Спосіб підвищення значення рн кислих водойм

Номер патенту: 100524

Опубліковано: 10.01.2013

Автори: Кьоніг Вольфганг, Пуст Крістофер, Хоніг Хельма, Шольц Гюнтер

Завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1. Спосіб підвищення значення рН водойми зі значенням рН менш ніж в 4,5 шляхом внесення нейтралізуючого засобу, який відрізняється тим, що підвищення значення рН здійснюють щонайменше у дві стадії таким чином, що при значеннях рН нижче 4,5 у водойму вносять перший нейтралізуючий засіб з кінцевою провідністю більше 100 μс/см і після досягнення значення рН щонайменше в 4,5 вносять другий нейтралізуючий засіб у вигляді вапняних речовин з кінцевою провідністю якнайбільше 100 μс/см, причому кінцева провідність нейтралізуючих засобів визначена як провідність водної суспензії або водного розчину нейтралізуючого засобу в рівновазі в розчинах при 25 °C з вмістом нейтралізуючого засобу в 0,015 мас. % і причому нейтралізуючий засіб при значеннях рН нижче 4,5 вносять у водойму у вигляді суспензії з концентрацією від 2 до 15 мас. % і при значеннях рН щонайменше в 4,5 у вигляді суспензії з концентрацією від 0,05 до 2 мас. %.

2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що підвищують значення рН водойми з об'ємом води більш ніж в 500000 м3.

3. Спосіб за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що значення рН водойми підвищують до значення щонайменше в 5, переважно до щонайменше 6.

4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що спосіб здійснюють як спосіб "в озері" (In lake).

5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що нейтралізуючий засіб вносять у водойму у вигляді суспензії.

6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що як нейтралізуючий засіб з кінцевою провідністю якнайбільше 100 μс/см використовують вапняні речовини, переважно крейду, вапно, вапняний шлам, сипучий осад карбонату кальцію, напівобпалений доломіт і/або доломітове бурове борошно.

7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що як нейтралізуючий засіб з кінцевою провідністю більше 100 μс/см використовують негашене вапно, гідроксид кальцію, гашене вапно, доломітове палене вапно і/або доломітовий гідроксид кальцію.

8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що при значеннях рН водойми нижче 4,5 використовують нейтралізуючий засіб зі спорідненістю розчинення, вимірюваною як витрата сірчаної кислоти в стаціонарному титруванні значення рН в 0,5 г нейтралізуючого засобу в 100 мл деіонізованої води при 20 °C, за допомогою 0,5 моль/л сірчаної кислоти при значенні рН в 6 і тривалістю 30 хвилин менш ніж 6,5 мл, переважно менш ніж 5 мл, і особливо менш ніж 2 мл.

9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що при значеннях рН водойми, щонайменше в 4,5 використовують нейтралізуючий засіб зі спорідненістю розчинення, вимірюваною як витрата сірчаної кислоти в стаціонарному титруванні значення рН в 0,5 г нейтралізуючого засобу в 100 мл деіонізованої води при 20 °C, за допомогою 0,5 моль/л сірчаної кислоти при значенні рН в 6 і тривалістю в 30 хвилин більш ніж 6,5 мл, переважно більш ніж 8 мл, і особливо більш ніж 10 мл.

10. Спосіб за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що при значеннях рН водойми менш ніж в 4,5 використовують вапняні речовини із гранулометричним складом D50 щонайменше в 7,4 μм, переважно більш ніж 9 μм, і особливо більш ніж 11 μм.

11. Спосіб за будь-яким з пп. 1-10, який відрізняється тим, що при значеннях рН водойми щонайменше в 4,5 використовують вапняні речовини із гранулометричним складом D50 менш ніж в 7,4 μм, переважно менш ніж 5 μм, і особливо менш ніж в 3 μм.

Текст

Реферат: Винахід належить до способу підвищення значення рН водойми зі значенням рН менш ніж в 4,5 шляхом внесення нейтралізуючого засобу, у якому підвищення значення рН здійснюють щонайменше у дві стадії таким чином, що при значеннях рН нижче 4,5 у водойму вносять перший нейтралізуючий засіб з кінцевою провідністю в якнайбільше 100 μс/см і після досягнення значення рН щонайменше в 4,5 другий нейтралізуючий засіб з кінцевою провідністю більше 100 μс/см, причому кінцева провідність нейтралізуючих засобів визначена як провідність водної суспензії або водяного розчину нейтралізуючого засобу в рівновазі в розчинах при 25 °C. UA 100524 C2 (12) UA 100524 C2 UA 100524 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Винахід відноситься до способу підвищення значення рН кислих водойм шляхом внесення нейтралізуючих засобів. Особливо винахід відноситься до способу підвищення значення рН 3 озер, що утворилися на місці виробленого кар'єру, з об'ємом води більш ніж 500.000 м . Регіони, у яких розробку родовищ проводили відкритим способом, часто ще кілька десятиліть після припинення гірничодобувних робіт страждають від їхніх наслідків. Після припинення загального зниження рівня, знову виявлені ґрунтові води протікають через залишені від гірської розробки відвали. Особливо через вивітрювання піриту у відкритому руднику ці відвали часто збагачені високим кислотним потенціалом. Це приводить до окиснення озер, утворених на місці вироблених кар'єрів, які як наслідок часто мають значення рН менш ніж 3. Також уже за походженням затоплені нейтральні або вже нейтралізовані кар'єрні озера можуть підвищувати кислотність, якщо ґрунтові води випливають із кислих відвалів. За допомогою затоплення поверхневими водами, у принципі, можна протидіяти окисненню, тому що це має певний нейтралізуючий потенціал. Однак при високих ступенях кислотності або при затопленні вже частково кислими ґрунтовими водами наповненим кар'єрним озерам для нейтралізації не достатньо незначного нейтралізуючого потенціалу поверхневих вод. Як наслідок озера перебувають у своєму кислому стані. Відомо, що кислу воду вибірково, наприклад, у стоку озера, нейтралізують за допомогою вапнування. При цьому звичайно вапнування проводять в очисних спорудженнях рудничних вод. Однак саме озеро так само залишається у своєму підкисленому стані і як наслідок є непридатним у плані економіки й туризму. Крім того, відомі так звані способи "в озері" (In lake), які описані, наприклад, в DE 199 612 43. У цих способах ресуспендують енергетичну золу, яка утворюється від згоряння бурого вугілля, для того, щоб нейтралізувати наявну в озері кислотну ємність. Однак цей спосіб застосуємо тільки тоді, якщо у водоймі є стара зола. Крім того, активність і прохідність використовуваної золи є порівняно незначною. Документ DE 103 04 00 9 описує спосіб регулювання якості води відкритих кислих водойм, у якому при застосуванні способу "в озері" (In lake), інжекторної й змішаної техніки, а також дрібнозернистого нейтралізуючого засобу й продуманої технології розподілу досягається високий ступінь ефективності нейтралізуючого засобу. Однак тільки за допомогою гарного змішування нейтралізуючого засобу й гарного розподілу в озері при перетворенні речовин не можуть бути оптимізовані ступені ефективності. Документи DE 41 24 073 А1 і WO 02/016272 А1 так само описують способи обробки кислих водойм. Однак застосування описаних там способів у великих кількостях води, які часто зустрічаються в кар'єрних озерах, вимагає нерозмірно високих технічних відповідно економічних витрат. Також з документу DE 10 2006 001 920 А1 відомий спосіб поліпшення якості води кислих водойм. У цьому способі в першій стадії обробки при низькому значенні рН використовують кальцієвмісну або кальціє-/магнієвмісну вихідну сировину й у другій стадії при високому значенні рН - натровий луг. У цілому, у цьому способі необхідні високі витрати на використовувану сировину. В основі даного винаходу лежало завдання надати спосіб підвищення значення рН водойм зі значенням рН менш ніж 4,5, у якому використовують нейтралізуючий засіб, основна ємність якого використовується оптимально. Таким чином, повинні бути мінімізовані витрати на обробку водойм. Згідно з винаходом це завдання вирішується за допомогою способу підвищення значення рН водойми зі значенням рН нижче 4,5 шляхом внесення нейтралізуючого засобу, у якому підвищення значення рН щонайменше у дві стадії здійснюють таким чином, що при значеннях рН нижче 4,5 у водойму вводять перший нейтралізуючий засіб з кінцевою провідністю в якнайбільше 100 c/см і після досягнення значення рН щонайменше в 4,5 вводять другий нейтралізуючий засіб з кінцевою провідністю більше 100 c/см, причому кінцева провідність нейтралізуючих засобів визначається як провідність водної суспензії або водяного розчину нейтралізуючого засобу в рівновазі в розчинах при 25 °C з вмістом нейтралізуючого засобу в 0,015 мас. %. Спосіб згідно з винаходом відрізняється тим, що застосовувані нейтралізуючі засоби вибирають і вводять залежно від відповідного фактичного стану значення рН оброблюваної кислої водойми. Особливо при значеннях рН нижче 4,5 застосовують нейтралізуючий засіб з кінцевою провідністю в якнайбільше 100 c/см, переважно в якнайбільше 7 0 c/см, більш кращим чином у якнайбільше 40 c/см і особливо в якнайбільше 20 c/cм, у той час як при значеннях рН щонайменше в 4,5 використовують нейтралізуючий засіб з кінцевою провідністю 1 UA 100524 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 більш 100 c/см, переважно більше 200 c/см, більш переважним чином більше 300 c/см, і особливо більше 500 c/см. Під поняттям нейтралізуючий засіб згідно з винаходом розуміють хімічну сполуку, яка має певну силу основи й у змозі підвищити значення рН кислої водойми. Під поняттям кінцева провідність нейтралізуючого засобу згідно з винаходом розуміють провідність водної суспензії або водяного розчину нейтралізуючого засобу при 25 °C з вмістом нейтралізуючого засобу в 0,015 мас. %, яка перебуває в рівновазі в розчинах. Якщо хімічна сполука є у воді, то певна частка сполуки в розчині залежить від факторів, таких як ентальпія розчинення, розмір часток, температура тощо. Шляхом цього підвищується провідність розчину. Через певний час установлюється рівновага в розчинах. Ця рівновага відрізняється тим, що за одиницю часу в розчин вводять однакову кількість часток, яку виділяють з розчину. Якщо рівновага в розчинах встановилася, то не відбувається наступного підвищення провідності досліджуваного розчину. Згідно з винаходом кінцева провідність досягається, якщо провідність змінюється не більше ніж на 10 c/см за одну хвилину. Тим самим досягнута в стані рівноваги провідність згідно з винаходом являє собою кінцеву провідність розглянутого розчину при обраних умовах. Для визначення кінцевої провідності згідно з винаходом були обрані наступні умови. Вихідними є суспензії нейтралізуючої речовини з ваговою концентрацією в 1 г твердої речовини в 100 мл об'єму проби. Із цих суспензій додають 1,5 мл у деіонізовану воду (100 мл) підтримуваної температури в 25 С і очікують встановлення рівноваги в розчині. При цьому суспензії, що містяться, мають вміст нейтралізуючого засобу в 0,015 мас. %. Для прискорення встановлення рівноваги можуть домішувати суспензійні компоненти. Рівновага в розчинах відрізняється тим, що обмірювана провідність змінюється не більше ніж на 10 c/см за одну хвилину. Обмірювана до цього моменту часу при зазначених вище умовах провідність являє собою кінцеву провідність нейтралізуючого засобу, яка розуміється згідно з винаходом. Несподівано було виявлено, що нейтралізуючі засоби з низькими кінцевими провідностями при низьких значеннях рН мають чітко більш високу ефективність, ніж при високих значеннях рН. Особливо було виявлено, що нейтралізуючі засоби з кінцевою провідністю в якнайбільше 100 c/см при значеннях рН менш 4,5 мають явно більш високий ступінь ефективності, ніж при високих значеннях рН. Цей факт робить вигідним спосіб згідно з винаходом тим, що він складається, щонайменше, із двох стадій, причому в першій стадії при низьких значеннях рН використовують нейтралізуючі засоби з порівняно низькими кінцевими провідностями. Тому цей принцип є вигідним, тому що нейтралізуючі засоби з низькими кінцевими провідностями звичайно вимагають менших витрат, ніж нейтралізуючі засоби з високими кінцевими провідностями. Тільки якщо при значеннях рН щонайменше в 4,5, при яких реакційна здатність нейтралізуючих засобів з низькими кінцевими провідностями ослаблена, використовують нейтралізуючі засоби, що вимагають більших витрат, з високими кінцевими провідностями. Таким чином, згідно з винаходом для досягнення значення рН в 4,5 використовують економічні нейтралізуючі засоби, які при цих значеннях рН мають несподівано високий ступінь ефективності. У порівнянні з цим спочатку при високих значеннях рН використовують більш дорогі нейтралізуючі засоби з високою активністю. Таким чином, у сукупності спосіб згідно з винаходом виявляється ефективним і все одно більш економічним. Спосіб згідно з винаходом є особливо рентабельним при обробці кислих водойм з великими 3 об'ємами води, як, наприклад, об'ємом води більш ніж в 500 000 м , тому що тут використовуються більші кількості нейтралізуючих засобів. Значення рН оброблюваної водойми способом згідно з винаходом може бути підвищене до різних значень. Однак переважно значення рН підвищується до величини, щонайменше, в 5, особливо, щонайменше, в 6. Спосіб згідно з винаходом може бути здійснений шляхом додавання нейтралізуючого засобу у водойму як цілий (In lake спосіб) або також вибірково, наприклад, у стоку озера. Однак особливо придатним є проведення як In lake способу, тому що в такий спосіб особливо добре проявляється ефективність і рентабельність способу згідно з винаходом. Нейтралізуючий засіб може бути введений у водойму різними методами. Виняткові результати досягаються, якщо нейтралізуючий засіб вводять у водойму у вигляді суспензії, переважно водної суспензії. Була проведена серія практичних досліджень, у яких досліджували ступінь ефективності використовуваних нейтралізуючих засобів у суспензіях різної концентрації при варіюванні значення рН. При цьому несподіваним виявилося, що при значеннях рН більш ніж в 4,5 ступень ефективності нейтралізуючих засобів слабшає, якщо суспензія містить більш ніж 2 вагових 2 UA 100524 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 відсотка нейтралізуючого засобу. Це ослаблення ступеня ефективності пов'язане з підвищенням кількості використовуваних продуктів і природно з витратами, що збільшуються. Із цієї причини згідно з винаходом особливо переважно, якщо підвищення значення рН відбувається таким чином, що нейтралізуючий засіб вноситься при значеннях рН нижче 4,5 у вигляді суспензії з концентрацією від 2 до 15 мас. %, переважно від 5 до 10 мас. % засобу, що нейтралізує, і при значеннях рН щонайменше в 4,5 у вигляді суспензії з концентрацією від 0,05 до 2 мас. %, переважно від 0,1 до 1 мас. % засобу, що нейтралізує. У цій формі здійснення оптимально використовується наявний нейтралізуючий потенціал використовуваного нейтралізуючого засобу залежно від фактичного стану значення рН оброблюваної водойми. Це приводить до наступного підвищення ефективності способу згідно з винаходом. При значенні рН нижче 4,5 у якості нейтралізуючих засобів згідно з винаходом можуть використовуватися всілякі речовини, якщо ці речовини є лужними й мають кінцеву провідність у якнайбільше 100 c/см. Переважно згідно з винаходом застосовують вапняні речовини, а саме, особливо крейду, вапно, вапняний шлам, сипучий осад карбонату кальцію, напівобпалений доломіт, сірий доломіт і/або доломітове бурове борошно. Ці речовини є переважними згідно з винаходом, тому що вони є особливо економічно вигідними. При значенні рН щонайменше в 4,5 у якості нейтралізуючих засобів згідно з винаходом так само можуть використовуватися всілякі речовини, якщо вони є лужними й мають кінцеву провідність щонайменше в 100 c/см. Переважно згідно з винаходом вапняні речовини, а саме особливо негашене вапно, гідроокис кальцію, гашене вапно, сірий доломіт, доломітове палене вапно й/або доломітовий гідроокис кальцію. Ці речовини при значеннях рН щонайменше в 4,5 є переважними тому, що вони мають високу активність. Поряд з кінцевою провідністю також важливе значення має спорідненість розчинення використовуваних нейтралізуючих засобів. Особливо переважно, якщо при низьких значеннях рН використовують нейтралізуючі засоби з низькою спорідненістю розчинення. Ці нейтралізуючі засоби звичайно є більш дешевими, ніж такі з високою спорідненістю розчинення. Тим самим ця форма здійснення є особливо економічною. При високих значеннях рН напроти, є вигідним використання нейтралізуючих засобів з високою спорідненістю розчинення. Швидкість розчинення лужних сполук звичайно саме знижується зі зростаючим значенням рН. Тим самим при застосуванні нейтралізуючих засобів, які по походженню мають низьку спорідненість розчинення, при підвищених значеннях рН ризик полягає в тому, що вони не повністю відробивши, осядуть на дно водойми й тим самим не відбудеться процес нейтралізації. Практичні дослідження показали, що спосіб згідно з винаходом є особливо ефективним, якщо при значенні рН водойми, нижче 4,5 використовують нейтралізуючі засоби, які мають спорідненість розчинення, виміряну як витрату сірчаної кислоти стаціонарним титруванням значення рН в 0,5 г нейтралізуючого засобу в 100 мл деіонізованої води при 20 °C, за допомогою 0,5 моль/л сірчаної кислоти при значенні рН в 6 і тривалості в 30 хвилин, менш ніж 6,5 мл, переважно менш ніж 5 мл, і особливо менш ніж 2 мл. Стаціонарні титрування значення рН являють собою стандартний метод визначення кінетики нейтралізації лужних речовин. Речовину, у якої необхідно визначити спорідненість розчинення, поміщають при кімнатній температурі як суспензію при перемішуванні. Тепер до цієї суспензії додають по краплях кислоту з такою швидкістю, що значення рН установлюється постійним до фіксованого раніше значення рН. Через щораз однакові проміжки часу сполуки з високою спорідненістю розчинення мають підвищену витрату кислоти, ніж такі з незначною спорідненістю розчинення. Це зводиться до того, що в сполуках з високою спорідненістю розчинення на одиницю часу йде більша кількість лугу в розчині й знаходиться там у розпорядженні для нейтралізації введеної по краплях кислоти. Спорідненість розчинення, як вона розуміється в способі згідно з винаходом, відноситься до споживання в мл на 0,5 моль/л сірчаної кислоти, яка може бути введена в суспензію 0,5 г нейтралізуючого засобу в 100 мл деіонізованої води в 250 мл хімічній склянці (широка) протягом 30 хвилин, без зміни значення рН суспензії у 6, у той час як суспензію при 20° (+ 2 °C) перемішують магнітною мішалкою, й стрижнем для перемішування довжиною в прибл. 30 мм і діаметром прибл. 7 мм при швидкості обертання в 800 об/хв. Відповідно до зазначеної вище переважної форми здійснення винаходу при значеннях рН водойми менш ніж 4,5 переважно використовують ті нейтралізуючі засоби, спорідненість розчинення яких, вимірювана як витрата сірчаної кислоти відповідно до описаного вище методу, становить менш ніж 6,5 мл переважно менш ніж 5 мл, і особливо менш ніж 2 мл. При значеннях рН водойми, щонайменше, в 4,5 напроти переважно використовують ті нейтралізуючі засоби, спорідненість розчинення яких, вимірювана як витрата сірчаної кислоти 3 UA 100524 C2 5 10 15 відповідно до описаного вище методу, становить, щонайменше, 6,5 мл, переважно більш ніж 8 мл, і особливо більш ніж 10 мл. Відповідно до іншої переважної форми здійснення винаходу при значеннях рН водойми менш ніж в 4,5 у якості нейтралізуючих засобів використовують вапняні речовини із гранулометричним складом D50 більш ніж в 7,4 м, переважно більш ніж в 9, і особливо більш ніж в 11 м. Вапняні речовини з таким гранулометричним складом відрізняються тим, що половина часток, що міститься в них, має діаметр менш ніж в 7,4. Через більшу поверхню речовини з малим значенням D50 мають підвищену реакційну здатність і отже підвищену спорідненість розчинення ніж речовини подібного роду, які мають підвищене D50 значення. Відповідно вапняні речовини із гранулометричним складом D50 менш ніж в 7,4 м, переважно менш ніж в 5 м, і особливо менш ніж в 3 м згідно з винаходом є особливо придатними нейтралізуючими засобами при значеннях рН водойми, щонайменше, в 4,5. Надалі винахід докладніше пояснюється за допомогою трьох прикладів здійснення. Таблиця 1 демонструє аналізи нейтралізуючих засобів, використовуваних у прикладах здійснення. 4 UA 100524 C2 5 UA 100524 C2 Таблиця 2 показує гранулометричний склад нейтралізуючих засобів, використовуваних у прикладах здійснення 5 10 15 20 На фігурі 1 показаний сумарний гранулометричний склад Q3 % залежно від розміру часток. Приклад 1: визначення провідності вапняного молока й гідроокису кальцію 1. Призначення й область застосування Метод служить для визначення провідності лужних сполук, таких як вапняне молоко й гідроокис кальцію. Особливо він служить для визначення кінцевої провідності, а також реакційної здатності (швидкість розчинення) продуктів вапняного молока, а також гідроокисів кальцію. 2. Основа способу Реакційна здатність вапняного молока й гідроокису кальцію доцільно може бути визначена за допомогою їх швидкості розчинення у воді. Яка доступна шляхом кондуктометричного способу. Описаний надалі тест на реакційну здатність ґрунтується на зміні, що швидко відбувається, провідності після дозування вапняного молока або суспензії гідроокису кальцію внаслідок підвищення концентрації іонів, викликаної шляхом розчинення гідроксиду кальцію. У якості результату отримані згідно з винаходом кінцеві провідності лужних речовин, таких як вапняне молоко й гідроокис кальцію, а також періоди часу, до яких попадали характерні частки твердої речовини в розчин. 3. Прилади 6 UA 100524 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 3.1 кондуктометр з постійно встановлюваним діапазон вимірів (наприклад, 0-2 мс/см). 3.2 вимірювальна комірка провідності з необплетеними й не платинованими Ptелектродами. Попередня обробка електроду проводиться відповідно до інструкцій виробника приладу. 3.3 комп'ютер із придатним програмним забезпеченням для збору даних. 3.4 150-мл мірна посудина з термостатичним корпусом з покриттям, обладнана отворами для вимірювальної комірки, пропелерною мішалкою, підведенням газу, випускним отвором для газу й подачею зразків. 3.5 термостат. 3.6 пропелерна мішалка або придатна магнітна мішалка. 3.7 піпетка (1,5 мл) з дозуючим обладнанням. 4. Реагенти 4.1 розчин хлориду калію, с(КС1) = 0,01 моль/л. 4.2 розчин хлориду калію, (КС1) = 3 %. 4.3 вода, деіонізована, СО2-вільний. 4.4 азот, N2. 5. Способи виміру 5.1 Процес виміру 5.1.1 Підготовка апаратури Тому що вільно омивані, не обплетені платинові електроди при багаторазовому використанні змінюють свою характеристику, до початку кожного ряду вимірів повинні бути встановлені константи комірок електродів розчином хлориду калію (4.1). Електрод повинен бути поміщений у мірну посудину таким чином, що контактні поверхні електрода перебувають паралельно до напрямку руху води. Тому що швидкість розчинення швидкорозчинного вапняного молока або гідроокису кальцію залежить від різних факторів, таких як вид мішалки, швидкість мішалки, розміри посудини й положення вимірювальної комірки й місце дозування, то є раціональним визначати вимірювальну апаратуру через вимірювальні робочі характеристики (час гомогенізації). 5.1.2 Визначення часу гомогенізації. У посудині для зразків поміщають 100 мл води (4.3) і підтримують постійну температуру 25 °C. Посудину під час виміру промивають азотом, щоб запобігти наступному поглинанню СО 2. При обертовій мішалці, яка повинна обертатися з як можна більш високою частотою обертання, але без сильного утвору воронки, і після старту реєстрації результатів вимірів у поміщену воду дозують 1,5 мл розчину КС1 (4.2) за допомогою піпетки (3.7). 5.1.3 Визначення швидкості розчинення Спочатку в пробах вапняного молока потрібно визначити суху речовину, тому що для виміру нормалізують суспензію з ваговою концентрацією в 1 г твердої речовини в 100 мл об'ємі зразків. Для одержання цієї суспензії відбирають еквівалентний цьому вмісту твердої речовини об'єм вапняного молока й наповнюють до 100 мл. З гідроокисів кальцію так само одержують суспензію з ваговою концентрацією в 1 г/100 мл. Зразкам дають відстоятися прибл. 30 хвилин (повне змочування поверхні гідрату). 1,5 мл зразків якнайшвидше дозують у воду (4.3) (100 мл), у якої в посудині для зразків підтримується рівномірна температура у 25 °C. 5.2 Оцінювання 5.2.1 Установлення вихідної точки t=0 і визначення кінцевої провідності Обмірювана зміна провідності реєструють залежно від часу. Отриманий при цьому графік повинен бути зареєстрований до досягнення максимальної провідності. Для високореакційноздатного, тонкодисперсного вапняного молока, як правило, досить реєстрації результатів вимірів протягом 2 хвилин, причому значення реєструється кожну 0,1 сек. Стартовий час (t=0) установлюється для першої вимірюваної величини, з якої змінюється провідність на більш ніж 20 c/(см -0,1 сек). Кінцева провідність аеmах досягається, якщо провідність змінюється на не більш ніж 10 c/см за 1 хвилину. aеmах розраховують як середню величину з вимірюваних величин від досягнення кінцевої провідності за часовий інтервал в 1 хв. Час гомогенізації (кінцева провідність аеmах розчину КС1 (4.2)) повинний становити < 2,5 сек. 5.2.2 Зчитування часу розчинення й показання результатів Для виміру зразків перевести час розчинення вказують у секундах, протягом яких досягається 63, 80, 90 і 95 % максимальної провідності. Провідність ае (х%) розраховують згідно з нижченаведеним рівнянням. ае (х%) = аеmах / 100 7 UA 100524 C2 5 10 15 Із кривих провідність-час зчитують відповідний час розчинення t (х%). 6. Додаток Також можуть застосовуватися й інші, описані під пунктом 3 вимірювальні обладнання. При цьому необхідно забезпечити, що дотримується встановлений в пункті 5.2.1 час гомогенізації. Для визначення часу гомогенізації об'єм дозування повинен вибиратися таким чином, що досягається кінцева провідність (90050) c/см. Цей об'єм дозування повинен зберігатися для виміру зразків. Приклад 2: визначення кінцевих провідностей досліджуваних нейтралізуючих засобів Для того щоб визначити кінцеві провідності досліджуваних нейтралізуючих засобів, діють як описано під прикладом 1. Результати представлено на фігурі 2 і в таблиці 3. Виявляється, що кінцеві провідності досліджуваних нейтралізуючих засобів спочатку сильно підвищуються й потім тангенціально наближаються до значення кінцевої провідності. Нейтралізуючі засоби вапнякове борошно, напівобпалений доломіт, доломітове бурове борошно й крейда мають кінцеву провідність нижче 100 c/см. 8 UA 100524 C2 9 UA 100524 C2 5 10 15 Приклад 3: визначення спорідненості розчинності нейтралізуючих засобів за допомогою стаціонарного титрування значення рН У прикладі 3 визначається нейтралізуюча кінетика різних нейтралізуючих засобів у кислому діапазоні через стаціонарне титрування значення рН сірчаною кислотою при значенні рН в 6. Поміщають 0,5 г відповідного нейтралізуючого засобу в 100 мл деіонізованої води в 250 мл хімічній склянці (широка) при 25 °C при перемішуванні магнітною мішалкою й стрижнем шириною в 30 мм і діаметром прибл. 7 мм зі швидкістю мішалки в 800 обертів на хвилину й додають по краплях 0,5 молярну сірчану кислоту з такою швидкістю, що значення рН стаціонарно встановлюється до 6. Кількість сірчаної кислоти, яка може бути додана протягом 30 хвилин, без досягнення значення рН в 6, визначається й дає міру для спорідненості розчинення різних нейтралізуючих засобів у кислому середовищі. Теоретична витрата сірчаної кислоти для реакції становить: H2SO4+2 Са(ОН)2 → CaSO4+2 Н2О при 13,7 мл. Таблиця 4 зображує витрату сірчаної кислоти в мл через 30 хвилин для використовуваних нейтралізуючих засобів. Виявилося, що різні продукти мають різну витрату сірчаної кислоти. Нейтралізуючі засоби з високою реакційною здатністю в цілому приводять до підвищеної витрати сірчаної кислоти як продукти з низькою реакційною здатністю. 20 10 UA 100524 C2 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 5 10 15 1. Спосіб підвищення значення рН водойми зі значенням рН менш ніж в 4,5 шляхом внесення нейтралізуючого засобу, який відрізняється тим, що підвищення значення рН здійснюють щонайменше у дві стадії таким чином, що при значеннях рН нижче 4,5 у водойму вносять перший нейтралізуючий засіб з кінцевою провідністю більше 100 μс/см і після досягнення значення рН щонайменше в 4,5 вносять другий нейтралізуючий засіб у вигляді вапняних речовин з кінцевою провідністю якнайбільше 100 μс/см, причому кінцева провідність нейтралізуючих засобів визначена як провідність водної суспензії або водного розчину нейтралізуючого засобу в рівновазі в розчинах при 25 °C з вмістом нейтралізуючого засобу в 0,015 мас. % і причому нейтралізуючий засіб при значеннях рН нижче 4,5 вносять у водойму у вигляді суспензії з концентрацією від 2 до 15 мас. % і при значеннях рН щонайменше в 4,5 у вигляді суспензії з концентрацією від 0,05 до 2 мас. %. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що підвищують значення рН водойми з об'ємом води 3 більш ніж в 500000 м . 11 UA 100524 C2 5 10 15 20 25 30 3. Спосіб за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що значення рН водойми підвищують до значення щонайменше в 5, переважно до щонайменше 6. 4. Спосіб за будь-яким з пп. 1-3, який відрізняється тим, що спосіб здійснюють як спосіб "в озері" (In lake). 5. Спосіб за будь-яким з пп. 1-4, який відрізняється тим, що нейтралізуючий засіб вносять у водойму у вигляді суспензії. 6. Спосіб за будь-яким з пп. 1-5, який відрізняється тим, що як нейтралізуючий засіб з кінцевою провідністю якнайбільше 100 μс/см використовують вапняні речовини, переважно крейду, вапно, вапняний шлам, сипучий осад карбонату кальцію, напівобпалений доломіт і/або доломітове бурове борошно. 7. Спосіб за будь-яким з пп. 1-6, який відрізняється тим, що як нейтралізуючий засіб з кінцевою провідністю більше 100 μс/см використовують негашене вапно, гідроксид кальцію, гашене вапно, доломітове палене вапно і/або доломітовий гідроксид кальцію. 8. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що при значеннях рН водойми нижче 4,5 використовують нейтралізуючий засіб зі спорідненістю розчинення, вимірюваною як витрата сірчаної кислоти в стаціонарному титруванні значення рН в 0,5 г нейтралізуючого засобу в 100 мл деіонізованої води при 20 °C, за допомогою 0,5 моль/л сірчаної кислоти при значенні рН в 6 і тривалістю 30 хвилин менш ніж 6,5 мл, переважно менш ніж 5 мл, і особливо менш ніж 2 мл. 9. Спосіб за будь-яким з пп. 1-7, який відрізняється тим, що при значеннях рН водойми, щонайменше в 4,5 використовують нейтралізуючий засіб зі спорідненістю розчинення, вимірюваною як витрата сірчаної кислоти в стаціонарному титруванні значення рН в 0,5 г нейтралізуючого засобу в 100 мл деіонізованої води при 20 °C, за допомогою 0,5 моль/л сірчаної кислоти при значенні рН в 6 і тривалістю в 30 хвилин більш ніж 6,5 мл, переважно більш ніж 8 мл, і особливо більш ніж 10 мл. 10. Спосіб за будь-яким з пп. 1-9, який відрізняється тим, що при значеннях рН водойми менш ніж в 4,5 використовують вапняні речовини із гранулометричним складом D50 щонайменше в 7,4 μм, переважно більш ніж 9 μм, і особливо більш ніж 11 μм. 11. Спосіб за будь-яким з пп. 1-10, який відрізняється тим, що при значеннях рН водойми щонайменше в 4,5 використовують вапняні речовини із гранулометричним складом D50 менш ніж в 7,4 μм, переважно менш ніж 5 μм, і особливо менш ніж в 3 μм. 12 UA 100524 C2 13 UA 100524 C2 Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 14

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Process for the raising of ph value of acid body of water

Автори англійською

Pust, Christopher, Scholz, Gunter, Honig, Helma, Konig, Wolfgang

Назва патенту російською

Способ повышения значения рн кислых водоемов

Автори російською

Пуст Кристофер, Шольц Гюнтер, Хониг Хельма, Кьониг Вольфганг

МПК / Мітки

МПК: E21C 41/32, C02F 1/66

Мітки: кислих, значення, водойм, спосіб, підвищення

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/16-100524-sposib-pidvishhennya-znachennya-rn-kislikh-vodojjm.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб підвищення значення рн кислих водойм</a>

Подібні патенти