Засіб для зменшення жорсткості води

Винахід відноситься до області обробки води, а саме, до пом'якшення води шляхом осадження солей жорсткості і може бути використаний в теплоенергетиці, у виробництві мийних засобів і в інших галузях виробництва. Відома композиція для зменшення жорсткості води - сода кальцинована [Колмановский И.И. Производство двууглекислого натрия, M. - Л., 1964] [1]. Кальцинована сода широко використовується в хімічній промисловості, зокрема для зменшення жорсткості технічних вод, які використовуються в теплоенергетиці, виробництві мийних засобів, гірничо-металургійній і інших галузях промисловості. Як показали наші дослідження, застосування соди для зменшення жорсткості природних вод, жорсткість яких зумовлена катіонами магнію, забезпечує водопом'якшення на рівні 40мг MgO/г. Водопом'якшуючу здатність визначали згідно [ТУУ21606994.007-99] [2] по різниці вмісту MgO у вихідному розчині і фільтраті після обробки наважки засобу для зменшення жорсткості води вихідним розчином хлористого магнію. Основним недоліком відомої композиції є її недостатня водопом'якшуюча здатність по магнію, хоча по кальцію вона становить 360мг СаО/г. Найближчим аналогом до винаходу за технічною суттю і результатом, який досягається, є композиція для зменшення жорсткості води, що містить соду кальциновану і тринатрійфосфат при масовому співвідношенні, що в перерахунку на мас. % складає: сода кальцинована - 85,7-88,9; тринатрійфосфат - 11,1-14,3, [Патент України за заявкою №2002097673, МПК7 C02F5/02, дата подання 25.09.2002р.] [3]. Композиція використовується наступним чином. В двовалковий змішувач завантажують, наприклад, 100г. тринатрійфосфату і 700г. соди кальцинованої при масовому співвідношенні компонентів, мас. %: сода кальцинована - 87,5; тринатрійфосфат - 12,5. Здійснюють перемішування порошкоподібних компонентів до рівномірного розподілу. Заявлений композиція ефективна для пом'якшення в основному кальційвмістних вод; водопом'якшуюча здатність складає 400мг СаО/г. В деяких регіонах України жорсткість природних і промислових вод зумовлена значним вмістом катіонів магнію. Нами була випробувана ефективність відомої композиції для зменшення жорсткості води, яка зумовлена виключно катіонами магнію. Водопом'якшуюча здатність відомої композиції складає лише 80мг MgO/г. Таким чином, основним недоліком відомої композиції є її низька водопом'якшуюча здатність по магнію. В основу винаходу поставлено завдання розробити композицію для зменшення жорсткості води шляхом використання соди кальцинованої і солі фосфорної кислоти іншого катіонного складу, що забезпечило б підвищення водопом'якшуючої здатності засобу по магнію. Для рішення поставленого завдання запропоновано композицію для зменшення жорсткості води, що містить соду кальциновану і сіль фосфорної кислоти, котрий згідно з винаходом, як сіль фосфорної кислоти містить диамонійфосфат і компоненти беруть при наступному співвідношенні, мас. %: сода кальцинована - 83,3-90,0; диамонійфосфат - 10,0-16,7. Нами встановлено, що наявність в композиції диамонійфосфату за рахунок, як ми вважаємо, утворення кислих магнієвих солей фосфорної кислоти, створює сприятливі умови, при яких реалізується максимальна водопом'якшуюча здатність засобу. Аналізом патентної і технічної літератури нами не виявлено використання диамонійфосфату як водопом'якшуючого засобу. Таким чином, сукупність суттєвих ознак композиції для зменшення жорсткості води є необхідною і достатньою для досягнення технічного результату, який забезпечується винаходом - підвищення водопом'якшуючої здатності до 140-280мг MgO/г. Склад композиції в промислових умовах го тують шля хом ретельного перемішування соди кальцинованої і диамонійфосфату при їх масовому співвідношенні, мас. %: сода кальцинована - 83,3-90,0; диамонійфосфат -10,016,7. Можливе застосування компонентів окремо у даному співвідношенні без попереднього їх перемішування. Для приготування засобу використовують: - соду кальциновану (ГОСТ 5100-85); - диамонійфосфат (ГОСТ 8515-75). Приклад реалізації за винаходом. В лабораторний двовалковий змішувач завантажують 700г. соди кальцинованої і 100г. диамонійфосфату, що відповідає при масовому співвідношенню, мас. %: сода кальцинована - 87,5; диамонійфосфат - 12,5. Здійснюють перемішування порошкоподібних компонентів до рівномірного розподілу. Отриману суміш використовують для пом'якшення води з підвищеним вмістом магнію. Водопом'якшуюча здатність композиції для зменшення жорсткості води представлена в таблиці, приклад 3 і складає 280мг MgO/г. З метою визначення ефективності запропонованого композиції були одержані склади композиції для зменшення жорсткості води, що містять інгредієнти як у заявленому співвідношенні так і за його межами. Встановлено, що кількісний і якісний склад композиції вибрано з умов, які забезпечують його високу водопом'якшуючу здатність (140-280мг MgO/г) (таблиця, приклади 1-5). При позамежному збільшенні вмісту соди кальцинованої, наприклад 90,9мас. %, що можливе при позамежному зменшенні вмісту диамонійфосфату до 9,1мас. %, спостерігається суттєве зменшення водопом'якшуючої здатності до 90мг MgO/г. (таблиця, приклад 6). При позамежному зменшенні вмісту соди кальцинованої, наприклад 80,0мас. % , тобто при збільшенні вмісту диамонійфосфату до 20,0мас. %, одержують засіб з недостатньо високою водопом'якшуючою здатністю на рівні 120мг MgO/г (таблиця, приклад 7). Переваги запропонованої композиції для зменшення жорсткості води порівняно з відомою композицією полягають в підвищенні водопом'якшуючої здатності по магнію з 80 до 140-280 мг MgO/г, тобто в 1,2-3,5 рази. Отримане співвідношення соди кальцинованої і диамонійфосфату складає мас. %: сода кальцинована - 85,7-88,9; диамонійфосфат - 11,1-14,3, відповідно, що забезпечує максимальну водопом'якшуючу дію, тобто водопом'якшуючу здатність на рівні 240-280мг MgО/г. Таблиця Склад композиції, мас. % №п/п 1 сода кальцинована 2 1 2 3 4 5 83,3 85,7 87,5 88,9 90,0 6 7 90,9 80,0 8 87,5 диамонійфосфат 3 За винаходом 16,7 14,3 12,5 11,1 10,0 Позамежні 9,1 20,0 За прототипом тринатрійфосфат 12,5 Водопомякшуюча здатність, мг MgO/г 4 140 257 280 240 150 90 120 80