Способ получения фильтрующего материала

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФИЛЬТРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Азаров Сергей Михайлович Ратько Анатолий Иванович Иванец Андрей Иванович Сахар Ирина Олеговна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт общей и неорганической химии Национальной академии наук Беларуси(57) Способ получения фильтрующего материала, включающий измельчение доломита,классификацию его на фракции, обжиг, обработку при комнатной температуре раствором,содержащим ионы двухвалентного марганца, и сушку, отличающийся тем, что обжигают фракцию доломита 0,5-2,0 мм при 950 С в течение 1 часа, затем охлаждают до комнатной температуры и подвергают повторному обжигу при 700 С в течение 12 часов, перед сушкой полученный материал центрифугируют со скоростью 500-550 оборотов в минуту, а сушку осуществляют при температуре, не превышающей 150 С. Изобретение относится к способу получения гранулированного фильтрующего материала и может быть использовано в установках комплексной очистки воды. Известен способ получения фильтрующего материала, включающий введение в глинистую суспензию порошкообразного доломита с последующей ее грануляцией и обжигом при температуре 800-880 С 1. Известен способ получения фильтрующего материала, включающий измельчение природного материала, обработку его при комнатной температуре раствором, содержащим ионы двухвалентного марганца, затем щелочным раствором, содержащим перекись водорода, и сушку при 20-100 С 2. Недостатком известного устройства является неудовлетворительное качество очистки воды, требующее дополнительных блоков очистки, а также ограниченный ресурс работы. Наиболее близким к предложенному способу является способ получения гранулированного фильтрующего материала, включающий измельчение доломита, классификацию на фракции, обработку при комнатной температуре раствором, содержащим ионы двухвалентного марганца, сушку при температуре 100-200 С, обжиг при температуре 500900 С. 3 Недостатком известного способа является ограниченный ресурс работы филь 17182 1 2013.06.30 трующего материала из-за потери активности фильтрующей поверхности, с которой в процессе регенерации обратным потоком воды удаляется часть каталитически активного оксида марганца. Задача, на решение которой направлено изобретение, состояла в том, чтобы повысить ресурс работы фильтрующего материала за счет создания условий, препятствующих удалению с фильтрующей поверхности каталитически активного оксида марганца при отмывке обратным током воды и обеспечить в соответствии с требованиями СанПин 10-124 качество очистки воды. Поставленная задача решена следующим образом. Предложен способ получения фильтрующего материала, включающий измельчение доломита, классификацию его на фракции, обжиг, обработку при комнатной температуре раствором, содержащим ионы двухвалентного марганца, и сушку, причем обжигают фракцию доломита 0,5-2,0 мм при 950 С в течение 1 ч, затем охлаждают до комнатной температуры и подвергают повторному обжигу при 700 С в течение 12 ч, перед сушкой полученный материал центрифугируют со скоростью 500-550 об./мин, а сушку осуществляют при температуре, не превышающей 150 С. Способ в соответствии с изобретением заключается в том, что в качестве природного минерала используют природный минерал - доломит, фракция до 30 мм. Сырье подвергают измельчению и классификации на фракции. Полученный полупродукт подвергают двукратному отжигу при температуре 500-900 С. Первый отжиг проводится в течение 1 часа, второй - в течение 10-15 ч. После двукратного отжига гранулы обрабатывают раствором, содержащим ионы двухвалентного марганца. После обработки остатки влаги удаляют центрифугированием с последующей сушкой при температуре, не превышающей 150 С. Измельчение доломита увеличивает фильтрующую поверхность, что позволяет повысить степень очистки воды от примесей. При первом отжиге происходит разложение карбонатов магния и кальция до оксидов. При повторном отжиге происходит интенсивная рекорбанизация оксида кальция, с активной стабилизацией стехиометрического состава оксида магния. Если первый отжиг создает высокую сорбционную способность материала, то второй повышает прочность в 1,5-2 раза. При последующей пропитке раствором,содержащим ионы марганца, поры гранул заполняются раствором. Центрифугирование создает условия равномерного осаждения ионов марганца не только на поверхности гранул, но и внутри пор, которые образовались в гранулах при первом отжиге. В процессе сушки при температуре 150 С образуется каталитически активный оксид марганца. Равномерное осаждение ионов марганца в порах гранул и создает условия, препятствующие удалению каталитически активного компонента при регенерации фильтрующего материала обратным потоком воды. Оксид марганца определенной стехиометрии является катализатором окисления железа и марганца, что позволяет перевести соединения этих элементов в нерастворимую форму и, следовательно, задержать фильтрующей загрузкой при скоростях потока более 30 м/ч. Пример реализации способа. Доломит, фракция до 30 мм, подвергали измельчению на щековой дробилке и использовали фракцию 0,5-2 мм. Затем полученный продукт подвергали двукратному отжигу при температуре 950 С в течение 1 ч, охлаждали до комнатной температуры и подвергали повторному отжигу при температуре 700 С в течение 12 ч. Полученные гранулы пропитывали раствором, содержащим ионы марганца. После чего полученный продукт подвергали центрифугированию при оборотах 500-600 мин-1. После центрифугирования материал просушивали при температуре 140 С. Фильтровальную колонну загружали полученным гранулированным материалом. Высота фильтрующего слоя 0,5 м. Скорость фильтрации 20 м/ч. Очистке подвергали артезианскую воду со следующими показателями. - 5 мг/л. Остальные показатели качества 2 17182 1 2013.06.30 соответствуют требованиям СанПин 10-124. Показатели очищенной воды в зависимости от технологических параметров и режимов фильтрации представлены в таблице. Показатели очищенной воды в зависимости от технологических параметров и режимов фильтрации Количество циклов реКонцентрация Температура Температура Время генерации Обороты железа на выпервого второго второго до значимоцентрифуги,ходе после Примечание цикла обра- цикла обра- отжига,го ухудшемин-1 фильтрации,ботки, С ботки, С ч ния мг/л качества очистки 900 750 14 450 1000 0,3 950 700 12 550 3000 0,1 1000 650 10 650 800 0,25 Способ получения со 800 3 700 0,45 гласно прототипу Источники информации 1. Патент 2077380, МПК 01 20/02, 1997. 2. А. с. СССР 141580, МПК 01 20/06, 1989. 3. Патент 2162737, МПК 01 20/02, 2001 (прототип). Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3