RU2517226C1 - Способ получения минерального композита - Google Patents
Способ получения минерального композита Download PDFInfo
- Publication number
- RU2517226C1 RU2517226C1 RU2013101430/13A RU2013101430A RU2517226C1 RU 2517226 C1 RU2517226 C1 RU 2517226C1 RU 2013101430/13 A RU2013101430/13 A RU 2013101430/13A RU 2013101430 A RU2013101430 A RU 2013101430A RU 2517226 C1 RU2517226 C1 RU 2517226C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- glauconite
- humic acids
- mineral composite
- mining
- galvanic sludge
- Prior art date
Links
Landscapes
- Treatment Of Sludge (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области экологии. Для получения минерального композита предварительно увлажненные до не менее 80% гальванические шламы, отходы машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности, содержащие неорганические загрязнители - ионы тяжелых металлов: марганец, хром, ванадий, медь, никель, кобальт, кадмий, свинец, подвергают воздействию органо-минерального состава при комнатной температуре и периодическом помешивании в течение не менее 10 часов для перевода тяжелых металлов в неподвижную форму. Органо-минеральный состав включает глауконит, предварительно измельченный до фракции 0,01 - 0,1 мм, и гуминовые кислоты, взятые в соотношении, вес.%: глауконит 97-99,5, гуминовые кислоты 0,5-3,0. Изобретение обеспечивает сокращение времени процесса, полное обезвреживание тяжелых металлов в конечном продукте, утилизацию отходов гальванических производств, возможность использования конечного продукта в дорожном строительстве. 1 з.п. ф-лы.
Description
Изобретение относится к области экологии, а именно к разработке способа получения минерального композита путем обработки гальванических шламов, отходов машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности, содержащих неорганические загрязнители - ионы тяжелых металлов (марганец, хром, ванадий, медь, никель, кобальт, кадмий, свинец и др.) органо-минеральным составом, и может быть использовано в качестве изолирующего материала на полигонах твердых бытовых отходов (ТБО), в качестве изолирующего слоя дорожных покрытий или в качестве компонента при изготовлении асфальта.
Известен способ химической фиксации тяжелых металлов в гальванических шламах, основанный на силикатизации или отверждении гальванических шламов с использованием неорганических вяжущих. Гальванические шламы смешивают с фиксирующим агентом (силикат натрия, портландцемент, известь). После отверждения вредные и токсичные соединения оказываются зафиксированными в нерастворимой фазе[Удаление металлов из сточных вод. Нейтрализация и осаждение. Под. ред. Кушни Дж. К. - 1987, с.157].
Известен способ связывания гальванических шламов раствором натриевого жидкого стекла и хлористого натрия, а также портландцементом в различных соотношениях [Cicikiewicz Z. Cementacig osagowze sciekow Galwanizerskich. Instytut Inzynierii Ochzny Srodowiska. Prace Naukowe. - 1977, S.202-211]. Описанный процесс является дорогостоящим, кроме того, отвержденный цементом осадок является твердым монолитным материалом, которому сложно найти применение.
Наиболее близким техническим решением является способ обработки загрязненного грунта, загрязненного различными органическими и неорганическими загрязнителями, например тяжелыми металлами, нефтепродуктами и т.п., заключающийся в том, что обработку осуществляют внесением в грунт глауконитсодержащего сорбента до достижения заданной концентрации загрязняющего вещества в грунте (патент РФ №2296016, МПК В09С 1/08, опубл. 27.03.2007 г.). Недостатком данного способа является то, что трудно найти мелиоранты, способные одинаково эффективно осуществлять иммобилизацию разных тяжелых металлов. Поэтому недостатком известного способа является то, что детоксикация проводится не в полном объеме, не используются другие мелиоранты-стабилизаторы, уменьшающие подвижность тяжелых металлов в обрабатываемом объекте детоксикации.
Задача, решаемая изобретением, - утилизаця гальванических шламов, отходов машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности, содержащих ионы тяжелых металлов (марганец, хром, ванадий, медь, никель, кобальт, кадмий, свинец и др.).
Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как способ получения минерального композита из гальванических шламов, отходов машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности, содержащих ионы тяжелых металлов (марганец, хром, ванадий, медь, никель, кобальт, кадмий, свинец и др.) путем перевода тяжелых металлов в неподвижную форму, и отличительных существенных признаков, таких как предварительно увлажненные до не менее 80% гальванические шламы, отходы машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности, подвергают взаимодействию при комнатной температуре и периодическом перемешивании в течение не менее 10 часов с органо-минеральным составом, включающим глауконит, предварительно измельченный до фракции от 0,01 до 0,1 мм, и гуминовые кислоты, взятые в соотношении, вес.%: глауконит 97-99,5, гуминовые кислоты 0,5-3,0.
Согласно п.2 формулы изобретения количество органо-минерального состава определяют лабораторно-расчетным методом, с учетом получения минерального композита не ниже 4 класса опасности.
Ниже приводится обоснование существенности признаков и условий проведения процесса.
Использование в качестве мелиоранта-стабилизатора только глауконита без смеси с гуминовыми кислотами возможно, но необходимое время достижения цели изобретения составляет более суток, а использование органо-минерального состава позволяет сократить время реакции до 10 часов. Увлажнение гальванического шлама, отходов машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности до 80% является оптимальным, так как при меньшей влажности затрудняется перемешивание и уменьшается скорость взаимодействия отходов с органо-минеральным составом. Так как глауконит является сорбентом с развернутой поверхностью, то при увеличении размера частиц его сорбционная способность снижается, поэтому фракция 0,01-0,1 мм является оптимальной.
Вышеперечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат - сокращение времени процесса, полное обезвреживание тяжелых металлов в конечном продукте - минеральном композите, пригодном для использования в качестве изолирующего материала на полигонах ТБО, изолирующего слоя на дорожные покрытия или в качестве компонента для изготовления асфальта.
Способ осуществляют следующим образом: гальванические шламы, отходы машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности засыпаются в емкость с устройством для смешивания, увлажняются до достижения влажности не менее 80%, смешивают при комнатной температуре с сорбционным препаратом, состоящим из смеси природного сорбента глауконита, измельченным до фракции 0,01-0,1 мм, и гуминовых кислот в весовых соотношениях от 99,5 к 0,5 до 97 к 3. Так как гальванические шламы, отходы машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности от разных предприятий содержат разное количество ионов тяжелых металлов, то количество добавляемого препарата определяется лабораторно-расчетным методом чтобы образующийся минеральный композит имел класс опасности по МПР не ниже 4 в соответствии с приказом Министерства природных ресурсов РФ №511 от 15.06.2001 г. об утверждении критериев отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды. Время пребывания веществ в смесительной емкости - не менее 10 часов при периодическом перемешивании.
Изобретение иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
Проводили заявляемым способом получение минерального композита путем обработки при комнатной температуре сорбционным препаратом предварительно увлажненного до не менее 80% гальванического шлама 3 класса опасности по МПР, имеющего следующий состав: СаSO4 - 41,1%; CaO - 12,78%; Аl2О3 - 2,77%; Fе2O3 - 3,17%; К2О - 0,03%; SiO2 - 3,3%; MgO - 0,7%; Na2O - 0,45%; MnO2 - 0,1%; Р2О5 - 1,54%; AgO - 0,00017%; СrО3 -8,64%; NiO - 0,54%; CuO - 0,97%; ZnO - 0,32%; CoO - 0,01%; CdO - 0,07%; PbO - 0,06%; BaO - 0,05%; В2O3 - 0,05%. При добавлении сорбционного препарата состава, вес.%: глауконит - 97,0 (предварительно измельченный до фракции от 0,01-0,1 мм), гуминовые кислоты 3,0 в количестве 10% от массы гальванического шлама, выдержке в смесительной емкости в течение 10 часов и периодическом перемешивании, получили минеральный композит, который исследовали на класс опасности. Констатировали отсутствие острого токсического действия водной вытяжки минерального композита на дафний при концентрации 5% и при всех последующих разбавлениях. Гибель дафний при данной концентрации не превысила 10%. В соответствии с «Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды» (Утверждены приказом МПР РФ от 15 июня 2001 г., №511) полученный минеральный композит относится к 4 классу опасности.
Пример 2
Проводили заявляемым способом получение минерального композита путем обработки при комнатной температуре сорбционным препаратом предварительно увлажненного до не менее 80% отхода металлургической промышленности 3 класса опасности по МПР, имеющего следующий состав: V2O5 - 3,58%; МnO2 - 10,1%; СаО - 30%; Fе2О3 - 0,62%; MgO - 1,03%; TiO2 - 0,5%; Аl2O3 - 0,12%. При добавлении сорбционного препарата состава, вес.%: глауконит - 95,5 (предварительно измельченный до фракции от 0,01-0,1 мм), гуминовые кислоты 0,5 в количестве 15% от массы гальванического шлама, при выдержке в смесительной емкости в течение 10 часов при периодическом перемешивании получился минеральный композит, который исследовали на класс опасности. Констатировали отсутствие острого токсического действия водной вытяжки минерального композита на дафний при концентрации 5% и при всех последующих разбавлениях. Гибель дафний при данной концентрации не превысила 10%. В соответствии с «Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды» (Утверждены приказом МПР РФ от 15 июня 2001 г., №511) полученный минеральный композит относится к 4 классу опасности.
Пример 3
Проводили заявляемым способом получение минерального композита путем обработки при комнатной температуре сорбционным препаратом предварительно увлажненного до не менее 80% отхода металлургической промышленности 3 класса опасности по МПР, имеющего следующий состав: V2O5 - 4%; МnO - 20%; СаО - 20%; Fе2О3 - 2%; MgO - 3%; TiO2 - 0,6%; Аl2O3 - 0,3%; SiO2 - 3%. При добавлении сорбционного препарата состава, вес.%: глауконит - 98,25 (предварительно измельченный до фракции от 0,01-0,1 мм), гуминовые кислоты 1,75 в количестве 10% от массы гальванического шлама, при выдержке в смесительной емкости в течение 10 часов при периодическом перемешивании, получился минеральный композит, который исследовали на класс опасности. Констатировали отсутствие острого токсического действия водной вытяжки минерального композита на дафний при концентрации 5% и при всех последующих разбавлениях. Гибель дафний при данной концентрации не превысила 10%. В соответствии с «Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды» (Утверждены приказом МПР РФ от 15 июня 2001 г., №511) полученный минеральный композит относится к 4 классу опасности.
Способ прост, а в процессе обработки токсичных гальванических шламов, отходов машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности образуется нетоксичный продукт - минеральный композит, представляющий собой однородную массу темно-коричневого цвета.
Данное описание и примеры рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.
Claims (2)
1. Способ получения минерального композита из гальванических шламов, отходов машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности, содержащих ионы тяжелых металлов, например марганец, хром, ванадий, медь, никель, кобальт, кадмий, свинец, путем перевода тяжелых металлов в неподвижную форму, отличающийся тем, что предварительно увлажненные до не менее 80% гальванические шламы, отходы машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности подвергают взаимодействию при комнатной температуре и периодическом перемешивании в течение не менее 10 часов с органо-минеральным составом, включающим глауконит, предварительно измельченный до фракции от 0,01 до 0,1 мм и гуминовые кислоты, взятые в соотношении, вес.%: глауконит 97-99,5, гуминовые кислоты 0,5-3,0.
2. Способ по п.1 отличающийся тем, что количество органо-минерального состава берут в пределах 15% от массы гальванического шлама.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013101430/13A RU2517226C1 (ru) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | Способ получения минерального композита |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013101430/13A RU2517226C1 (ru) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | Способ получения минерального композита |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2517226C1 true RU2517226C1 (ru) | 2014-05-27 |
Family
ID=50779416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013101430/13A RU2517226C1 (ru) | 2013-01-10 | 2013-01-10 | Способ получения минерального композита |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2517226C1 (ru) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1682338A1 (ru) * | 1989-01-03 | 1991-10-07 | Научно-Исследовательский Институт Строительной Керамики | Способ приготовлени цементного сырьевого шлама |
| UA7739U (en) * | 2004-10-01 | 2005-07-15 | I I Mechnykov Odesa Nat Univer | A method for reprocessing sludges being formed in the baths of the pieces galvanic hot chroming |
| RU2296016C1 (ru) * | 2005-08-19 | 2007-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Органикс-Кварц" | Способ детоксикации загрязненного грунта |
| UA49172U (ru) * | 2009-09-14 | 2010-04-26 | Национальный горный университет | Способ определения коэффициента основного сопротивления движению шахтной вагонетки |
-
2013
- 2013-01-10 RU RU2013101430/13A patent/RU2517226C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU1682338A1 (ru) * | 1989-01-03 | 1991-10-07 | Научно-Исследовательский Институт Строительной Керамики | Способ приготовлени цементного сырьевого шлама |
| UA7739U (en) * | 2004-10-01 | 2005-07-15 | I I Mechnykov Odesa Nat Univer | A method for reprocessing sludges being formed in the baths of the pieces galvanic hot chroming |
| RU2296016C1 (ru) * | 2005-08-19 | 2007-03-27 | Общество с ограниченной ответственностью "Органикс-Кварц" | Способ детоксикации загрязненного грунта |
| UA49172U (ru) * | 2009-09-14 | 2010-04-26 | Национальный горный университет | Способ определения коэффициента основного сопротивления движению шахтной вагонетки |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Li et al. | Comparison of reactive magnesia, quick lime, and ordinary Portland cement for stabilization/solidification of heavy metal-contaminated soils | |
| Hale et al. | Effects of cement or lime on Cd, Co, Cu, Ni, Pb, Sb and Zn mobility in field-contaminated and aged soils | |
| Shabalala et al. | Pervious concrete reactive barrier for removal of heavy metals from acid mine drainage− column study | |
| Gao et al. | Investigation into the semi-dynamic leaching characteristics of arsenic and antimony from solidified/stabilized tailings using metallurgical slag-based binders | |
| Li et al. | Co-treatment of gypsum sludge and Pb/Zn smelting slag for the solidification of sludge containing arsenic and heavy metals | |
| US5439318A (en) | Cementitious encapsulation of waste materials and/or contaminated soils containing heavy metals to render them immobile | |
| Çoruh et al. | Use of fly ash, phosphogypsum and red mud as a liner material for the disposal of hazardous zinc leach residue waste | |
| Kim et al. | A simultaneous stabilization and solidification of the top five most toxic heavy metals (Hg, Pb, As, Cr, and Cd) | |
| Gupta et al. | Investigation of characteristics and leaching behavior of coal fly ash, coal fly ash bricks and clay bricks | |
| Bhatnagar et al. | Vanadium removal from water by waste metal sludge and cement immobilization | |
| Lima et al. | Assessing fly ash treatment: Remediation and stabilization of heavy metals | |
| Yang et al. | Immobilization persistence of Cu, Cr, Pb, Zn ions by the addition of steel slag in acidic contaminated mine soil | |
| AU2010226892B2 (en) | Remediation composition comprising alum sludge | |
| Koseoglu et al. | Encapsulating fly ash and acidic process waste water in brick structure | |
| CN107418582A (zh) | 一种重金属固化稳定化药剂及使用方法 | |
| Silva et al. | Small hazardous waste generators in developing countries: use of stabilization/solidification process as an economic tool for metal wastewater treatment and appropriate sludge disposal | |
| US10850256B2 (en) | Insolubilizing agent for specific toxic substances, method for insolubilizing specific toxic substances using same, and soil improving method | |
| Yang et al. | Leaching of metals from asphalt pavement incorporating municipal solid waste incineration fly ash | |
| CN104927871A (zh) | 一种重金属稳定剂及使用该重金属稳定剂稳定化土壤重金属的方法 | |
| Sithole et al. | Fixed bed column studies for decontamination of acidic mineral effluent using porous fly ash-basic oxygen furnace slag based geopolymers | |
| Ruj et al. | Treatment of arsenic sludge generated from groundwater treatment plant: A review towards a sustainable solution | |
| Litvinova | Organo-mineral additives based on oil and gas complex waste to building materials | |
| Li et al. | Solidification/stabilization of lead‐contaminated soil using cement and waste phosphorus slag | |
| Pallewatta et al. | Reprocessed construction and demolition waste as an adsorbent: An appraisal | |
| Yang et al. | Simultaneous stabilization/solidification of arsenic in acidic wastewater and tin mine tailings with synthetic multiple solid waste base geopolymer |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190111 |