PL214745B1 - Sposób otrzymywania sorbentów syderytowych - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania sorbentów syderytowych. Znane są sposoby otrzymywania sorbentów, polegające na zmieszaniu w odpowiednich proporcjach na przykład makulaturowej masy papierniczej, zawierającej celulozę, z kaolinitem oraz minerałami zawierającymi glinokrzemiany, tlenki glinu, krzemu, żelaza. Dzięki takiej recepturze uzyskuje się modyfikację tekstury uzyskiwanych sorbentów, a co za tym idzie, zwiększenie pojemności sorpcyjnej i uzyskanie odpowiednich właściwości mechanicznych.

Podobny sposób prezentuje opis patentu polskiego nr 181760, w którym zmielony surowiec ilasty kaolinitowo-illitowy miesza się ze zmielonym dolomitem i nawilża wodą. Można do takiej mieszaniny wprowadzić 5 do 40% objętościowych organicznych składników, charakteryzujących się stratą prażenia w temperaturze 1000°C powyżej 15%. Mieszaninę formuje się w granule lub kształtki a następnie wypala w temperaturze 600-1000°C. Znane metody dotyczą głównie otrzymywania sorbentów z glinokrzemianów naturalnych i to zarówno o strukturze zeolitowej jak też i warstwowej.

Surowce ilaste takie jak bentonit, haloizyt, kaolinit po rozszlamowaniu poddaje się filtracji a następnie aktywacji kwasem siarkowym, zawartym w ługach macierzystych, pochodzących z poprzedniej szarży z kolejną filtracją, pozwalającą na uzyskanie materiału o zawartości 45-50%. Materiał jest następnie suszony i rozdrabniany.

Dla rozszerzenia bazy surowcowej dla produkcji sorbentów oraz dla utylizacji niektórych materiałów odpadowych, opracowano technologię wytwarzania pełnowartościowych sorbentów z wysiewek syderytowych.

Istota wynalazku polega na tym, że rozdrobnione wysiewki syderytowe miesza się z perlitem, i/lub odpadami perlitowymi lub krzemionkowymi oraz zawrotem podziarna gotowego produktu i miesza się z gliną, zawierającą minerały ilaste, uprzednio zarobioną roztworem środka wiążącego, do uzyskania konsystencji pasty, pastę wygrzewa się w temperaturze 300-400°C w czasie 3 do 4 godz. i po ochłodzeniu rozdrabnia się do uziarnienia 0,2-5,0 mm, korzystnie 0,5-3,0 mm, a udział perlitu i/lub odpadów perlitowych lub krzemionkowych w suchej masie wynosi 10-40% wag., korzystnie 20% wag.

Nieoczekiwanie okazało się, że uprzednie zarobienie gliny ze środkiem wiążącym i wprowadzenie do tak przygotowanej pasty rozdrobnionego syderytu i odpadowego perlitu i/lub krzemionki prowadzi do uzyskania efektu synergicznego w którym uzyskuje się wzmocnienie trwałości wiązań w otrzymanym sorbencie.

Glina występuje tu zarówno w charakterze środka wiążącego jak i czynnika sorpcyjnego.

Sposób według wynalazku przedstawiono bliżej w przykładach oraz na rysunku przedstawiającym schemat procesu.

P r z y k ł a d 1

Do dwuwałowego mieszalnika wprowadzono glinę zawierającą minerały ilaste w stanie po₃ wietrzno suchym, w ilości 20 kg a następnie stopniowo, 30 dm³ 1% roztworu karboksymetylocelulozy, stanowiącego środek wiążący podczas intensywnego mieszania masy. Proces przygotowania lepiszcza wynosił 30 min. Następnie do przygotowanej masy wprowadzono uprzednio rozdrobnione wysiewki syderytowe, w stanie powietrzno suchym, w ilości 60 kg, podziarno sorbentu syderytowego o uziarnieniu poniżej 0,2 mm w ilości 5 kg oraz 15 kg odpadów perlitowych podczas ciągłego mieszania. Masę zarabiano przez czas 30 min do uzyskania konsystencji plastycznej pasty, uzupełniając w razie potrzeby zawartość wilgoci roztworem 1% karboksymetylocelulozy. Po uzyskaniu konsystencji plastycznej pasty mieszaninę zarabiano jeszcze przez 15 min. Uzyskaną pastę następnie kalcynowano w piecu elektrycznym w temperaturze 400°C przez 4 godziny. Następnie otrzymane kęsy sorbentu ochładzano i poddawano operacji formowania granulatu przy użyciu granulatora oscylacyjnego. Uzyskany granulat rozfrakcjonowywano przy użyciu klasyfikatora sitowego o rozmiarach oczek 0,2 i 5,0 mm. Nadziarno zawracano do operacji formowania granulatu natomiast podziarno zawracano do procesu przygotowania pasty.

Uzyskano sorbent mineralny o granulacji 0,2-5,0 mm w ilości 60 kg. Zdolność sorpcyjna rozla₃ nego oleju napędowego uzyskanego produktu wynosiła 70 cm³/100g a wytrzymałość uzyskanego granulatu wynosiła 1,85 MPa.

P r z y k ł a d 2

Do mieszalnika dwuwałowego wprowadzano glinę zawierającą minerały ilaste w stanie po₃ wietrzno suchym, w ilości 20 kg a następnie stopniowo 35 dm³ 1% roztworu karboksymetylocelulozy, cały czas intensywnie mieszając zawartość mieszalnika. Proces przygotowania lepiszcza trwał 30 min.

PL 214 745 B1

Do przygotowanej luźnej pasty wprowadzano uprzednio rozdrobnione wysiewki syderytowe w stanie powietrzno suchym w ilości 40 kg oraz podziarno sorbentu syderytowego, o uziarnieniu poniżej 0,2 mm, w ilości 10 kg oraz 30 kg odpadowej krzemionki przy ciągłym mieszaniu układu. Masę zarabiano przez około 30 min do uzyskania konsystencji plastycznej pasty, uzupełniając w razie potrzeby zawartość środka wiążącego roztworem karboksymetylocelulozy. Po uzyskaniu przez mieszaninę konsystencji plastycznej pasty zarabiano ja jeszcze przez kolejne 15 min, uzyskując lepsze upakowanie materiału. Następnie otrzymaną pastę kalcynowano w temperaturze 400°C przez 3 godziny i po ochłodzeniu otrzymane kęsy sorbentu poddawano formowaniu granul za pomocą granulatora oscylacyjnego. Granulat rozfrakcjonowywano przy użyciu klasyfikatora sitowego. Właściwą frakcję granulatu o rozmiarach 0,5-3,0 mm w ilości 65 kg stanowił sorbent mineralny, którego zdolność sorpcyjna rozla₃ nego oleju napędowego wynosiła 75 cm³/100 g sorbentu a wytrzymałości granul kształtowała się na poziomie 1,82 MPa.

P r z y k ł a d 3

Do dwuwałowego mieszalnika wprowadzono glinę w stanie powietrzno suchym w ilości 20 kg i następnie, przy intensywnym mieszaniu, wprowadzano stopniowo 1% roztwór karboksymetylocelulo₃ zy w ilości 37 cm³. Proces zarabiania prowadzono przez 30 min w wyniku czego uzyskano środek wiążący w postaci luźnej pasty. Następnie nadal intensywnie mieszając, wprowadzano do przygotowanej pasty uprzednio rozdrobnione wysiewki syderytowe w ilości 50 kg oraz podziarno sorbentu syderytowego o uziarnieniu poniżej 0,5 mm w ilości 10 kg oraz odpady perlitowe i odpady krzemionkowe w ilości po 15 kg każdego odpadu. Masę zarabiano przez około 0,5 godz. do uzyskania konsystencji plastycznej pasty i dalej, przez kolejne 15 min dla poprawienia upakowania materiału. Następnie pastę poddawano kalcynacji w temperaturze 350°C przez 4 godziny i po ochłodzeniu otrzymywane kęsy sorbentu formowano do odpowiedniej granulacji za pomocą granulatora oscylacyjnego. Granulat rozfrakcjonowywano za pomocą klasyfikatora sitowego. Właściwą frakcję granulatu o uziarnieniu

0,5-3,0 mm w ilości 70 kg stanowił sorbent mineralny o zdolności sorpcyjnej oleju napędowego ₃ cm³/100 g sorbentu i wytrzymałości granul 1,86 MPa.

Claims (2)

1. Sposób otrzymywania sorbentów syderytowych, znamienny tym, że rozdrobnione wysiewki syderytowe miesza się z perlitem, i/lub odpadami perlitowymi lub krzemionkowymi oraz zawrotem podziarna gotowego produktu i miesza się z gliną, zawierającą minerały ilaste, uprzednio zarobioną roztworem środka wiążącego, do uzyskania konsystencji pasty, pastę wygrzewa się w temperaturze 300-400°C w czasie 3 do 4 godz. i po ochłodzeniu rozdrabnia się do uziarnienia 0,2-5,0 mm, korzystnie 0,5-3,0 mm.

2. Sposób otrzymywania sorbentów syderytowych według zastrzeżenia 1, znamienny tym, że udział perlitu i/lub odpadów perlitowych lub krzemionkowych w suchej masie wynosi 10-40% wag., korzystnie 20% wag.