КОМПОЗИЦИОННЫЙ АЛЮМОСИЛИКАТНЫЙ СОРБЕНТ "ЭКОСИАЛЛИТ" Российский патент 1996 года по МПК B01J20/02 

Изобретение относится к экологически чистому алюмосиликатному композиционному сорбенту многоцелевого использования, содержащему измельченные алюмосиликатные природные минералы (цеолиты и глины), которые присутствуют в монокатионной ионообменной форме.

Известно самостоятельное применение цеолитов и глин в качестве сорбентов. В частности известен цеолитовый сорбент с высокой избирательной сорбционной способностью [1] и метод переработки измельченного природного цеолита с целью улучшения его технологических показателей [2]
Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигнутым результатам является композиционный сорбент, содержащий измельченный природный цеолит и активированный уголь [3]
Недостатком цеолитовоугольного сорбента является ограниченность его применения, связанная с индивидуальными особенностями инградиентов.

Задача изобретения создание экологически чистого композиционного сорбента многоцелевого использования, обладающего свойствами как цеолитов, так и глинистых минералов.

Задача решается описываемыми сорбентом, содержащим цеолит, отличающимся тем, что в качестве цеолита он содержит клиноптилолит, или морденит, или филлипсит, или шабазит, или их смесь и дополнительно содержит глинистый минерал типа монтмориллонита, или каолинита, или палыгорскита и инертные минералы типа кварца, или полевого шпата, или их смесь при следующих соотношениях инградиентов, мас. Природный цеолит 40-70
Природный глинистый минерал 50-20 Инертные минералы 1-10
Композиционный алюмосиликатный сорбент имеет смешанную или монокатионную ионообменную форму (Н или Na, или К, или Са, или др.).

Цеолиты обладают жесткой каркасной кристаллической структурой и характеризуются резкой селективностью к крупным неорганическим катионам, а глинистые минералы имеют набухающую слоистую кристаллическую структуру и способны поглощать крупные органические катионы и молекулы. Новый сорбент обладает сорбционными свойствами как цеолитов, так и глинистых минералов существенно изменяет физико-механические свойства и обеспечивает приготовление стойких суспензий.

В качестве инградиентов композиционного алюмосиликатного сорбента используются концентраты природного цеолита (клиноптилолит, или морденит, или шабазит, или др.) и глинистого минерала (монтмориллонит, или каолинит, или др. ), содержащие примесные инертные минералы (кварц, полевой шпат и др.).

Близость свойств природных высококремнистых цеолитов с одной стороны и глинистых минералов с другой позволяет использовать различное исходное сырье для получения сорбента без существенных изменений его свойств.

Цеолиты и глинистые минералы используются в монокатионной ионообменной форме (Н или Na, или Са, или К, или др.). Все это позволяет существенно повысить эффективность использования предлагаемого сорбента в таких новых областях как моющие и чистящие средства, кормовые и пищевые добавки, энтеросорбенты, носители ветеринарных и медицинских фармакологических препаратов и др.

Изобретение иллюстрируется примерами состава нового композиционного сорбента.

П р и м е р 1. Концентраты природного клиноптилолита и природного палыгорскита в механическом смесителе при следующих соотношениях инградиентов, мас. Природный клиноптилолит 50 Природный палыгорскит 40 Инертные минералы: Кварц 8 Полевой шпат 2
Полученная смесь переводится в Nа-форму путем химической обработки и гранулируется. Полученный сорбент имеет обменную емкость 1,7 мг-экв/г. При этом микроколичества радионуклидов сорбируются необратимо за счет присутствия палыгорскита, что позволяет рекомендовать сорбент для одноразового использования при очистке малоактивных сточных вод АЭС.

П р и м е р 2. Концентрат природный клиноптилолит-монтмориллонитовой породы содержащий (мас.): Природный клиноптилолит 58 Природный монтмориллонит 33 Инертные минералы Кварц 7 Полевой шпат 2
Сорбент переводят в Са-форму путем химической обработки. Полученный сорбент имеет обменную емкость 1,5 мг-экв/г и может быть использован в качестве носителя для приготовления премиксов.

Остальные примеры сведены в таблицу. Из данных, приведенных в таблице, видно, что обменная емкость нового сорбента на 20-50% превышает показатели клиноптилолита, а коэффициент селективности для нового сорбента на 30-70% превышает соответствующие показатели для клиноптилолита.

Получение сорбента осуществляют либо путем механического смешения концентратов исходных минералов, либо за счет использования обогащенного полиминерального природного сырья (клиноптилолит-монтмориллонитовые, или клиноптилолит-морденитовые, или др. породы) с последующим переводом в монокатионную форму. В зависимости от особенностей состава исходного минерального сырья композиционный алюмосиликатный сорбент может быть получен различными способами, позволяющими удовлетворить следующие требования: повышение суммарного содержания алюмосиликатных ионообменных минералов (цеолиты и глинистые минералы) до 90 мас. cнижение содержания примесных инертных минералов (кварц, полевой шпат и др.) до 10 мас. а также снижение концентрации токсичных металлов ниже кларковых и перевод сорбента в монокатионную ионообменную форму. Эти требования могут быть достигнуты обогатительными методами с применением гравитационной и магнитной сепарации, а также кислотной и солевой обработкой концентратов.

Изобретение относится к составам сорбентов на основе природных минералов. Сорбент содержит природный цеолит, выбранный из группы клиноптилолит, морденит, филлипсит, шабазит в количестве 40 - 70%, глинистый минерал, выбранный из группы монтмориллонит, каолинит, палыгорскит - 20 - 50% и инертный минерал типа полевого шпата или кварца - 1 - 10%. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

1. Композиционный алюмосиликатный сорбент, содержащий природный цеолит, отличающийся тем, что он дополнительно содержит глинистый минерал типа монтмориллонита, или каолинита, или палыгорскита и инертные минералы типа кварца или полевого шпата или их смесь, а в качестве цеолита он содержит клиноптилолит, или морденит, или филлипсит, или шабазит, или их смесь при следующих соотношениях ингредиентов, мас.%:
Природный цеолит - 40 - 70
Глинистый минерал - 20 - 50
Инертные минералы - 1 - 10
2. Сорбент по п. 1, отличающийся тем, что он имеет смешанную или монокатионную ионообменную форму.