Спосіб одержання вуглецевомінерального сорбенту для очищення рідини від фталатів та миш`яку

1. Спосіб одержання вуглецевомінерального сорбенту для очищення рідини від фталатів та миш'яку, що включає змішування порошків вуглецевмісного та неорганічного матеріалів, наступну термічну обробку суміші й відділення порошку вуглецевомінерального сорбенту, який відрізняється тим, що як вуглецевмісний порошок використовують порошок біоколоїдного матеріалу або продукт його неповної деструкції та змішують його з залізовмісним неорганічним матеріалом, причому розмір частинок залізовмісного неорганічного матеріалу принаймні у 1,4 рази більше, ніж розмір частинок біоколоїдного матеріалу або продукту C2 2 (19) 1 3 89149 4 шку з лушпайок насіння соняшника, який обробредакцією В.В. Стрілко, Київ, Наукова думка, 2008, ляють 30-50%-ною сірчаною кислотою, а потім стор. 304]. відмивають водою та спиртом. Спосіб використоОднак відомі способи отримання сорбентів вують для очищення води та вина, наприклад, від складні, капітальні витрати високі, а селективність кальцію та заліза [Патент РФ №2060818, кл. проявляється тільки по відношенню до к 137Cs. B01J20/30, 20/24, опублікований 27.05.1996]. Відомий спосіб отримання карбонізованого До недоліків відомого способу відносяться заадсорбенту шляхом змішування дисперсного нестосування сировини у вигляді лушпайок насіння органічного матеріалу з органічними речовинами, соняшника, що містить меланін, який негативно термічної обробки отриманої суміші та її активації впливає на гормональну систему людини, крім киснем повітря при підвищеній температурі, при того, гідрофільна природа поверхні меланіну не цьому активацію проводять при температурі 405дозволяє ефективно використовувати його для 600°С, протягом 3-30 хвилин [Авторське свідоцтво видалення органічних речовин сорбцією. СРСР №814440, кл. В01J20/12, опубліковане Відомий спосіб очищення (освітлення) вин, со23.03.1981]. ків, цукрових сиропів, промислових стічних, жорстОднак відомий спосіб дає малоефективний ких, радіоактивних вод, в якому у якості сорбенту сорбент. використовують мінеральний сорбент, такий як, Найбільш близьким за технічною сутністю, до наприклад, кизельгур, діатомит, палигорскит [Енспособу, що заявляється, є спосіб отримання адциклопедія неорганічних матеріалів, Київ, УРЕ, сорбенту шляхом змішування порошків органічно1977, стор. 360]. го матеріалу та глини з наступною карбонізацією, Недоліком відомого способу є швидке засміпри цьому використовують органічний матеріал з чення фільтруючого шару та низька сорбційна мінімальним розміром частинок, що 2-10 разів песпроможність по відношенню до органічних речоревищують максимальний розмір частинок глини, вин. а після карбонізації суміші відділяють частинки, що Відомий спосіб очищення (освітлення) виновідповідають розмірам частинок глини до карбоніматеріалів, в якому до них вводять 10-20%-ну сузації. Глину використовують з мінімальним розміспензію бентоніту та витримують протягом 10-12 ром частинок мінус 0,16мм. [Авторське свідоцтво діб [Сборник технологических инструкций, правил СРСР №1058600, кл. B01J20/12, опубліковане и нормативных материалов по винодельческой 07.12.83]. промышленности, М., «Пищевая промышленОднак, відомості про спроможність адсорбенту ность, 1978]. поглинати такі забруднювачі рідини, як фталати та ' До недоліків відомого способу відносяться сполуки миш яку у прототипі відсутні. Відомо, що значна доза бентонітової суспензії, недостатня прискорення технічного прогресу, в останні роки, швидкість освітлювання, що приводить до погірспричинило прискорення техногенного забрудненшення органолептичних характеристик виноматеня навколишнього середовища та харчових продуріалів, які очищують, та низька спроможність погктів. Особливе занепокоєння викликають ефіри линати з’єднання миш’яку й органічні речовини. фталевої кислоти, серед яких - найбільш розпоВідомий також спосіб освітлення вин, соків та всюджений дибутилфталат (ДБФ). У XX віці ДБФ подібних матеріалів, в якому отримують сорбент та інші фталати вважалися малотоксичними, їх шляхом активації прогрітого до температури 600гранична допустима концентрація у повітрі скла1000°С природного бентоніту кислотою, з наступдає 0,5мг/м3, а у воді - 0,2мг/м3. В останній час ною нейтралізацією карбонатом натрію [Патент стало відомо, що ДБФ навіть у невеликій мікрогРФ №2119949, кл. С12Н1/048, опубл. 10.10.1998]. рамовій кількості впливає на репродуктивну функНедоліками способу є його складність, а також цію та гормональну систему людини. Наприклад, в те, що за досягнутими результатами ("оклеюванРосії останнім часом проводиться перевірка якості ню" вина) сорбент виконує роль коагулянта, а не вин на вміст токсичних речовин, що надходять з сорбента та не відрізняється від природного бенсировини, а також від стикання з полімерними матоніту. теріалами (тарою) Відомі численні способи отримання вуглеце[http://www/mosanepid.ru/pressgoda/92052006.htm]. вих сорбентів з природного вугілля [Саранчук В. І., Токсичність та небезпечність впливу фталатів, Ільяшов М. О., Ошовський В.В., Саранчук Є. В. зокрема ДБФ на здоров’я людини, потребує їх кі"Вуглець:невідоме про відоме", Донецьк, УК лькісного визначення у харчових продуктах та наЦентр, 2006, стор. 400]. вколишньому середовищі. Зараз у світовій практиЗагальним недоліком таких способів є висока ці допустимий вміст ДБФ в харчових та енергомісткість їх отримання, низький вихід, великі промислових рідинах (воді, соках, вині, горілці, капітальні витрати, та низька селективність сорбемолоці, цукровому сиропі) визначається на рівні 3 нтів при адсорбції різних органічних та неорганіч20-100мкг/дм . них речовин. Крім органічних речовин (фталатів), в останній Відомі способи отримання селективних вуглечас особливо в металургії, звернули увагу на зацевих сорбентів та сорбентів на основі алюмосилібруднення продуктів металургійної переробки ' катів з виборчими властивостями, наприклад, карб з'єднаннями миш'яку. Це пов язано з переробкою опал та карбоверм, що містять алюмосилікат й осадочних залізо-силікатно-карбонатних осадових активне вугілля у оптимальному співвідношенні руд морського походження, які вміщують підвище2:1 (33% вуглецю) [Селективна сорбція і каталіз на ні кількості сполук миш'яку, що переходять в техактивному вугіллі та неорганічних іонітах // Під нологічні рідини, а потім в стічні води. Очищення таких вод проводять різними фізико-хімічними 5 89149 6 способами, у т. ч. - адсорбційними, що значно Адсорбент готували у відповідності з рекоменускладнює та здорожує технологію очищення, піддаціями відомого способу. вищує капітальні витрати, крім того, такі способи У воду, що випробували, у цукровий сироп та не передбачають витягнення ДБФ з води та водвино "Кагор", а також у технологічні стоки ввели по них розчинів й композицій. 10мкг ДБФ та по 1мг миш'яку у формі арсенату 3 Оскільки у прототипі не приведені дані про натрію на 1дм рідини, після чого до кожної рідини можливість використання адсорбенту для видавводили сорбент, що отриманий за відомим з пролення з рідин фталатів та миш'яку, авторами була тотипу способом, з розрахунку 100мг сорбенту на 3 перевірена ефективність відомого способу при 1дм рідини, перемішували 30хв., відфільтровувавилученні з рідин фталатів та миш'яку. У якості ли рідини та визначали в них вміст ДБФ та миш'ярідин використовували цукровий сироп з вмістом ку. Результати іспитів представлені в таблиці 1. цукру 30%, вино та технологічні стоки після очищення залізної руди від миш'яку. Таблиця 1 3 Рідина 1. Вода 2.Цукровий сироп 3. Вино 4.Технологічні стоки ДБФ до очищення 10 10 10 10 Вміст у рідині, мкг/дм ДБФ після очищення As до очищення 16 1000 15 1000 28 1000 17 1000 Як видно з таблиці 1, після очищення кількість ДБФ в рідинах зростає, а миш'яку - знижується на 8,6-44%. Таким чином, недоліками відомого способу є те, що сорбент, отриманий за цим способом, не поглинає з рідин фталати, особливо при їх низьких концентраціях, неефективно сорбує сполуки миш'яку, а також утворює відходи виробництва, утилізація яких потребує додаткових витрат. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу отримання вуглецевомінерального сорбенту для очищення рідини від фталатів та миш'яку, в якому використання в якості вуглецевовміщуючого порошку біоколоїдного матеріалу або продукту його неповної деструкції, змішування його із залізовміщуючим неорганічним матеріалом, проведення термічної обробки суміші у відновлювальній атмосфері при температурі 580-1100°С, змішування утвореного спеку з водою, подрібнення його та відділення диспергованого сорбенту від осаду, забезпечують підвищення селективності сорбенту для очищення рідин від ДБФ та миш'яку, цим забезпечується поглинання сорбентом з рідин фталатів та миш'яку, при їх низьких концентраціях, зниження відходів виробництва, що утилізують, зменшення витрат. Поставлена задача вирішується тим, що в способі отримання вуглецевомінерального сорбенту для очищення рідини від фталатів та миш'яку, що включає змішування порошків вуглецевовміщуючого та неорганічного матеріалів, наступну термічну обробку суміші й відділення порошку вуглецевміщуючого сорбенту, згідно з винаходом передбачені наступні відміни: - в якості вуглецевовміщуючого порошку беруть порошок біоколоїдного матеріалу або продукт його неповної деструкції; - біоколоїдний матеріал або продукт його неповної деструкції змішують із залізовміщуючим неорганічним матеріалом; - розмір частинок неорганічного матеріалу, принаймні, у 1,4 рази більше, ніж розмір частинок As після очищення 560 677 914 911 біоколоїдного матеріалу або продукту його неповної деструкції; - термічну обробку суміші біоколоїдного матеріалу або продукту його неповної деструкції із залізовміщуючим неорганічним матеріалом проводять у відновлювальній атмосфері при температурі 580-1100°С; - утворений при термічній обробці спек змішують з водою, подрібнюють та відділяють диспергований сорбент від осаду. Крім того, в якості неорганічного матеріалу беруть залізовміщуючу глину або глиновміщуючу залізну руду пелоїдного морського походження; в якості біоколоїдного матеріалу беруть кам'яне або буре вугілля, або торф, або деревні відходи; в якості продукту неповної деструкції біоколоїдного матеріалу беруть лігнін, кокс або деревне вугілля; змішування порошку біоколоїдного матеріалу або продукту його неповної деструкції з неорганічним матеріалом ведуть у співвідношенні 1,5:100 40:100 відповідно; спек змішують з морською водою без попереднього охолодження у безводному середовищі; диспергований сорбент відділяють від осаду декантаційним відмулюванням в очищеній воді; спек змішують з водою у співвідношенні Т:Р = 1:1,0 - 1:1,2; спек подрібнюють до розміру частинок мінус 0,1мм. Сутність винаходу пояснюється технологічною схемою виконання способу, що зображена на Фіг. Спосіб отримання вуглецевомінерального сорбенту для очищення рідини від фталатів та миш'яку виконують наступним чином: порошок залізовміщуючого неорганічного матеріалу, в якості якого беруть, наприклад, залізовміщуючу глину або глиновміщуючу залізну руду пелоїдного морського походження, та порошок біоколоїдного матеріалу (в якості якого беруть кам'яне або буре вугілля, або торф, або деревні відходи), або продукту його неповної деструкції у вигляді лігніну, коксу або деревного вугілля, причому розмір частинок порошку неорганічного матеріалу, принаймні, у 1,4 рази більший, ніж частинки порошку біоколоїдного матеріалу або продукту його 7 89149 8 неповної деструкції, суміш змішують у співвідно"пляшкоподібні" пори. За даними адсорбційного шенні 1,5:100 - 40:100 відповідно, піддають її тердослідження на приборі "Quantachrome 2" "горломічній обробці у відновлювальній атмосфері при винки" таких пор мають поперечні розміри 1-2нм, у температурі 580-1100°С, отриманий при цьому той же час, радіус внутрішніх порожнин пор скласпек змішують, переважно, з морською водою у дає 10-20нм. В такі гідрофобні пори легко прониспіввідношенні 1:1,0 - 1:1,2, без попереднього охокають фталати та з" єднання миш'яку, а їхній вихід лодження у безводному середовищі, подрібнюють назовні утруднений через гідрофільність зовнішніх до розміру частинок мінус 0,1мм та відділяють від частин "горловинок". Миш'як хемосорбується на осаду декантаційним відмулюванням. Отриманий Fe-центрах поверхні сорбенту, а також додатково вуглецевомінеральний продукт відмивають у очифіксується у порах за рахунок утворення комплекщеній воді та отримують вуглецевомінеральний сів з графітовидними структурами [Некрасов Б. Ф. сорбент, а воду подають на очищення від фталаКурс общей химии, Т. 3. Москва, Химия, 1970, стр. тів та миш'яку, а також органічних речовин, іонів 30]. важких металів та радіонуклідів. Після декантаційВикладений механізм утворення селективного ного відмулювання утворюються також відходи до фталатів та миш'яку сорбенту підсилюється при гематиту, магнетиту та вюститу, які надходять на підвищенні співвідношення неорганічних та біокометалургійну переробку. лоїдних частинок вище значення 1,4, але не реаліАвтори провели досліди, які показали, що при зується при зменшенні співвідношення нижче, ніж розмірі частинок неорганічного матеріалу більших, 1,4. Це пояснюється тим, що органічні продукти принаймні, у 1,4 рази ніж частинки біоколоїдного розкладання, через зниження поверхні контакту матеріалу або продукту його неповної деструкції, частинок, не просочують неорганічний матеріал та оптимальним є покриття дрібними частинками розкладаються до утворення продукту, що містить біоколоїдного матеріалу або продукту його неповгідрофобні навуглецьовані "пляшкоподібні" мікроної деструкції більших частинок неорганічного мапори. теріалу, під час нагріву такої суміші до температуМінімальна температура проведення термічної ри термодеструкції вуглецевовміщуючого обробки 580°С тому, що при такій температурі біоколоїдного матеріалу, органічні сполуки, що практично повністю видаляються фталати, які мовиділяються з нього в контактній зоні, швидко прожуть утворюватися при термічному розкладанні никають у глибину неорганічних частинок, хемосоорганічних продуктів при більш низьких (300рбуються у порах та закупорюють їх, під час на550°С) температурах, що підтверджується дослідступного нагрівання хемосорбовані органічні ними даними, отриманими авторами з викорисречовини повністю розкладаються до вуглецю, з танням хромато-масспектрометрії та рентгенофвиділенням газовидних продуктів, які утворюють люоресцентного аналізу, які представлені у тиск, що достатній для прориву карбонізованого таблиці 2 - вплив температури на видалення фта(навуглецьованого) шару, при цьому усередині латів та As2O3 з вуглецевомінерального сорбенту гідрофільних пор неорганічного матеріалу утвопротягом 1 години. рюються більш дрібні нанометрові гідрофобні Таблиця 2 Температура °С 120 Залишковий вміст 2,60 фталатів у сорбенті, % Залишковий вміст 1,21 As2O3 у сорбенті, % 180 300 400 2,60 1,96 0,92 1,21 1,07 3·10 Дані таблиці 2 пояснюють, чому зростає вміст ДБФ у воді при використанні сорбенту у відомому способі (прототипі) (табл. 1), згідно з якою сорбент отримують при температурі 420-500°С, при цьому, за рахунок термохімічних реакцій в ньому утворюється та утримується до 200мкг ДБФ на 1г сорбенту. Під час контакту з водою такий сорбент не поглинає, а навпаки, частково віддає ДБФ водному середовищу. Верхня границя температури 1100°С обрана через те, що вище цієї температури починається інтенсивне спікання композиції та часткове її розплавлення з утворенням шлаку. В таких умовах мікропори спікаються, їх об'єм різко зменшується, що обумовлює падіння адсорбційної спроможності карбонизованої композиції. Така поведінка композиції також обумовлена вибором неорганічного матеріалу - осадової залізовміщуючої глини або глиновміщуючої залізної руди морського походження, які утворилися з гли -1 440 0,51 -2 7·10 500 520 -3 1·10 -4 1-10 2·10 1·10 550 -5 2·10 -6 -5 2·10 -7 580 600 Не вияв1·10 лено Не вияв- Не виявлено лено -8 боководних осадів (пелоїдів) в результаті біоколоїдних процесів, з наступними процесами метаморфізму під впливом умов навколишнього середовища (тиск, температура, концентрація хімічно активних реагентів). Вони містять алюмосилікати різного мінералогічного складу та гідрооксиди заліза. У вказаних умовах кінцевими продуктами перетворення алюмосилікатів є монтморилоніт (феримонтморилоніт) з домішками гідроксидів та оксидів заліза (гетит, гематит, магнетит), які як і монтморилоніти, мають високу питому поверхню та утворюють евтектичні суміші, що плавляться при температурі 1100°С. Авторами винаходу також було встановлено, що використання в якості неорганічного матеріалу залазовміщуючої глини та глиновміщуючої пелоїдної залізної руди морського походження обумовлено тим, що такі матеріали мають розвинуту систему пор та велику питому поверхню. Встановлено також рентгенофазовим аналізом, що міжпакетний 9 89149 10 простір феримонтморилоніту має відстань зазорів водою, тому що пари води додатково модифікують до 1,6нм за рахунок впровадження туди карбоната збільшують вуглецеву поверхню сорбенту, тів в умовах морського перетворення структури, а сприяючи також його диспергуванню, що знижує тому до зазорів легко проникають органічні речовитрати на механічне подрібнення. вини у процесі випалу феримонтморилоніту, при Співвідношення Т:Р = 1:1,0 - 1:1,2 забезпечує цьому розширюючи їх та розкладаючись до вугледостатню технологічну рухомість суспензії. Більш цевого каркасу, який утворює "пляшкоподібні" повисоке співвідношення Т:Р приводить до зниження ри, які й забезпечують селективність сорбенту по корисної ємності апаратури, збільшенню капітальвідношенню до фталатів та з'єднань миш'яку, крім них витрат та зниженню продуктивності. того, наявність каталітично активних іонів заліза та Під час подрібнення спеку у воді до значень наночастинок оксидів заліза у структурі неорганічрозмірів частинок 0,1мм досягається оптимальний ного матеріалу забезпечують інтенсивне та глиборозмір для відділення сорбенту від оклюдованих ке розкладання біоколоїдного матеріалу або прочастинок оксидів заліза, а також додаткова мехадуктів його неповної деструкції, а також наступну но-хімічна активація сорбенту молекулами та іоефективну сорбцію з'єднань миш'яку при викориснами води. танні сорбенту. Оскільки неорганічний матеріал містить поряд В якості біоколоїдного матеріалу використовуіз силікатами, оксиди заліза та марганцю, останні ють лігнін, торф, кам'яне та буре вугілля, деревні переходять у високощільні частки відновлених відходи, тому, що у процесі їх попередньої термопродуктів: заліза, сплавів з марганцем, вюститу, деструкції (див. табл. 1, 2) утворюється значна магнетиту, при цьому більш легкі та менш щільні кількість фталатів, модифікуючих поверхню ферисилікати модифікуються також малощільним шамонтморилоніту та його міжпакетного простору аж ром вуглецю, а тому декантацією досягається до 550-580°С, а при більш високих температурах ефективне відмулювання сорбенту від щільних вони створюють у порах неорганічного матеріалу частинок заліза, його оксидів та сплавів з марганструктуру, яка володіє "пам'яттю" по відношенню цем. до фталатів, чим і пояснюється селективна сорбПриклади виконання способу. ція останніх. Приклад 1. Використання коксу або деревного вугілля у Узяли 42г біоколоїдного матеріалу (антрациякості продукту деструкції біоколоїдного матеріалу ту), з розміром частинок мінус 0,10мм, змішували з обумовлено тим, що такі продукти містять значну 500г порошку неорганічного матеріалу пелоїдного кількість летючих органічних речовин, а наявність морського походження (залізовміщуюча бентонікаталітично активних наночастинок оксидів заліза това глина з вмістом Fe2O3 - 29,4%, MnO - 0,5%), з та марганцю в неорганічному матеріалі та хімічно розміром частинок мінус 0,14мм (відношення роззв'язаної води, що виділяється у інтервалі темпеміру частинок неорганічного матеріалу та розміру ратур 450-850°С, сприяє додатковому утворенню з частинок біоколоїдного матеріалу дорівнює 1,4, коксу різних органічних з'єднань, які модифікують масове співвідношення неорганічного матеріалу поверхню феримонтморилоніту, оксидів заліза та до біоколоїдного матеріалу - 100:8,4). Суміш нагрімарганцю. Крім того, у контактній зоні частинок вали протягом 1 години у відновлювальній атмоскоксу або вугілля з оксидами заліза, при темперафері при температурі 1100°С, після чого скинули турі 580-600°С починається процес відновлювання спек у воду до закінчення випарення води, довели оксидів, з переходом гематиту (Fe2O3) в магнетит співвідношення Т:Р до 1:1. Твердий продукт подрі(Fe3O4), вюстит (FeO) та металеве залізо з промібнювали протягом 2 годин у шаровому млині до жним утворенням легкоплавких евтектик, що місрозміру частинок отриманого сорбенту мінус тять силікати заліза. Ці процеси приводять до спі0,1мм. Відділили декантаційним відмулюванням кання частинок коксу та вугілля з поверхнею менш щільний вуглецевомінеральний сорбент від частинок неорганічного матеріалу та утворенню більш щільних частинок заліза та вюститу. Обидві вуглецевомінерального сорбенту. суспензії відфільтрували, промили водою та висуЗмішують порошки біоколоїдного матеріалу шили. Отримали 336 г вуглецевомінерального або продукту його деструкції та неорганічного масорбенту з вмістом Fe2O3 - 9,6%, вуглецю - 4,7%, теріалу у співвідношенні 1,5:100 - 40:100 тому, що решта - пористий алюмосилікатний матеріал. Як при більш низькому вмісті біоколоїдного матеріалу відходи отримали 97г порошку із суміші металевоне досягається модифікація неорганічного матеріго заліза, магнетиту, вюститу та домішок алюмоалу та знижується селективність отриманого сорсилікатів. Суміш містить, у перерахунку на метабенту, а при більш високому вмісті біоколоїдного леве залізо, 41,3% Fe. Відходи використовували матеріалу (40:100) утворюється вільний вуглець, для отримання залізного концентрату, а вуглецеякий перетворюється у графіт з низькою питомою вомінеральний сорбент - для очищення рідин. поверхнею, що знижує активність сорбенту. Отримані результати представлені у таблиці 3 Спек, без охолодження атмосферним повіт(див. також таблицю 1). рям, тобто у безводному середовищі змішують з 11 89149 12 Таблиця 3 3 Рідина 1. вода 2. цукровий сироп 3. вино "Кагор" 4. технологічні стоки ДБФ до очистки 10 10 10 10 Вміст в рідині, мкг/дм ДБФ після очистки As до очистки Не виявлено 1000 Не виявлено 1000 0,4 1000 0,1 1000 Приклад 2 30г відходів продукту неповної деструкції коксівного вугілля (коксику) з розміром частинок мінус 0,05мм змішували з 200г порошку залізомарганцевої глинистої руди пелоїдного морського походження фракції мінус 0,16мм, що вміщує 2,14мас.% Р2О5, та, у перерахунку на елементи, 39,7мас.% Fe й 11,3мас.% Mn (суміш оксидів Fe та Mn з алюмосилікатами, переважно феримонтморилонітом-нонтронітом з домішками фосфатів). Масове співвідношення руди та коксику 100:15, співідношення розмірів частинок 3,12 (0,16:0,05). Отриману суміш нагрівали протягом 1,5 години у відновлювальній атмосфері при температурі 580°С. Спек скинули у воду та подрібнили у шаровому млині до розміру частинок мінус 0,10мм при Т:Р = 1:1,0, відділили декантаційним відмулюванням 16г вуглецевомінерального сорбенту з вмістом вуглецю 3,7мас.%, ефективність якого відпові As після очистки Не виявлено Не виявлено Не виявлено 5,6 дала ефективності отриманого у прикладі 1 (див. таблицю 3). В якості відходу отримали 171г магнітного матеріалу. Після магнітного збагачення отримано 152г магнітного продукту з вмістом оксидів заліза - 48,3мас.%, у перерахунку на металеве залізо (відходи 1) та слабомагнітний залізооксидно-силікатно-фосфатний продукт у кількості 18г (відходи 2). Останній вміщував 24мас.% Fe2O3 та 16,3мас.% Р2О5, решта - вуглесилікатна композиція. Відходи 2 використовують в якості фосфорного добрива, що містить до 0,5мас.% К, до 10мас.% Mn та мікроелементи Sr, Cs, Zn, Cr, Ni, Mo, Se, Br та ін. Відходи 1 використовують в якості напівпродукту для отримання залізного концентрату. Інші приклади виконання способу отримання вуглецевомінерального сорбенту для очищення рідини від фталатів та миш'яку, у тому числі й за прототипом (№0) наведені у таблиці 4. Таблиця 4 Компоненти суміші, масові долі СпіввідТемВихід, мас.% ношення ро- пераглизалізо№№ при- залізозмірів неор- тура кам'яне дерениста буре деревне вмішуюкладів вміщуюча ганічного та ви- сорбенту вугілля торф винні лігнін кокс залізна вугілля вугілля чого сорбіоколоїдного палу, глина (антрацит) відходи руда бенту матеріалів °С Газовидні 0 100 15 0,5 500 61,4 органічні відходи 1 1,4 1100 67,2 19,4 2 100 15 3,1 580 8,0 76,0 3 100 1,5 3,1 900 6,5 78,3 4 100 40 3,1 900 15,3 74,1 5 100 1,5 3,1 900 7,8 77,1 6 100 1,5 3,1 900 6,9 75,4 7 100 1,5 3,1 900 7,1 79,1 8 100 15 3,1 900 8,3 75,7 9 100 15 3,1 1140 0,5 81,5 Результати іспитів отриманого сорбенту наведені у таблиці 5. Під №0 наведені результати іспитів сорбенту, отриманого за прототипом. 13 89149 14 Таблиця 5 Вміст Fe, мас. % №№ приклад. сорбент відходи 1 відходи 2 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 6,1 10,2 7,8 11,2 7,5 7,9 7,1 6,9 7,3 41,3 48,3 42,1 51,4 47,5 46,3 47,8 48,1 46,9 17,9 3 Вміст в рідині, що очищають, мкг/м ДБФ у вині ДБФ у воді As2O3 у воді вихідне очищене вихідна очищена вихідна очищена 10 28 10 17 1000 560 10 0,4 100 14 1000 Не виявл. 10 0,5 1000 Не виявл. 10 1,8 1000 Не виявл. 10 1,0 1000 4 10 1,5 1000 Не виявл 10 0,5 1000 Не виявл. 10 не виявл. 1000 Не виявл. 10 не виявл. 1000 Не виявл. 10 6 1000 116 З аналізу результатів, наведених у таблицях 4 та 5, можна зробити наступні висновки: оптимальна температура відновного випалу знаходиться у межах 580-1100°С (переважно 900°С), температура, нижча ніж 580°С та вища за 1100°С приводить до погіршення селективності сорбенту по відношеню до фталатів та миш'яку, той же ефект відбувається при вмісті біоколоїдного матеріалу менше, ніж 1,5мас.% та більше, ніж 40мас.%, при 100мас.% вмісті у суміші неорганічного матеріалу. При використанні запропонованого способу досягається також отримання, поряд із сорбентом, збагаченого по залізу відходу, який може бути використаний в металургії, та відходу з підвищеним вмістом Р2О5, який може бути використаний у сільському господарстві, як добриво та джерело мікроелементів, що покращує техніко-економічні показники способу. Таким чином, запропонований спосіб володіє наступними перевагами перед прототипом: - отримується ефективний селективний сорбент для очищення рідин від фталатів та миш'яку, крім того, сорбент в значній мірі поглинає з рідин інші розчинні органічні забруднювачі, важкі метали та радіонукліди; - економічні переваги, які полягають у тому, що в одному процесі отримують не тільки сорбент, а й цінні відходи: залізовміщуючий концентрат та фосфорні добрива. Отже, спосіб є універсальним та може знайти застосування в очищенні води, у сільському господарстві, виноробстві, металургії та ін.; - спосіб простий у виконанні, може бути виконаний на стандартному обладнанні, наприклад, обертових випалових печах, які використовують в металургії, під час виробництва мінеральних добрив та будівельних матеріалів; - безвідходність, тому, що усі отримані матеріали знаходять промислове застосування; - екологічно чистий, оскільки при вказаних співвідношеннях неорганічного та органічного біоколоїдного матеріалів, останній в печі повністю перетворюється у вуглецеві структури завдяки високій каталітичній спроможності нанометрових частинок оксидів заліза, тобто процес протікає без виділення шкідливих смолистих речовин у газову фазу. Оксиди заліза перетворюються у компактні малокисневі нерозчинні структури типу вюститу та не забруднюють рідини, що очищають, іонами заліза. Крім того, сорбент, що отриманий запропоно' ваним способом, зв язує на своїй поверхні та у мікропорах з'єднання миш'яку й фталати настільки міцно, що вони не видаляються навіть при нагріві до 500°С, а тому навіть відпрацьовані сорбенти не виділяють зв'язані фталати та миш'як у навколишнє середовище. Вони можуть бути використані як домішок у виробництві будівельних матеріалів або повторно як сорбенти після регенерації при температурах вищих ніж 580-600°С. Випробування сорбенту, що отриманий запропонованим способом, на Феодосійському заводі вин показали, що він у 8-10 разів знижує вміст ДБФ та на 20-30% - вміст шкідливих металів у виноматеріалі, без погіршення його органолептичних властивостей та стандартних фізико-хімічних показників, у т. ч. вміст у вині заліза, яке навіть знижується 3 на 20-30%, при витраті сорбенту 50-100мг/дм виноматеріалу. Передбачається використання способу також для очищення води та попутного отримання сорбенту й фосфорних добрив під час переробки залізної руди Керченського родовища. 15 Комп’ютерна верстка О. Гапоненко 89149 Підписне 16 Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601