СОРБЦИОННО-АКТИВНАЯ КОМПОЗИЦИЯ Российский патент 2001 года по МПК C09K3/18 B01J20/18 

Изобретение относится к области неорганической химии, а точнее к составам, содержащим цеолиты, которые являются природными сорбентами. Залежи цеолитов широко распространены в России.

Снег и/или лед, находящиеся на дорогах, велосипедных и пешеходных дорожках, мостах, спортивных площадках, аэродромах и тому подобное (в дальнейшем все это будет называться дорожными покрытиями), приводит к затруднениям в движении транспорта, а также к возникновению аварийных ситуаций. Для избежания этого используют различные составы, позволяющие избежать обледенения на дорожных покрытиях.

Требования, предъявляемые к таким составам, достаточно широкие. Такие средства не должны иметь корродирующего действия на металлические поверхности, они не должны наносить вред или разъедать материал дорожных покрытий, например асфальт или бетон. Состав должен быть экологически чистым, то есть не приносить вреда ни почве, ни животным. Поскольку компоненты при таянии могут попадать в воду, то при попадании в нее эти компоненты должны быть биологически нейтральными, а при попадании таких вод в водозабор не должно быть проблем с очисткой. Должно быть обеспечено, чтобы предлагаемое средство было бы не только не воспламеняющимся, но и не горючим. С экономической точки зрения необходимо, чтобы на нанесение на дорожное покрытие требовалось только небольшое количество такого средства, и чтобы оно было недорого в изготовлении.

Известен состав для предотвращения наледи на дорожных покрытиях, содержащий речной песок и/или гравий и хлориды щелочных и/или щелочноземельных металлов (см. пат. GB N 1308780, 1973).

При использовании указанного состава при таянии снега и наледи происходит загрязнение окружающей местности ионами натрия и хлора, то есть данный состав не является экологически безопасным. Его использование возможно только до температуры -15^oC, при более низких температурах он неэффективен, кроме того, данный состав является коррозионно-активным, и он плохо влияет на днище автомобилей.

Известен состав для предотвращения наледи на дорожных покрытиях, содержащий хлорид магния и/или карналлит и соль органической низкомолекулярной кислоты щелочного и/или щелочноземельного металла (см. патент РФ N 2141500, опубл. 20.11.97).

Недостатком указанного состава является использование дорогого хлорида магния, а также использование органического реагента, что также приводит к удорожанию известного средства.

Более предпочтительно использование композиции, содержащей сорбционно-активные вещества, позволяющие связывать грязь, пыль, масла, вредные газовые выбросы. К таким композициям можно отнести следующие.

Из заявки ЕР N 0301337, 1989 известна композиция, содержащая вспененную глину с размером частиц 0,1-0,6 мм, спирты и ацетаты щелочноземельных металлов.

Из заявки ЕР N 0221269, 1987 известна композиция, содержащая щебень из гранита, пемзы, керамзита, доломита известняка и активные органические вещества из класса гликолей.

Из патента RU N 2090689, 1997 известна композиция, содержащая хлорид натрия с 13% частиц с диаметром более 90 мкм, вулканическую лаву с 82% частиц с диаметром менее 90 мкм и частицы диоксида кремния с диаметром 16 нм.

Однако у всех приведенных композиций сорбционная емкость по газовым выбросам автомобилей является низкой.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату является сорбционно-активный состав, содержащий цеолит с содержанием диоксида кремния 60-70% и Al₂O₃ 10-20% и вещества, понижающие температуру замерзания воды из класса гликолей (ЕР, N 0210972, 1987).

Недостатком известного средства является использование в нем органического средства, которое с одной стороны удорожает композицию, а с другой снижает емкость по загрязнениям, частично перекрывая рабочие поры цеолита.

Задачей изобретения является разработка дешевого средства, проявляющего высокую емкость к загрязнениям, присутствующим на дорожном покрытии, являющегося экологически безопасным и работающего при низких температурах.

Поставленная задача решается предлагаемой сорбционно-активной композицией, содержащей природный цеолит двух фракций 0,2-0,5 мм и 0,5-1,2 мм и компоненты, понижающие температуру замерзания воды, выбранные из группы хлоридов натрия, и/или калия, и/или кальция, и/или магния при массовом соотношении хлорид: цеолит (1-5) : 1.

Предпочтительно объем меньшей фракции цеолита составляет 45-50% от общего объема всего цеолита.

Для того, чтобы изготовить предлагаемую композицию, используется две фракции цеолита Сокирницкого месторождения, после измельчения породы берут две фракции, первую 0,2-0,5 мм и вторую 0,5-1,2 мм. Затем их смешивают таким образом, чтобы объем первой фракции составлял 45-50% от всего объема цеолита, в этом случае вторая фракция составляет 50-55% от всего объема цеолита. Затем берут твердый хлорид натрия, и/или калия, и/или кальция, и/или магния при массовом соотношении хлорид:цеолит (1-5):(1- 5) и смешивают при нормальных условиях.

Пример 1.

Берут 45% от всего объема цеолита фракцию 0,2-0,5 мм, вторая фракция цеолита составит в этом случае 55%. Затем берут твердый хлорид калия в количестве 1 кг и смешивают его с 1 кг смеси двух фракций цеолита. Полученный состав наносили на асфальт, покрытый льдом при температуре -15^oC, ледовое покрытие растаяло в течение 5,5 часов.

Пример 2.

Цеолитовая крошка из Сокирниицкого месторождения рассыпалась в коттеджном поселке в окрестности Митино. Общая площадь обрабатываемой территории (подъездные дороги, пешеходные дорожки) 1,74 кв.км. Рассыпано 15,8 тонн цеолита. Рассыпка производилась в два приема с промежутками в три дня. Температура воздуха составляла -6^oC. Толщина ледового покрытия на асфальтовой поверхности колебалась от 2 до 23 мм. До обработки цеолитами поверхность асфальта была обработана хлоридом натрия. Общая масса соли 38 тонн. После обработки асфальтовых поверхностей цеолитами соляная смесь, растопившая лед, потеряла за два дня до 40% воды. Кроме того, вредоносные соединения, содержащиеся в асфальте, и нефтепродукты, попадающие на асфальт из автомобилей подверглись адсорбции. По сравнению с замерами, проведенными до рассыпки цеолитов, масса вредоносных соединений уменьшилась на 27-33%. Также улучшилась сцепляющая способность дорожек и дорог. Наступившие позже морозы до -15^oC не привели к новому обледенению поверхностей. Таким образом, воздействие предложенной композиции на поверхности приводит к следующим результатам.

Уменьшается объем и масса влаги до 40%.

Адсорбируются вредные примеси парафинов и других нефтепродуктов от 15 до 33%.

Повышаются сцепляющие свойства дорог.

Использование цеолита, который является природным сорбентом, резко снижает стоимость предлагаемого состава против наледи на дорожных покрытиях. Он является экологически чистым компонентом, а его использование в заявленном средстве позволяет при высокой плавкости улучшить экологическую обстановку на дорогах. Благодаря использованию цеолита улучшается качество воздуха на дорогах, т.к. цеолит хорошо сорбирует выхлопные газы. Важным является и то, что предлагаемый состав проявляет нейтральное отношение к металлам и растаявший снег, содержащий предлагаемый состав, не загрязняет почву.

Изобретение относится к области неорганической химии. Сорбционно-активная композиция содержит цеолит и компоненты, понижающие температуру замерзания воды, причем она содержит природный цеолит двух фракций - 0,2-0,5 и 0,5-1,2 мм и хлорид натрия, и/или калия, и/или кальция, и/или магния при массовом соотношении хлорид : цеолит (1-5): 1. Сорбционно-активная композиция эффективно работает на дорожном покрытии и при низких температурах воздуха. 1 з.п. ф-лы.

1. Сорбционно-активная композиция, содержащая цеолиты и компоненты, понижающие температуру замерзания воды, отличающаяся тем, что она содержит природный цеолит двух фракций - 0,2 - 0,5 и 0,5 - 1,2 мм и хлорида натрия, и/или калия, и/или кальция, и/или магния при массовом соотношении хлорид : цеолит (1 - 5) : 1. 2. Сорбционно-активная композиция по п.1, отличающаяся тем, что объем меньшей фракции цеолита составляет 45 - 50% от всего объема фракций цеолита.