FI125073B - Menetelmä käsiteltävään tai puhdistettavaan nesteeseen seostettavien adsorboivien ja laskeuttavien partikkelien tuottamiseksi sekä tällainen partikkeli - Google Patents

Description

MENETELMÄ KÄSITELTÄVÄÄN TAI PUHDISTETTAVAAN NESTEESEEN SEOSTETTAVIEN ADSORBOIVIEN JA LASKEUTTAVIEN PARTIKKELIEN TUOTTAMISEKSI SEKÄ TÄLLAINEN PARTIKKELI

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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

Seuraavassa keksintöä selitetään lähemmin suoritusesimerkein valaistuna.

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.

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.

Keksinnön mukainen partikkelilaji on muodostettavissa vuolukivijauheen ja magnesiitti-hiekan seoksena, jolloin ne ovat jauhettavissa yhdessä tai erikseen ja lämpökäsiteltävissä yhdessä tai erikseen.

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.

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.

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.

Claims (7)

1. 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, tunnettu siitä, että menetelmässä - vuolukiviainesta tai vuolukiviaineksen ja magnesiittihiekan seosta jauhetaan haluttuun partikkelikokoon tai käytetään saatavissa olevia partikkelikokoja, joita tarvittaessa jatkojauhetaan, - suoritetaan partikkelien tai partikkelimateriaalin lämpökäsittely, jossa lämpötilaksi valitaan sellainen lämpötila ja sellainen käsittelyaika, että vuolukivijauheen sisältämän talkin kidevedestä ainakin osa poistuu.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpökäsittelyläm-pötila valitaan seuraavista: joko yli 500°C, yli 700°C tai yli 1000°C.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpökäsittelyläm-pötilaksi valitaan sellainen lämpötila ja sellainen käsittelyaika, jossa partikkelimateriaali-na olevan magnesiitin karbonaatista CO3 ainakin 50 % olennaisesti poistuu muuttumalla hiilidioksidiksi CO2.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lämpökäsittelyläm-pötilaksi valitaan sellainen lämpötila ja sellainen käsittelyaika, jossa partikkelimateriaali-na olevan magnesiitin karbonaatti CO3 olennaisesti poistuu muuttumalla hiilidioksidiksi C02.

5. Käsiteltävään tai puhdistettavaan nesteeseen seostettava adsorboiva ja laskeuttava partikkeli tai partikkelilaji pulverina tai pellettinä, jolloin mainittujen seostettavien partikkelien tarkoitus on adsorboida ja laskeuttaa nesteessä olevia epäpuhtauksia tai nesteestä poistettavia aineita, tunnettu siitä, että partikkelit ovat vuolukiviaineksesta tai vuolukiviaineksen ja magnesiittihiekan seoksesta haluttuun partikkelikokoon jauhettuja partikkeleja tai mainitun partikkelilajin saatavissa olevia partikkelikokoja on tarvittaessa jatko-jauhettu haluttuun partikkelikokoon ja että mainitut partikkelit tai partikkelimateriaali(t) on lämpökäsitelty partikkelien adsorptio-ja laskeutumistehokkuuden parantamiseksi sellaisessa lämpötilassa ja sellaisella käsittelyajalla, että vuolukivijauheen sisältämän talkin kidevedestä ainakin osa on poistunut.

6. Patenttivaatimuksen S mukainen partikkeli tai partikkelilaji, tunnettu siitä, että partikkelien adsorptio- ja laskeutumistehokkuutta on parannettu lämpökäsittelyllä joko yli 500°C, yli 700°C tai yli 1000°C lämpötilassa.

7. Patenttivaatimuksen 5 mukainen partikkeli tai partikkelilaji, tunnettu siitä, että partikkelien adsorptio-ja laskeutumistehokkuuden parantamiseksi on ne lämpökäsitelty sellaisessa lämpötilassa ja sellaisella käsittelyajalla, että magnesiittia sisältävästä partikkeli-materiaalista on karbonaatti CO3 ainakin osittain poistunut hiilidioksidina CO2·