RU2665440C2 - Способ получения магнитного сорбента - Google Patents
Способ получения магнитного сорбента Download PDFInfo
- Publication number
- RU2665440C2 RU2665440C2 RU2017101763A RU2017101763A RU2665440C2 RU 2665440 C2 RU2665440 C2 RU 2665440C2 RU 2017101763 A RU2017101763 A RU 2017101763A RU 2017101763 A RU2017101763 A RU 2017101763A RU 2665440 C2 RU2665440 C2 RU 2665440C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sorbent
- magnetic
- dust
- magnetite
- obtaining
- Prior art date
Links
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 13
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 15
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 13
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 11
- 210000003608 fece Anatomy 0.000 claims abstract description 10
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000029087 digestion Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000571 coke Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000002916 wood waste Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000003245 coal Substances 0.000 claims abstract description 5
- -1 fines Substances 0.000 claims abstract description 5
- 239000010871 livestock manure Substances 0.000 claims description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 20
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 6
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 239000003209 petroleum derivative Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 description 6
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 description 6
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 3
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 3
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 3
- 241000283690 Bos taurus Species 0.000 description 2
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 2
- 238000010410 dusting Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K iron trichloride Chemical compound Cl[Fe](Cl)Cl RBTARNINKXHZNM-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 2
- 239000012762 magnetic filler Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910021578 Iron(III) chloride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000908 ammonium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002817 coal dust Substances 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 1
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical compound [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000359 iron(II) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 244000144972 livestock Species 0.000 description 1
- 239000010841 municipal wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 238000004065 wastewater treatment Methods 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
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
- B01J20/30—Processes for preparing, regenerating, or reactivating
- B01J20/3028—Granulating, agglomerating or aggregating
-
- 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
- B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
- B01J20/24—Naturally occurring macromolecular compounds, e.g. humic acids or their derivatives
-
- 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
- B01J20/3078—Thermal treatment, e.g. calcining or pyrolizing
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Treatment Of Sludge (AREA)
Abstract
Изобретение относится к производству сорбентов для очистки водных сред и твердых поверхностей от нефти и нефтепродуктов. Предложен способ получения магнитного сорбента. Осуществляют смешение древесных отходов в виде опилок, стружки, пыли или угольных и коксовых отходов в виде шлама, мелочи, пыли со связующим, представляющим собой навоз, или помет, или активный ил, взятых в исходном состоянии или после анаэробного сбраживания, и с магнетитом. Полученную смесь гранулируют. Производят карбонизацию гранул при 400-800°С. Технический результат заключается в получении сорбента с большей поглотительной способностью и плавучестью, а также расширение сырьевой базы для получения магнитных сорбентов. 4 пр.
Description
Изобретение относится к области охраны окружающей среды и может быть использовано для очистки водных сред и твердых поверхностей от нефти и нефтепродуктов и других углеводородных продуктов.
Известен способ получения магнитного композиционного сорбента [RU 2547496, 10.04.2015]. Полученный продукт содержит в своем составе магнитный наполнитель, и обладает магнитными свойствами и повышенной сорбционной емкостью.
Однако известный композиционный сорбент предназначен в основном для сбора (удаления) тяжелых металлов и радионуклидов в загрязненных средах.
Найден способ получения графитового сорбента [RU 2134155, 10.08.1999], включающий использование для создания магнитного сорбента графита и органической жидкости.
Недостатками указанного способа является потенциальная опасность используемых органических жидкостей для живых организмов водоемов и почв, а также дороговизна основного компонента - графита.
Известен также способ получения сорбента с магнитными свойствами для сбора нефтепродуктов с водной поверхности [RU 2518586, 10.06.2014]. Полученный продукт обладает магнитными свойствами за счет включения в его состав железосодержащих отходов металлургического производства.
Недостатком этого способа является низкая сорбционная емкость сорбента, наличие в составе сорбента ПАВ, что может привести к вторичному загрязнению водной поверхности.
Существует другой способ получения порошкообразного магнитного сорбента для сбора нефти, масел и других углеводородов [RU 2462303, 27.09.2012], включающий применение ферромагнетиков железной руды в виде Fe3O4 и/или Fe2O3.
Недостатком этого способа является применение сорбента в порошкообразном виде из-за чего возможно запыление атмосферы, а также низкая сорбционная емкость сорбента.
Известен способ магнитной конгломерации нефтяных загрязнений водной поверхности и устройство для его реализации [RU 2000119194, 10.07.2002], который включает смешение углеродсодержащего сырья с магнитными наполнителями, карбонизацию в интервале температур 400-800°С.
Недостатком известного технического решения, является применение карбонизата опилок в качестве углеродной части магнитного сорбента. Наличие мелких пылящих частиц в полученном сорбенте может вызвать запыленность атмосферы над очищаемой поверхностью, что затрудняет дальнейшую работу и опасно с точки зрения экологии.
Наиболее близким техническим решением того же назначения к заявляемому по совокупности признаков является способ [Квашевая Е.А., Ушакова Е.С. Применение высокодисперсных коллоидов ферромагнетиков для повышения эффективности действия сорбентов жидких углеводородов // Сборник материалов Международной научно-практической конференции "Современные тенденции развития науки и производства". - Кемерово, 2014. - С. 59-62], включающий смешение углеродсодержащего сырья (древесных отходов) со связующим (отходами животноводческих предприятий), гранулирование, карбонизацию и смешение с магнетитом.
Недостатком указанного технического решения, принятого за прототип, является нанесение магнетита на готовый немагнитный сорбент, что, во-первых, способствует закупориванию магнетитом части внешних пор, имеющихся в немагнитном сорбенте; во-вторых, при механическом воздействии на намагниченный сорбент магнетит отшелушивается, что может создать при нанесении запыленность атмосферы, а при попадании в водоем загрязнение дна за счет оседания (плотность магнетита не ниже 4900 кг/м3).
Задачей изобретения является получение гранулированного магнитного сорбента для очистки водных сред и твердых поверхностей от нефти и нефтепродуктов и других углеводородных продуктов.
Технический результат заявляемого изобретения - в увеличении нефтеемкости и плавучести магнитного сорбента; уменьшения вторичного негативного влияния сорбента на окружающую среду; расширении сырьевой базы для получении магнитных сорбентов.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения магнитного сорбента, включающем смешение древесных отходов в виде опилок, стружки, пыли или угольных и коксовых отходов в виде шлама, мелочи, пыли со связующим, представляющим собой навоз, или помет, или активный ил, взятые в исходном состоянии или после анаэробного сбраживания с магнетитом и карбонизацию в интервале температур 400-800°С, согласно изобретению исходные компоненты предварительно смешивают, гранулируют, после чего подвергают карбонизации.
Увеличение плавучести и нефтеемкости готового продукта достигается нахождением магнетита не на поверхности магнитного сорбента, а внутри карбонизированного углеродсодержащего материала, который по природе имеет сродство с углеводородными материалами (нефтью, маслами и т.д.) и при этом гидрофобен. Так как магнетит располагается внутри гранулы магнитного сорбента, то не может вызвать при отшелушивании запыленность атмосферы и загрязнение дна водоема, следовательно, уменьшается вторичное негативное влияние сорбента на окружающую среду. Расширение сырьевой базы для получения магнитного сорбента достигается возможностью применения не только древесных отходов в виде опилок, стружки, пыли, а также угольных и коксовых отходы в виде шлама, мелочи, пыли, а в качестве связующего - навоз, или помет, или активный ил, взятые в исходном состоянии или после анаэробного сбраживания.
Предлагаемый способ заключается в том, что древесные отходы в виде опилок, стружки, пыли, а также угольные и коксовые отходы в виде шлама, мелочи, пыли смешивают с магнетитом, полученным различными методами, и связующим (навоз, или помет, или активный ил, взятые в исходном состоянии или после анаэробного сбраживания), гранулируют и карбонизируют при температуре 400-800°С.
Примерами применения предлагаемого способа может служить:
Пример 1. 60 г опилок тщательно смешивали с 5 г магнетита, после чего вводили 40 г остатка после анаэробного сбраживания навоза крупного рогатого скота. Смесь гранулировали до размера 2-10 мм, высушивали в электросушильном шкафу. Полученные сухие гранулы карбонизировали в собственной атмосфере при температуре 600°С в течение 30 минут. Выход магнитного сорбента составил 63,7 мас.%, нефтеемкость 4,3 г/г, плавучесть более 7 дней.
Пример 2. 7 г древесной пыли перемешивали с 12 г магнетита, полученного по реакции Элмора смешением сульфата железа(II) и хлорида железа(III) в среде гидроксида аммония. В полученную смесь вводили 50 г активного ила городских очистных сооружений и направляли на грануляцию для получения гранул 10-20 мм. После сушки гранулы карбонизировали при температуре 500°С в течение 60 минут. Выход продукта составил 82,5 мас.%, нефтеемкость равна 6,2 г/г при плавучести более 5 дней.
Пример 3. 10 г коксовой пыли и 7 г магнетита смешивали с 40 г остатка после анаэробного сбраживания птичьего помета и гранулировали с получением гранул 5-10 мм. После сушки гранулы карбонизировали при температуре 400-500°С в течение 30 минут. Выход продукта составил 90,0 мас.%, нефтеемкость равна 6,0 г/г при плавучести более 5 дней.
Пример 4. 10 г угольной мелочи пыли и 5 г магнетита смешивали с 40 г остатка после анаэробного сбраживания навоза крупного рогатого скота и 20 г птичьего помета. В результате гранулирования получаем гранулы 10-20 мм, которые после сушки направляли на карбонизацию при температуре 700-800°С в течение 0 минут. Средний выход продукта составил 75,3 мас.%, нефтеемкость равна 5,5 г/г при плавучести более 7 дней.
Заявляемый способ позволяет получить из широкого ассортимента сырья магнитный сорбент с повышенными характеристика нефтеемкости и плавучести, который при очистке водных сред и твердых поверхностей от нефти и нефтепродуктов и других углеводородных продуктов, не оказывает вторичного негативного влияния на окружающую среду.
Claims (1)
- Способ получения магнитного сорбента, включающий смешение древесных отходов в виде опилок, стружки, пыли или угольных и коксовых отходов в виде шлама, мелочи, пыли со связующим, представляющим собой навоз, или помет, или активный ил, взятых в исходном состоянии или после анаэробного сбраживания, и с магнетитом, и карбонизацию в интервале температур 400-800°С, отличающийся тем, что вначале все исходные компоненты смешивают, гранулируют, после чего подвергают карбонизации.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017101763A RU2665440C2 (ru) | 2017-01-19 | 2017-01-19 | Способ получения магнитного сорбента |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017101763A RU2665440C2 (ru) | 2017-01-19 | 2017-01-19 | Способ получения магнитного сорбента |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2017101763A3 RU2017101763A3 (ru) | 2018-07-19 |
| RU2017101763A RU2017101763A (ru) | 2018-07-19 |
| RU2665440C2 true RU2665440C2 (ru) | 2018-08-29 |
Family
ID=62914554
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017101763A RU2665440C2 (ru) | 2017-01-19 | 2017-01-19 | Способ получения магнитного сорбента |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2665440C2 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308890B6 (cs) * | 2020-09-01 | 2021-08-04 | ORLEN UniCRE a.s. | Způsob výroby hydrofobního magnetického sorbentu |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112354516B (zh) * | 2020-10-26 | 2021-10-29 | 哈尔滨工业大学 | 一种污泥制备磁性污泥基生物炭材料的方法及其应用 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445156C1 (ru) * | 2011-01-11 | 2012-03-20 | Учреждение Российской академии наук Институт химии и химической технологии Сибирского отделения РАН (ИХХТ СО РАН) | Способ получения ферромагнитного углеродного адсорбента |
| RU2547740C2 (ru) * | 2013-04-30 | 2015-04-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Биохимической Физики Им. Н.М. Эмануэля Российской Академии Наук (Ибхф Ран) | Способ получения ферромагнитного углеродного сорбента |
-
2017
- 2017-01-19 RU RU2017101763A patent/RU2665440C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2445156C1 (ru) * | 2011-01-11 | 2012-03-20 | Учреждение Российской академии наук Институт химии и химической технологии Сибирского отделения РАН (ИХХТ СО РАН) | Способ получения ферромагнитного углеродного адсорбента |
| RU2547740C2 (ru) * | 2013-04-30 | 2015-04-10 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Биохимической Физики Им. Н.М. Эмануэля Российской Академии Наук (Ибхф Ран) | Способ получения ферромагнитного углеродного сорбента |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| БАГЛАЕВА М.С. Локализация разливов нефтепродуктов в водоёмах углеродными сорбентами. Экология и безопасность в техносфере: современные проблемы и пути решения. Сб. трудов ВНПК молодых учёных, аспирантов и студентов, Юрга, 2014, с. 298-301. * |
| КВАШЕВАЯ Е.А. Применение высокодисперсных коллоидов ферромагнетиков для повышения действия сорбентов жидких углеводородов. Современные тенденции развития науки и производства. Сб. материалов Международной научно-практической конф., Кемерово, т. 3, 2014, с. 59-62. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CZ308890B6 (cs) * | 2020-09-01 | 2021-08-04 | ORLEN UniCRE a.s. | Způsob výroby hydrofobního magnetického sorbentu |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2017101763A3 (ru) | 2018-07-19 |
| RU2017101763A (ru) | 2018-07-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Zhou et al. | Towards sustainable coal industry: Turning coal bottom ash into wealth | |
| Monisha et al. | Green remediation of pharmaceutical wastes using biochar: a review | |
| Panda et al. | Heavy metal removal from water by adsorption using a low-cost geopolymer | |
| Rashidi et al. | Overview on the potential of coal-based bottom ash as low-cost adsorbents | |
| Sadegh et al. | Low-cost materials with adsorption performance | |
| KR20160054938A (ko) | 인산 활성화된 계분 유래 바이오차 및 이를 이용한 납의 제거방법 | |
| Cao et al. | Preparation and characteristics of bentonite–zeolite adsorbent and its application in swine wastewater | |
| RU2665440C2 (ru) | Способ получения магнитного сорбента | |
| Adeleke et al. | Remediation of raw wastewater of palm oil mill using activated cow bone powder through batch adsorption | |
| Maiti et al. | Adsorptive remediation of azo dye contaminated wastewater by ZnCl2 modified bio-adsorbent: Batch study and life cycle assessment | |
| Usman et al. | Recent trends in the use of fly ash for the adsorption of pollutants in contaminated wastewater and soils: Effects on soil quality and plant growth | |
| Aimikhe et al. | An overview of the applications of periwinkle (Tympanotonus fuscatus) shells | |
| Akpomie et al. | Enhanced surface properties, hydrophobicity, and sorption behavior of ZnO nanoparticle–impregnated biomass support for oil spill treatment | |
| Gąsior et al. | Biochar application in the mercury ions adsorption from aqueous solutions | |
| Altunkaynak et al. | Adsorption of lead (II) ions on kaolinite from aqueous solutions: isothermal, kinetic, and thermodynamic studies | |
| Khaksar Najafi et al. | Compositional effects of clay–fly ash geopolymers on the sorption process of lead and zinc | |
| Pipíška et al. | Assessment of pyrogenic carbonaceous materials for effective removal of radiocesium | |
| Lin et al. | Calcium oxide-modified activated sludge as a low-cost biomass adsorbent for Cd (II) removal in aqueous solution: biosorption behavior and mechanism | |
| Malakootian et al. | Investigation of ammonium ion adsorption onto regenerated spent bleaching earth: Parameters and equilibrium study. | |
| Samaraweera et al. | Sustainable phosphate removal using Mg/Ca-modified biochar hybrids: Current trends and future outlooks | |
| JP6868283B2 (ja) | 環境浄化用粉体及びその製造方法、並びに環境浄化用成形物 | |
| Taoufiq et al. | Characterization and Application of Solid Waste in the Adsorption of Heavy metals | |
| Adetoro et al. | Treatment effect on reactivity of metakaolin using Azadirachta indica bark activated carbon | |
| Bentil et al. | Application of locally produced activated carbons for petroleum produced water treatment | |
| Akanji | Synthesis and Characterization of Clay-Biochar Composites Check for updates Mutair A. Akanji, Hamed A. Al-Swadi, Mohammed Awad Mousa Mousa, Muhammad Usama, Munir Ahmad, Nahrir MA Lubis, Abdullah SF Al-Farraj, and Mohammad I. Al-Wabel |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190120 |