RU2151130C1 - Масса для изготовления керамического фильтра-мембраны - Google Patents

Масса для изготовления керамического фильтра-мембраны Download PDF

Info

Publication number
RU2151130C1
RU2151130C1 RU98113334A RU98113334A RU2151130C1 RU 2151130 C1 RU2151130 C1 RU 2151130C1 RU 98113334 A RU98113334 A RU 98113334A RU 98113334 A RU98113334 A RU 98113334A RU 2151130 C1 RU2151130 C1 RU 2151130C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mass
ceramic filter
galvanic
water
ceramic
Prior art date
Application number
RU98113334A
Other languages
English (en)
Other versions
RU98113334A (ru
Inventor
С.С. Попова
Л.Н. Ольшанская
Д.А. Данилов
Л.В. Шаталова
Original Assignee
Технологический институт Саратовского государственного технического университета
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 Технологический институт Саратовского государственного технического университета filed Critical Технологический институт Саратовского государственного технического университета
Priority to RU98113334A priority Critical patent/RU2151130C1/ru
Publication of RU98113334A publication Critical patent/RU98113334A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2151130C1 publication Critical patent/RU2151130C1/ru

Links

Images

Classifications

    • 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
    • C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
    • C04B28/34—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing cold phosphate binders
    • 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
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00793—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms
    • C04B2111/00801—Membranes; Diaphragms
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Abstract

Изобретение относится к производству керамических изделий, предназначенных для фильтрации и очистки сточных вод гальванических производств от ионов тяжелых металлов. Изобретение позволяет повысить специфическую селективность керамических фильтров за счет того, что масса для изготовления фильтров содержит, мас.%: фосфатное связующее 50 - 60, порообразователь аммоний хлористый NH4Cl 20 - 25, хромосодержащий гальваношлам 10 - 12, вода - остальное. 5 табл.

Description

Изобретение относится к производству керамических изделий, а именно к производству керамических фильтров-мембран, обладающих свойствами специфической селективности при улавливании ионов тяжелых металлов в процессе очистки сточных вод (СВ) гальванических производств.
Известен состав массы для изготовления пористых керамических изделий [1] , достоинством которых является высокая однородность изделия, малый цикл термообработки, а недостатком - необходимость обработки формуемого материала при высоких давлениях (до 20 МПа), низкое водопоглощение, а также использование в качестве компонентов сырьевой смеси трепела и фрезота в силу их малой доступности.
В качестве прототипа предлагаемого изобретения выбрана масса, включающая алюмофосфатное или фосфатное связующее, огнеупорный наполнитель, оксид хрома, легкоплавкую глину и полевой шпат для изготовления керамического фильтра [2] , используемого для фильтрации расплавленных металлов. Такие фильтры обладают высокой прочностью, пористостью, воздухопроницаемостью, но имеют большой диаметр пор (0,7 - 1,5 мм), что не позволяет использовать их для очистки сточных вод. Кроме того, недостатком прототипа является сложная технология пропитки матрицы из пенополиуретана керамическим шликером с последующей двухстадийной сушкой при 150oC в течение 2-х часов и высокотемпературным обжигом при 1050 - 1250oC.
Изобретением решается задача очистки сточных и промывных вод гальванических производств от ионов тяжелых металлов.
Для достижения названного технического результата в состав массы для изготовления керамических фильтров, содержащей фосфатное связующее и огнеупорный наполнитель, в качестве огнеупорного наполнителя вводят хромсодержащий гальваношлам и порообразователь хлористый аммоний NH4Cl при следующем соотношении компонентов, мас. %: фосфатное связующее 50 - 60, хромсодержащий гальваношлам 10 - 12, порообразователь NH4Cl 20 - 25, вода - остальное. Состав компонентов позволяет значительно упростить технологию изготовления фильтров-мембран.
Отходы гальванического производства в виде твердого осадка, получаемого в результате реагентной очистки сточных вод гальванических цехов машиностроительных заводов Саратовской области ("Радон" (г. Маркс), "ЭЗЗС" - запальных свечей, ЭЗТФ - топливных фильтров (г. Энгельс) и др.), в настоящее время нигде не используются и скапливаются на очистных сооружениях и в шламонакопителях. По внешнему виду представляют собой твердое вещество буро-зеленого цвета. Массовая доля влаги в осадке 50 - 55%. По гранулометрическому составу - это фракции до 30 - 50 мм. По химическому составу они содержат до 35 - 45 мас. % оксидов или гидроксидов хрома с добавками ионов никеля, железа, меди, хрома (III). Кроме того, в составе гальваношлама присутствуют нерастворимые осадки: глина, песок, опилки, ил. Перед использованием гальваношлам сушат до остаточного содержания воды не более 5 - 10 мас.%.
Керамические фильтры-мембраны изготавливают следующим способом. В фосфатное связующее (50 - 60 мас.%) добавляют хромсодержащий гальваношлам (10 - 12 мас.%). Смесь тщательно перетирают. В полученное хромфосфатное связующее вводят порообразователь хлористый аммоний соответственно 20-25 мас.% и перемешивают до полного растворения соли. При добавлении NH4Cl происходит размягчение массы до консистенции сметаны, сопровождающееся охлаждением смеси. Через ~ 15 мин масса затвердевает до вязкости пластилина и готова к употреблению. Фильтры-мембраны изготавливают в виде таблеток толщиной 0,5 см.
Изобретение поясняется следующими примерами конкретного выполнения.
Пример 1. Готовили массу для керамических фильтров-мембран путем смешения фосфатного связующего, порообразователя NH4Cl и хромсодержащего гальваношлама при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фосфатное связующее - 60
Порообразователь NH4Cl - 15
Хромсодержащий гальваношлам - 8
Вода - Остальное
Смесь тщательно перетирали до гомогенного состояния. Из полученной пластилинообразной массы изготавливали фильтры-мембраны в виде таблеток толщиной 0,5 см и диаметром 1 см. Таблетки прокаливали в печи при температуре 350±20oC в течение 30 мин. После охлаждения при комнатной температуре их исследовали на скорость пропускания сточной воды (в нормальных условиях) и на степень ее очистки от ионов тяжелых металлов (никеля (II), железа (III) и хрома (VI)) по стандартным методикам [3]. Полученные данные представлены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 2. В условиях примера 1 готовили массу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фосфатное связующее - 60
Порообразователь NH4Cl - 20
Хромсодержащий гальваношлам - 12
Вода - Остальное
По аналогии с примером 1 готовили керамические фильтры-мембраны и исследовали их на скорость пропускания СВ и на степень ее очистки. Полученные данные представлены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 3. В условиях примера 1 готовили массу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фосфатное связующее - 55
Порообразователь NH4Cl - 23
Хромсодержащий гальваношлам - 11
Вода - Остальное
По аналогии с примером 1 готовили керамические фильтры-мембраны и исследовали их на скорость пропускания СВ и на степень ее очистки. Полученные данные представлены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 4. В условиях примера 1 готовили массу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фосфатное связующее - 55
Порообразователь NH4Cl - 25
Хромсодержащий гальваношлам - 12
Вода - Остальное
По аналогии с примером 1 готовили керамические фильтры-мембраны и исследовали их на скорость пропускания СВ и на степень ее очистки. Полученные данные представлены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 5. В условиях примера 1 готовили массу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фосфатное связующее - 60
Порообразователь NH4Cl - 25
Хромсодержащий гальваношлам - 12
Вода - Остальное
По аналогии с примером 1 готовили керамические фильтры-мембраны и исследовали их на скорость пропускания СВ и на степень ее очистки. Полученные данные представлены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 6. В условиях примера 1 готовили массу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фосфатное связующее - 60
Порообразователь NH4Cl - 30
Хромсодержащий гальваношлам - 10
Вода - Остальное
По аналогии с примером 1 готовили керамические фильтры-мембраны и исследовали их на скорость пропускания СВ и на степень ее очистки. Полученные данные представлены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 7. В условиях примера 1 готовили массу при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фосфатное связующее - 50
Порообразователь NH4Cl - 25
Хромсодержащий гальваношлам - 15
Вода - Остальное
По аналогии с примером 1 готовили керамические фильтры-мембраны и изучали их характеристики. Данные представлены в таблицах 1, 2, 3.
Пример 8. По аналогии с примером 1 готовили керамические фильтры-мембраны из массы при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Фосфатное связующее - 50
Порообразователь NH4Cl - 20
Хромсодержащий гальваношлам - 10
Вода - Остальное
Характеристики изготовленных керамических фильтров-мембран представлены в таблицах 1, 2, 3.
Анализ табличных данных показывает, что керамические фильтры-мембраны с содержанием NH4Cl более 25 мас. % оказались очень пористыми и хрупкими. Скорость пропускания сточной воды при этом составляла более 100 мл/ч и степень извлечения из нее ионов тяжелых металлов, как следствие, снижалась на ~ 3 - 10% по сравнению с керамическими мембранами, в которых содержание порообразователя NH4Cl составляло 20 - 25%. Поэтому количество порообразователя более 25% не использовали. При содержании NH4Cl менее 20 мас.% мембраны практически не пропускали СВ (таблица 4) и имели низкую степень очистки по ионам тяжелых металлов (таблица 5). При введении порообразователя в исходную массу в количестве 20 - 25% тяжелые металлы образуют в поверхностном слое мембраны гидроксокомплексные формы, изменяющие ее поверхностный заряд. При пропускании СВ содержащиеся в ней ионы тяжелых металлов удерживаются в принимающем заряженном слое мембраны очень прочно. Сточная вода на выходе имеет намного меньшую концентрацию ионов тяжелых металлов. Полученные данные позволяют говорить о возможности достижения значительной степени очистки (на 50 - 90%) СВ от ионов тяжелых металлов с помощью изготовленных фильтров-мембран. В процессе очистки растет сопротивление поверхностного слоя мембран, но после проработки свойства мембран восстанавливаются [4].
Таким образом, предлагаемое изобретение - масса для изготовления керамического фильтра-мембраны достаточно проста по составу и позволяет при ее изготовлении утилизировать накопленные гальваношламы. Изготовленные на ее основе керамические фильтры-мембраны обладают свойством специфической селективности и позволяют очищать сточные и промывные воды гальванических цехов от ионов Ni(II), Fe (III), Cr (VI). Степень очистки достигает 50 - 90%. Технология изготовления фильтров-мембран не требует сложного оборудования и значительных энергозатрат.
Источники информации
1. Авт. св. 1787983 СССР, МКИ5 C 04 B 38/00, 35/14. Способ изготовления пористых керамических изделий /М.Г. Габидуллин, Р.З. Рахимов, М.С. Низамов, А. И. Батанов, Р.М. Газизов (СССР). - N 4825962/33; заявл. 22.05.90, опубл. 15.01.93 // Изобретения. - 1993. - N 2.
2. Авт.св. 1313836 СССР, МКИ4 C 04 B 38/00, 28/34. Масса для изготовления керамического фильтра /Е.Н. Веричев, Л.С. Опалитчук, В.С. Черепанов, М. Д. Краснопольская, И. В. Жвецов, Л.Г. Березин, И.П. Теплухин, И.Т. Романов (СССР). - N 3910417/29-33; заявл. 12.06.85; опубл. 30.05.87 // Изобретения. - 1987. - N 20.
3. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. - М.: Химия, 1984. - 448 с.
4. Влияние тяжелых металлов на специфическую селективность / В.Д. Гребенко, Р.Д. Чеботарева, Р.И. Какабаев, М.А. Кеймиров // Электрохимия. - 1996. - Т. 32. N 2. - С. 186-188.

Claims (1)

  1. Масса для изготовления керамического фильтра, содержащая фосфатное связующее и огнеупорный наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве огнеупорного наполнителя масса содержит хромсодержащий гальваношлам и дополнительно порообразователь - аммоний хлористый NH4Cl при следующем соотношении компонентов, мас.%:
    Фосфатное связующее - 50 - 60
    Порообразователь - 20 - 25
    Хромсодержащий гальваношлам - 10 - 12
    Вода - Остальное
RU98113334A 1998-07-14 1998-07-14 Масса для изготовления керамического фильтра-мембраны RU2151130C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98113334A RU2151130C1 (ru) 1998-07-14 1998-07-14 Масса для изготовления керамического фильтра-мембраны

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98113334A RU2151130C1 (ru) 1998-07-14 1998-07-14 Масса для изготовления керамического фильтра-мембраны

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU98113334A RU98113334A (ru) 2000-04-20
RU2151130C1 true RU2151130C1 (ru) 2000-06-20

Family

ID=20208327

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98113334A RU2151130C1 (ru) 1998-07-14 1998-07-14 Масса для изготовления керамического фильтра-мембраны

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2151130C1 (ru)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101406781A (zh) * 2007-10-08 2009-04-15 济南圣泉集团股份有限公司 一种含有碳涂层的陶瓷过滤器及其制造方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ДЯТЛОВА Е.М. и др. Комплексная оценка отходов гальванического производства как источник вторичного сырья для силикатных материалов. - Стекло и керамика, N 4, 1992, с.2 - 4. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ali et al. Chemical and microstructural analyses for heavy metals removal from water media by ceramic membrane filtration
CN101732998B (zh) 一种交联聚乙烯醇缩糠醛纳滤膜的制备方法
CN107670654B (zh) 一种高效去除六价铬离子的复合材料吸附剂及其制备方法
JP2005046732A (ja) リン吸着材の製造方法
US20220379283A1 (en) Phosphorus adsorbent
US4081403A (en) Adsorbent for the treatment of waste water
KR101124431B1 (ko) 표면개질된 활성탄 및 그 제조방법
KR101739286B1 (ko) 인 흡착용 흡착제의 제조방법
CN104001479A (zh) 一种无机矿物水处理剂及其制备方法
RU2151130C1 (ru) Масса для изготовления керамического фильтра-мембраны
CN108264253B (zh) 一种具有重金属离子清除能力的透水混凝土的制备方法
US5168820A (en) Process for the production of clinkers
KR100305091B1 (ko) 석회와주물모래형틀로부터생성되는미분사를이용한세라믹성제올라이트정화제및그제조방법
CN107433139B (zh) 一种防堵塞抑菌型荷电纳滤膜的制备方法
Shah et al. Characterization of hydroxybenzoic acid chelating resins: Equilibrium, kinetics, and isotherm profiles for Cd (II) and Pb (II) uptake
CN110586029A (zh) 一种盐改性硅酸盐水泥除磷吸附剂、吸附剂的制备方法、吸附剂的再生方法及用途
CN103467073A (zh) 一种多孔硅藻土滤料及其制备方法和应用
CN114247420A (zh) 一种多孔性吸附剂的制备方法
Kan et al. Syntheses of polysulfones containing chelating reagents and their application to the preconcentration of trace metals
KR102195783B1 (ko) 중금속 흡착재 제조용 조성물 및 이를 이용한 중금속 흡착재의 제조방법
KR20030005987A (ko) 굴패각이 함유된 수처리용 세라믹 담체와 그 제조방법
CN110713181A (zh) 用于去除水中金属离子的改性石墨烯及其制备方法、包含其的产品与应用
JPH11197500A (ja) リン酸イオン吸着ろ材及び製造方法
CN109052594A (zh) 适合焦化酚氰废水的除氰降氮脱色剂及制备、使用方法
JPH0221941A (ja) リン吸着剤及びその製造方法