СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО ГЛАУКОНИТА (ВАРИАНТЫ) Российский патент 2009 года по МПК B01J20/12 B01J20/30 

Группа изобретений относится к технологиям производства сорбентов, которые могут использоваться для очистки воды в жилищно-коммунальном хозяйстве, в нефтехимической промышленности, в пищевой промышленности и т.п.

Известен способ получения гранулированного сорбента, описанный в патенте РФ №2006285 по кл. B01J 20/04, з. 15.10.92, оп. 30.01.94.

Известный способ включает смешение оксида или карбоната кальция и оксида алюминия, прокаливание смеси при температуре 1300-1700°С, размалывание, добавление в нее карбоната или оксида кальция в смеси с 0,3-4 мас.% минерального волокна, причем отношение длины волокна к его диаметру берут равным 50-500, полученную смесь дополнительно размалывают, затем гранулируют, после чего подвергают гидротермальной обработке и затем термообработке.

Недостатком известного способа является сложность обработки, обусловленная выполнением прокаливания при высокой температуре и гидротермальной обработки.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ получения гранул на основе глауконита, в частности способ производства гигиенического наполнителя для содержания животных, описанный в патенте РФ №2127041 по кл. А01К 1/015, з. 23.12.96, оп. 10.03.99 и выбранный в качестве прототипа.

Известный способ заключается в том, что природный сорбент, в частности глауконит, подсушивают или обжигают при температуре 90-1200°С, дробят, рассеивают до фракции 1-7 мм и упаковывают. Недостатком известного способа является то, что с его помощью получают только наполнитель для кошачьего туалета. При этом поскольку получаемые таким способом гранулы используются для туалетов животных, то нет жестких требований к составу в смысле гигиенической безопасности и такой сорбент нельзя использовать более широко, например для очистки воды. Кроме того, гранулирование здесь фактически не производится, что также сужает возможности его использования.

Задачей является расширение эксплуатационных возможностей получаемого продукта за счет получения высококачественных гранул. Поставленная задача решается тем, что:

- в первом варианте в способе получения гранулированного глауконита, включающем сушку, дробление, термообработку природного глауконита, рассев на фракции, фасовку, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ вначале глауконит подсушивают, просеивают, удаляют примеси кварца, затем дробят, повторно просеивают с выделением фракции менее 40 мкм и вводят связующую добавку-золь диоксида циркония с концентрацией 1,3 моль/л и воду при отношении глауконита к золю диоксида кремния и воде 1,75:0,5:0,5 соответственно, перемешивают в течение 10-15 мин до получения гомогенной массы влажностью 32-34%, после чего смесь гранулируют, далее сушат гранулы при температуре 95-105°С в течение часа, термическую обработку осуществляют при температуре 590-610°С в течение 3 часов, после чего охлаждают до 40-50°С и производят фасовку;

- во втором варианте способа получения гранулированного глауконита, включающем сушку, дробление, термообработку природного глауконита, рассев на фракции, фасовку, СОГЛАСНО ИЗОБРЕТЕНИЮ вначале глауконит подсушивают, просеивают, удаляют примеси кварца, затем дробят, повторно просеивают с выделением фракции менее 40 мкм и вводят связующую добавку - алюмофосфатный золь состава (в %): (6÷9)Al₂O₃, (35÷40)Р₂O₅, (51÷59)Н₂O, при отношении глауконита к алюмофосфатному золю, равном 1,75:1,0, перемешивают в течение 10-15 мин до получения гомогенной массы влажностью 32-34%, после чего смесь гранулируют, далее сушат гранулы при температуре 95-105°С в течение часа, термическую обработку осуществляют при температуре 390-410°С в течение 3 часов, после чего охлаждают до 40-50°С и производят фасовку.

Глауконит обладает слоистым (пластинчатым) строением, и это приводит к тому, что часть его внутримолекулярных сил не уравновешена взаимодействием с расположенными в полости такого слоя ионами химических элементов и эти силы вступают во взаимодействие с ионами химических веществ, содержащихся в растворах или в воздухе. В результате они скапливаются на активных поверхностях пластиночек, составляющих общий кристалл, площадь активной поверхности значительно увеличивается.

В первом варианте предварительная обработка глауконита перед дроблением (подсушка, просеивание, удаление примесей кварца) в сочетании с последующим повторным просеиванием и выделением мелких фракций повышает качество сорбента, увеличивая высокую межзерновую пористость, обеспечивающую повышенную грязеемкость загрузки, и эффективность его взаимодействия с очищаемым раствором, а применение в качестве связующего в первом варианте золя диоксида циркония, а во втором варианте - алюмофосфатного золя повышает механическую прочность формуемой массы, ее термостойкость и химическую стойкость при гранулировании, что в совокупности с выполнением последующих сушки и термической обработки позволяет получить продукт, который может широко использоваться как качественный сорбент.

Технический результат - повышение качества сорбента, обеспечивающего его более широкое применение.

Заявляемый способ отличается от прототипа такими существенными признаками в обоих вариантах, как подсушивание его, последующее просеивание, удаление примеси кварца перед дроблением, повторное его просеивание с выделением фракции менее 40 мкм, использование в качестве связующей добавки в первом варианте золя диоксида циркония с концентрацией 1,3 моль/л и воды в соотношении 1,75:0,5:0,5, перемешивание в течение 10-15 мин до получения гомогенной массы влажностью 32-34%, сушка гранул при температуре 95-105°С в течение часа, проведение термической обработки при температуре 590-610°С в течение 3 часов, последующее охлаждение до 40-50°С, а во втором варианте - использование в качестве связующей добавки алюмофосфатного золя состава (в %): (6÷9)Al₂O₃, (35÷40)Р₂O₅, (51÷59)Н₂O, в соотношении 1,75:1,0, перемешивание в течение 10-15 мин до получения гомогенной массы влажностью 32-34%, сушка гранул при температуре 95-105°С в течение часа, проведение термической обработки при температуре 390-410°С в течение 3 часов, последующее охлаждение до 40-50°С, обеспечивающими в совокупности в обоих вариантах достижение заданного результата.

Заявителю неизвестны технические решения, обладающие указанными в обоих вариантах отличительными признаками, обеспечивающими в совокупности в каждом из вариантов достижение заданного результата, поэтому заявитель считает, что заявляемый способ в обоих его вариантах соответствует критерию «изобретательский уровень».

Заявляемый способ получения гранулированного глауконита в обоих его вариантах может найти широкое применение в нефтехимии, жилищно-коммунальном хозяйстве для очистки воды, в пищевой промышленности и т.п., а потому соответствует критерию «промышленная применимость». Заявляемый способ получения гранулированного глауконита заключается в следующем.

В первом варианте глауконит, который используют в качестве природного сорбента, перед дроблением вначале подсушивают, затем просеивают, удаляют примеси кварца, далее его дробят и снова просеивают, выделяя фракции менее 40 мкм. В качестве связующей добавки используют золь диоксида циркония с концентрацией 1,3 моль/л и воду, которые вместе с глауконитом в соотношении 1,75:0,5:0,5, перемешивают в течение 10-15 мин до получения гомогенной массы влажностью 32-34%. После этого полученную смесь гранулируют, далее сушат гранулы при температуре 95-105°С в течение часа. Затем осуществляют термическую обработку при температуре 590-610°С в течение 3 часов, после чего охлаждают до 40-50°С и производят фасовку.

Во втором варианте глауконит, который используют в качестве природного сорбента, перед дроблением вначале подсушивают, затем просеивают, удаляют примеси кварца, далее его дробят и снова просеивают, выделяя фракции менее 40 мкм. В качестве связующей добавки используют алюмофосфатный золь состава (в %): (6÷9)Al₂O₃, (35÷40)Р₂O₅, (51÷59) Н₂О, который вместе с глауконитом в соотношении 1,75:1,0 перемешивают в течение 10-15 мин до получения гомогенной массы влажностью 32-34%. После этого полученную смесь гранулируют, далее сушат гранулы при температуре 95-105°С в течение часа. Затем осуществляют термическую обработку при температуре 390-410°С в течение 3 часов, после чего охлаждают до 40-50°С и производят фасовку.

Заявляемый способ получения гранулированного глауконита в обоих его вариантах осуществляется следующим образом. Добытый на месторождении глауконит подсушивают, просеивают, удаляют примеси кварца, затем размалывают глауконит и снова просеивают, выделяя фракции менее 40 мкм. Более крупные фракции возвращают на повторный размол.

В первом варианте в качестве связующего используют золь диоксида циркония концентрацией 1,3 моль/л, который закупают в готовом виде у производственно-научной фирмы «Термоксид».

Дозируют глауконитовый концентрат фракцией менее 40 мкм, золь с концентрацией 1.3 моль/л и воду в соотношении 1,75:0,5:0,5 и производят их перемешивание в течение 10-15 минут до получения гомогенной массы влажностью 32-34%.

Гомогенизированную массу подвергают гранулированию, получая гранулы в виде цилиндров или шариков диаметром 2 мм. Полученный гранулированный материал подсушивают при температуре 100°С в течение 1 часа.

После сушки полученные гранулы подвергают прокаливанию в течение 3 часов при температуре 600°С. В процессе обжига глауконит меняет цвет с темно-зеленого на коричневый.

Полученные обожженные гранулы подвергают обдуву и охлаждают до температуры 40-50°С, затем фасуют в бумажные мешки. Во втором варианте в качестве связующего используют алюмофосфатный золь состава (в %): (6÷9)Al₂O₃, (35÷40)Р₂O₅, (51÷59)H₂O, который закупают в готовом виде у производственно-научной фирмы «Термоксид».

Дозируют глауконитовый концентрат фракцией менее 40 мкм и алюмофосфатный золь в соотношении 1,75:1,0 и производят их перемешивание в течение 10-15 минут до получения гомогенной массы влажностью 32-34%.

Гомогенизированную массу подвергают гранулированию, получая гранулы в виде цилиндров или шариков диаметром 2 мм. Полученный гранулированный материал сушат при температуре 100°С в течение 1 часа.

После сушки полученные гранулы подвергают прокаливанию в течение 3 часов при температуре 400°С. В процессе обжига глауконит меняет цвет с темно-зеленого на коричневый.

Полученные обожженные гранулы подвергают обдуву и охлаждают до температуры 40-50°С.

Готовый гранулированный продукт фасуют в бумажные трехслойные мешки. В сравнении с прототипом заявляемый способ получения гранулированного глауконита в обоих его вариантах позволяет получить сорбент с более широкими эксплуатационными возможностями.

Группа изобретений относится к производству сорбентов, которые могут использоваться для очистки воды в жилищно-коммунальном хозяйстве, в нефтехимической промышленности, в пищевой промышленности. Предложенные варианты способа включают следующие стадии: вначале глауконит подсушивают, просеивают, удаляют примеси кварца, затем дробят, повторно просеивают с выделением фракции менее 40 мкм и вводят связующую добавку, в первом варианте - золь диоксида циркония, а во втором варианте - алюмофосфатный золь, после осуществления грануляции продукт высушивают, подвергают термообработке, охлаждают и расфасовывают. Группа изобретений позволяет расширить эксплуатационные возможности гранулированного глауконита. 2 н.п. ф-лы.

1. Способ получения гранулированного глауконита, включающий сушку, дробление, термообработку природного глауконита, рассев на фракции, фасовку, отличающийся тем, что вначале глауконит подсушивают, просеивают, удаляют примеси кварца, затем дробят, повторно просеивают с выделением фракции менее 40 мкм и вводят связующую добавку - золь диоксида циркония с концентрацией 1,3 моль/л и воду при отношении глауконита к золю диоксида кремния и воде 1,75:0,5:0,5 соответственно, перемешивают в течение 10-15 мин до получения гомогенной массы влажностью 32-34%, после чего смесь гранулируют, далее сушат гранулы при температуре 95-105°С в течение часа, термическую обработку осуществляют при температуре 590-610°С в течение 3 ч, после чего охлаждают до 40-50°С и производят фасовку.2. Способ получения гранулированного глауконита, включающий сушку, дробление, термообработку природного глауконита, рассев на фракции, фасовку, отличающийся тем, что вначале глауконит подсушивают, просеивают, удаляют примеси кварца, затем дробят, повторно просеивают с выделением фракции менее 40 мкм и вводят связующую добавку - алюмофосфатный золь состава, %:(6÷9)Al₂O₃, (35÷40)Р₂O₅, (51÷59)Н₂O, при отношении глауконита к алюмофосфатному золю, равном 1,75:1,0, перемешивают в течение 10-15 мин до получения гомогенной массы влажностью 32-34%, после чего смесь гранулируют, далее сушат гранулы при температуре 95-105°С в течение часа, термическую обработку осуществляют при температуре 390-410°С в течение 3 ч, после чего охлаждают до 40-50°С и производят фасовку.