FI125073B

FI125073B - Process for the preparation of absorbent and sedimenting particles which are mixed in a liquid being treated or purified and such particle

Info

Publication number: FI125073B
Application number: FI20120013A
Authority: FI
Inventors: Seppo Gehör; Erkki Eijärvi
Original assignee: Kainuun Etu Oy
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2015-05-29
Also published as: FI20120013A

Description

MENETELMÄ KÄSITELTÄVÄÄN TAI PUHDISTETTAVAAN NESTEESEEN SEOSTETTAVIEN ADSORBOIVIEN JA LASKEUTTAVIEN PARTIKKELIEN TUOTTAMISEKSI SEKÄ TÄLLAINEN PARTIKKELIMETHOD FOR THE PRODUCTION OF ADSORBING AND LAYOUT COMPOUNDS TO BE TREATED OR TO BE CLEANED, AND SUCH ARTICLE

Keksinnön kohteena on menetelmä käsiteltävään tai puhdistettavaan nesteeseen seostettavien adsorboivien ja laskeuttavien partikkelien tai partikkelilajin tuottamiseksi, jolloin mainittujen seostettavien partikkelien avulla on tarkoituksena adsorboida ja laskeuttaa nesteessä olevia epäpuhtauksia tai nesteestä poistettavia aineita.The present invention relates to a process for the production of adsorbent and settling particles or species of particles admixed with a liquid to be treated or purified, wherein said admixed particles are intended to adsorb and settle impurities or substances removed from the liquid.

Edelleen keksinnön kohteena on käsiteltävään tai puhdistettavaan nesteeseen seostettava adsorboiva ja laskeuttava partikkeli tai partikkelit^i, jolloin mainittujen seostettavien partikkelien tarkoitus on adsorboida ja laskeuttaa nesteessä olevia epäpuhtauksia tai nesteestä poistettavia aineita.The invention further relates to an adsorbent and settling particle (s) admixed with the liquid to be treated or purified, wherein said admixing particles are intended to adsorb and settle impurities or substances to be removed from the liquid.

Ennestään tunnetaan kaoliinin ja metakaoliinin käyttö jätevedenpuhdistuksessa julkaisusta WO 2011/042592, jossa kaoliinia tai metakaoliinia partikkeleina lisätään jäteveteen. Jäteveden virtaus rauhoitetaan altaassa tai sen tapaisessa, jolloin tapahtuu haitallisten aineiden adsorptiota lisättyjen partikkelien pintaan sekä haitallisten aineiden sakkautumista ja laskeutumista lisättyjen partikkelien kanssa altaan pohjalle.The use of kaolin and metakaolin in wastewater treatment is known from WO 2011/042592, in which kaolin or metakaolin are added as particles to the wastewater. The effluent flow is quenched in or similar to the reservoir, whereby adsorption of the undesirable substances to the surface of the added particles occurs, and the deposition and deposition of the undesirable substances with the added particles at the bottom of the vessel.

Edelleen ennestään tunnetaan metakaoliinin käyttö adsorptioaineena japanilaisesta julkaisusta JP 3146414, jossa esitetään, että metakaoliini viedään zeoliitin kanssa kontaktiin NaOH-vesiliuoksen kanssa ja altistetaan ioninvaihtoon kaliumliuoksen kanssa, jolloin saadaan voimakkaasti adsorboiva aine, jota käytetään etyleenituotannossa vedyn poistoon.The use of metakaolin as an adsorbent is further known from Japanese Patent Publication JP 3146414, which discloses that metakaolin is contacted with an aqueous solution of NaOH and subjected to ion exchange with a potassium solution to provide a highly adsorbent used in ethylene production to remove hydrogen.

Edellä kuvattu tunnettu ratkaisu on erikoistapaus ja sopii vain vedyn adsorptioon, ei raakaveden puhdistukseen tai fosforin ja nikkelin poistoon. Edellä WO-julkaisussa referoidut lisäaineet kaoliini ja metakaoliini ovat saatavissa suhteellisen hyviksi adsorbenteiksi, mutta eivät kuitenkaan riittävän hyviksi sakkauttajiksi tai laskeuttajiksi, jotka seikat heikentävät niiden käyttöä. Edellä esitetyn johdosta on siten tullut tarpeelliseksi kehittää useassa tarkoituksessa, kuten raakaveden puhdistuksessa sekä fosforin ja nikkelinpoistossa toimiva seostettava lisäaine, joka on hyvä adsorbentti, sakkauttaja ja laskeuttaja, ja jota voidaan käyttää yhdessä tai erikseen muiden adsorbenttien kuten kaoliinin ja rautaoksidien kanssa monivaiheisissa veden puhdistuksessa. Termisen käsittelyn jälkeen sitä voidaan käyttää myös happamien vesien neutralointiin.The known solution described above is a special case and is suitable only for adsorption of hydrogen, not for purification of raw water or removal of phosphorus and nickel. The kaolin and metakaolin additives referred to above in WO are available as relatively good adsorbents, but not as sufficiently good precipitators or settlers, which undermine their use. Therefore, it has become necessary to develop a dopant additive for many purposes, such as purification of raw water and removal of phosphorus and nickel, which is a good adsorbent, precipitator and settler and can be used in combination or separately with other adsorbents such as kaolin and iron oxides in multistep water. After thermal treatment it can also be used to neutralize acidic waters.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle nesteeseen seostettavien adsorboivien ja laskeutta-vien partikkelien tai partikkelilajin tuottamiseksi on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa ja keksinnön mukaiselle nesteeseen seostettavalle adsorboivalle ja laskeuttavalle partikkelille tai partikkelilajille on tunnusomaista se, mitä on esitetty patenttivaatimuksen 5 tunnusmerkkiosassa.The process of the invention for producing liquid-doping adsorbing and settling particles or particle species is characterized in what is stated in the characterizing part of claim 1 and the liquid-doping adsorbing and settling particle or particle species of the invention is characterized in what is disclosed in claim 5.

Keksinnön mukaisen menetelmän ja sen mukaisesti tuotettujen partikkelien etuna on tasalaatuinen teollisesti tuotettu jauhemuodossa oleva partikkeli tai partikkelilaj i, jolla on voimakas adsorptiokyky, jota kykyä voidaan vielä helposti valmistusvaiheessa säätää. Partikkelilajilla tarkoitetaan kemialliselta koostumukseltaan toisistaan poikkeavien partikkelien seosta. Esimerkkinä vuolukivijauheen ja magnesiittihiekkajauheen seosta. Partikkelien avulla on fosfori tehokkaasti poistettavissa esipuhdistetusta jätevedestä, nikkeli ja nikkeliyhdisteitä poistettavissa erilaisista nesteistä sekä raakavesi puhdistettavissa haitallisista aineista. Adsorboivien ja laskeuttavien partikkelien raaka-aineena on käytettävissä teollisuuden poisteita ja maamineraaleja, joita on runsaasti saatavissa. Erityisesti ovat kokeet osoittaneet, että vuolukivijauhe on teollisuuden poisteena erinomainen raaka-aine keksinnön mukaisia partikkeleita varten ja magnesiittihiekka maamineraalina toinen kysymykseen tuleva raaka-aine.The process of the invention and the particles produced according to the invention have the advantage of having a homogeneous industrially produced powder or particle type having a high adsorption capacity which can be easily adjusted at the manufacturing stage. Particle species means a mixture of particles of a different chemical composition. For example, a mixture of soapstone powder and magnesite sand powder. With the help of particles, phosphorus can be effectively removed from pre-treated waste water, nickel and nickel compounds can be removed from various liquids, and raw water can be purified from harmful substances. As a raw material for adsorbing and settling particles, industrial effluents and abundant minerals are available. In particular, tests have shown that soapstone powder is an industrial raw material for excipients of the invention and magnesite sand as a mineral is another relevant raw material.

Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin suoritusesimerkein valaistuna.The invention will now be explained in more detail by way of exemplifying embodiments.

Keksinnön mukainen partikkeli tai partikkelilaj i on helposti muodostettavissa yksin vuo-lukivijauheesta, jota on saatavissa teollisuuden poisteena jo osittain murskattuna. Lisäjau-hatusta yleensä tarvitaan, jotta päästään tasalaatuisen raekokoon esim. alle 2 mm. Vuolukivi muodostuu pääosin talkista Mg3Si4O10(OH)2 ja magnesiitista MgC03. Tällainen jauhe raekooltaan alle 2 mm kuivataan, jotta sen säilyvyys jauheena voidaan varmistaa. Kuivauslämpötila on yli 100°C. Tällainen partikkeli]auhe on valmis tuote keksinnön mukaiseksi adsorboivaksi ja laskeuttavaksi ja saostavaksi partikkeliksi joko pulverina tai pelletteinä.The particle or type of particle according to the invention can easily be formed from the flux powder alone, which is obtainable by industrial removal already partially crushed. Additional grinding is usually needed to achieve a consistent grain size, e.g., less than 2 mm. The soapstone consists mainly of talc Mg3Si4O10 (OH) 2 and magnesite MgCO3. Such a powder is dried to a grain size of less than 2 mm to ensure its retention as a powder. The drying temperature is above 100 ° C. Such a particle powder is a finished product for adsorbing and settling and precipitating particles according to the invention, either as a powder or in the form of pellets.

Haluttaessa tehokkaampaa adsorptiokykyä ja parannettuja ominaisuuksia, on vuolukivi-jauhe lämpökäsiteltävissä esim. lämpötilassa yli 500°C, yli 700°C tai yli 1000°C tai niin korkeassa lämpötilassa, että partikkelina olevan talkkikomponentin kidevesi olennaisesti poistuu. Tai niin korkeassa lämpötilassa, että magnesiittikomponentin karbonaatista C03 ainakin 50 % tai olennaisesti kaikki poistuu hiilidioksidina C02. Prosessointilämpötila yli 500°C, yli 700°C tai yli 1000°C vaikuttaa tuotteen adsorptio-ja neutralointiominai-suuksiin.For more efficient adsorption and improved properties, soapstone powder can be heat treated, e.g., at temperatures above 500 ° C, above 700 ° C or above 1000 ° C or at temperatures so high that the crystalline water of the talc component is substantially removed. Or at such a high temperature that at least 50% or substantially all of the carbonate CO 3 of the magnesite component is removed as carbon dioxide CO 2. Processing temperatures above 500 ° C, above 700 ° C or above 1000 ° C affect the adsorption and neutralization properties of the product.

Keksinnön mukainen partikkelilaji on muodostettavissa vuolukivijauheen ja magnesiitti-hiekan seoksena, jolloin ne ovat jauhettavissa yhdessä tai erikseen ja lämpökäsiteltävissä yhdessä tai erikseen.The particle type of the invention can be formed as a mixture of soapstone powder and magnesite sand, whereby they can be milled together or separately and heat treated together or separately.

Partikkeli tai partikkelilaji on muodostettavissa yksin myös magnesiittihiekasta, jonka raekoon tasalaatuisuus sopivimmin varmistetaan jauhamalla kokoluokkaan alle 2 mm. Myös tämä jauhe kuivataan varastokelpoiseksi lämpökäsittelyllä yli 100°C lämpötilassa.The particle or particle species can also be formed on its own from magnesite sand, which is preferably ensured by grinding to a size of less than 2 mm. Also, this powder is dried to storage by heat treatment at temperatures above 100 ° C.

Haluttaessa tehokkaampaa adsorptiokykyä ja parannettuja ominaisuuksia, on magnesiitti-hiekka myös lämpökäsiteltävissä esim. lämpötilassa yli 500°C, yli 700°C tai yli 1000°C tai niin korkeassa lämpötilassa, että partikkelissa komponenttina oleva karbonaatti C03 osittain tai kokonaan poistuu hiilidioksidina C02. Myös tässä tapauksessa prosessointi-lämpötila yli 500°C, yli 700°C tai yli 1000°C vaikuttaa tuotteen adsorptio-ja neutraloin-tiominaisuuksiin.If more efficient adsorption capacity and improved properties are desired, the magnesite sand can also be heat-treated e.g. at temperatures above 500 ° C, above 700 ° C or above 1000 ° C, or at such a high temperature that carbonate CO3 as a component is partially or completely removed as carbon dioxide. Also in this case, the processing temperature above 500 ° C, above 700 ° C or above 1000 ° C affects the adsorption and neutralization properties of the product.

Partikkelien ja partikkelilajien ominaisuuksia voidaan säätää valitsemalla niiden tuottamisessa käytetty lämpökäsittelylämpötila tarpeen mukaan. Korkea lämpökäsittelylämpötila johtaa korkeaan adsorptioaktiivisuuteen. Erityisesti on edellä esitetyillä partikkeleilla adsorptio-ja laskeumakokeissa saavutettu hyviä tuloksia fosforin ja nikkelin poistoissa sekä raakaveden puhdistuksessa.The properties of the particles and species can be adjusted by selecting the heat treatment temperature used to produce them. High heat treatment temperature leads to high adsorption activity. In particular, the above-described particles have achieved good results in adsorption and deposition tests for phosphorus and nickel removal and for the purification of raw water.

Claims

A process for the production of adsorbent and depositing particles and the kind of particle which can be mixed with treating or purifying liquid, wherein it is meant by means of said mixing particles to adsorb and deposit in the liquid existing impurities or substances which are removed from the liquid, characterized in that: or mixture of pottery substance and magnesite sand is ground to the desired particle size or using obtainable particle sizes which, if necessary, is further milled - heat treatment is performed for the particles or particulate material, in which treatment one chooses such temperature and such processing time that at least a portion of the crystal water of the talc is used contains separates ..

2. A method according to claim 1, characterized in that the heat treatment temperature is selected from the following: either above 500 ° C, above 700 ° C or above 1000 ° C.

3. A process according to claim 1, characterized in that such temperature is selected as the heat treatment temperature and such treatment time, wherein at least 30% of the carbonate CO 3 of the magnesite, which is particulate material, is essentially separated by conversion to carbon dioxide CCh.

4. A process according to claim 1, characterized in that such temperature is selected as the heat treatment temperature and such treatment time, where the magnesium carbonate CO3, which is particulate material, is essentially separated by conversion to carbon dioxide CO2.

5. Absorbent and depositing particle or particle type, such as powder or pellet, which can be mixed with treating or purifying liquid, whereby it is meant by means of said mixing particles to adsorb and deposit in the liquid existing impurities or substances removed from the liquid, characterized in that the particles are of grit or blend of grit and magnesite sand to the desired particle size, malt particles or obtaining particle sizes of said particle type are, if necessary, resold to the desired particle size and said particle or particle material (s) are subjected to heat treatment of the particle (s) for improvement. temperature and with such processing time that at least a portion of the talc's crystal water containing pebble mold has separated.

6. A particle or particle type according to claim 5, characterized in that the adsorption and deposition power of the particles is improved by means of the heat treatment in temperature either above 500 ° C, above 700 ° C or above 1000 ° C.

7. A particle or particle type according to claim 5, characterized in that, in order to improve the adsorption and deposition effect of the particles, they are heat treated at such temperature and with the aid of such treatment time that carbonate CO3 is at least partially separated from carbonate material. form of carbon dioxide CO2