PL170223B1 - Aktywny materiał porowaty do usuwania jonów metali ciężkich z cieczy - Google Patents

Abstract

Aktywny materiał porowaty do usuwania jonów metali ciężkich z cieczy, w postaci granulatu o wymiarach 3-8 mm, znamienny tym, że jest złożony z polichlorku winylu zawartego w ilości 40-45% masowych, plastyfikatora zawartego w ilości 40 - 50% masowych, środka spieniającego, korzystnie w postaci perhydrolu, zawartego w ilości 1,3-1,7% masowych oraz z pyłów o frakcji mniejszej niż 0,125 mm z odpadowych materiałów hutniczych, zawierających co najmniej 25% związków żelaza, zawartych w ilości 8 - 12% masowych.

Description

Przedmiotem wynalazku jest aktywny materiał porowaty do usuwania jonów metali ciężkich z cieczy, zwłaszcza ścieków.

Rozwój przemysłu i transportu pociąga za sobą wzrost ilości produkowanych ścieków. Jednocześnie następuje wzrost zanieczyszczenia środowiska naturalnego szkodliwymi substancjami chemicznymi, wśród których szczególną grupę stanowią metale ciężkie takie, jak Pb, Cu, Ni, Cd, Hg i ich związki oraz jony tych metali, które szczególnie źle wpływają na organizmy żywe zaburzając ich czynności życiowe.

Dotychczas metale ciężkie usuwa się ze ścieków głównie w sposób fizyko-chemiczny oraz biologiczny.

Fizyko-chemiczne oczyszczanie ścieków odby wa się przy użyciu odpowiednich substancji strącających, często z dodatkiem związków siarki, które same są toksyczne albo powodują wydzielanie się związków toksycznych. Taki sposób oczyszczania ścieków wymaga także dodania substancji koaguluj ących w celu umożliwienia rozdzielenia zawiesiny, co prowadzi do wzrostu ilości powstającego szlamu, odprowadzanego na wysypisko po uprzednim odwodnieniu. Użycie substancji strącających jest mało skuteczne w przypadku występowania jonów kompleksowych.

Znane jest także oczyszczanie ścieków polegające na wymianie jonowej, prowadzone za pomocą jonitów z żywic naturalnych i syntetycznych. Zaletą jonitów jest możliwość ich regeneracji, zaś wadą - ich wysoka cena. Do tej grupy sposobów oczyszczania ścieków należy również sposób, w którym stosuje się złoże porowate o nazwie handlowej Diakat. Złoże to stanowi spreparowany, lekki beton złożony z cementu i kruszywa zawierającego około 10% masowych opiłków żelaza pełniących rolę ośrodka aktywnego, a nadto niewielką ilość pyłu aluminiowego jako środka spieniającego. Z gotowego betonu sporządza się granulat, przez który przepuszcza się ścieki zanieczyszczone metalami ciężkimi. Jony metali ciężkich wymieniając się-z żelazem osadzają się na ściankach granulatu, a żelazo przechodzi do roztworu.

Złoże Diakat może zaadsorbować jony metali ciężkich w ilości odpowiadającej około 10% masy złoża.

Aktywny materiał porowaty, według wynalazku, w postaci granulatu,o wymiarach 3-8 mm, jest złożony z polichlorku winylu zawartego w ilości 40 - 45% masowych, plastyfikatora zawartego w ilości 40 - 50% masowych, środka spieniającego, korzystnie w postaci perhydrolu, zawartego w ilości 1,3-1,7% masowych oraz z pyłów o frakcji mniejszej niż 0,125 mm z odpadowych materiałów hutniczych, zawierających co najmniej 25% związków żelaza, zawartych w ilości 8 -12% masowych.

Do sproszkowanego polichlorku winylu dodaje się plastyfikator, środek spieniający oraz pyły żelaza z odpadowych materiałów hutniczych, po czym całość poddaje się spienianiu w temperaturze 150-160° pod normalnym lub zmniejszonym ciśnieniem. Z otrzymanej gąbczastej masy, po jej rozdrobnieniu, oddziela się frakcję o wymiarach 3-8 mm, którą wprowadza się do

170 223 cieczy zanieczyszczonej jonami metali ciężkich, gdzie następuje wymiana jonowa związków żelaza na metale ciężkie, które zostają zaadsorbowane przez materiał porowaty.

Materiał porowaty według wynalazku zapewnia, w porównaniu z materiałem betonowym, zwiększenie intensyfikacji procesu usuwania jonów metali ciężkich z cieczy dzięki większemu rozwinięciu powierzchni kontaktu żelaza z roztworem. Nadto materiał według wynalazku jest odporniejszy pod względem chemicznym i mechanicznym od materiału betonowego. W materiale według wynalazku wykorzystuje się materiały odpadowe zawierające związki żelaza.

Przedmiot wynalazku ilustruje bliżej poniższy przykład.

Przykład. Sporządzono mieszaninę zawierającą 40% masowych sproszkowanego polichlorku winylu, 1,3% masowych perhydrolu, 10% masowych odpadowego pyłu o granulacji <0,12 mm zawierającego 35% związków żelaza, resztę stanowił ftalan dwuoktylu jako plastyfikator. Sporządzoną mieszaninę poddano spienieniu w temperaturze 150°C pod normalnym ciśnieniem, po czym otrzymaną gąbczastą masę rozdrobniono i oddzielono z niej frakcję o wymiarach 3-8 mm. Otrzymany materiał porowaty, użyty do oczyszczenia ścieku zanieczyszczonego związkami miedzi, spowodował kilkudziesięciokrotne obniżenie zawartości jonów Cu²⁺ w tym ścieku.

170 223

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 2,00 zł

Claims (1)

1. Zastrzeżenie patentowe

   Aktywny materiał porowaty do usuwania jonów metali ciężkich z cieczy, w postaci granulatu o wymiarach 3-8 mm, znamienny tym, że jest złożony z polichlorku winylu zawartego w ilości 40 - 45% masowych, plastyfikatora zawartego w ilości 40 - 50% masowych, środka spieniającego, korzystnie w postaci perhydrolu, zawartego w ilości 1,3 -1,7% masowych oraz z pyłów o frakcji mniejszej niż 0,125 mm z odpadowych materiałów hutniczych, zawierających co najmniej 25% związków żelaza, zawartych w ilości 8 - 12% masowych.