.

Примерами применения предлагаемого способа может служить:

Пример 1. 60 г опилок тщательно смешивали с 5 г магнетита, после чего вводили 40 г остатка после анаэробного сбраживания навоза крупного рогатого скота. Смесь гранулировали до размера 2-10 мм, высушивали в электросушильном шкафу. Полученные сухие гранулы карбонизировали в собственной атмосфере при температуре 600°С в течение 30 минут. Выход магнитного сорбента составил 63,7 мас.%, нефтеемкость 4,3 г/г, плавучесть более 7 дней.

Пример 2. 7 г древесной пыли перемешивали с 12 г магнетита, полученного по реакции Элмора смешением сульфата железа(II) и хлорида железа(III) в среде гидроксида аммония. В полученную смесь вводили 50 г активного ила городских очистных сооружений и направляли на грануляцию для получения гранул 10-20 мм. После сушки гранулы карбонизировали при температуре 500°С в течение 60 минут. Выход продукта составил 82,5 мас.%, нефтеемкость равна 6,2 г/г при плавучести более 5 дней.

Пример 3. 10 г коксовой пыли и 7 г магнетита смешивали с 40 г остатка после анаэробного сбраживания птичьего помета и гранулировали с получением гранул 5-10 мм. После сушки гранулы карбонизировали при температуре 400-500°С в течение 30 минут. Выход продукта составил 90,0 мас.%, нефтеемкость равна 6,0 г/г при плавучести более 5 дней.

Пример 4. 10 г угольной мелочи пыли и 5 г магнетита смешивали с 40 г остатка после анаэробного сбраживания навоза крупного рогатого скота и 20 г птичьего помета. В результате гранулирования получаем гранулы 10-20 мм, которые после сушки направляли на карбонизацию при температуре 700-800°С в течение 0 минут. Средний выход продукта составил 75,3 мас.%, нефтеемкость равна 5,5 г/г при плавучести более 7 дней.

Заявляемый способ позволяет получить из широкого ассортимента сырья магнитный сорбент с повышенными характеристика нефтеемкости и плавучести, который при очистке водных сред и твердых поверхностей от нефти и нефтепродуктов и других углеводородных продуктов, не оказывает вторичного негативного влияния на окружающую среду.

Способ получения магнитного сорбента, включающий смешение древесных отходов в виде опилок, стружки, пыли или угольных и коксовых отходов в виде шлама, мелочи, пыли со связующим, представляющим собой навоз, или помет, или активный ил, взятых в исходном состоянии или после анаэробного сбраживания, и с магнетитом, и карбонизацию в интервале температур 400-800°С, отличающийся тем, что вначале все исходные компоненты смешивают, гранулируют, после чего подвергают карбонизации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сорбентам для селективной сорбции мышьяка из вод. Предложен гибридный сорбент на основе анионообменной полимерной матрицы с гидратированными оксидами железа.
Изобретение относится к способам получения сорбирующих матричных материалов для иммобилизации радионуклидов щелочноземельных и редкоземельных элементов из отработанного ядерного топлива.

Изобретение относится к области создания сорбционных защитных экранов, которые могут быть использованы при рекультивации земель, содержащих техногенные отходы и природные образования с повышенным радиационным фоном.
Изобретение относится к области сорбентов для очистки жидкостей и газов. Сорбирующий материал состоит из пористого ядра и накатанной на него оболочки.
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 относится к водостойким композициям для адсорбции летучих органических соединений. Композиция содержит допированную палладием водородную форму ZSM-5, в которой соотношение Si:Al для водородной формы ZSM-5 равно или меньше чем 200:1, а также водорастворимое связующее.

Изобретение относится к биотехнологии. Предложено применение раствора цитрата для удаления С-реактивного белка (CRP) с помощью аффинной хроматографии из биологических жидкостей.

Изобретение относится к химической, электротехнической промышленности, охране окружающей среды и нанотехнологии и может быть использовано при изготовлении упругих и гибких проводников, электропроводящих полимерных композиционных материалов, сорбентов, вибродемпфирующих материалов, аккумуляторов и сверхъемких конденсаторов.

Изобретение относится к сорбентам для очистки питьевых и сточных вод. Предложен сорбент на основе модифицированного силикагеля, содержащий привитые группы N-(пропил)этилендиаминтриуксусной кислоты.

Изобретение относится к способу получения композиционного сорбента с магнитными свойствами, который может быть использован для очистки промышленных сточных вод. Способ включает подготовку взвеси магнетита, путем диспергирования магнетита Fe3O4 в 1-5% растворе поливинилового спирта и перемешивании при 80°С в течение 20 минут с получением взвеси магнетита в поливиниловом спирте, добавление в полученную взвесь отходов кофе в массовом отношении 1:2-6, перемешивание при 80°С в течение одного часа, фильтрацию образовавшейся взвеси и сушку полученного композита при 105°С до постоянной массы с последующим измельчением.
Изобретение относится к способам получения сорбирующих матричных материалов для иммобилизации радионуклидов щелочноземельных и редкоземельных элементов из отработанного ядерного топлива.

Изобретение относится к области химической технологии, в частности технологии получения композиции на основе оксида алюминия, лития цитрата и полиметилсилоксана для различного назначения, в том числе и для медицины, а также для применения их в качестве носителей, дозаторов для ферментов, гормонов, клеток, биологически активных веществ, лекарственных препаратов, пищевых и минеральных добавок.

Изобретение относится к способу получения композиционного сорбента с магнитными свойствами, который может быть использован для очистки промышленных сточных вод. Способ включает подготовку взвеси магнетита, путем диспергирования магнетита Fe3O4 в 1-5% растворе поливинилового спирта и перемешивании при 80°С в течение 20 минут с получением взвеси магнетита в поливиниловом спирте, добавление в полученную взвесь отходов кофе в массовом отношении 1:2-6, перемешивание при 80°С в течение одного часа, фильтрацию образовавшейся взвеси и сушку полученного композита при 105°С до постоянной массы с последующим измельчением.

Изобретение относится к способу получения композиционного сорбента с магнитными свойствами, который может быть использован для очистки промышленных сточных вод. Способ включает подготовку взвеси магнетита, путем диспергирования магнетита Fe3O4 в 1-5% растворе поливинилового спирта и перемешивании при 80°С в течение 20 минут с получением взвеси магнетита в поливиниловом спирте, добавление в полученную взвесь отходов кофе в массовом отношении 1:2-6, перемешивание при 80°С в течение одного часа, фильтрацию образовавшейся взвеси и сушку полученного композита при 105°С до постоянной массы с последующим измельчением.

Изобретение относится к получению сорбентов для извлечения токсичных компонентов из водных сред, а именно к способу получения сорбента для извлечения селена, теллура.

Изобретение относится к получению сорбентов для извлечения токсичных компонентов из водных сред, а именно к способу получения сорбента для извлечения селена, теллура.

Изобретение относится к сорбционной очистке сточных вод от соединений тяжелых металлов. Предложен способ получения сорбента для извлечения тяжелых металлов из растворов, основанный на поликонденсации анионов S22+, которые генерируют путем растворения серы в смеси гидразингидрат моноэтаноламин при их мольном соотношении 10:1 и при температуре 60-65°C.

Изобретение относится к сорбционной очистке сточных вод от соединений тяжелых металлов. Предложен способ получения сорбента для извлечения тяжелых металлов из растворов, основанный на поликонденсации анионов S22+, которые генерируют путем растворения серы в смеси гидразингидрат моноэтаноламин при их мольном соотношении 10:1 и при температуре 60-65°C.

Изобретение относится к способам извлечения ионов тяжелых металлов сорбцией. Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов заключается в пропускании раствора через неподвижный слой набухшего гранулированного адсорбента, полученного из целлюлозосодержащего материала (ЦСМ), выбранного из древесных опилок или короткого льняного волокна фракции 0,5-1 мм.

Изобретение относится к способам извлечения ионов тяжелых металлов сорбцией. Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов заключается в пропускании раствора через неподвижный слой набухшего гранулированного адсорбента, полученного из целлюлозосодержащего материала (ЦСМ), выбранного из древесных опилок или короткого льняного волокна фракции 0,5-1 мм.

Изобретение относится к природоохранным технологиям, в частности к полимерным композициям для получения сорбентов. Композиция содержит (мас.

Изобретение относится к производству сорбентов для очистки водных сред и твердых поверхностей от нефти и нефтепродуктов. Предложен способ получения магнитного сорбента. Осуществляют смешение древесных отходов в виде опилок, стружки, пыли или угольных и коксовых отходов в виде шлама, мелочи, пыли со связующим, представляющим собой навоз, или помет, или активный ил, взятых в исходном состоянии или после анаэробного сбраживания, и с магнетитом. Полученную смесь гранулируют. Производят карбонизацию гранул при 400-800°С. Технический результат заключается в получении сорбента с большей поглотительной способностью и плавучестью, а также расширение сырьевой базы для получения магнитных сорбентов. 4 пр.

Наверх