HU226926B1 - Sorbent, method for producing the same and use of the same for immobilisation of heavy metals and phosphates - Google Patents

Sorbent, method for producing the same and use of the same for immobilisation of heavy metals and phosphates Download PDF

Info

Publication number
HU226926B1
HU226926B1 HU0103009A HUP0103009A HU226926B1 HU 226926 B1 HU226926 B1 HU 226926B1 HU 0103009 A HU0103009 A HU 0103009A HU P0103009 A HUP0103009 A HU P0103009A HU 226926 B1 HU226926 B1 HU 226926B1
Authority
HU
Hungary
Prior art keywords
sorbent
contaminated
phosphates
liquids
carrier
Prior art date
Application number
HU0103009A
Other languages
English (en)
Inventor
Stefan Korec
Original Assignee
Ipres Inziniering S R O
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ipres Inziniering S R O filed Critical Ipres Inziniering S R O
Publication of HUP0103009A2 publication Critical patent/HUP0103009A2/hu
Publication of HUP0103009A3 publication Critical patent/HUP0103009A3/hu
Publication of HU226926B1 publication Critical patent/HU226926B1/hu

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28014—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their form
    • B01J20/2803—Sorbents comprising a binder, e.g. for forming aggregated, agglomerated or granulated products
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/041—Oxides or hydroxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/04—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising compounds of alkali metals, alkaline earth metals or magnesium
    • B01J20/043—Carbonates or bicarbonates, e.g. limestone, dolomite, aragonite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/12—Naturally occurring clays or bleaching earth
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28002—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
    • B01J20/28004—Sorbent size or size distribution, e.g. particle size
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3021—Milling, crushing or grinding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3042—Use of binding agents; addition of materials ameliorating the mechanical properties of the produced sorbent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09—DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C—RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09C1/00—Reclamation of contaminated soil
    • B09C1/08—Reclamation of contaminated soil chemically
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00—Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/28—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption
    • C02F1/281—Treatment of water, waste water, or sewage by sorption using inorganic sorbents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
    • C04B18/021—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates agglomerated by a mineral binder, e.g. cement

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Description

A találmány szervetlen szorbenskompozícióra és annak előállítására vonatkozik. A találmány tárgyát képezi továbbá a szorbenskompozíció felhasználása nehézfémkationok és/vagy foszfátok szennyvizekből, talajból, üledékekből vagy szilárd hulladékokból (iszapokból) való eltávolítására és azok rögzítésére.
A kationcsere elvén működő szorbensek (ioncserélők) széles választéka ismert, és ezeket elterjedten használják a gyakorlatban. Ide tartoznak például a természetes zeolitok és az igen kis szorpciós kapacitású alumínium-szilikátok. Ezek az anyagok rendszerint csak egyes ionokra vagy az ionok meghatározott csoportjára nézve szelektívek, és szorpciós kapacitásuk az egyensúly elérése után igen gyorsan kimerül.
Az ioncsere, fizikai adszorpció vagy kemiszorpció elvén működő természetes anyagok számos képviselője csak porszerű formában használható. Az utóbbi csoportba tartozó szorbensek jellemző képviselői a következők: finoman őrölt, porított szerves anyagok; szénpor; bentonit; különféle agyagok; természetes zeolitok; szénhamu; kohósalakok. Ezek az anyagok szűrőtestekként (mátrixként) nem használhatók fel közvetlenül, szorpciós kapacitásuk igen csekély, és rendszerint komoly nehézségek merülnek fel, amikor ezeket a finom anyagokat kapacitások kimerülése után flokkulálással és szűréssel el kell távolítani a kezelt szennyvizekből.
Nehézfémkationok rögzítésére igen hatékony módszernek bizonyult a mészkő vagy portlandcement közvetlen használata. E A gyakorlatban azonban ezzel a közvetlen módszerrel kapcsolatban is több technikai nehézség merül fel. Nehézségbe ütközik például a mészkő vagy portlandcement mátrixként való használata; kémiai szempontból pedig az okoz nehézséget, hogy az ilyen rendszerekben kialakult igen nagy pH hatására a kivált sók visszaoldódhatnak.
A leírásban és az igénypontokban a „szorbens” megjelölésen minden olyan anyagot értünk, amely abszorpció, adszorpció, kemiszorpció vagy bármely más mechanizmus révén nehézfémkationokat és/vagy foszfátokat képes rögzíteni. A szorbens megváltoztathatja a rendszer pH-ját, pufferként hathat a szilárd anyag és a szennyezett folyadék határfelületén, és alkalmas arra, hogy kicsapással leválassza a folyadékban lévő nehézfémkationokat. Az utóbbi lépésben az egyedi nehézfémek hidroxisói, hidratált oxidjai vagy hidroxidjai képződnek, és a csapadékként kivált fémkationok egy része fizikai-kémiai úton rögzül a porózus szorbens durva felületén.
A WO 93/16797 számú nemzetközi közzétételi irat nehézfémkationok rögzítésére alkalmas adszorbensek felhasználását ismerteti. Az ott ismertetett adszorbens szmektitekből (azaz montmorillonit típusú ásványi anyagokból), alumínium-hidroxidból és egy foszfátból kialakított komplex, ami körülbelül 5 és 6 közötti pH-értéken fejti ki hatását. Az adszorbenst 40 °C-on szárítják és por formájában használják fel, vagy szűrőkbe töltve rostos vagy szemcsés mátrixképző anyagokkal együtt használják. Ez az adszorbens szennyezett talajba is bekeverhető a nehézfémkationok rögzítésére. Ezzel a módszerrel a szennyezett talajban lévő nehézfémek olyan formára hozhatók, ami drasztikusan csökkenti a kationok növényi szervezetekhez való biológiai hozzáférhetőségét, az így kezelt talajok tehát tisztítottaknak minősíthetők. Ezzel a módszerrel 74-82%-os rögzítési hatásfok érhető el. A talajalapú adszorbensek (agyagásványok) viszonylag csekély vízáteresztő képességük miatt elsősorban nem szűrőmátrixként, hanem elzáróanyagokként (passzív inhibitorokként) használhatók.
A WO 94/06717 számú nemzetközi közzétételi irat más módszert ismertet a fenti probléma megoldására. Az ott ismertetett módszer szerint a szennyezett vizes fázist oldott vas(ll)ionok (Fe2+) és gáz alakú oxidálószer (oxigén vagy ózon) jelenlétében 0,1-2,5 mm átmérőjű, 1 g/cm3 sűrűségű inért hordozóanyag-részecskékkel (ásványi granulátummal vagy vasrészecskékkel) hozzák érintkezésbe 2,5 és 8,5 közötti pH-n. A tisztítandó folyékony fázisban keveréssel szuszpendáit hordozóanyag-részecskék felülete a folyadékban lévő vas(ll)ionok adszorpciója révén aktiválódik, és ennek eredményeként más fémkationok (a nehézfémkationokat is beleértve) intenzívebben rögzülnek a hordozón. Ez az adszorbens és az azt felhasználó eljárás jól alkalmazható vasat és nagy mennyiségű krómot tartalmazó szennyvizek tisztítására. Az ott tárgyalt esetben a vizes fázist 3 méter/óra sebességgel áramoltatták, körülbelül 24 liter/óra szűrőkapacitás mellett. Ezzel az eljárással arzén is eltávolítható az azzal szennyezett vizekből. A leírás azonban nem foglalkozik a nehézfémkationok túlnyomó többségének komplex eltávolításával vagy rögzítésével. További hátrány, hogy az eljárás végrehajtásához speciálisan tervezett berendezésre van szükség, azaz olyan reaktorra, amely a hordozóanyag-részecskéket a teljes folyadékfázisban örvénylő mozgásban tartja, és vas(ll)ionok és oxidálószer beadagolására alkalmas vezetékekkel is el van látva. Ez a megoldás nem alkalmas szennyezett talajok, iszapok vagy üledékek (azaz szennyezett szilárd anyagok) tisztítására.
A találmány szerintihez legközelebb álló megoldásnak a 337 047 számú európai közzétételi iratban ismertetett, aktív abszorbens előállítására szolgáló eljárás tekinthető. Az aktív abszorbens előállításának első lépésében alumínium-szilikátokat közepes hőmérsékleten (350-800 °C-on) pörkölnek, nyugvó oxidáló atmoszférában (levegőben vagy oxigénben). Az így kapott, hőkezeléssel módosított alumínium-szilikátok legalább 17 tömeg% mennyiségben tartalmaznak széntartalmú ásványmaradékokat, köztük dolomitot vagy palás anyagokat. Ezután a pörkölt finom alumínium-szilikáthoz kis részletekben, folyamatosan formaldehidkarbamid keveréket vagy más alkalmas vizes kötőanyag-szuszpenziót (például 10 tömeg%-os cementszuszpenziót) adagolnak. Ezzel az eljárással állítják elő például a kereskedelemben „Beringite” néven ismert adszorbenst. Az utóbbi adszorbens előállításához kiindulási anyagként felhasznált módosított wesztfáliai pala azonban a 800 °C-ig terjedő hőmérsékletre való felmelegítés hatására jelentős változást szenved: a kiindulási ásványi anyagok legnagyobb része úgyneve2
HU 226 926 Β1 zett röntgenamorf fázissá alakul. Az így kapott adszorbensek aktív komponenseit a karbonátok (például kálóit, dolomit és sziderit) hőbomlása révén kialakuló bomlástermékei képezik. Ezt az adszorbenst rendszerint kétféle formában, azaz durvaszemcsés (körülbelül 1-2 mm szemcseméretű) anyagként és finom szemcsés (1 mm-nél kisebb szemcseméretű) anyagként használják; az utóbbi fajtát „vizes Beringite”-nek nevezik. Az adszorbens talajkezelésre is felhasználható igen finom (0,25 mm-nél kisebb) szemcsék formájában; ezt az anyagot „talaj-Beringite”-nek nevezik. A nehézfémkationok „Beringite” adszorbenssel való eltávolításában és/vagy rögzítésében kémiai reakciók (így semlegesítés és kicsapás) játsszák a fő szerepet.
A 455 621 számú európai közzétételi irat javított „Beringite” adszorbens előállítására ismertet eljárást. Az alumínium-szilikátokat tartalmazó palás anyag szorpciós együtthatójának javítására az anyaghoz kötőanyagként cementet adnak és/vagy fémalumíniumport vagy alumíniumot tartalmazó vizes szuszpenziót adagolnak be, hidroxidok beadagolásával az elegy pH-ját 10 és 14 közötti értékre állítják, és az elegyet 70-120 °C-on több órán át hidrotermális kezelésnek vetik alá. Más megoldás szerint az elegyhez meghatározott mennyiségű vizes nátrium-szilikát-oldat is adható. A javított Beringitet ipari méretekben szűrőtest (mátrix) anyagaként használják szennyezett vizek szűréssel való tisztításához; egységnyi térfogatú mátrixon 1500-1800 térfogatrész (V/Vo) szennyezett vizet bocsátanak át az előírt tisztaság elérésére.
Az összes fent ismertetett, nem kompozit jellegű szorbens közös jellemzője, hogy szelektívek, és csak adalékokként használhatók fel. Ezek az anyagok nem használhatók egyidejűleg aktív komponensekként és szennyezett folyadékok tisztítására alkalmas, szűrőtestképző szemcsés hordozókként, és szilárd anyagokban lévő kationok rögzítésére alkalmas por alakú adalékokként.
A Beringite típusú szorbensek főbb hátrányai a következők: a palás nyersanyagok hozzáférhetősége korlátozott, és ezeket az anyagokat fajlagos felületük és pufferkapacitásuk növelése céljából 600-800 °C-ig terjedő hőmérsékleten hőkezelésnek kell alávetni, ami komoly műszaki és energetikai igényeket támaszt. Műszaki és gazdaságossági szempontból egyaránt hátrányos az is, hogy a nehézfémkationok hatékonyabb eltávolítása céljából különféle adalékokat (például fémalumíniumot, nátrium-szilikátot vagy kalcium-hidroxidot) kell bekeverni, és ezután a keveréket hidrotermális feldolgozásnak kell alávetni.
A találmány szerinti megoldással az ismert megoldások fent tárgyalt hátrányai messzemenően kiküszöbölhetők. A találmány tárgya szorbenskompozíció nehézfémek és/vagy foszfátok szennyezett folyadékokból vagy szilárd anyagokból való eltávolítására és rögzítésére. A találmány szerinti szemcsés szorbenskompozíciót úgy állítjuk elő, hogy egy testképző komponenst nagy MgO.CaCO3-tartalmú, termikusán módosított dolomittal és egy kötőanyaggal keverünk össze (1,3-4,3):(1,0-1,3):(1,0-1,5) hordozó:aktív komponens:kötőanyag tömegarányban, majd a kapott keveréket fizikai-mechanikai úton továbbfeldolgozva szennyezett szilárd anyagok vagy folyadékok tisztítására alkalmas, adott szemcseméretű szorbenskompozícióvá alakítjuk.
A találmány értelmében tehát a szorbens hordozóanyagát képező természetes palákat és/vagy szénelőkészítési hulladékokat a szorbens aktív komponensét képező, nagy MgO.CaCO3-tartalmú, 720-750 °C-on, 750-780 °C-on termikusán módosított dolomittal keverjük össze. Először ezt a két fő komponenst külön-külön vagy együtt 0,2 mm-nél kisebb méretű szemcsékké zúzzuk és/vagy őröljük. Ezután ehhez a kétkomponensű kiindulási keverékhez kötőanyagot adva a hordozót, az aktív komponenst és a kötőanyagot egymáshoz viszonyítva (1,3—4,3):(1,0—1,3):(1,0—1,5) tömegarányban tartalmazó keveréket képezünk. Az így kapott keverékhez 1 :(0,38-0,60) szilárd:folyadék arányban vizet adva pépes állagú anyagot (úgynevezett cementhabarcsot) alakítunk ki. Rövid kötési időszak és mintegy 10 napig terjedő kikeményítés után a megszáradt cementhabarcsot zúzzuk és/vagy őröljük, és az aprított anyagot szennyezett szilárd anyagok vagy folyadékok mindenkori tisztítására alkalmas, adott szemcseméretű frakciókra bontjuk.
A találmány szerinti szorbens hordozó komponensének kialakítására felhasználható nyersanyagok legfontosabb képviselői a következők: különféle természetes palaanyagok, így szericites klorit palák és fekete palák (például reingraabeni felső triász korú vagy mariathaali üledékből származó palák), meddőhányókból beszerezhető szénmosási és/vagy szénelőkészítési maradékok és ezek kombinációi. Erre a célra azonban más természetes anyagokat, például tufákat, homokkőféleségeket, agyagásványokat, kaolinfajtákat, diatomitokat és ezek kombinációit is használhatjuk.
A találmány szerinti szorbensek előállításához aktív komponensekként termikusán módosított (kalcinált) dolomitot használhatunk. Előnyösen sztatikus körülmények között, körülbelül 720-750 °C-on első fázisra kiégetett természetes dolomitokat használunk, de dinamikus körülmények között körülbelül 750-780 °C-on kiégetett dolomitokat is alkalmazhatunk.
A találmány szerinti szorbensek előállításához kötőanyagként előnyösen portlandcementet (PC), célszerűen fehér portlandcementet használhatunk.
A találmány szerinti szorbenst úgy hozhatjuk végső formájára, hogy a megkeményedett cementhabarcsot zúzzuk és/vagy őröljük, majd az aprított anyagot a szennyezett szilárd anyagok vagy folyadékok mindenkori tisztításához felhasználható szemcseméretű frakciókra (előnyösen 1,0-3,0 mm-es, 0,3-1,0 mm-es és 0,0-0,3 mm-es frakciókra] bontjuk.
Ha a találmány szerinti szorbenst nehézfémkationok és/vagy foszfátok szennyezett folyadékból való eltávolítására és rögzítésére alkalmazzuk, a szorbenst szűrőtestként (mátrixként) használjuk, amin átbocsátjuk a tisztítandó folyadékot. Bizonyos mennyiségű, meghatározott szemcseméretű szorbenst az ülepítőtartályban lévő szennyezett folyadékhoz is hozzáadhatunk a szűrés előtt.
HU 226 926 Β1
Ha a találmány szerinti szorbenskompozíciót szennyezett szilárd fázisban (például talajban) lévő nehézfémkationok és/vagy foszfátok rögzítésére alkalmazzuk, a szennyezett szilárd fázishoz a hulladéklerakó helyen való elhelyezés előtt por alakú szorbenst keverünk a veszélyes anyagok kimosódásának meggátlására.
A találmány további részleteit a következőkben kiviteli példák kapcsán ismertetjük.
A szorbens előállításához felhasznált nyersanyagokat elővizsgálatok eredményeinek elemzése alapján választottuk ki. Ezek a nyersanyagok a következő három csoportba sorolhatók:
- a szorbens aktív komponensének forrását képező nyersanyagok;
- a szorbens hordozóját (más néven vázanyagát vagy mátrixát) szolgáltató nyersanyagok; és
- az előző két fő komponenst összekapcsoló kötőanyagok.
A találmány értelmében a szorbenskompozíciót hideg (azaz nem termikus) úton állítjuk elő. A találmány értelmében a hordozó és az aktív komponens keverékéhez olyan kötőanyagot adunk, ami mind a száraz, mind a nedves szorbens számára kellő szilárdságot biztosít, és ami szinergetikusan fokozhatja az aktív komponens hatékonyságát.
A példákban a hordozó komponens fő nyersanyagaiként palás természetes anyagokat és szénelőkészítési hulladékokat, közelebbről, a szlovákiai Ráztoka, Mariánka és Hnilcik lelőhelyekről származó palákat és a szlovákiai Handlová hulladéklerakó helyről származó szilárd szénmosási és szén-előkészítési hulladékokat használtunk. Noha az utóbb említett anyagok a paláktól eltérő jellegűek (tufás-agyagos és szerves komponenseket tartalmaznak), tapasztalataink szerint jó eredménnyel használhatók palák helyett a találmány szerinti szorbensek kialakításához.
A példákban aktív komponensként a szlovákiai Hubina lelőhelyről származó, termikusán módosított (szemikalcinált) dolomitot használtunk, tapasztalataink szerint ugyanis ezzel az anyaggal érhetők el a legkedvezőbb eredmények. A szemikalcinált dolomitot (a továb40 biakban: SCD) a természetes dolomit 75±30 °C-on első fázisig végzett kiégetésével állíthatjuk elő. Az így előállított, körülbelül 2-11 mm szemcseméretű SCD nagy tisztaságú anyag, amelynek jellemző mineralógiai összetétele a következő: kalcit (CaCO3) körülbelül 70%, periklász (MgO) körülbelül 28%, maradék dolomit: 1%, szilikátok (elsősorban pala-, kvarc- és földpáteredetű, SiO2-ot, AI2O3-ot, Fe2O3-ot és egyéb szilikátkomponenseket tartalmazó anyagok): <1 %. A kalcit- és maradék dolomittartalmat az őrölt anyag manometrikus elemzésével határoztuk meg. Ezután a 2-11 mm szemcseméretű SCD-ből zúzással, őrléssel és szitálással (háromfázisú zúzógépet, vibrációs malmot és vibrációs szitát használva) 0,2 mm-nél kisebb szemcseméretű anyagot alakítottunk ki, és ezt használtuk fel a szorbenskompozíció előállításához.
Egyszerű mechanikai feldolgozhatóságuk (őrlés) viszonylag csekély nehézfémtartalmuk és megfelelő szervesanyag-tartalmuk miatt a fekete palák (BS), közelebbről a „Lunz típusú fekete palák bizonyultak a legelőnyösebb nyersanyagoknak a hordozó kialakításához. A kőzet sűrűsége nedves állapotban körülbelül 2,545 kg/m3, száraz állapotban pedig körülbelül 2,050 kg/m3.
A találmány szerinti szorbenskompozíció kialakításához kötőanyagként portlandcementet (PC) használtunk. Ez az anyag - kalcium-szilikát-, kalcium-aluminát- és/vagy csekély mennyiségű szabad kalcium-karbonát tartalma következtében - kötőképességén kívül aktív komponensként is hat. Általánosságban a 350-es vagy ennél finomabb portlandcementek bármelyikét felhasználhatjuk. Előnyös azonban fehér portlandcementet használnunk, mert az környezetvédelmi szempontokból elfogadhatóbb, és krómot vagy egyéb nehézfémeket egyáltalán nem vagy a szokásos portlandcementeknél sokkal kisebb mennyiségben tartalmaz. A példákban felhasznált fehér portlandcement a szlovákiai Hirocem Rohoznik gyár terméke volt.
A fent ismertetett nyersanyagok mineralógiai és kémiai összetételét röntgendiffrakciós és kémiai elemzéssel határoztuk meg. A kapott eredményeket az 1-3. táblázatban közöljük.
1. táblázat
Az aktív komponens (SCD) kémiai és mineralógiai összetétele
Kémiai komponens Mennyiség (tömeg%) Mineralógiai komponens Mennyiség (tömeg%)
min. max. min. max.
CaO 36,34 44,81 kalcit (CaCO3) 63,7 73, 6
MgO 24,43 28,71 dolomit
SiO2 0,08 0,64 (CaCO3.MgCO3) 1,0 8,0
AI2O3 0,05 0,44 periklász
Fe2O3 0,03 0,30 (szabad MgO) 16,7 27,7
TiO2 0,01 0,03 szabad CaO 0,56 1,00
Szabad CaO 0,56 0,88 szennyezések/ szilikátok 0,20 1,50
Egyéb 31,55 37,44
HU 226 926 Β1
2. táblázat
A kötőanyag (fehér portlandcement) kémiai és mineralógiai összetétele
Kémiai komponens Mennyiség (tömeg%) Mineralógiai komponens Mennyiség (tömeg%)
min. max. min. max.
SiO2 16 26 C3S (állít) 35 73
AI2O3 4 8 C2S (bellit) 2 36
Fe2O3 0,5 5 C3A 7 15
CaO 58 67 c4af 0,5 14
MgO 1 5 szabad CaO 0 1
CaSO4 0,2 5
3. táblázat
A hordozó nyersanyagának kémiai és mineralógiai összetétele
Kémiai komponens Mennyiség (tömeg%) Mineralógiai komponens Mennyiség (tömeg%)
min. max. min. max.
SiO2 55,31 63,97 szeriéit 7 52
AI2O3 15,66 19,52 klorit/szmektit 9 44
Fe2O3 7,43 10,77 kvarc 6 42
TiO2 0,60 0,92 plagioklász 1 12
CaO 0,37 3,49 kaiéit 0 3
MgO 1,46 2,90 dolomit 0 5
MnO 0,078 0,251 krisztoballit 0 5
Na2O 0,12 1,24 kaolinit 0 4
K2O 1,79 5,13 szerves anyagok 0 4
Összes S (SO3) 0,05 1,98 pirít 0 1
Összes C 0,44 4,23 vas-oxidok 0 1
Szerves C 0,08 3,52 röntgenamorf fázis (vulkáni hamu) 0 23
H2O 0,45 3,96
Egyéb 3,72 12,87
A példákban a fő komponensek kétféle keverékét használtuk; az egyes keverékek összetétele (tömeg%ban) a következő volt:
1. keverék: 50% BS+30% PC+20% SCD;
2. keverék: 50% CH+30% PC+20% SCD;
ahol a rövidítések jelentése a következő:
BS: fekete pala;
CH: barnaszén-előkészítési hulladék a Handlová lerakóhelyről;
PC: (fehér) portlandcement;
SCD: szemikalcinált dolomit.
A felsorolt rövidítéseket a példákban ugyanilyen értelemben használtuk.
1. példa
Az egyedi nyersanyagokat külön-külön kezeltük. A nyersanyagokat háromfokozatú zúzógépen zúztuk, vibrációs malomban őröltük, majd vibrációs szitán szitálva elkülönítettük a 0,2 mm-nél kisebb átmérőjű frakciót. Az 1. keverék kialakítása során a BS-t összeke60 vertük a SCD-tal, és ehhez a kétkomponensű keverékhez adtuk a PC-et. Ugyanígy alakítottuk ki a 2. keveréket is, de ebben az esetben BS helyett CH-t használtunk. Mindkét szilárd anyagkeverékhez 1,25:2,0 szilárd folyékony tömegarányban vizet adtunk, és így pépes állagú masszát (úgynevezett cementhabarcsot) képeztünk. A cementhabarcsból különböző módszerekkel briketteket, téglákat (idomtesteket) vagy pelleteket formáztunk. A formázott testeket a további öregítés (7 nap) tartama alatt időről időre vízzel permeteztük be. Ülepedés, kikeményedés és száradás után az anyagokat két vagy három fokozatban zúztuk, majd szitáltuk, és mindkét keverékből háromféle szemcseméretű frakciót (1-2,5 mm; 0,3-1 mm; <0,3 mm) különítettünk el. Miként a 4. táblázat adataiból megállapítható, az 1. és
2. keverékből kapott zúzalékok szemcseméret-eloszlása nagymértékben hasonló volt, mert mindkét esetben ugyanazt a zúzógépet és szitát használtuk. Az 1. és 2. keverékből kialakított szorbenskompozíciók mineralógiai összetételét az 5. táblázatban közöljük.
HU 226 926 Β1
4. táblázat
A felhasznált szorbens szemcseméret-eloszlása
Szemcseméret, mm Az adott mérettartományba eső szorbensszemcsék részaránya, tömeg%
1. keverék 2. keverék
1,0-2,5 39,62-41,08 42,30-47,12
0,3-1,0 19,38-19,88 23,50-24,90
0,0-0,3 39,04-27,98 34,20-27,98
Megjegyezzük, hogy szennyezett vizes fázis dina- jellegének megfelelően) a szemcsés anyagot 0,3 mm mikus körülmények között való tisztítására alkalmas 15 száltávolságú szita helyett 0,25, 0,315 vagy 0,35 mm szorbens előállításához (a felhasználandó szűrőmátrix száltávolságú szitán is szitálhatjuk.
5. táblázat
A felhasznált szorbenskompozíció mineralógiai összetétele
Mineralógiai komponens (fázis) A fázis mennyisége, tömeg%
1. keverék (frakció)** 2. keverék (frakció)**
1,0-2,5 0,3-1,0 0,0-0,3 1,0-2,5 0,3-1,0 0,0-0,3
Filloszilikátok* 34 31 29 29 29 29
Ca3SiO5, Ca2SIO4, CaAI2O4 30 30 30 30 30 30
Kvarc (SiO2) 13 14 15 5 5 5
Kalcit (CaCO3) 13 14 15 17 17 17
MgO 5 6 6 6 6 6
Plagioklász 4 4 4 3 3 3
Dolomit (CaCO3.MgCO3) <1 <1 <1 <1 <1 <1
Vulkáni tufa - - - 9 9 9
Szabad oxidok (Fe2O3) + + + + + +
Szabad CaO + + + + + +
Szerves fázis + + + <1 <1 <1
Magyarázatok az 5. táblázathoz:
* Klorit+szericit+illit az 1. keverék esetén; montmorillonit+szericit+illit+kalcit a 2. keverék esetén.
** Az adott frakció szemcsemérete, mm „+”: 0,X%-ig terjedő, nyomnyi mennyiség vulkáni tufa: vulkáni eredetű amorf fázis (vulkáni üveg, hamu stb.) szerves fázis: finom eloszlású szerves szén és szerves anyagok az 1. keverék esetén; finom eloszlású kőszén és hasonló szerves komponensek a 2. keverék esetén.
A találmány szerinti szorbensek tulajdonságait a 2-4. példákban ismertetjük részletesebben. Ezekben a példákban a szorbens előállításán kívül annak felhasználását is ismertetjük különböző nehézfémionok, éspedig réz (Cu2+), cink (Zn2+), ólom (Pb2+), kadmium (Cd2+), higany (Hg2+), vas (Fe3+) és mangán (Mn2+) ionok, továbbá foszfátionok (PO4 3-) mintaoldatokból való eltávolítására sztatikus és dinamikus körülmények között. A sztatikus körülmények között végzett vizsgálatok eredményeit a 6. táblázatban ismertetjük.
Megjegyezzük, hogy a találmány szerinti szorbens egy módosított formáját ammóniumionok eltávolítására is vizsgáltuk. A vizsgált szorbenst az 1. keveréknél közöltek szerint állítottuk elő, de a fekete pala (BS) egy részét (20%) természetes zeolittal helyettesítettük. A 6. táblázatban ennek a vizsgálatnak az eredményeit is megadjuk.
Összehasonlítás céljából a 6. táblázatban a Beringite típusú szorbensekkel végzett azonos kísérletek eredményeit is megadjuk.
HU 226 926 Β1
6. táblázat
Szennyezett oldat loneltávolítás hatásfoka, %
1. keverék (szemcseméret, mm) 2. keverék (szemcseméret, mm) Beringite minták
ion koncent- ráció, mg/l vizes vizes talaj
1,0-2,5 0,3-1,0 0,0-0,3 1,0-2,5 0,3-1,0 0,0-0,3 1-2 mm <1 mm <0,3 mm
Cu2+ 10,52 99,90 99,88 99,90 - 99,80 99,90 61,69 93,40 98,00
18,90 99,79 99,88 - 99,78 99,83 - 46,75 - -
48,42 98,69 99,73 - 96,21 99,91 - 36,56 - -
Zn2+ 10,98 99,70 99,60 99,90 99,50 98,80 99,90 25,07 55,70 71,80
22,30 99,70 99,64 - 99,24 99,73 - 22,95 - -
59,17 66,64 99,85 - 57,46 88,05 - 11,18 - -
Pb2+ 10,02 98,63 95,56 99,26 99,27 98,99 99,25 96,28 91,08 99,18
Cd2+ 6,46 98,96 99,47 99,38 90,97 96,70 99,19 35,35 64,83 81,73
Hg2+ 3,00 46,33 56,00 70,67 36,67 43,33 70,00 30,33 42,67 45,67
Fe3+ 9,46 97,67 99,05 99,15 99,36 98,41 97,15 98,73 98,52 99,47
Mn2+ 14,34 99,51 99,93 99,63 51,53 99,58 95,75 16,81 24,75 30,96
PO4 3- 9,70 99,59 99,69 99,07 99,90 98,35 99,90 - - -
nh4 + 10,96 19,07 31,11 37,50 - - - - - -
2. példa
Ebben a példában 1,0-3,0 mm szemcseméretű szorbenskompozíciót állítottunk elő a következő anya- 30 gokból: 50 tömeg% BS, 30 tömeg% PC, 20 tömeg% SCD. A keverékhez 1,25:1 szilárd:folyadék tömegaránynak megfelelő mennyiségű vizet adva cementhabarcsot készítettünk. Mintegy 7 napos öregítési idő elteltével a megkeményedett száraz masszát zúztuk, és a zúzalé- 35 kot szitálással három szemcseméret-frakcióra választottuk szét. Egy másik kísérletben 15 ml szorbenskompozíciót (szemcsemérete: körülbelül 1,0-3,0 mm) használtunk szűrőtestként (mátrixként). Ezen a szűrőtesten oszlopon felfelé áramló, 9 mg/l Cu2+-ion-tartalmú vizes min- 40 taoldatot bocsátottunk át 2,76 méter/óra átlagsebességgel. V/V0=267-nek (V=tisztított oldat térfogata; V0=a szűrőtest térfogata) megfelelő mennyiségű oldat átvezetésekor a tisztított oldatra nézve a Cu2+-ionok eltávolításának hatásfoka 97% volt. A tisztított oldatban a Cu2+- 45 ionok koncentrációja 0,29 mg/l volt. Az átlagos szűrőterhelés 18 V/Vo h_1 volt, ami 2,76 m3rrr2h_1-nek felelt meg.
3. példa 50
A szorbenskompozíciót a 2. példában leírtak szerint állítottuk elő, azzal a különbséggel, hogy hordozóként fekete pala helyett 50 tömeg% CH-t használtunk. Az előző példában leírtakkal egyezően a hordozóhoz most is 30 tömeg% PC-t mint kötőanyagot és 20 tömeg% 55 SCD-t mint aktív komponenst kevertünk. A keverékhez 2,0:1,0 szilárd:folyadék arányban vizet adva cementhabarcsot készítettünk. Ülepítés és kikeményítés után (mintegy 10 nap elteltével) a száraz masszát zúztuk és szitáltuk, és a további vizsgálatokra körülbelül 60
1,0-3,0 mm szemcseméretű szitafrakciót különítettünk el. A további vizsgálatokban ebből a szitafrakcióból 15 ml térfogatú szűrötesteket (mátrix) készítettünk, amelyeken oszlopban felfelé áramoltatott, 8,7 mg/l Cu2+-ion-tartalmú mintaoldatot bocsátottunk át. V/V0=267-nek (V=tisztított oldat térfogata; V0=a szűrőtest térfogata) megfelelő mennyiségű oldat átvezetésekor a tisztított oldatra nézve a Cu2+-ionok eltávolításának hatásfoka 98,8% volt. A tisztított oldatban a Cu2+ionok koncentrációja 0,106 mg/l volt. Az átlagos szűrőterhelés 12 V/Vo h_1 volt, ami 1,84 m3 irr2 h_1-nek felelt meg.
4. példa
A találmány szerinti szorbenst PO4 3_-ionokat tartalmazó oldattal kevertük össze 1 g szorbens:1000 ml oldat arányban, és a tisztítási hatásfokot sztatikus körülmények között (szakaszos üzemmódban) vizsgáltuk. A fázisokat 60 percig kevertük, majd szűréssel szétválasztottuk. Az oldat PO4 3_-ion-tartalma a kezdeti 9,7 mg/l-ről 0,01-0,16 mg/l-re csökkent, így az ioneltávolítás hatásfoka 98,3-99,9%-os volt.
5. példa
A találmány szerinti szorbenst sztatikus körülmények között (szakaszos üzemmódban) 10,52 mg/l és 91,68 mg/l közötti Cu2+-ion-tartalmú mintaoldatokkal kevertük össze 1 g szorbens:1000 ml oldat arányban. A fázisokat 60 percig kevertük, majd szűréssel szétválasztottuk. A tisztított oldatok Cu2+-ion-tartalma - a kiindulási mintaoldat Cu2+-ion-tartalmától függően -0,103-16,227 mg/l volt, ami 99,02-82,3%-os eltávolítás! hatásfoknak felelt meg. Azonos körülmények kö7
HU 226 926 Β1 zött Beringite típusú adszorbenssel is végeztünk néhány összehasonlító vizsgálatot; ezeknél jellemzően 61,69% és 22,02% közötti eltávolítás! hatásfokot értünk el.
6. példa
A vizsgálatokhoz cinkionokat tartalmazó mintaoldatokat használtunk, amelyek kezdeti Zn2+-ion-tartalma 10,90 mg/l és 105,40 mg/l között változott. Ezeket az oldatokat az előző példákban közöltek szerint kezeltük a találmány szerinti szorbenssel. A tisztított oldatokban a Zn2+-ionok koncentrációja 99,42-60,92%-kal csökkent; a csökkenés mértéke és a kiindulási Zn2+-ion-tartalom között fordított arány állt fenn.
7. példa
Összehasonlító kísérletsorozatot végeztünk annak vizsgálatára, hogy a szorbens előállítási eljárása hogyan befolyásolja a szorbens abszorpciós kapacitását. Egyben a találmány szerinti szorbenseket Beringite típusú abszorbenssel is összehasonlítottuk.
A találmány szerinti szorbenskompozíciót két formában, azaz pelletek formájában („A” szorbens) és granulátumok formájában („B” szorbens) alakítottuk ki.
Az „A” szorbenst 0,2-5 mm szemcseméretű pelletek formájában alakítottuk ki 50 tömeg% hordozó (BS és/vagy CH), 30 tömeg% PC és 20 tömeg% SCD keverékéből. A nyersanyagok száraz keverékét vízzel fino5 mán bepermetezve nedves pelleteket készítettünk. Megkötés és kikeményedés után (mintegy 5 nap elteltével) felhasználásra kész pelleteket kaptunk.
A „B” szorbenst granulátum formájában alakítottuk ki 50 tömeg% hordozó (BS és/vagy CH), 30 tömeg% PC és 20 tömeg% SCD keverékéből. A nyersanyagokat külön-külön zúztuk, majd a zúzalékokat összekevertük, a száraz keverékhez vizet adva cementhabarcsot készítettünk, majd öregítés után a cementhabarcsot zúztuk, és a zúzalékot szitáltuk. Ezzel az eljárással körülbelül 1,0-2,5 mm jellemző szemcseméretű szorbensgranulátumot állítottunk elő.
A szorbensek mintáit sztatikus körülmények között (szakaszos üzemmódban) használtuk réz- és cinkionokat tartalmazó mintaoldatok tisztítására. Az eredményeket a 7. táblázatban foglaljuk össze. További összehasonlításként a vizsgálatokat 1-2 mm szemcseméretű Beringite típusú szorbenssel (alumínium-szilikátokból termikus eljárással előállított úgynevezett „vizes” Beringite) is elvégeztük.
7. táblázat
Réz- és cinkionok eltávolítása szennyezett mintaoldatokból „A” szorbenssel, „B” szorbenssel és Beringit típusú szorbenssel, sztatikus körülmények között
Szorbens Kezdeti Cu2+-koncentráció mg/l Kezdeti Zn2+-koncentráció mg/l
10,52 19,40 47,04 91,68 10,90 20,35 50,64 105,40
eltávolítás! hatásfok, % eltávolítás! hatásfok, %
„A” 93,62 47,27 39,05 25,75 45,15 38,87 19,59 15,19
„B” 99,02 98,71 98,43 82,30 99,42 98,17 96,60 60,92
Beringite 61,69 46,75 36,56 22,02 25,07 22,95 11,18 10,01
Megállapítható, hogy mindkét ion esetére a legnagyobb (99-60%-os) eltávolítás! hatásfokot a „B” szorbenssel, azaz a granulátumok formájában kialakított találmány szerinti szorbenssel értük el. Cinkionok esetén az eltávolítás! hatásfok mindig nagyobb volt az „A” szorbenssel elérhetőnél (45-15%), és lényegesen meghaladta a Beringite abszorbenssel elérhető értékeket (25-10%).
A találmány szerinti szorbensből készített szűrőtesttel dinamikus körülmények között elért eltávolítás! hatásfok - nagyobb, illetve kisebb áramlási sebesség fenntartásakor - 97%, illetve 99% volt.
8. példa
Az 1. példa szerinti szorbenst üzemi körülmények között képződött szennyezett vizes oldatok tisztításában vizsgáltuk. A szorbenst folyamatosan áramoltatott rendszerbe iktattuk be szűrőtestként. A vizsgálathoz galvánüzemből származó, réz- és ólomsókkal adalék60 olt szennyvizet használtunk. A szennyvíz nehézfémtartalmát a 8. táblázatban közöljük.
8. táblázat
A szennyvízben lévő nehézfémionok koncentrációja
Ion Koncentráció, mg/l
Zn2+ 9,11
Cu2+ 7,20
Pb2+ 10,14
A vizsgálatokat 3 literes ülepítőtartályhoz kapcsolt, LN 61 típusú szűrővászonnal ellátott, 400 mm hosszú, 30 mm belső átmérőjű üvegoszlopokban végeztük. A szennyezett oldatot forgó szivattyú segítségével az oszlop tetejére szivattyúztuk, és felülről lefelé áramoltattuk az oszlopban a szűrővászon irányába. A szűrőterhelés 15 V/Vo h_1 volt. A szűrőt felfelé vezetett mo8
HU 226 926 Β1 sófolyadékkal 30 percenként regeneráltuk. Ugyanazt a szűrőtestet (mátrixot) használva (azaz a szorbens kezelése nélkül) 770 V/V0-ig terjedő élettartamot értünk el. A szűrőtestet mosással időről időre regenerálva 1500 V/Vo nagyságrendű mechanikai élettartam várható az adott szemcsés szorbensre. A feldolgozott oldatok pH-ja 12,8 és 8,7 közötti érték volt.
A fenti dinamikus vizsgálatban (1) az 1. keverékből készített, 1,0-2,5 mm és 0,3-1,0 mm szemcseméretű szorbensfrakciókkal, és (2) a 2. keverékből készített, 1,0-2,5 mm és
0,3-1,0 mm szemcseméretű szorbensfrakciókkal elért eredményeket a 9. táblázatban foglaljuk össze.
9. táblázat
Galvanizálóüzemi szennyvíz tisztítása dinamikus körülmények között
Átáramoltatott oldat a szűrőtest térfogatához képest Az eltávolítás hatásfoka, %
(1) eset (2) eset
Zn Cu Pb Zn Cu Pb
100 99,4 99,6 98,2 99,3 99,8 99,1
300 99,4 99,7 99,1 99,1 99,7 99,0
500 98,3 99,1 98,2 98,4 99,1 99,0
600 98,1 98,6 97,1 98,0 98,2 98,1
700 97,6 98,1 96,1 97,1 97,9 97,5
770 97,4 98,1 95,9 96,8 96,5 96,3
A találmány szerinti szorbenskompozíciót tehát folyadékokban és szilárd anyagokban egyaránt alkalmazhatjuk nehézfémek és/vagy foszfátok eltávolítására és rögzítésére. A találmány szerinti szorbens ipari alkalmazási területeire a következő jellemző példákat 30 soroljuk fel:
(1) 1,0-3,0 mm szemcseméretű (esetenként 0,3-1,0 mm szemcseméretű) szorbens felhasználása szűrőtestként (mátrixként) nehézfémkationok és/vagy foszfátok szennyvizekből való eltávolítására dinamikus 35 körülmények között;
(2) 0,3 mm-nél kisebb szemcseméretű porított szorbens felhasználása nehézfémkationok és/vagy foszfátok szennyvizekből való eltávolítására oly módon, hogy a szorbenst hozzáadjuk a szennyvízhez, majd a keze- 40 lés végén ülepítéssel vagy flokkuláltatással és azt követő, mechanikus szűrőn (például homokszűrőn) való szűréssel eltávolítjuk;
(3) a szorbens felhasználása szennyezett talajokban, üledékekben és szilárd hulladékokban (iszapok- 45 bán) lévő nehézfémkationok és/vagy foszfátok rögzítésére a veszélyes komponensek kimosódásának visszaszorítása céljából (erre a célra rendszerint porított, 0,3 mm-nél kisebb szemcseméretű szorbenst használunk). 50
Megjegyezzük azonban, hogy a találmány szerinti szorbensek felhasználási lehetőségei nem korlátozódnak az itt példaként említett esetekre.

Claims (10)

  1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK
    1. Eljárás szorbenskompozíció előállítására nehézfémkationok és/vagy foszfátok szennyezett szilárd anyagokból és/vagy folyadékokból való eltávolítására és rög- 60 zítésére, azzal jellemezve, hogy palás anyagot és/vagy szénelőkészítésből származó hulladékot mint hordozót és nagy MgO.CaCO3-tartalmú 720-750 °C-on, 750-780 °C-on termikusán módosított szemikalcinált dolomitot mint aktív komponenst egyszerre vagy egymás után 0,2 mm-nél kisebb szemcseméretre aprítunk, a két komponens keverékéhez cement típusú kötőanyagot adva a hordozót, az aktív komponenst és a kötőanyagot (1,3-4,3):(1,0-1,3):(1,0-1,5) tömegarányban tartalmazó keveréket készítünk, a keverékhez 1:(0,38-0,60) szilárd:folyadék tömegarányban vizet adva cementhabarcsot készítünk, 3-10 napos megkötési és kikeményedési idő után a megszáradt cementhabarcsot aprítjuk, adott szemcseméretű frakciókra bontjuk.
  2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szorbens hordozójának nyersanyagaként szericites klorit palákat, fekete palákat (így reingraabeni felső triász korú vagy mariathaali üledékből származó palákat), meddőhányókból beszerezhető szénmosási vagy szénelőkészítési hulladékokat vagy ezek kombinációit használjuk.
  3. 3. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szorbens hordozójának nyersanyagaként tufákat, homokkőféleségeket, agyagásványokat, kaolinfajtákat, diatomitokat vagy ezek kombinációit használjuk.
  4. 4. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a szorbens aktív komponensének nyersanyagaként természetes dolomit sztatikus 720-750 °C-on vagy dinamikus körülmények között, 750-780 °C-on első fázisig végzett kiégetésével kapott, szemikalcinált dolomitot használunk.
  5. 5. Az 1. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy cement típusú kötőanyagként portlandcementet, előnyösen fehér portlandcementet használunk.
    HU 226 926 Β1
  6. 6. Az 1-5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az aprított kikeményedett cementhabarcsot legalább három különböző, éspedig 1,0-3,0 mm, 0,3-1,0 mm és 0,0-0,3 mm szemcseméretű frakcióra bontjuk. 5
  7. 7. Szorbens nehézfémek és/vagy foszfátok szennyezett szilárd anyagokból vagy folyadékokból való eltávolítására és rögzítésére, azzal jellemezve, hogy az előző igénypontok bármelyike szerint készült, palás anyagot és/vagy szénelőkészítési hulladékot mint 10 hordozót, nagy MgO.CaCO3-tartalmú 720-750 °C-on, 750-780 °C-on termikusán módosított szemikalcinált dolomitot mint aktív komponenst, és cement típusú kötőanyagot, előnyösen fehér portlandcementet (1,3-4,3):(1,0-1,3):(1,0-1,5) hordozó:aktív kompo- 15 nens:kötőanyag tömegarányban tartalmazó keverékből állítjuk elő úgy, hogy a szennyezett szilárd anyag vagy folyadék mindenkori tisztítására alkalmas legyen adott szemcseméretű granulátum formájában.
  8. 8. Eljárás szennyezett folyadékokban lévő nehézfé- 20 mek és/vagy foszfátok eltávolítására és rögzítésére, azzal jellemezve, hogy a szennyezett folyadékot dinamikus körülmények között egy, a 7. igénypont szerinti szorbenst 1,0-3,0 mm és/vagy 0,3-1,0 mm szemcseméretű granulátum formájában tartalmazó szűrőtesten (mátrixon) bocsátjuk át.
  9. 9. Eljárás szennyezett folyadékokban lévő nehézfémek és/vagy foszfátok eltávolítására és rögzítésére, azzal jellemezve, hogy a szennyezett folyadékhoz a 7. igénypont szerinti szorbenst adunk 0,3 mm-nél kisebb szemcseméretű granulátum formájában, majd ezt kívánt esetben a folyadéktisztítás utolsó lépése előtti, adott esetben flokkulálással kombinált ülepítéssel és azt követő, mechanikus szűrőn végzett szűréssel eltávolítjuk.
  10. 10. Eljárás szennyezett szilárd anyagokban lévő nehézfémek és/vagy foszfátok eltávolítására és rögzítésére, azzal jellemezve, hogy a szennyezett szilárd anyaghoz, célszerűen talajhoz, üledékhez vagy szilárd hulladékhoz (iszaphoz) a hulladéktárolóba való kihelyezés előtt a 7. igénypont szerinti szorbenst keverünk, előnyösen 0,3 mm-nél kisebb szemcseméretű granulátum formájában.
    Kiadja a Magyar Szabadalmi Hivatal, Budapest
HU0103009A 1998-07-22 1999-07-21 Sorbent, method for producing the same and use of the same for immobilisation of heavy metals and phosphates HU226926B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK1000-98A SK283214B6 (sk) 1998-07-22 1998-07-22 Sorbent, spôsob jeho výroby a použitia na imobilizáciu ťažkých kovov v kontaminovanej vodnej a pevnej fáze
PCT/SK1999/000011 WO2000005178A1 (en) 1998-07-22 1999-07-21 Sorbent, method for producing the same and use of the same for immobilisation of heavy metals and phosphates

Publications (3)

Publication Number Publication Date
HUP0103009A2 HUP0103009A2 (hu) 2001-11-28
HUP0103009A3 HUP0103009A3 (en) 2005-10-28
HU226926B1 true HU226926B1 (en) 2010-03-01

Family

ID=20434166

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
HU0103009A HU226926B1 (en) 1998-07-22 1999-07-21 Sorbent, method for producing the same and use of the same for immobilisation of heavy metals and phosphates

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1098851B1 (hu)
AT (1) ATE248128T1 (hu)
DE (1) DE69910793T2 (hu)
DK (1) DK1098851T3 (hu)
HU (1) HU226926B1 (hu)
PL (1) PL195988B1 (hu)
SK (1) SK283214B6 (hu)
WO (1) WO2000005178A1 (hu)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA007269B1 (ru) 2000-01-27 2006-08-25 Текеко Пти Лтд. Магнезиальные цементы
ES2167260B1 (es) * 2000-07-31 2003-10-01 Cisterra S L Mezcla ecologica de sustancias para obtener un producto para regeneracion, depuracion y desalacion gradual de aguas marinas y salobres por filtrado.
GB0022049D0 (en) * 2000-09-08 2000-10-25 Univ Belfast Improvements relating to water treatment
WO2007045050A1 (en) * 2005-10-21 2007-04-26 Calix Pty Ltd A material compound and a method of fabricating the same
AU2006303830B2 (en) * 2005-10-21 2010-12-09 Calix Limited A material compound and a method of fabricating the same
AU2007233570B2 (en) 2006-03-31 2010-11-18 Calix Limited System and method for the calcination of minerals
EP2221285A1 (en) 2009-02-24 2010-08-25 Ecotech Polka Sp. z.o.o. Composition and method for stabilising environmentally-harmful substances; use of non-ferrous metal salts and oxides to stabilise environmentally-harmful substances with caustic magnesium oxide
GB201113313D0 (en) * 2011-08-02 2011-09-14 Univ Belfast Controlled release fertiliser
CN103286123B (zh) * 2013-05-21 2014-07-30 江苏上田环境修复有限公司 一种用于治理重金属污染土壤的工艺
JP6447313B2 (ja) * 2015-03-31 2019-01-09 住友大阪セメント株式会社 ドロマイト系重金属等吸着材の製造方法及びその品質管理方法
JP6380206B2 (ja) * 2015-03-31 2018-08-29 住友大阪セメント株式会社 高比表面積を有するドロマイト系材料の品質管理方法
CN105110445B (zh) * 2015-09-11 2017-09-22 合肥工业大学 一种处理重金属废水的方法
CN109847704B (zh) * 2019-01-18 2021-12-07 昆明理工大学 一种利用滇池疏浚底泥制备重金属铬吸附剂的方法及应用
CN110003913B (zh) * 2019-05-06 2021-05-25 湖南大学 一种基于氧化镁-蒙脱石复合材料混合生物炭的重金属土壤修复剂及修复方法
RU2711635C1 (ru) * 2019-05-22 2020-01-17 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) Способ получения сорбента на основе доломита
DE102019120629A1 (de) * 2019-07-31 2021-02-04 Lhoist Recherche Et Développement S.A. Filtermaterial zur Wasseraufbereitung
CN113680309A (zh) * 2020-05-18 2021-11-23 上海大学 工业固体废物填充剂的方法及其应用
CN113045119B (zh) * 2021-03-17 2022-11-25 上海海顾新材料科技有限公司 一种具有生物亲和性的淤泥基生态护岸基质材料及其制备方法
CN114451252B (zh) * 2022-02-11 2023-02-07 三峡大学 农作物秸秆协同砂石骨料脱水污泥土壤化的方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB647910A (en) * 1947-01-18 1950-12-28 John Jay Naugle Improvements in methods of producing purifying media for liquids
SU1308552A1 (ru) * 1985-03-26 1987-05-07 Предприятие П/Я А-7531 Способ получени сорбента дл очистки сточных вод от силикатов
DE3624300A1 (de) * 1986-07-18 1988-01-28 Metallgesellschaft Ag Verfahren zur herstellung calciumhydrathaltiger sorbenten fuer die so(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)-absorption aus abgasen
JPH0677732B2 (ja) * 1986-07-29 1994-10-05 新鉱工業株式会社 水処理用吸着剤およびその製造方法
EP0455621A1 (fr) * 1990-05-03 1991-11-06 Rijksuniversiteit Gent Fakulteit Landbouwwetenschappen Leerstoel Voor Bodemfysika Procédé pour favoriser la sorption d'un matériau schisteux contenant des alumino-silicates
FR2740361B1 (fr) * 1995-10-31 1997-12-26 Rhone Poulenc Chimie Agent d'elimination des metaux lourds comprenant un compose soufre

Also Published As

Publication number Publication date
SK100098A3 (en) 2001-03-12
EP1098851A1 (en) 2001-05-16
PL195988B1 (pl) 2007-11-30
DE69910793D1 (de) 2003-10-02
DK1098851T3 (da) 2003-12-15
HUP0103009A2 (hu) 2001-11-28
EP1098851B1 (en) 2003-08-27
ATE248128T1 (de) 2003-09-15
SK283214B6 (sk) 2003-03-04
DE69910793T2 (de) 2004-06-17
HUP0103009A3 (en) 2005-10-28
PL345593A1 (en) 2001-12-17
WO2000005178A1 (en) 2000-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
HU226926B1 (en) Sorbent, method for producing the same and use of the same for immobilisation of heavy metals and phosphates
US4415467A (en) Agent for the purification of waste waters and process for its production
EP0575329B1 (en) Combined filtration and fixation of heavy metals
KR100716330B1 (ko) 오염토의 정화 방법
CA2421423A1 (en) Mixtures of adsorber materials
CN1420804A (zh) 硅酸盐/铝酸盐物料
JP4576301B2 (ja) リン除去材
KR100413338B1 (ko) 고성능 흡착 수처리제 및 수처리 시스템
US4105463A (en) Lime-fly ash-aggregate-sludge paving material
US5207910A (en) Combined filtration and fixation of heavy metals
Masłoń et al. Efficiency of Brick Dust and Powdered Ceramsite in the Phosphorus Removal from Wastewater
JPH08197095A (ja) 下水汚泥の処理方法および下水汚泥処理物
JP3724062B2 (ja) 廃棄物処理材および廃棄物処理方法
Tarasevich Application of natural adsorbents and adsorption-active materials based thereon in the processes of water purification
JPH0929293A (ja) 湖沼等の底質土の処理方法
KR101661468B1 (ko) 산성물질 및 중금속 제거제와 이의 제조방법
JPH04180884A (ja) 水質および底質改善用複合改良剤および水質および底質の改善方法
KR0182996B1 (ko) 점토광물을 이용한 중금속 처리용 흡착제 및 그이 제조방법
CZ296157B6 (cs) Zpusob výroby sorbentu, sorbent a jeho pouzití naimobilizaci tezkých kovu v kontaminované vodní nebo pevné fázi
RU2054716C1 (ru) Способ очистки воды от радиоцезия
CA1075559A (en) Method of producing phosphate removing materials
WO2003068385A1 (en) Adsorbent for water treatment advantageously for treatment of potable water
JPS6054118B2 (ja) 微粉状廃棄物の処理方法
Keppert et al. REUSE OF CERAMICS FOR HEAVY METALS REMOVAL FROM WASTEWATERS: SORPTION AND STABILIZATION
Šiaučiūnas et al. Elimination of heavy metals from water by modified tobermorite

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Lapse of definitive patent protection due to non-payment of fees