Спосіб одержання активованого бентоніту

Реферат: UA 73824 U UA 73824 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Корисна модель належить до хімії та хімічної технології, а саме до технології виробництва бентоніту, який може використовуватись для сорбції органічних барвників із стічних вод. Відомо, що запаси природних родовищ бетонітів України характеризуються недостатньою сорбційною здатністю по відношенню до органічних забрудників. Тому актуальним завданням на сьогоднішній день є проведення робіт, спрямованих на покращення сорбційних властивостей шляхом їх активації. Найбільш близьким за технічною суттю до корисної моделі є спосіб одержання активованого бентоніту, що включає пушення бентонітової глини, виділення з неї неглинистих включень, дозування бентонітової глини та її обробку активатором при перемішуванні, сушіння до 10-17 % вологості (патент № 36370 UA, МПК C22B1/00 Ковальов Д.А. Мовчан В.П., Ковальов О.Д. та інші. Спосіб виробництва активованого бентоніту. Бюл. № 3, 2001 p.). Але така модифікація покращує оґрудкування залізорудних котунів, проте не забезпечує належних сорбційних властивостей бентоніту по відношенню до органічних барвників через відносно малоактивні центри, в яких переважають іони натрію. Крім цього, технологічні операції здійснюються послідовно в різному обладнанні, що ускладнює технологічний процес. В основу корисної моделі поставлено задачу створити спосіб одержання активованого бентоніту, в якому передбачається використання нового активатора та суміщення декількох технологічних операцій, що дало б можливість використовувати активований бентоніт як сорбент та спростити технологічний процес. Поставлена задача вирішується тим, що у способі одержання активованого бентоніту, який включає пушення бентонітової глини, виділення з неї неглинистих включень, дозування бентонітової глини та її обробку активатором при перемішуванні, з подальшим сушінням до 1017 % вологості, згідно з корисною моделлю, як активатор використовують сульфатну кислоту H2SO4 у вигляді розчину 20-30 %, при цьому пушення, виділення неглинистих включень, обробку активатором та перемішування здійснюють сумісно в фарфоровому кульовому млині, а перед сушінням бентоніт промивають. +3 +3 +2 +2 Це забезпечує інтенсифікацію процесів обміну між катіонами бентоніту (Al , Fe , Ca , Mg + …) та гідрогеном сульфатної кислоти (Н ). Процес кислотної активації проходить значно 3+ інтенсивніше. З отриманих експериментальних даних видно, що видалення Fe катіона значно +3 випереджує видалення Al катіона і є свідченням того, що значна частина оксиду заліза 2+ присутня в мінералі у вигляді домішки, яка не входить в кристалічну ґратку. Видалення Са катіона відбувається практично повністю, оскільки цей катіон знаходиться в іонообмінних позиціях та за наявності кислотного протону швидко переходить в маточний розчин. Видалення 2+ Mg катіона також частково випереджає видалення катіона алюмінію. Окрім досконалості структури активований бентоніт має високу дисперсність частинок, що є позитивним фактором щодо якості отриманого активованого бентоніту. Це пов'язано із постійним оновленням поверхні активації, зменшенням частки дифузійних процесів та відділенням в процесі помелу домішок, які екранують поверхню активації. Такий спосіб активації дозволяє застосовувати бентоніт як сорбент, крім цього спростити технологічну схему процесу та зменшити кількість одиниць обладнання. Приклад 1. Бентоніт (хімічний склад див. таблицю) подрібнюють та дозують разом із активатором і подають у кульовий млин. В кульовому млині при температурі 70-75 °C, концентрації сульфатної кислоти 20 %, коефіцієнті заповнення фарфорового кульового млина 20-25 %, коловій швидкості барабана - 0,3-0,55 об./с відбувається процес виділення неглинистих включень та активації бентоніту протягом 1,5 години. Після цього суміш подається для розділення на фільтр. Тоді на цьому ж фільтрі промивають від кислоти водою знесоленою до досягнення нейтральної реакції в потоці на виході із фільтра. Відфільтрований і промитий активований бентоніт сушать до 10-17 % вологості. Висушений продукт надходить до споживача. Приклад 2. Активацію проводять в кульовому млині аналогічно прикладу 1, при концентрації сульфатної кислоти 30 %. 1 UA 73824 U Таблиця Хімічний склад природного та активованого бентоніту Компоненти SiO2 Аl2Оз Fe2O3 FeO MgO CaO Na2O K2O P2O5 S Cl H2O Втрати при прокалюванні 5 Природний 48,42 14,88 8,14 0,01 1,44 1,2 0,00 0,05 0,08 0,01 0,00 15,4 9,54 Активований конц. 20 % 57,57 11,78 4,57 0,00 0,97 0,21 0,01 0,04 0,02 0,04 0,00 15,83 7,71 Активований конц. 30 % 57,36 11,06 4,01 0,00 0,89 0,19 0,01 0,02 0,02 0,06 0,00 15,46 7,21 Використання активатора H2SO4 меншої концентрації ніж 20 % не забезпечує достатнього ступеня активації, а відтак зменшення сорбційної ємності бентоніту, застосування активатора H2SO4 більшої концентрації ніж 30 % призводить до руйнування бентоніту. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 Спосіб одержання активованого бентоніту, що включає пушення бентонітової глини, виділення з неї неглинистих включень, дозування бентонітової глини та її обробку активатором при перемішуванні, з подальшим сушінням до 10-17 % вологості, який відрізняється тим, що як активатор використовують сульфатну кислоту H2SO4 у вигляді розчину 20-30 %, при цьому пушення, виділення неглинистих включень, обробку активатором та перемішування здійснюють сумісно в фарфоровому кульовому млині, а перед сушінням бентоніт промивають. 15 Комп’ютерна верстка В. 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 2