WO2012134341A1 - Method for producing a granulated sorbent - Google Patents

Method for producing a granulated sorbent Download PDF

Info

Publication number
WO2012134341A1
WO2012134341A1 PCT/RU2011/001027 RU2011001027W WO2012134341A1 WO 2012134341 A1 WO2012134341 A1 WO 2012134341A1 RU 2011001027 W RU2011001027 W RU 2011001027W WO 2012134341 A1 WO2012134341 A1 WO 2012134341A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
glauconite
granules
magnetic
fraction
binder
Prior art date
Application number
PCT/RU2011/001027
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Виктор Геннадиевич СЕРЖАНТОВ
Original Assignee
Serzhantov Viktor Gennadievich
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 Serzhantov Viktor Gennadievich filed Critical Serzhantov Viktor Gennadievich
Priority to UAA201312771A priority Critical patent/UA106334C2/en
Priority to EA201300552A priority patent/EA023487B1/en
Priority to AU2011363658A priority patent/AU2011363658C1/en
Publication of WO2012134341A1 publication Critical patent/WO2012134341A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/81Solid phase processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D53/00Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/02Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/02Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material
    • B01J20/10Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising inorganic material comprising silica or silicate
    • B01J20/16Alumino-silicates
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3021Milling, crushing or grinding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3028Granulating, agglomerating or aggregating
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/30Processes for preparing, regenerating, or reactivating
    • B01J20/3042Use of binding agents; addition of materials ameliorating the mechanical properties of the produced sorbent
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2251/00Reactants
    • B01D2251/30Alkali metal compounds
    • B01D2251/306Alkali metal compounds of potassium
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2253/00Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
    • B01D2253/10Inorganic adsorbents
    • B01D2253/106Silica or silicates

Definitions

  • the invention relates to a technology for the production of sorbents, in particular, to methods for producing a binder from natural glauconite for the manufacture of granular sorbents intended for use as a filtering and sorption filling, capable of replacing activated carbon, anionic cationic resins, reverse osmosis membranes, and can be used with purification of drinking water and industrial effluents from technogenic pollutants (heavy metals, oil products, organics, pesticides, radionuclides, etc.), purification and gases of harmful emissions into the atmosphere, including the exhaust gases from vehicles.
  • technogenic pollutants heavy metals, oil products, organics, pesticides, radionuclides, etc.
  • a known method for producing granular sorbent comprising mixing calcium oxide or carbonate and aluminum oxide, calcining the mixture at a temperature of 1300-1700 ° C, grinding, adding carbonate or calcium oxide to it in a mixture with 0.3-4 wt.% Mineral fiber, and the ratio of fiber length to its diameter is taken to be 50-500, the resulting mixture is further milled, then granulated, then subjected to hydrothermal treatment and then heat treatment (see RF patent for invention J b 2006285, IPC B 01 J 20/04, publ. 30.01 .1994 g.).
  • the disadvantage of this method is the complexity of the process, since in the process of its implementation it is necessary to calcinate the mixture at high temperature and its hydrothermal treatment.
  • the granular sorbent obtained by a known method has a narrow spectrum of use, since it can only adsorb metal anions without adsorbing organic compounds, which narrows the scope of its application.
  • the initial component used as a natural binder in the preparation of combined granules (granular sorbent) according to the invention is glauconite.
  • glauconite is a clay mineral of variable composition with a high content of ferrous and trivalent iron, calcium, magnesium, potassium, phosphorus, which, as a rule, contains more than twenty trace elements, including copper, silver, nickel, cobalt, manganese, zinc, molybdenum, arsenic, chromium, tin, beryllium, cadmium, and others. All of them are in easily removable form of exchangeable cations, which replaced by abundant elements in the environment.
  • glauconite is characterized by a low percentage of desorption (removal from liquids or solids of substances absorbed by adsorption or absorption) and prolonged action, high heat capacity, plasticity, etc.
  • a known method of converting glauconite characterized by a radically large sorption capacity when water is softened and capable of recovery with less salt.
  • the method is carried out by heating glauconite to temperatures above 454 ° C for a period of time sufficient to radically change the granules chemically and physically, including removing most of the water, with a large increase in porosity and sorption capacity and subsequent treatment with a hot concentrated solution of sodium hydroxide.
  • the disadvantage of this method is that the treatment of glauconite with a hot concentrated solution of sodium hydroxide complicates and increases the cost of converting glauconite, which is used narrowly to soften water, and also significantly reduces the sorption potential relative to other pollutants, since glauconite obtained by the known method can partially absorb heavy metals, but will not be able to fully absorb organic compounds, which narrows the scope of its application.
  • a known method of restoring glauconite in the form of pure unchanged natural grains of normal composition which includes sorting and mechanical cleaning of glauconite ("green sand") in a series of consecutive water flows and chemical solutions to remove absorbed and adsorbed impurities.
  • glauconite green sand
  • In the preparation of pure, unchanged glauconite there is water that sorts and thoroughly cleans caustic soda, sodium silicate, acids, removes to the end a rough, oversized material.
  • caustic soda, sodium silicate, acids removes to the end a rough, oversized material.
  • normal granular glauconite remains without random absorbed or adsorbed foreign materials (see U.S. Patent No. J57 ° 1757374, IPC C 01B 33/46, C 01B 33/00, publ. 05/06/1930).
  • Known methods for granulating glauconite with preliminary mixing with various types of binder For example, there is a known method for producing granular glauconite (options), according to which natural glauconite is dried, sieved, quartz impurities are removed, then crushed, re-sieved with a fraction of less than 40 microns and a binder additive is introduced, in the first embodiment, a zirconia sol, and in the second embodiment, aluminophosphate sol, after granulation, the product is dried, subjected to heat treatment, cooled to 40-50 ° C and packaged (see RF patent for invention J4 ° 2348453, IPC B 01J 20/12, B 01J 20/30, publ. March 10, 2009).
  • the disadvantage of this method is the need to use a third-party binder, which complicates the technology for producing glauconite granules, increases energy consumption, reduces sorption capacity. As a result, the cost of the final product increases due to the high price of the third-party binder, which ultimately greatly affects the competitiveness of the product and narrows its scope.
  • the closest in technical essence to the proposed invention is a known method for producing granular nanosorbent, comprising mixing the starting components with subsequent addition of water to form a plastic mass, granulating the mass, heat treatment of the obtained granules with their subsequent cooling, while bentonite clay, thermally expanded carbon and glauconite are used as initial components in the following ratio of components, wt.%: bentonite clay - 10-40, glauconite - 10-50, thermally expanded carbon - 10-60, while the heat treatment involves drying the granules with infrared radiation at at a temperature of 70-150 ° C and microwave heating of granules previously placed in a closed thermally insulating volume of quartz ceramics to a temperature of not more than 1000 ° C (see RF application for a patent for invention M> 2009126840/05, IPC B 01J 20/20 , 01J 20/16, 82V 3/00, publ. 20 .01.2011).
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a granular sorbent based on a binder from glauconite.
  • the technical result achieved in solving this problem is to increase the sorption ability and capacity of the granular sorbent by using the magnetic fraction of glauconite as a binder.
  • the specified technical result is achieved by the fact that in the method for producing granular sorbent, including preheating and sifting of glauconite sand, granulating the mass, firing the obtained granules with their subsequent cooling, packaging of the finished product, according to the invention, the separation of glauconite by magnetic separation into magnetic and non-magnetic fractions, grinding the magnetic fraction of glauconite, mixing the ground magnetic fraction of glauconite with water to form a plastic mass, drying the obtained granules after the granulation, crushing of granules, sieving the granules with a release required granulometric composition.
  • the concentration of glauconite in the magnetic fraction of glauconite is at least 95%. It is also advisable that the grinding of the magnetic fraction of glauconite was carried out to obtain particle sizes of glauconite from 1 to 100 microns.
  • Glauconite in its structural and geochemical properties is a mineral raw material for multipurpose use.
  • untreated glauconite sand as a sorbent seems impossible due to peptization of the clay fraction of glauconite.
  • Glauconite sand comes from a quarry wet or frozen crumpled, etc., and contains various debris in the form of roots from grass, flask, etc., therefore it is preheated (dried), and the temperature in the range from 70 to 100 ° C.
  • the main condition for this should be that the sand is dry and easily sifted through a sieve to separate mechanical impurities and flask.
  • the sieve can be with cells from 0.8 to 0.25 mm, while the main condition is that the fraction of glauconite is sieved, and the maximum fraction of glauconite should be from 0.65 mm and below.
  • the composition of glauconite ore depends on the deposit, while the concentration of glauconite in the ore can be from 15 to 75%, the rest is ballast in the form of quartz, feldspar, etc.
  • Glauconite can be magnetized at high magnetic field strengths. By passing glauconite ore through a magnetic separator, glauconite is separated from the ballast fraction.
  • Availability iron in glauconite indicates a high concentration of glauconite. This can be seen from table 1, which shows the element-by-element composition of the separated by magnetic separation of glauconite into magnetic and non-magnetic fractions. From table 1 it is also seen that in the magnetic fraction of iron is much more than in non-magnetic. Thus obtained mixture with a concentration of glauconite in the separated magnetic fraction of glauconite is at least 95%.
  • the grinding of the magnetic fraction is carried out in order to obtain flour from the magnetic fraction for the manufacture of granules (mainly granules need grinding of green earth with fraction sizes ranging from 30 to 50 microns).
  • the ground magnetic fraction is mixed with water until a plastic mass is formed.
  • the granulation of the mass is carried out to obtain granules of cylindrical shape, having a diameter in the size of 0.8 to 100 mm, a length of 50 to 100 mm, which results in “noodles”, which, depending on the dies used, can have a different diameter and length.
  • Granules are needed of various sizes in diameter and length, the resulting "noodles" are dried naturally with a positive ambient temperature of at least 20 ° C to a moisture content of not more than 10%. This is necessary to remove excess moisture before the operation of crushing the resulting "noodles", from which granules of the desired particle size are obtained.
  • the crushing and sieving of granules is carried out to select fractions having a diameter across and in length from 0.8 to 100 mm, since the consumer sizes of granules for water treatment have these granulometric parameters, and the shape of the granules should be irregular, but tending to round.
  • the maximum filtering ability of the final product is achieved by obtaining irregularly rounded granules for any particle size distribution.
  • the pellets are fired in a furnace at a temperature of not more than 650 ° C for no more than 1 hour, since at this temperature the pellets have consumer hardness and when placed in water do not fall apart, but remain solid. Sufficient time for firing can be at least 1 hour.
  • Isolation of the magnetic fraction of glauconite from the total mass allows one to obtain a binder, which is the main material in the manufacture of granular sorbent.
  • a method for producing granules gga based on natural binder glauconite which can be used as a full sorbent.
  • the presence of a ballast fraction and a large percentage of the large fractional composition of glauconite prevent direct granulation of glauconite sand without additives. Therefore, granulation of glauconite in the known technical solutions was carried out using a variety of binders, for example zirconia or bentonite clay, which on the one hand contributed to the normal granulation of glauconite, and on the other hand contributed to a decrease in sorption properties.
  • the proposed technical solution makes it possible to obtain a fraction of glauconite separated by means of magnetic separation and used as a binder in granulation. At the same time, the maximum sorbing effect of the final product for an extended spectrum of pollutants is achieved.
  • Table 2 shows that the sorption of glauconite granules based on a glauconite binder almost three times exceeds the sorption of combined granules with bentonite clay, glauconite and thermally expanded carbon and, therefore, the sorption capacity increases.
  • the invention is illustrated by a photograph showing the morphology of glauconite granules (view of the side surface of a sample of glauconite powder, magnification - 20 kx). Morphology studies were performed using a TESCAN MIRA II LMU scanning electron microscope. The sample consists of glauconite - containing at least 95% of the magnetic fraction of glauconite, made using
  • Microwave expansion has the appearance of elongated structures, light brown in color, solid.
  • the surface of the sample is complex, developed and poststructural.
  • the sample contains interspersed crystalline structure.
  • the proposed method for producing granular sorbent based on natural binder glauconite is as follows.
  • Pre-made binder glauconite base in the form of glauconite flour according to the following technology.
  • the weakly magnetic mineral glauconite is extracted using magnetic separation.
  • ballast fractions quartz, feldspar, non-magnetic glauconite, etc.
  • the separated magnetic glauconite is crushed on any grinding device that allows to obtain glauconite flour fractions from 1 to 100 microns.
  • the obtained glauconite flour of a fraction from 1 to 100 ⁇ m is mixed in a homogenizer with the addition of water until a clay glauconite mass of moisture of at least 28% is obtained, which is used to obtain sorption granules based on natural glauconite.
  • the preparation of granules based on the ground magnetic fraction of glauconite is carried out according to the following technology.
  • the resulting mass is sent to a granulator, from which granules with a diameter of 0.8 to 100 mm, a length of 50 to 100 mm are obtained, which, after leaving the granulator, are naturally dried at a positive ambient temperature of at least 20 ° C with a humidity of not more than 10%.
  • the dried granules are fed to a crusher, where they are transformed into irregularly shaped granules having a cross-sectional dimension of 0.8 to 100 mm and a length also of 0.8 to 100 mm.
  • Granules are sieved through sieves having a size of from 0.8 to 100 mm.
  • the sifted granules are sorted by particle size distribution and sent to the kiln at a temperature of not more than 650 ° C for no more than 1 hour. After heat treatment, the granules are cooled by natural cooling to ambient temperature, then the granules are packed in containers.
  • Defective granules, screenings and flour formed during the crushing operation are sent back to the grinding device, which allows to obtain glauconite flour fraction from 1 to 100 microns. After grinding, glauconite flour is sent to the stage of mixing with water. With this technology, waste is not generated.
  • Glauconite ore which is glauconite sand, is pre-dried at a temperature of not more than 100 ° C until a moisture content of at least 8% throughout the volume is reached. Dried glauconite ore is sifted through sieves of various particle sizes to separate mechanical impurities in the form of grass roots, flasks, etc. from glauconite sand. Sifted glauconite sand is sent for separation, which is carried out on a high-intensity magnetic roller separator SVMI with induction of 1.5 T or a dry magnetic enrichment plant MBSOU-154/200.
  • the magnetic fraction of glauconite is separated from the non-magnetic part, which is a ballast fraction consisting of quartz, feldspar, etc.
  • the separated magnetic glauconite fraction is sent to a grinding device (for example, a centrifugal mill MT-700, manufacturer TZDO, Tula), which allows grinding glauconite to a fraction of not more than 50 microns.
  • Water is added to the ground magnetic fraction of glauconite and the resulting mass is mixed with a homogenizer until a residual moisture content of at least 28% is reached.
  • the resulting mass is sent to a mixing extrusion granulating device of any type to obtain granules with a diameter of 1.4 mm, a length of 80 mm, which is achieved by installing dies with holes with a diameter of 1.4 mm. For other sizes, dies with the required holes are installed.
  • the remaining ballast fraction (quartz, feldspar, etc.) is deposited for use in another technology for obtaining a useful product.
  • the obtained granules are naturally dried at a positive ambient temperature of at least 20 ° C to a moisture content of not more than 10% and are sent to a hammer mill, where they are crushed into smaller fractions having a diameter across from 1.2 to 1.4 mm, sieved and sorted by particle size distribution.
  • granules are fired at a temperature of not more than 650 ° C for 1 hour.
  • the yield of finished granules is 15%.
  • Defective granules, screenings and flour formed during crushing are sent back to the grinding device, which allows to obtain glauconite flour fractions from 1 to 100 microns. After grinding, the resulting glauconite flour is sent to the stage of mixing with a homogenizer with water and to secondary granulation. With this technology, waste is not generated.
  • the technology used allows to obtain glauconite granular sorbent, which reaches a high sorption capacity.

Abstract

The invention relates to technology for the production of sorbents, in particular to methods for producing a binder consisting of natural glauconite for manufacturing granulated sorbents, and can be used for the removal of technogenic pollutants from drinking water and industrial effluents, and for purifying gases to prevent harmful emissions into the atmosphere. The method comprises preheating and sifting glauconitic sand, subsequently dividing said sand with the aid of magnetic separation into a magnetic and a nonmagnetic fraction, grinding the magnetic fraction, mixing the ground magnetic fraction with water to form a plastic compound, granulating said compound, drying the granules produced, crushing said granules, sifting the latter with granules of the required granulometric composition being extracted, calcining and cooling said granules, and packaging the finished product. The technical result is an increase in the sorption capacity and sorption volume of the granulated sorbent owing to the use of the magnetic fraction of the glauconite as the binder.

Description

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГРАНУЛИРОВАННОГО СОРБЕНТА Область техники  METHOD FOR PRODUCING GRANULATED SORBENT
Изобретение относится к технологии производства сорбентов, в частности, к способам получения связующего из природного глауконита для изготовления гранулированных сорбентов, предназначенных для использования в качестве фильтрующей и сорбционной засыпки, способной заменить активированный уголь, анионно-катионные смолы, обратноосмотические мембраны, и может быть использовано при очистке питьевой воды и промышленных стоков от техногенных загрязнителей (тяжелых металлов, нефтепродуктов, органики, пестицидов, радионуклидов и т.д.), очистки газов от вредных выбросов в атмосферу, включая выхлопные газы от автотранспорта.  The invention relates to a technology for the production of sorbents, in particular, to methods for producing a binder from natural glauconite for the manufacture of granular sorbents intended for use as a filtering and sorption filling, capable of replacing activated carbon, anionic cationic resins, reverse osmosis membranes, and can be used with purification of drinking water and industrial effluents from technogenic pollutants (heavy metals, oil products, organics, pesticides, radionuclides, etc.), purification and gases of harmful emissions into the atmosphere, including the exhaust gases from vehicles.
Предшествующий уровень техники  State of the art
Известен способ получения гранулированного сорбента, включающий смешение оксида или карбоната кальция и оксида алюминия, прокаливание смеси при температуре 1300-1700°С, размалывание, добавление в нее карбоната или оксида кальция в смеси с 0,3-4 мас.% минерального волокна, причем отношение длины волокна к его диаметру берут равным 50-500, полученную смесь дополнительно размалывают, затем гранулируют, после чего подвергают гидротермальной обработке и затем термообработке (см. патент РФ на изобретение J b 2006285, МПК В 01 J 20/04, опубл. 30.01.1994 г.).  A known method for producing granular sorbent, comprising mixing calcium oxide or carbonate and aluminum oxide, calcining the mixture at a temperature of 1300-1700 ° C, grinding, adding carbonate or calcium oxide to it in a mixture with 0.3-4 wt.% Mineral fiber, and the ratio of fiber length to its diameter is taken to be 50-500, the resulting mixture is further milled, then granulated, then subjected to hydrothermal treatment and then heat treatment (see RF patent for invention J b 2006285, IPC B 01 J 20/04, publ. 30.01 .1994 g.).
Недостатком известного способа является сложность технологического процесса, так как в процессе его осуществления необходимы прокаливание смеси при высокой температуре и ее гидротермальная обработка. Кроме этого, гранулированный сорбент, полученный по известному способу, имеет узкий спектр использования, так как может сорбировать только анионы металлов, не сорбируя органические соединения, что сужает область его применения.  The disadvantage of this method is the complexity of the process, since in the process of its implementation it is necessary to calcinate the mixture at high temperature and its hydrothermal treatment. In addition, the granular sorbent obtained by a known method has a narrow spectrum of use, since it can only adsorb metal anions without adsorbing organic compounds, which narrows the scope of its application.
Исходным компонентом, используемым в качестве природного связующего при получении комбинированных гранул (гранулированного сорбента) по предлагаемому изобретению, является глауконит. Широко известно, что глауконит является глинистым минералом переменного состава с высоким содержанием двух- и трехвалентного железа, кальция, магния, калия, фосфора, который, как правило, содержит более двадцати микроэлементов, среди которых - медь, серебро, никель, кобальт, марганец, цинк, молибден, мышьяк, хром, олово, бериллий, кадмий, и другие. Все они находятся в легко извлекаемой форме сменных катионов, которые замещаются находящимися в избытке в окружающей среде элементами. Этим свойством, а также наличием слоистой структуры, объясняются высокие сорбционные свойства глауконита по отношению к нефтепродуктам, тяжелым металлам, радионуклидам. В тоже время, для глауконита характерен низкий процент десорбции (удаление из жидкостей или твердых тел веществ, поглощенных при адсорбции или абсорбции) и пролонгированное действие, высокая теплоемкость, пластичность и пр. Однако, при всех положительных качествах природного глауконита, существует проблема его гранулирования в чистом виде, без привлечения стороннего связующего, вследствие наличйя балластной фракции (кварц, полевой шпат и т. д.) составляющей от 40 до 90%, а также крупной фракции глауконита (от 0,65 до 0,1 мм) составляющей от 20 до 40%. The initial component used as a natural binder in the preparation of combined granules (granular sorbent) according to the invention is glauconite. It is widely known that glauconite is a clay mineral of variable composition with a high content of ferrous and trivalent iron, calcium, magnesium, potassium, phosphorus, which, as a rule, contains more than twenty trace elements, including copper, silver, nickel, cobalt, manganese, zinc, molybdenum, arsenic, chromium, tin, beryllium, cadmium, and others. All of them are in easily removable form of exchangeable cations, which replaced by abundant elements in the environment. This property, as well as the presence of a layered structure, explains the high sorption properties of glauconite in relation to oil products, heavy metals, radionuclides. At the same time, glauconite is characterized by a low percentage of desorption (removal from liquids or solids of substances absorbed by adsorption or absorption) and prolonged action, high heat capacity, plasticity, etc. However, with all the positive qualities of natural glauconite, there is a problem of granulating it in in its pure form, without using an external binder, due to the presence of a ballast fraction (quartz, feldspar, etc.) of 40 to 90%, as well as a large fraction of glauconite (from 0.65 to 0.1 mm) of 20 to 40% .
Известен способ преобразования глауконита, отличающегося радикально большой сорбционной емкостью при умягчении воды и способного к восстановлению с меньшим количеством соли. Способ осуществляют путем нагрева глауконита до температур выше 454°С в течение промежутка времени достаточного, чтобы радикально изменить гранулы в химическом и физическом отношении включая удаление большей части воды, с большим увеличением пористости и сорбционной емкости и последующей обработкой горячим концентрированным раствором едкого натрия. При обработке глауконита горячим концентрированным раствором едкого натрия, создающим новую и большую пористость и сорбционную емкость, происходит растворение кварца и осаждение натрия на поверхности пор глауконита (см. патент США на изобретение jVe US 2139299, МПК С 01В 33/46, С 01В 33/00, опубл. 06.12.1938 г.).  A known method of converting glauconite, characterized by a radically large sorption capacity when water is softened and capable of recovery with less salt. The method is carried out by heating glauconite to temperatures above 454 ° C for a period of time sufficient to radically change the granules chemically and physically, including removing most of the water, with a large increase in porosity and sorption capacity and subsequent treatment with a hot concentrated solution of sodium hydroxide. When glauconite is treated with a hot concentrated solution of sodium hydroxide, which creates new and greater porosity and sorption capacity, quartz dissolves and sodium precipitates on the surface of the pores of glauconite (see US patent for invention jVe US 2139299, IPC C 01B 33/46, C 01B 33 / 00, published on December 6, 1938).
Недостатком известного способа является то, что обработка глауконита горячим концентрированным раствором едкого натрия усложняет и удорожает технологию преобразования глауконита, используемого узконаправленно для умягчения воды, а также значительно сужает сорбционные возможности относительно других загрязняющих веществ, так как полученный по известному способу глауконит, частично может сорбировать тяжелые металлы, но не сможет в полной мере сорбировать органические соединения, что сужает область его применения.  The disadvantage of this method is that the treatment of glauconite with a hot concentrated solution of sodium hydroxide complicates and increases the cost of converting glauconite, which is used narrowly to soften water, and also significantly reduces the sorption potential relative to other pollutants, since glauconite obtained by the known method can partially absorb heavy metals, but will not be able to fully absorb organic compounds, which narrows the scope of its application.
Известен способ восстановления глауконита в форме чистых неизменных естественных зерен нормального состава, который включает сортировку и механическое вычищение глауконита («зеленого песка») в ряду последовательных потоков воды и химические решения для удаления поглощенных и адсорбированных примесей. В подготовке чистого неизменного глауконита присутствует вода, которая сортирует и тщательно вычищает едкий натр, силикат натрия, кислоты, удаляет до конца шероховатый, негабаритный материал. Вследствие чего остаётся нормальный гранулированный глауконит без случайных поглощенных или адсорбированных инородных материалов (см. патент США на изобретение JY° US 1757374, МПК С 01В 33/46, С 01В 33/00, опубл. 06.05.1930 г.). A known method of restoring glauconite in the form of pure unchanged natural grains of normal composition, which includes sorting and mechanical cleaning of glauconite ("green sand") in a series of consecutive water flows and chemical solutions to remove absorbed and adsorbed impurities. In the preparation of pure, unchanged glauconite, there is water that sorts and thoroughly cleans caustic soda, sodium silicate, acids, removes to the end a rough, oversized material. As a result, normal granular glauconite remains without random absorbed or adsorbed foreign materials (see U.S. Patent No. J57 ° 1757374, IPC C 01B 33/46, C 01B 33/00, publ. 05/06/1930).
Однако в результате применения известного способа происходит вымывание наиболее ценной - глинистой фракции глауконита, способной к последующему гранулированию без применения дополнительных связующих компонентов. Гранулометрический состав такого природного гранулированного глауконита неравномерный, что снижает фильтрационную и сорбционную способность. Это также сужает область его применения.  However, as a result of applying the known method, the most valuable clay fraction of glauconite is washed out, capable of subsequent granulation without the use of additional binders. The granulometric composition of such natural granular glauconite is uneven, which reduces the filtration and sorption ability. It also narrows its scope.
Известны способы гранулирования глауконита с предварительным смешиванием с различными видами связующего. Так, например, известен способ получения гранулированного глауконита (варианты), согласно которому природный глауконит подсушивают, просеивают, удаляют примеси кварца, затем дробят, повторно просеивают с выделением фракции менее 40 мкм и вводят связующую добавку, в первом варианте - золь диоксида циркония, а во втором варианте - алюмофосфатный золь, после осуществления грануляции продукт высушивают, подвергают термообработке, охлаждают до 40-50°С и расфасовывают (см. патент РФ на изобретение J4° 2348453, МПК В 01J 20/12, В 01J 20/30, опубл. 10.03.2009 г.).  Known methods for granulating glauconite with preliminary mixing with various types of binder. For example, there is a known method for producing granular glauconite (options), according to which natural glauconite is dried, sieved, quartz impurities are removed, then crushed, re-sieved with a fraction of less than 40 microns and a binder additive is introduced, in the first embodiment, a zirconia sol, and in the second embodiment, aluminophosphate sol, after granulation, the product is dried, subjected to heat treatment, cooled to 40-50 ° C and packaged (see RF patent for invention J4 ° 2348453, IPC B 01J 20/12, B 01J 20/30, publ. March 10, 2009).
Однако недостатком известного способа является необходимость применения стороннего связующего, что усложняет технологию получения глауконитовых гранул, способствует увеличению энергозатрат, снижает сорбционную емкость. В результате увеличивается себестоимость конечного продукта из-за высокой цены стороннего связующего, что в конечном итоге сильно влияет на конкурентоспособность продукта и сужает область его применения.  However, the disadvantage of this method is the need to use a third-party binder, which complicates the technology for producing glauconite granules, increases energy consumption, reduces sorption capacity. As a result, the cost of the final product increases due to the high price of the third-party binder, which ultimately greatly affects the competitiveness of the product and narrows its scope.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному изобретению является известный способ получения гранулированного наносорбента, включающий смешивание исходных компонентов с последующим добавлением воды до образования пластической массы, гранулирование массы, термическую обработку полученных гранул с последующим их охлаждением, при этом в качестве исходных компонентов используют бентонитовую глину, терморасширенный углерод и глауконит при следующем соотношении компонентов, мас.%: бентонитовая глина - 10-40, глауконит - 10-50, терморасширенный углерод - 10-60, при этом термическая обработка включает сушку гранул инфракрасным излучением при температуре 70-150°С и СВЧ нагрев гранул, предварительно помещенных в замкнутый термоизолирующий объем из кварцевой керамики, до температуры не более 1000°С (см. заявку РФ на выдачу патента на изобретение М> 2009126840/05, МПК В 01J 20/20, В 01J 20/16, В 82В 3/00, опубл. 20.01.2011 г.). The closest in technical essence to the proposed invention is a known method for producing granular nanosorbent, comprising mixing the starting components with subsequent addition of water to form a plastic mass, granulating the mass, heat treatment of the obtained granules with their subsequent cooling, while bentonite clay, thermally expanded carbon and glauconite are used as initial components in the following ratio of components, wt.%: bentonite clay - 10-40, glauconite - 10-50, thermally expanded carbon - 10-60, while the heat treatment involves drying the granules with infrared radiation at at a temperature of 70-150 ° C and microwave heating of granules previously placed in a closed thermally insulating volume of quartz ceramics to a temperature of not more than 1000 ° C (see RF application for a patent for invention M> 2009126840/05, IPC B 01J 20/20 , 01J 20/16, 82V 3/00, publ. 20 .01.2011).
Недостатком известного способа является необходимость применения стороннего связующего. Это усложняет технологию получения глауконитовых гранул, увеличивает себестоимость конечного продукта из-за высокой цены стороннего связующего, что в конечном итоге сильно влияет на конкурентоспособность продукта и сужает область его применения.  The disadvantage of this method is the need for a third-party binder. This complicates the technology for producing glauconite granules, increases the cost of the final product due to the high price of the third-party binder, which ultimately greatly affects the competitiveness of the product and narrows its scope.
Задачей настоящего изобретения является создание способа получения гранулированного сорбента на основе связующего из глауконита.  An object of the present invention is to provide a method for producing a granular sorbent based on a binder from glauconite.
Техническим результатом, достигаемым при решении настоящей задачи, является повышение сорбционных способности и емкости гранулированного сорбента за счет использования магнитной фракции глауконита в качестве связующего.  The technical result achieved in solving this problem is to increase the sorption ability and capacity of the granular sorbent by using the magnetic fraction of glauconite as a binder.
Раскрытие изобретения  Disclosure of invention
Указанный технический результат достигается тем, что в способе получения гранулированного сорбента, включающим предварительный нагрев и просеивание глауконитового песка, гранулирование массы, обжиг полученных гранул с последующим их охлаждением, фасовку готового продукта, согласно изобретению, осуществляют разделение глауконита с помощью магнитной сепарации на магнитную и немагнитную фракции, помол магнитной фракции глауконита, смешивание молотой магнитной фракции глауконита с водой до образования пластической массы, подсушивание полученных после гранулирования гранул, дробление гранул, просеивание с выделением гранул необходимого гранулометрического состава.  The specified technical result is achieved by the fact that in the method for producing granular sorbent, including preheating and sifting of glauconite sand, granulating the mass, firing the obtained granules with their subsequent cooling, packaging of the finished product, according to the invention, the separation of glauconite by magnetic separation into magnetic and non-magnetic fractions, grinding the magnetic fraction of glauconite, mixing the ground magnetic fraction of glauconite with water to form a plastic mass, drying the obtained granules after the granulation, crushing of granules, sieving the granules with a release required granulometric composition.
Целесообразно, чтобы концентрация глауконита в магнитной фракции глауконита составляла не менее 95%. Целесообразно также, чтобы помол магнитной фракции глауконита осуществлялся до получения размеров частиц глауконита от 1 до 100 мкм. It is advisable that the concentration of glauconite in the magnetic fraction of glauconite is at least 95%. It is also advisable that the grinding of the magnetic fraction of glauconite was carried out to obtain particle sizes of glauconite from 1 to 100 microns.
Целесообразно смешивание молотой магнитной фракции глауконита с водой осуществлять до образования пластической массы с влажностью не менее 28 %.  It is advisable to mix the ground magnetic fraction of glauconite with water until a plastic mass with a moisture content of at least 28% is formed.
Целесообразно подсушивание гранул осуществлять естественным образом при положительной температуре окружающего воздуха не ниже 20°С до влажности не более 10%.  It is advisable to dry the granules in a natural way at a positive ambient temperature of at least 20 ° C to a moisture content of not more than 10%.
Целесообразно дробление и просеивание гранул осуществлять для выделения фракций, имеющих размер в поперечнике и в длину от 0,8 до 100 мм.  It is advisable to crush and sift the granules to separate fractions having a size across and a length of 0.8 to 100 mm.
Целесообразно, чтобы после дробления и просеивания гранул осуществлялся возврат отходов на повторный помол и дальнейшее использование в качестве связующего при гранулировании.  It is advisable that after crushing and sieving of the granules the waste is returned to the re-grinding and further use as a binder in the granulation.
Глауконит по своим структурно-геохимическим свойствам является минеральным сырьем многоцелевого назначения. Однако применение необработанного глауконитового песка в качестве сорбента, при всех его повышенных сорбционных свойствах, представляется невозможным из-за пептизации глинистой фракции глауконита.  Glauconite in its structural and geochemical properties is a mineral raw material for multipurpose use. However, the use of untreated glauconite sand as a sorbent, with all its enhanced sorption properties, seems impossible due to peptization of the clay fraction of glauconite.
Использование магнитной фракции глауконита из глауконитового песка в качестве связующего при изготовлении гранул позволяет получить гранулированный сорбент, обладающий повышенными сорбционными способностями и ёмкостью, что позволит расширить область применения.  The use of the magnetic fraction of glauconite from glauconite sand as a binder in the manufacture of granules allows to obtain a granular sorbent with increased sorption capabilities and capacity, which will expand the scope.
Глауконитовый песок, поступает с карьера влажный или мёрзлый скомкованный и т. д., и содержит различный мусор в виде корней от травы, опоки и т. д., поэтому его предварительно нагревают (просушивают), при этом наиболее оптимальной является температура в диапазоне от 70 до 100°С. Основным условием при этом должно быть, чтобы песок был сухой и легко просеивался через сито для отделения механических примесей и опоки. Сито может быть с ячейками от 0,8 до 0,25 мм, при этом главное условие, чтобы фракция глауконита просеялась, а максимальная фракция глауконита должна быть от 0,65 мм и ниже.  Glauconite sand comes from a quarry wet or frozen crumpled, etc., and contains various debris in the form of roots from grass, flask, etc., therefore it is preheated (dried), and the temperature in the range from 70 to 100 ° C. The main condition for this should be that the sand is dry and easily sifted through a sieve to separate mechanical impurities and flask. The sieve can be with cells from 0.8 to 0.25 mm, while the main condition is that the fraction of glauconite is sieved, and the maximum fraction of glauconite should be from 0.65 mm and below.
Состав глауконитовой руды зависит от месторождения, при этом концентрация глауконита в руде может составлять от 15 до 75%, все остальное это балласт в виде кварца, полевого шпата и т.д. Глауконит может быть намагничен при высокой напряженности магнитного поля. Пропуская глауконитовую руду через магнитный сепаратор, отделяют глауконит от балластной фракции. Наличие железа в глауконите свидетельствует о высокой концентрации глауконита. Это видно из таблицы 1 , где представлен поэлементный состав разделенного магнитной сепарацией глауконита на магнитную и немагнитную фракции. Из таблицы 1 также видно, что в магнитной фракции железа значительно больше, чем в немагнитной. Полученная таким образом смесь с концентрацией глауконита в разделённой магнитной фракции глауконита составляет не менее 95%. The composition of glauconite ore depends on the deposit, while the concentration of glauconite in the ore can be from 15 to 75%, the rest is ballast in the form of quartz, feldspar, etc. Glauconite can be magnetized at high magnetic field strengths. By passing glauconite ore through a magnetic separator, glauconite is separated from the ballast fraction. Availability iron in glauconite indicates a high concentration of glauconite. This can be seen from table 1, which shows the element-by-element composition of the separated by magnetic separation of glauconite into magnetic and non-magnetic fractions. From table 1 it is also seen that in the magnetic fraction of iron is much more than in non-magnetic. Thus obtained mixture with a concentration of glauconite in the separated magnetic fraction of glauconite is at least 95%.
Помол магнитной фракции осуществляют для того, чтобы из магнитной фракции получить муку для изготовления гранул (в основном для гранул нужен помол глауконита с размером фракций в пределах от 30 до 50 мкм).  The grinding of the magnetic fraction is carried out in order to obtain flour from the magnetic fraction for the manufacture of granules (mainly granules need grinding of green earth with fraction sizes ranging from 30 to 50 microns).
Таблица 1 Table 1
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000008_0001
Молотую магнитную фракцию перемешивают с водой до образования пластической массы.  The ground magnetic fraction is mixed with water until a plastic mass is formed.
Гранулирование массы осуществляют с получением гранул цилиндрической формы, имеющих размер в диаметре от 0,8 до 100 мм, длиной от 50 до 100 мм, при этом получается «лапша», которая в зависимости от применяемых фильер может иметь различный диаметр и длину. Гранулы нужны различных размеров по диаметру и длине, полученная «лапша» подсушивается естественным образом при положительной температуре окружающего воздуха не ниже 20°С до влажности не более 10%. Это необходимо для удаления лишней влаги перед операцией дробления полученной «лапши», из которой получают гранулы нужного гранулометрического размера. Если дробление «лапши» осуществлять после обжига при 650°С в течение не менее 1 ч, то при дроблении этих гранул полученный отход тяжело утилизировать, а при подсушке до влажности 10%, полученный отход в результате дробления «лапши» направляют обратно на помол и вторичное получение «лапши» для производства гранул нужного размера. Отходов при такой технологии не образуется. The granulation of the mass is carried out to obtain granules of cylindrical shape, having a diameter in the size of 0.8 to 100 mm, a length of 50 to 100 mm, which results in “noodles”, which, depending on the dies used, can have a different diameter and length. Granules are needed of various sizes in diameter and length, the resulting "noodles" are dried naturally with a positive ambient temperature of at least 20 ° C to a moisture content of not more than 10%. This is necessary to remove excess moisture before the operation of crushing the resulting "noodles", from which granules of the desired particle size are obtained. If the crushing of “noodles” is carried out after firing at 650 ° C for at least 1 hour, then when crushing these granules, the resulting waste is difficult to dispose of, and when dried to a moisture content of 10%, the resulting waste from crushing "noodles" is sent back to the grinding and secondary receipt of "noodles" for the production of granules of the desired size. There is no waste with this technology.
Дробление и просеивание гранул осуществляют для выделения фракций, имеющих размер в поперечнике и в длину от 0,8 до 100 мм, так как потребительские размеры гранул для водоочистки имеют именно эти гранулометрические параметры, а форма гранул должна быть неправильной, но стремящейся к круглой. Максимальная фильтрующая способность конечного продукта достигается за счет получения неправильной округлой формы гранул для любого гранулометрического состава.  The crushing and sieving of granules is carried out to select fractions having a diameter across and in length from 0.8 to 100 mm, since the consumer sizes of granules for water treatment have these granulometric parameters, and the shape of the granules should be irregular, but tending to round. The maximum filtering ability of the final product is achieved by obtaining irregularly rounded granules for any particle size distribution.
Обжиг гранул осуществляют в печи при температуре не более 650°С в течение не более 1 ч, так как при такой температуре гранулы имеют потребительскую твердость и при помещении в воду не разваливаются, а остаются твердыми. Время достаточное для обжига может составлять не менее 1 ч.  The pellets are fired in a furnace at a temperature of not more than 650 ° C for no more than 1 hour, since at this temperature the pellets have consumer hardness and when placed in water do not fall apart, but remain solid. Sufficient time for firing can be at least 1 hour.
Выделение магнитной фракции глауконита из общей массы позволяет получить связующее, являющееся основным материалом при изготовлении гранулированного сорбента.  Isolation of the magnetic fraction of glauconite from the total mass allows one to obtain a binder, which is the main material in the manufacture of granular sorbent.
Предлагается способ получения гранул гга основе природного связующего глауконита, которые могут быть использованы в качестве полноценного сорбента. Наличие балластной фракции и большой процент крупного фракционного состава глауконита препятствуют прямому гранулированию глауконитового песка без добавок. Поэтому гранулирование глауконита в известных технических решениях осуществляли с применением разнообразных связующих, например диоксида циркония или бентонитовой глины, которые с одной стороны способствовали нормальному гранулированию глауконита, а с другой стороны способствовали уменьшению сорбционных свойств.  A method for producing granules gga based on natural binder glauconite, which can be used as a full sorbent. The presence of a ballast fraction and a large percentage of the large fractional composition of glauconite prevent direct granulation of glauconite sand without additives. Therefore, granulation of glauconite in the known technical solutions was carried out using a variety of binders, for example zirconia or bentonite clay, which on the one hand contributed to the normal granulation of glauconite, and on the other hand contributed to a decrease in sorption properties.
Предложенное техническое решение обеспечивает возможность получения разделённой с помощью магнитной сепарации молотой фракции глауконита, используемой как связующее при гранулировании. При этом достигается максимальный сорбирующий эффект конечного продукта для расширенного спектра загрязняющих веществ.  The proposed technical solution makes it possible to obtain a fraction of glauconite separated by means of magnetic separation and used as a binder in granulation. At the same time, the maximum sorbing effect of the final product for an extended spectrum of pollutants is achieved.
Были проведены экспериментальные измерения показателя сорбции комбинированных гранул, в составе которых использоваггьг бентонитовая глигга, глауконит и терморасширенный углерод при соотношении компонентов, мас.%: бентонитовая глина - 40, глауконит - 40, терморасширенный углерод - 20, в которых связующим являлась бентонитовая глина, в сравнении с глауконитовьши гранулами на основе глауконитового связующего, концентрация глауконита в которых составляла 95%. Измерения проводились на сорбцию двухвалентного железа из воды до и после пропускания через гранулы. Пропускание модельного раствора двухвалентного железа через комбинированные и глауконитовые гранулы проводилось одновременно. ПДК железа в питьевой воде составляет 0,3 мг/л. Используемое оборудование - фотометр КФК-3. Результаты измерений представлены в таблице 2. Experimental measurements were made of the sorption index of the combined granules, which included bentonite glygg, glauconite and thermally expanded carbon with a ratio of components, wt.%: bentonite clay - 40, glauconite - 40, thermally expanded carbon - 20, in which the binder was clay, compared to glauconite granules based on glauconite binder, the concentration of glauconite in which was 95%. The measurements were carried out on the sorption of ferrous iron from water before and after passing through granules. Passing a model solution of ferrous iron through combined and glauconite granules was carried out simultaneously. MPC of iron in drinking water is 0.3 mg / L. The equipment used is a KFK-3 photometer. The measurement results are presented in table 2.
Из таблицы 2 видно, что сорбция глауконитовых гранул на основе глауконитового связующего, почти в три раза превышает сорбцию комбинированных гранул с бентонитовой глиной, глауконитом и терморасширенным углеродом и, следовательно, увеличивается сорбционная ёмкость.  Table 2 shows that the sorption of glauconite granules based on a glauconite binder almost three times exceeds the sorption of combined granules with bentonite clay, glauconite and thermally expanded carbon and, therefore, the sorption capacity increases.
Таблица 2 table 2
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0001
Краткое описание чертежей  Brief Description of the Drawings
Изобретение иллюстрируется фотографией, на которой показана морфология глауконитовых гранул (вид боковой поверхности образца порошка глауконита, увеличение - 20 кх). Исследования морфологии проводились на сканирующем электронном микроскопе TESCAN MIRA II LMU. Образец состоит из глауконита - содержащего не менее 95% магнитной фракции глауконита, сделан с помощью The invention is illustrated by a photograph showing the morphology of glauconite granules (view of the side surface of a sample of glauconite powder, magnification - 20 kx). Morphology studies were performed using a TESCAN MIRA II LMU scanning electron microscope. The sample consists of glauconite - containing at least 95% of the magnetic fraction of glauconite, made using
СВЧ расширения, имеет вид вытянутых структур, светло-коричневый цвет, твердый. Поверхность образца является сложной, развитой и напоструктурной. В образце имеются вкрапления кристаллической структуры. Варианты осуществления изобретения Microwave expansion, has the appearance of elongated structures, light brown in color, solid. The surface of the sample is complex, developed and poststructural. The sample contains interspersed crystalline structure. Embodiments of the invention
Предлагаемый способ получения гранулированного сорбента на основе природного связующего глауконита заключается в следующем.  The proposed method for producing granular sorbent based on natural binder glauconite is as follows.
Предварительно изготавливается связующая глауконитовая основа в виде глауконитовой муки по следующей технологии.  Pre-made binder glauconite base in the form of glauconite flour according to the following technology.
Из глауконитового песка, предварительно прогретого до температуры 70- 100°С и просеянного через сита, имеющие размер от 0,8 до 0,25 мм, извлекается с помощью магнитной сепарации слабомагнитный минерал глауконит. При сепарации отделяются балластные фракции (кварц, полевой шпат, немагнитньш глауконит и т.д.) от магнитного глауконита. Отделенный магнитный глауконит измельчается на любом мелющем устройстве, позволяющем получить глауконитовую муку фракции от 1 до 100 мкм. Полученная глауконитовая мука фракции от 1 до 100 мкм, перемешивается в гомогенезаторе с добавлением воды до получения глинистой глауконитовой массы влажности не менее 28%, которая используется при получении сорбционных гранул на основе природного глауконита.  From glauconite sand, previously heated to a temperature of 70-100 ° C and sifted through sieves having a size of 0.8 to 0.25 mm, the weakly magnetic mineral glauconite is extracted using magnetic separation. During separation, ballast fractions (quartz, feldspar, non-magnetic glauconite, etc.) are separated from magnetic glauconite. The separated magnetic glauconite is crushed on any grinding device that allows to obtain glauconite flour fractions from 1 to 100 microns. The obtained glauconite flour of a fraction from 1 to 100 μm is mixed in a homogenizer with the addition of water until a clay glauconite mass of moisture of at least 28% is obtained, which is used to obtain sorption granules based on natural glauconite.
Получение гранул на основе молотой магнитной фракции глауконита производится по следующей технологии.  The preparation of granules based on the ground magnetic fraction of glauconite is carried out according to the following technology.
Глауконитовое связующее в виде муки, полученной после разделения магнитной фракции глауконита и её помола, перемешивается с водой до влажности полученной массы не менее 28%. Полученная масса направляется в гранулятор, из которого получаются гранулы диаметром от 0,8 до 100 мм, длиной от 50 до 100 мм, которые после выхода из гранулятора подсушиваются естественным образом при положительной температуре окружающего воздуха не ниже 20°С влажностью не более 10%. Подсушенные гранулы подаются в дробилку, где превращаются в гранулы неправильной формы, имеющие размер в поперечнике от 0,8 до 100 мм, и в длину также от 0,8 до 100 мм. В результате дробления образуется различный гранулометрический состав. Гранулы просеиваются через сита, имеющие размер от 0,8 до 100 мм. Просеянные гранулы сортируются по гранулометрическому составу и направляются в печь для обжига при температуре не более 650°С в течение не более 1 ч. После термообработки осуществляется охлаждение гранул естественным остыванием до температуры окружающей среды, затем гранулы фасуются в тару.  Glauconite binder in the form of flour obtained after separation of the magnetic fraction of glauconite and its grinding, is mixed with water to a moisture content of not less than 28%. The resulting mass is sent to a granulator, from which granules with a diameter of 0.8 to 100 mm, a length of 50 to 100 mm are obtained, which, after leaving the granulator, are naturally dried at a positive ambient temperature of at least 20 ° C with a humidity of not more than 10%. The dried granules are fed to a crusher, where they are transformed into irregularly shaped granules having a cross-sectional dimension of 0.8 to 100 mm and a length also of 0.8 to 100 mm. As a result of crushing, various particle size distribution is formed. Granules are sieved through sieves having a size of from 0.8 to 100 mm. The sifted granules are sorted by particle size distribution and sent to the kiln at a temperature of not more than 650 ° C for no more than 1 hour. After heat treatment, the granules are cooled by natural cooling to ambient temperature, then the granules are packed in containers.
Дефектные гранулы, отсев и мука, образующиеся при операции дробления, направляются обратно на мелющее устройство, позволяющее получить глауконитовую муку фракции от 1 до 100 мкм. После помола глауконитовая мука направляется на стадию перемешивания с водой. При такой технологии отходов не образуется. Defective granules, screenings and flour formed during the crushing operation are sent back to the grinding device, which allows to obtain glauconite flour fraction from 1 to 100 microns. After grinding, glauconite flour is sent to the stage of mixing with water. With this technology, waste is not generated.
Лучший вариант осуществления изобретения  The best embodiment of the invention
Глауконитовая руда, представляющая собой глауконитовый песок, предварительно просушивается при температуре не более 100°С до достижения влажности не менее 8% по всему объему. Подсушенная глауконитовая руда просеивается через сита различного гранулометрического размера, чтобы отделить механические примеси в виде корешков трав, опоки и т. д. от глауконитового песка. Просеянный глауконитовый песок направляется на сепарацию, которая проводится на высокоинтенсивном магнитном валковом сепараторе СВМИ с индукцией 1 ,5 Тл или установке сухого магнитного обогащения МБСОУ- 154/200. При магнитной сепарации происходит отделение магнитной фракции глауконита от немагнитной части, представляющей собой балластную фракцию, состоящую из кварца, полевого шпата и т.д. Отсепарированная магнитная глауконитовая фракция направляется на мелющее устройство (например, мельница центробежная трехступенчатая МЦ-700, изготовитель ЗАО «ТЗДО», г. Тула), которая позволяет измельчить глауконит до фракции не более 50 мкм. В молотую магнитную фракцию глауконита добавляется вода и полученная масса перемешивается с помощью гомогенезатора до достижения остаточной влажности не менее 28%. Полученная масса направляется в перемешивающее экструзионное гранулирующее устройство любого типа для получения гранул диаметром 1,4 мм, длиной 80 мм, что достигается установкой фильер с отверстиями диаметром 1,4 мм. Для других размеров устанавливаются фильеры с необходимыми отверстиями. Оставшаяся балластная фракция (кварц, полевой шпат и т.д.) депонировано складируется, для использования в другой технологии получения полезного продукта. Полученные гранулы подсушиваются естественным образом при положительной температуре окружающего воздуха не ниже 20°С до влажности не более 10% и направляются в молотковую дробилку, где дробятся на более мелкие фракции, имеющие размер в поперечнике от 1,2 до 1,4 мм, просеиваются и сортируются по гранулометрическому составу. Далее осуществляют обжиг гранул при температуре не более 650°С в течение 1 ч. Выход готовых гранул составляет 15%. Дефектные гранулы, отсев и мука, образующиеся при дроблении, направляются обратно на мелющее устройство, позволяющее получить глауконитовую муку фракции от 1 до 100 мкм. После помола полученная глауконитовая мука направляется на стадию перемешивания гомогенезатором с водой и на вторичное гранулирование. При такой технологии отходов не образуется. Glauconite ore, which is glauconite sand, is pre-dried at a temperature of not more than 100 ° C until a moisture content of at least 8% throughout the volume is reached. Dried glauconite ore is sifted through sieves of various particle sizes to separate mechanical impurities in the form of grass roots, flasks, etc. from glauconite sand. Sifted glauconite sand is sent for separation, which is carried out on a high-intensity magnetic roller separator SVMI with induction of 1.5 T or a dry magnetic enrichment plant MBSOU-154/200. During magnetic separation, the magnetic fraction of glauconite is separated from the non-magnetic part, which is a ballast fraction consisting of quartz, feldspar, etc. The separated magnetic glauconite fraction is sent to a grinding device (for example, a centrifugal mill MT-700, manufacturer TZDO, Tula), which allows grinding glauconite to a fraction of not more than 50 microns. Water is added to the ground magnetic fraction of glauconite and the resulting mass is mixed with a homogenizer until a residual moisture content of at least 28% is reached. The resulting mass is sent to a mixing extrusion granulating device of any type to obtain granules with a diameter of 1.4 mm, a length of 80 mm, which is achieved by installing dies with holes with a diameter of 1.4 mm. For other sizes, dies with the required holes are installed. The remaining ballast fraction (quartz, feldspar, etc.) is deposited for use in another technology for obtaining a useful product. The obtained granules are naturally dried at a positive ambient temperature of at least 20 ° C to a moisture content of not more than 10% and are sent to a hammer mill, where they are crushed into smaller fractions having a diameter across from 1.2 to 1.4 mm, sieved and sorted by particle size distribution. Then granules are fired at a temperature of not more than 650 ° C for 1 hour. The yield of finished granules is 15%. Defective granules, screenings and flour formed during crushing are sent back to the grinding device, which allows to obtain glauconite flour fractions from 1 to 100 microns. After grinding, the resulting glauconite flour is sent to the stage of mixing with a homogenizer with water and to secondary granulation. With this technology, waste is not generated.
Применяемая технология позволяет получать глауконитовый гранулированный сорбент, достигающий высокой сорбционной емкости.  The technology used allows to obtain glauconite granular sorbent, which reaches a high sorption capacity.

Claims

Формула изобретения Claim
1. Способ получения гранулированного сорбента, включающий предварительный нагрев и просеивание глауконитового песка, гранулирование массы, обжиг полученных гранул с последующим их охлаждением, фасовка готового продукта, отличающийся тем, что осуществляют разделение глауконита с помощью магнитной сепарации на магнитную и немагнитную фракции, помол магнитной фракции глауконита, смешивание молотой магнитной фракции глауконита с водой до образования пластической массы, подсушивание полученных после гранулирования гранул, дробление гранул, просеивание с выделением гранул необходимого гранулометрического состава. 1. A method of producing a granular sorbent, including preheating and sifting glauconite sand, granulating the mass, firing the obtained granules with their subsequent cooling, packaging of the finished product, characterized in that the separation of glauconite using magnetic separation into magnetic and non-magnetic fractions, grinding the magnetic fraction glauconite, mixing the ground magnetic fraction of glauconite with water until a plastic mass forms, drying the granules obtained after granulation, crushing gra zero, sieving with the allocation of granules of the desired particle size distribution.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что концентрация глауконита в магнитной фракции глауконита составляет не менее 95%.  2. The method according to p. 1, characterized in that the concentration of glauconite in the magnetic fraction of glauconite is at least 95%.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что помол магнитной фракции глауконита осуществляют до получения размеров частиц глауконита от 1 до 100 мкм.  3. The method according to p. 1, characterized in that the grinding of the magnetic fraction of glauconite is carried out to obtain particle sizes of glauconite from 1 to 100 microns.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что смешивание молотой магнитной фракции глауконита с водой, перед гранулированием, осуществляют до образования пластической массы с влажностью не менее 28 %.  4. The method according to p. 1, characterized in that the mixing of the ground magnetic fraction of glauconite with water, before granulation, is carried out until a plastic mass with a moisture content of at least 28% is formed.
5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подсушивание гранул, после гранулирования, осуществляют естественным образом при положительной температуре окружающего воздуха не ниже 20°С до влажности не более 10%.  5. The method according to p. 1, characterized in that the drying of the granules, after granulation, is carried out naturally with a positive ambient temperature of at least 20 ° C to a moisture content of not more than 10%.
6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что дробление и просеивание гранул осуществляют для выделения фракций, имеющих размер в поперечнике и в длину от 0,8 до 100 мм.  6. The method according to p. 1, characterized in that the crushing and sieving of the granules is carried out to isolate fractions having a size across and in length from 0.8 to 100 mm.
7. Способ по пп. 1 и 6, отличающийся тем, что после дробления и просеивания гранул осуществляют возврат отходов на повторный помол и дальнейшее использование как связующее при гранулировании.  7. The method according to PP. 1 and 6, characterized in that after crushing and sieving of the granules, the waste is returned for re-grinding and further use as a binder in the granulation.
PCT/RU2011/001027 2011-04-01 2011-12-27 Method for producing a granulated sorbent WO2012134341A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201312771A UA106334C2 (en) 2011-04-01 2011-12-27 Method for production of granulated sorbent
EA201300552A EA023487B1 (en) 2011-04-01 2011-12-27 Method for producing a granulated sorbent
AU2011363658A AU2011363658C1 (en) 2011-04-01 2011-12-27 Method for producing a granulated sorbent

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2011112339 2011-04-01
RU2011112339/05A RU2462305C1 (en) 2011-04-01 2011-04-01 Method of producing granulated sorbent

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2012134341A1 true WO2012134341A1 (en) 2012-10-04

Family

ID=46931717

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/001027 WO2012134341A1 (en) 2011-04-01 2011-12-27 Method for producing a granulated sorbent

Country Status (5)

Country Link
AU (1) AU2011363658C1 (en)
EA (1) EA023487B1 (en)
RU (1) RU2462305C1 (en)
UA (1) UA106334C2 (en)
WO (1) WO2012134341A1 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2665516C2 (en) * 2017-02-06 2018-08-30 Общество С Ограниченной Ответственностью "Мировые Экологические Стандарты" Method of producing sorbent for purifying water
CN108525642A (en) * 2018-06-11 2018-09-14 崔凡 A kind of modified glauconite and its preparation method and application
CN108793321A (en) * 2018-06-14 2018-11-13 崔凡 The water treatment agent of one heavy metal species and petroleum pollution

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2080913C1 (en) * 1995-03-01 1997-06-10 Товарищество с ограниченной ответственностью Производственно-коммерческая фирма "НМ-Композит" METHOD OF GRANULATING ε-CAPROLACTAM-BLOCKED TOLUILENEDIISOCYANATE
RU2120821C1 (en) * 1994-04-27 1998-10-27 Научно-исследовательский институт энергетики Method of preparing adsorbent for purification of liquid dielectrics
RU71562U1 (en) * 2007-11-01 2008-03-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Глауконит" INSTALLATION FOR GRANULATION OF GLAUCONITE
RU2348453C1 (en) * 2007-11-01 2009-03-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Глауконит" Method for production of granulated glauconite (versions)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU775086A1 (en) * 1979-01-15 1980-10-30 За витель . i ;э и В. М. Дада нI .- .;-- «riVi rtU Method of claydite production

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2120821C1 (en) * 1994-04-27 1998-10-27 Научно-исследовательский институт энергетики Method of preparing adsorbent for purification of liquid dielectrics
RU2080913C1 (en) * 1995-03-01 1997-06-10 Товарищество с ограниченной ответственностью Производственно-коммерческая фирма "НМ-Композит" METHOD OF GRANULATING ε-CAPROLACTAM-BLOCKED TOLUILENEDIISOCYANATE
RU71562U1 (en) * 2007-11-01 2008-03-20 Общество С Ограниченной Ответственностью "Глауконит" INSTALLATION FOR GRANULATION OF GLAUCONITE
RU2348453C1 (en) * 2007-11-01 2009-03-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Глауконит" Method for production of granulated glauconite (versions)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LEVCHENKO M.L. ET AL.: "Optimalnye tekhnologii polucheniya sorbentov i pigmentov iz prirodnych silikatov slozhnogo sostava.", VESTNIK KAZANSKOGO TEKHNOLOGICHESKOGO UNIVERSITETA, 2009, pages 48 - 52 *

Also Published As

Publication number Publication date
AU2011363658B2 (en) 2016-06-30
EA023487B1 (en) 2016-06-30
AU2011363658C1 (en) 2016-09-22
RU2462305C1 (en) 2012-09-27
AU2011363658A1 (en) 2013-11-21
EA201300552A1 (en) 2013-09-30
UA106334C2 (en) 2014-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2482911C1 (en) Composition for producing pelletised nanostructured sorbent and method to this end
US11602728B2 (en) Composite adsorbents and method of making them
Li et al. Removal of basic dye (methylene blue) from aqueous solution using zeolite synthesized from electrolytic manganese residue
Javadian et al. Study of the adsorption of Cd (II) from aqueous solution using zeolite-based geopolymer, synthesized from coal fly ash; kinetic, isotherm and thermodynamic studies
Li et al. A novel conversion process for waste residue: Synthesis of zeolite from electrolytic manganese residue and its application to the removal of heavy metals
Aragaw et al. Synthesis and characterization of Ethiopian kaolin for the removal of basic yellow (BY 28) dye from aqueous solution as a potential adsorbent
Waghmare et al. Adsorption behavior of modified zeolite as novel adsorbents for fluoride removal from drinking water: surface phenomena, kinetics and thermodynamics studies
EP1344564A2 (en) Mixtures of adsorbent materials
JPH04502727A (en) Method for the chemical combination of heavy metals from sludge in gypsum and sier silicate structures and the production of building and construction materials thereby
KR101570130B1 (en) Multiple odor absorbents by using mixing the natural zeolite and method of fabricating the same
US20160047598A1 (en) Coal and mineral slurry drying method and system
Serrano-Gómez et al. Carbonaceous material obtained from exhausted coffee by an aqueous solution combustion process and used for cobalt (II) and cadmium (II) sorption
RU2462305C1 (en) Method of producing granulated sorbent
Shah et al. Fly ash reuse as mesoporous Ca-and Mg-zeolitic composites for the seclusion of aniline from aqueous solution
Gollakota et al. Hydrothermal tuning of morphology of aluminophosphate (AlPO-14) framework for the adsorption of Rhodamine 6G dye
Das et al. Studies on removal of Safranine-T and methyl orange dyes from aqueous solution using NaX zeolite synthesized from fly ash
CN108993402A (en) A kind of anti-settling sorbent preparation method of concave convex rod of green environmental protection for building
CN109071349B (en) Particulate composition and filter for purifying water
WO2013136677A1 (en) Ammoniacal nitrogen and phosphorus recovery agent and method for producing same
CN107108211A (en) The increased phosphorus pentoxide preparation method of aggregation block compressive strength and system
RU2429907C1 (en) Natural glauconite granules, composition and method of preparing composition for producing granules
Das et al. Removal of methyl orange and mythelene blue dyes from aqueous solution using low cost adsorbent zeolite synthesized from fly ash
Zhang et al. Synthesis of hierarchically porous Na-P zeotype composites for ammonium removal
KR102175248B1 (en) System for producing granular adsorbent for removing ionic pollutants using alum sludge
Abu-Hawwas et al. Characterization of Jordanian Porcelanite rock with reference to the adsorption behavior of lead ions from aqueous solution

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11861947

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 201300552

Country of ref document: EA

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: A201312771

Country of ref document: UA

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2011363658

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20111227

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11861947

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1