AT382326B

AT382326B - Verfahren zur herstellung von sorptionsmitteln auf basis von humaten, insbesondere zu filtrierzwecken

Info

Publication number: AT382326B
Application number: AT378883A
Authority: AT
Inventors: Johann Merka
Original assignee: Johann Merka; Gebhard Franz
Priority date: 1983-10-25
Filing date: 1983-10-25
Publication date: 1987-02-10
Also published as: ATA378883A

Description

Verfahren zur Herstellung von Sorptionsmitteln auf Basis von Humaten zu Filtrierzwecken.

In vielen Fällen ist es erforderlich, rauch-, gas-und dampfförmige Verunreinigungen aus der Luft abzuscheiden, welche häufig geruchsbelästigend wirken, oder sogar schädigend für
Menschen, Tiere, Pflanzen, Gebäude und Anlagen sein können. Diese Abscheidung erfolgt mittels entsprechender Filtermedien.

Zur Abscheidung solcher Luftverunreinigungen wurden bisher z. B. Aktivkohlefilter verwendet, welche aus kohlenstoffhältigen Substanzen so aufbereitet sind, dass diese Produkte eine sehr grosse
Oberfläche besitzen, die durch zahllose Poren gebildet ist, wobei die Dämpfe durch kapillare
Kräfte in diesen Poren aufgesaugt und kondensiert werden. Das Adsorptionsvermögen (Filtrierwir- kung) der Aktivkohlefilter ist jedoch gegenüber manchen schädlichen Gasen und dampfförmigen
Luftverunreinigungen relativ klein.

Ausser Aktivkohle werden auch fossile Materialien zu Filtrier- oder Abscheidezwecken ver- wendet, deren Verwendung schon aus verschiedenen Druckschriften bekannt ist.

In der AT-PS Nr. 359467 wird als adsorbierendes Filtermaterial ein biologisch aktiver, durch biologische Zersetzung von organischem Abfallmaterial und/oder von Sedimentationsschlamm erhal- tener unreifer Kompost verwendet. Der wesentlichste Unterschied zum Erfindungsgegenstand be- steht darin, dass nicht ein biologisch aktives Filtermaterial, wie z. B. Kompost, sondern die aus fossilen Stoffen isolierte und nach Bedarf mit Metallionen beladene Humate als Filtermedium verwendet werden.

In der DE-OS 2445483 wird aus Torf Filterwatte derart hergestellt, dass der in Einzelfasern aufgelöste Torf zu einem Faservlies verarbeitet wird. Es ist ein Filter zur Filtrierung flüssiger Medien. Die wesentlichsten Unterschiede gegenüber dem Erfindungsgegenstand liegen darin, dass erfindungsgemäss nicht der Torf als solcher und auch nicht der in Einzelfasern gelöste Torf für Filtrierzwecke genutzt wird, sondern die zuerst aus Torf oder andern fossilen Stoffen isolierten und dann gegebenenfalls mit Metallionen versetzten Humate, sowie darin, dass diese Filter nicht für die Ausfiltrierung von Schadstoffen aus Flüssigkeiten, sondern für die Ausfiltrierung solcher aus gasförmigen Medien, dienen.

In der DE-OS 2711587 wird eine Adsorbermatrix mit zur adsorptiven Bindung von in Meerwasser gelösten Schwermetallen vorgesehenen Stoffen beschrieben. Mit diesen Matrices werden gemäss Patentanspruch Schwermetalle wie Uran aus dem Meerwasser gewonnen. Der wesentlichste Unterschied liegt darin, dass nicht, wie aus der Offenlegungsschrift zu entnehmen ist, mittels fossilen Stoffen oder Huminsäuren Schwermetalle aus dem Meerwasser gewonnen oder abgebaut werden, sondern, dass die von fossilen stoffen isolierten, und dem Bedarf entsprechend mit Metallionen beladene Humate zur Filtrierung der Schadstoffe aus der Luft oder den Rauchgasen, insbesondere aus dem Zigarettenrauch, verwendet werden.

Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass von Humaten, welche grossmolekülige Verbindungen sind, Filtermedien, z. B. durch Tränkung des Trägerstoffes in der Humatlösung, Imprägnierung des Trägerstoffes mit der Humatlösung, durch Granulierung der Humate, durch Auftragung der getrockneten Humate (Humatstaub) auf den Trägerstoff, oder durch die Versprühung der Humatlösung im Luftstrom, hergestellt werden können, welche die schädlichen Gase aus der Luft oder aus dem Rauch besser ausfiltrieren können als die meist verwendeten Filtermedien auf Celluloseoder Aktivkohlebasis. Dies ist z. B. bei Zigarettenfiltern gegeben, wo ein in Humatlösung getränktes Papierfilter die schädlichen Gase aus den Rauchinhaltstoffen wesentlich besser bindet als ein gewöhnliches Papierfilter.

Die Humate verfügen über solche Atomgruppen, welche zur Komplex- oder Chelatbildung fähig sind und können ausserdem freie Bindungen besitzen, wodurch diese fähig sind, mit den Schadstoffen eine sehr stabile chemische Bindung einzugehen. Die Filtrierung erfolgt nicht mechanisch, sondern durch Chemisorption, weshalb die zu filtrierende Luft nicht durch das Filter hindurchgeführt werden muss, sondern es genügt, die zu filtrierende Luft an dem Filtermedium derart vorbeizuführen, dass eine Chemisorption stattfinden kann. Diese Erkenntnis ist z. B. beim Zigarettenfilter sehr wichtig, da durch die Imprägnierung des Papierfilters der Filterwiderstand nicht erhöht wird, die Filterwirkung bezüglich der gesundheitsschädlichen Gase aber wesentlich erhöht wird.

Aus den Humaten können verschiedene, dem Verwendungszweck entsprechend ausgeführte

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Danach wird die mittlere dunkelbraune gelförmige Schicht abgezogen. Mit dieser Gel-Schicht (Humat) können verschiedene Filterstoffe, wie z. B. Filterpapier, Faserstoff usw. imprägniert werden.

Die verbliebene Kohle im Mischbehälter kann zu Heizzwecken verwendet werden.

Beispiel 2 :
1 kg Kalilauge in körniger Form wird in dem Mischbehälter in 35 l Leitungswasser aufge-
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Mischung mit Phosphorsäure rückgesäuert, bis der PH-Wert 5 bis 6 beträgt. Nach 2stündiger Setz- zeit und anschliessender Trennung der oberen durchsichtigen Sol-Schicht wird die mittlere dunkel- braune gelförmige Schicht abgezogen, bei einer Temperatur bis 600C getrocknet und anschliessend gemahlen. Diesen staubförmigen Humatstoff, dessen Huminsäuregehalt 80 bis 95% beträgt, verwen- den wir zur Filterstofferzeugung, indem wir diesen Humatstaub im Klebeverfahren auf geeignete
Trägerstoffe, wie z. B. Filterpapier, aufbringen.

Beispiel 3 :
1 kg getrockneter Torf des entsprechenden Huminstoffgehaltes wird fein gemahlen und mit
0, 1 kg Natronlauge gemischt. Diese Mischung wird in 10 l Wasser intensiv 2 h lang gemischt.

Nachher wird die Mischung mit Säure rückgesäuert bis der PH-Wert 4 bis 6 beträgt. Nach entsprechender Setzzeit und anschliessender Dekantierung der mittleren Gel-Schicht wird diese bei Temperaturen bis 600C getrocknet. Der so erhaltene Humatstaub wird mit 10 gew.-% iger Lauge vermischt und in 10facher Wassermenge aufgelöst. Danach ist die Verwendung z. B. wie in Beispiel 1 bezeichnet möglich. Die im Mischbehälter verbliebene Torfsetzung kann nach entsprechender Aufbereitung zur Bodenverbesserung verwendet werden.

Beispiel 4 :
Wir stellen ein huminsäurehältiges Gel nach einem der in den Beispielen 1 bis 3 beschriebenen Verfahren her. Dieses Humatstoff-Gel trocknen wir bei Temperaturen bis 60 C und mahlen es zu feinem Staub, dessen Huminsäuregehalt zirka 80 bis 95% beträgt. Danach erzeugen wir aus diesem Staub je nach Bedarf entsprechend ausgebildete Körner oder Granulate, welche zur Filterherstellung verwendet werden.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von Sorptionsmitteln auf Basis von Humaten, insbesondere zu Filtrierzwecken, aus staubförmiger oder gemahlener Braunkohle oder ändern gemahlenen fossilen Stoffen, dadurch gekennzeichnet, dass zu der staubförmigen oder gemahlenen Braunkohle oder den andern gemahlenen fossilen huminsäurehaltigen Stoffen Lauge in körniger Form beigemischt wird, aus dieser Mischung mittels Wasser die Humate ausgelöst werden, dann Säure bis zum Eintritt einer Phasentrennung zugegeben wird, die konzentrierte Humat-Gel-Schicht von den abgesetzten Feststoffen (Kohle) sowie der durchsichtigen oberen Sol-Schicht getrennt wird und entweder als Lösung eingesetzt wird oder Träger mit dieser Lösung imprägniert werden oder die Lösung in ein trockenes Pulver übergeführt wird,

und wobei gegebenenfalls die Humate mit Metallionen zur Verstärkung der Sorptionswirkung beladen werden können.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kohlestaub oder andern staubförmigen fossilen Stoffen 8 bis 11 Gew.-%, vorteilhaft 9 Gew.-% Lauge beigemischt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kohlen-Lauge-Mischung mit der 9- bis 11fachen, vorteilhaft mit der 10fachen Gewichtsmenge Wasser behandelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Kohlen- <Desc/Clms Page number 4> - Lauge-Mischung, dem Bedarf entsprechende Metallionen zugefügt werden, um die Filtrierwirkung (Chemisorptionswirkung) gegenüber bestimmten Stoffen zu erhöhen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Mischung, bestehend aus Kohle oder sonstigen fossilen Stoffen und einer Lauge mittels Phosphorsäure oder einer andern Säure auf einen pH-Wert von 4 bis 6 eingestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die von den übrigen Schichten getrennte gelförmige Humatschicht bei einer Temperatur unter 650C getrocknet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die getrennte gelförmige Humatschicht zur Imprägnierung verschiedener Filterstoffe, insbesondere Filterpapier oder Faserstoffe verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der getrocknete Humatstoff gemahlen und zur Filterherstellung auf geeignete Trägerstoffe aufgetragen wird, was am vorteilhaftesten im"Klebeverfahren"geschieht.

9. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der getrocknete Humatstoff gemahlen wird, wonach aus diesem Staub dem Bedarf entsprechend ausgebildete Körner oder Granulate hergestellt werden, die dann zur Herstellung verschiedener Filterstoffe dienen.

10. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zur Imprägnierung verschiedener Filterstoffe der Humatstaub mit 10 Gew.-% Lauge vermischt und anschliessend mit lOf acher Wassermenge gelöst wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Humatlösung in Luftwäscherkammern zur Filtrierung verwendet wird. Bei Bedarf kann die gelförmige Schicht mit der abgezogenen Sol-Schicht oder Wasser verdünnt werden.