Способ получения высокопористых минеральных сорбентов

,ЯО 56 А 20 51) 3 Я" ОЯдНЯТЕНТЕО ТО.1 ЯЕ 1 ьАБИБЛИО ед ПИСАНИ ЗОБ ТЕН ия (о ине25 ь йоханнес ристине (00 дл ое и очист сорбент, и ри очистке ных вод и талиэ ато р,ельное сред разделителтво и как носится к способамопористых минералгаммой размеровняются во многих ретение от ления высок Изд з готоможетотрабов процмышлен с большойторые примех техники, агент, но польэовангазов и синтеза в пор, к област шильный ромичес ак с алиэатора,тель ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ ССОР ВТОРСКОМЪ( СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Институт фюр Энергетик централь- стелле.фюр ратионелле Энергианвендунг (00)(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ВЫСОКОПОРИСТЫХ МИНЕРАЛЬНЫХ СОРБЕНТОВ (57) Изобреуение относится к получению углеродминеральных сорбентов.Ми" неральные вещества, преимущественно фпокуляты из установок для очистки сточных вод, зола из электрофильтров электростанций, работающих на буром угле, или остатки химической переработки бурого угля, в исходном состоянии в отформованном или неотформованном виде подвергаются термической обработке, которая делится по крайней мере на три фазы, а именно на фазу нагрева до достижения пластичного состояния в точке спекания, фазу выдержки на уровне точки спекан бе фазы в восстановительных, т.е рт ных условиях) и на окислительную фа" ру для газификации получаемого из органических присадок и заключенного углерода при температурах значительно ниже точки спекания, т.е. пластичного состояния материала, причем пластичность материала в зависимости от применяемого продукта с варьированием продолжительности отдельных фаз термической обработки достигается при температурах в пределах от 1000 до 1200 С. Продолжительность отдельных фаз выбрана так, что фаза нагрева составляет от 30 до 120 мин, пре- р имущественно 60 мин, фаза выдержкин протекания реакций и процессов размягчения и дегазации при постоянной температуре составляет от 15 до 120 мин,преимущественно 30 мин, а фаза окисления и газификации Й составляет от 30 до 150 мин, преимущественно 120 мин. Температура ффффф в фазе окисления и газификации 600 - фь 800 С. Способ позволяет получить сор- ( бенты высокой термостойкости с боль- фыр шой гаммой размеров пор. 6 з.п. ф-лы, П 6 табл. ОФИзвестен способ получения углеродминерального адсорбента, включающийвысокотемпературный пиролиэ органических соединений на поверхности гранулированных неорганических окислов,причем вначале термообработку ведутв инертной атмосфере, а затем в окислительных условиях (авторское свидетельство СССР У 988324, кл, В 01 Л 20/06, 101980).Недостатком способа является невысокая термостойкость полученных сорбентов.Целью изобретения является поньппение термостойкости сорбентов.П р и м е р 1. В качестве мине,ральных веществ в исходном состояниииспользуются зола из электрофильтраэлектростанции, работающей на буром 20угле, и шлам из фильтра установкидля очистки сточных вод. Материалы сдобавлением воды прессуются в брикеты, сушатся в течение 3 ч при 150 Си в этом виде подвергаются дифференцированной термической обработке(табл,1),П р и м е р 2, Зола из электрофильтра подвергается разным видам физико-химической обработки и с добавлением воды прессуется в брикеты,После трехчасовой сушки при 150 С проводится дифференцированная термическая обработка (табл 2),П р и м е р 3. Зола иэ электрофильтра смешивается сульфатом кальцияв разных концентрациях и после добавления воды прессуется в брикеты. Сушка опять осуществляется в течение3 ч при 150 С, после чего проводится 40дифференцированная термическая обработка (табл,3).П р и м е р 4, Зола из электрофильтра смешивается с различнымиинертными углеродистыми материаламн 45и преСсуется в брикеты, в случае необходимости с добавлением растворителей или при повышенной температуре,После этого осуществляется сушка втечение 3 ч при 150 С. Потом материалы подвергаются дифференцированнойтермической обработке (табл,4).П р и м е р 5. Зола из электрофильтра смешивается с различными реактивными углеродистыми материаламидо достижения концентрации углеродане более 10 мас.7, интенсивно перемешивается в течение 15 мин с добавлением воды, прессуется в брикеты, сушится в течение 3 ч при 150 С и затем подвергается дифференцированной термической обработке ( табл.5)П р и м е р 6. Зола из электро- фильтра сначала смешивается с реактивными углеродистыми материалами (не более 5 мас.7), подвергается реакции с водой и опять сушится, потом производится смешивание с инертным углеродистым материалом (целесообразно при повышенной температуре ) до достижения общей доли углерода не более 10 мас.7. Осуществляется Сушкаов течение 3 ч при 150 С, после чего продукт подвергается дифференцированной термической обработке (табл.б)Технико-экономические преимущества изобретения заключаются в следующем: термическая стойкость сорбентов 1000-400 С (по известному способуоменее 1000 С), устойчивость структуры и распределения пор высокопористьм минеральных тел открывают новые возможности их применения, которые до сих пор ограничивались температурой (например, в высокотемпературных каталитических процессах). Изготовляемые согласно изобретению вещества устраняют недостатки применения известных адсорбентов как однообразная структура молекулярных сит, ограниченная регенерируемость активного глинозема и силикагеля, недостаточная температурная и механическая стойкость и др.За счет использования получаемых в отраслях химической промышленности отходов затраты на изготовление адсорбентов существенно уменьшаются, а отходы подвергаются народнохозяйственной утилизации. Большая термическая стойкость адсорбентов позволяет их многократную регенерацию и реак-. тивацию и таким образом обеспечивает существенное улучшение экономии по сравнению с известными минеральньг ми адсорбентами.Формула изобретения1, Способ получения высокопористых минеральных сорбентов, включающий обработку минеральной основы органическим веществом при повышенной температуре, вначале в инертной,затем в окислительной атмосфере, о т - личающийся тем, что, с целью повьппения термостойкости сор)5 1 56 62 Таблица 2 мин мин мин Поверхность м /г Обработка 0 (5 800 90 51 )5 800 90 55 55 63,3 60 1100 30 800 90 57 5 53,1 Б 4 бентов, в качестве минеральной основы использует золу из электрофильтров буроугольных электростанций или отработанные в очистке сточных вод флокулянты на основе гидроокиси железа или алюминия в сочетании с силикатами, в качестве органическоговещества используют остатки химической переработки бурого угля - деготьили битум, обработку в инертной атмосфере ведут путем нагрева до 10001200 С с достижением пластичного состояния и выдержи при этой температуре в течение 60-120 мин, а обработку в окислительных условиях ведутдо газификации углерода органического вещества при 600-800 С,2. Способ по п,.1,. о т л и ч а ющ и й с я тем, что минеральную основу предварительно сушат, измельчают,сортируют и обрабатывают щелочью илпкислотой.3. Способ по пп,1-2, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что минеральную основу предварительно смешивают с хлоридами, сульфатами или карбонатамищелочно-земельных металлов,4. Способ по пп.1-3, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в исходнуюсмесь добавляют инертные углеродныематериалы в количестве до 10 мас.3по углероду, такие как маслянистыеостатки смолы из процессов химической переработки угля и нефти, приэтом инертные углеродные материалысмешивают с отходами резины в присутствии растворителя или при повышенной температуре.5. Способ по пп.1-3, о т л и ч аю щ и й с я тем, что в исходную Без обработкиШаровая мельница (60 мин) 60 100 30 Просеивание(фракция 0,045 мм) 60 1100 30 Обработка НС 110 мин при рН1,5 91562есмесь добавляют реактивные углерод-.ные материалы в количестве до 5 мас.7выбранные иэ группы стеарат натрия,меласса, сахароза,56. Способ по пп.4-5, о т л и -ч а ю щ и й с я тем что после добавления в смесь инертных или реактивных углеродных материалов смесьвысушивают.7, Способ по пп.1-6, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что нагрев винертной атмосфере осуществляют 305 20 мин, а обработку в окислительныхусловиях 30-150 мин. Время нагреваминТемпература спекания Т , СВремя спекания30 Йэ,Температура окисления Т , СоВремя окислениямин35 По ристо сть Р, 3Сопротивлениераздавливаниюр, МПамин Обработкапри концентрацииСа 80 , Х 0 3 Без обработки151 О 60 1150 45 800 90 51,235,1 60 1 150 45 800 90 5843,9 60 1150 45 800 90 60 ) 52,1 Таблица 4 Обработка р, МПа Поверхность, м /г Вез обработки 0 Добавление 20 мас. Хуглеродистой золы(содержание углерода 50 Х)Добавление 10 мас, Хсмеси битума и резиныДобавление 25 мас.Хшлама из обработки стонных водР,Х р,МПамин Поверхность, м 7 г Обработка 0 30,3 48,1 25,7 41,1 61,5 Без обработки Добавление стеарата натрия, мас.Х:36Доба вл ение м елассы, мас,Х:367,5 о ое, Т , С 1, , С С ,Хмин мин мин 60 1150 120 800 120 57 1,5 90 1000 90 800 ЬО 54 2,0 67,3 120 1050 60 800 ЬО 57 1,5 60 1100 30 800 15 42 ) 1 60 1100 30 800 5 56 )1 60 1100 30 800 15 50,3 ) 60 1100 30 800 15 56 у60 1100 30 800 15 58,9 )мин Битум Сахаро эа Стеарат натрия Составитель Т.Чиликина Редактор Н.Бобкова Техред Л.Олийнык Корректор О.ЧигиневаЗаказ 3788/11 Тираж 486 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина 101 4 6 8 4 5 6 5 8 5 60 1100 60 1100 60 1 100 60 100 60 1100 60 1100 30 800 30 800 30 800 30 800 30 800 30 800 120 58 г 1 120 61 1 120 . 63,7 . 1 120 54 1 120 57 1 120 6156,1 85,5 108,7 45,2 69,3 95,