АКТИВНЫЙ ОБЕЗЖЕЛЕЗИВАЮЩИЙ ФИЛЬТРУЮЩИЙ МАТЕРИАЛ Российский патент 2003 года по МПК B01J20/02 C02F1/64 

Изобретение относится к области очистки воды фильтрацией, в частности к материалам, используемым для этих целей.

Известен искусственный гранулированный фильтрующий материал, включающий глинистый носитель и порошкообразный доломит в количестве 15-18% от массы глины, который получают путем введения в глинистую суспензию порошкообразного доломита с последующей ее грануляцией и обжигом при 800-880^oС (патент РФ 2077380, Россия, В 01 J, Бюл. 11, 1997).

Недостатком известного материала является отсутствие активных свойств.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является состав адсорбента - катализатора, включающего каталитически активные компоненты и глину - носитель при следующем соотношении компонентов, %:
Пиритный огарок - 1,5-2,0
Стекло - 1,5-2,0
Натрий тетраборнокислый (бура) - 1,5-2,0
Нефтяной кокс 1,0-1,5
Глина - Остальное
Недостатком известного фильтрующего материала является отсутствие подщелачивающих свойств и, следовательно, низкий обезжелезивающий эффект, а также невозможность применения для очистки хозяйственно-питьевых вод из-за содержания нефтяного кокса.

Изобретение направлено на решение технической задачи, заключающейся в создании активного фильтрующего материала, обладающего высоким обезжелезивающим эффектом и способностью подщелачивания воды, в снижении его стоимости за счет вовлечения в состав большого количества отходов горно-обогатительного производства.

Указанная задача решается тем, что обезжелезивающий фильтрующий материал, включающий носитель и каталитически активную композицию, согласно изобретению содержит отвальные хвосты горно-обогатительного производства, прокаленные при температуре 800^oС в течение 5-6 часов, смесь жидкого стекла и кремнефтористого натрия при следующем соотношении компонентов, маc. %:
Отвальные хвосты - 50-60
Жидкое стекло - 38,25-47,9
Кремнефтористый натрий - 1,79-2,28
Отвальные хвосты представляют собой отход горно-обогатительного производства, включающий ≈38% Fe и ≈36% S. Полный химический состав отвальных хвостов представлен в таблице 1.

Предлагаемый активный обезжелезивающий фильтрующий материал получают следующим образом. Отвальные хвосты сушат до полного отсутствия влажности, прокаливают при температуре 800^oС в течение 5-6 часов и смешивают любым известным способом с кремнефтористым натрием и жидким стеклом в указанных выше соотношениях. Полученной смесью заполняют форму и сушат при комнатной температуре в течение 1 сут, затем проводят термическую обработку при температуре 120-130^oС в течение 20-30 часов. Полученный материал дробят и отсевают фракцию, необходимую для фильтрации.

Предварительная проверка материала на вымывание показывает, что фильтрующий материал не вносит в воду загрязняющие вещества. Качество воды до и после фильтрации представлено в таблице 2.

Примеры получения предлагаемого активного обезжелезивающего материала и эффективность обезжелезивания представлены в таблице 3.

Из данных таблицы 3 видно, что образец фильтрующего материала, выполненного на основе инертного наполнителя (песка), не очищает воду от железа (концентрация железа в фильтрате составляет 4,0-4,8 мг/л). На выходе из фильтровальных колонок, заполненных фильтрующим материалом, выполненным на основе хвостов горно-обогатительного производства железо в воде отсутствовало, что подтверждает каталитическую функцию отвальных хвостов. После увеличения потерь напора, осажденное в межзерновом пространстве железо удалялось промывкой, а фильтрующий материал был снова готов к работе. Отношение объема профильтрованной воды к объему фильтрующего материала до проведения первой промывки составило 245. Первая промывка была произведена в связи с увеличением потерь напора. Эффект обезжелезивания превышает данные, получаемые при фильтровании на обычном природном фильтрующем материале даже без проведения предварительной аэрации воды (см. чертеж).

Предлагаемое изобретение соответствует критерию "промышленная применимость", подтверждаемому совокупностью следующих условий.

Изобретение предназначено для использования в промышленности: при очистке природных питьевых и сточных вод предприятий различных отраслей.

Результаты испытаний предлагаемого фильтрующего материала показывают, что его использование позволяет достигнуть 100%-ного обезжелезивающего эффекта.

Изобретение относится к фильтрующим материалам и может быть использовано при очистке природных питьевых вод и промышленных сточных вод предприятий различных отраслей промышленности. Фильтрующий материал содержит отвальные хвосты горно-обогатительного производства, прокаленные при температуре 800^oС в течение 5-6 ч, жидкое стекло и кремнефтористый натрий при следующем соотношении компонентов, мас.%: отвальные хвосты горно-обогатительного производства 50-60, жидкое стекло 38,25-47,9, кремнефтористый натрий 1,79-2,1. Отвальные хвосты горно-обогатительного производства содержат ≈ 38% Fe и ≈36% S. Изобретение позволяет обезжелезить воду и повысить ее щелочность. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

1. Активный обезжелезивающий фильтрующий материал, включающий носитель и каталитически активный компонент, отличающийся тем, что в качестве носителя он содержит смесь жидкого стекла и кремнефтористого натрия, а в качестве каталитически активного компонента - отвальные хвосты горно-обогатительного производства, содержащие железо и серу, и прокаленные при 800^oС в течение 5-6 ч. 2. Активный обезжелезивающий фильтрующий материал по п. 1, отличающийся тем, что отвальные хвосты содержат ~ 38% Fe и ~ 36% S.