×
27.05.2014
216.012.c904

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ МИНЕРАЛЬНОГО КОМПОЗИТА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к области экологии. Для получения минерального композита предварительно увлажненные до не менее 80% гальванические шламы, отходы машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности, содержащие неорганические загрязнители - ионы тяжелых металлов: марганец, хром, ванадий, медь, никель, кобальт, кадмий, свинец, подвергают воздействию органо-минерального состава при комнатной температуре и периодическом помешивании в течение не менее 10 часов для перевода тяжелых металлов в неподвижную форму. Органо-минеральный состав включает глауконит, предварительно измельченный до фракции 0,01 - 0,1 мм, и гуминовые кислоты, взятые в соотношении, вес.%: глауконит 97-99,5, гуминовые кислоты 0,5-3,0. Изобретение обеспечивает сокращение времени процесса, полное обезвреживание тяжелых металлов в конечном продукте, утилизацию отходов гальванических производств, возможность использования конечного продукта в дорожном строительстве. 1 з.п. ф-лы.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области экологии, а именно к разработке способа получения минерального композита путем обработки гальванических шламов, отходов машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности, содержащих неорганические загрязнители - ионы тяжелых металлов (марганец, хром, ванадий, медь, никель, кобальт, кадмий, свинец и др.) органо-минеральным составом, и может быть использовано в качестве изолирующего материала на полигонах твердых бытовых отходов (ТБО), в качестве изолирующего слоя дорожных покрытий или в качестве компонента при изготовлении асфальта.

Известен способ химической фиксации тяжелых металлов в гальванических шламах, основанный на силикатизации или отверждении гальванических шламов с использованием неорганических вяжущих. Гальванические шламы смешивают с фиксирующим агентом (силикат натрия, портландцемент, известь). После отверждения вредные и токсичные соединения оказываются зафиксированными в нерастворимой фазе[Удаление металлов из сточных вод. Нейтрализация и осаждение. Под. ред. Кушни Дж. К. - 1987, с.157].

Известен способ связывания гальванических шламов раствором натриевого жидкого стекла и хлористого натрия, а также портландцементом в различных соотношениях [Cicikiewicz Z. Cementacig osagowze sciekow Galwanizerskich. Instytut Inzynierii Ochzny Srodowiska. Prace Naukowe. - 1977, S.202-211]. Описанный процесс является дорогостоящим, кроме того, отвержденный цементом осадок является твердым монолитным материалом, которому сложно найти применение.

Наиболее близким техническим решением является способ обработки загрязненного грунта, загрязненного различными органическими и неорганическими загрязнителями, например тяжелыми металлами, нефтепродуктами и т.п., заключающийся в том, что обработку осуществляют внесением в грунт глауконитсодержащего сорбента до достижения заданной концентрации загрязняющего вещества в грунте (патент РФ №2296016, МПК В09С 1/08, опубл. 27.03.2007 г.). Недостатком данного способа является то, что трудно найти мелиоранты, способные одинаково эффективно осуществлять иммобилизацию разных тяжелых металлов. Поэтому недостатком известного способа является то, что детоксикация проводится не в полном объеме, не используются другие мелиоранты-стабилизаторы, уменьшающие подвижность тяжелых металлов в обрабатываемом объекте детоксикации.

Задача, решаемая изобретением, - утилизаця гальванических шламов, отходов машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности, содержащих ионы тяжелых металлов (марганец, хром, ванадий, медь, никель, кобальт, кадмий, свинец и др.).

Поставленная задача решается с помощью признаков, указанных в 1-м пункте формулы изобретения, общих с прототипом, таких как способ получения минерального композита из гальванических шламов, отходов машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности, содержащих ионы тяжелых металлов (марганец, хром, ванадий, медь, никель, кобальт, кадмий, свинец и др.) путем перевода тяжелых металлов в неподвижную форму, и отличительных существенных признаков, таких как предварительно увлажненные до не менее 80% гальванические шламы, отходы машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности, подвергают взаимодействию при комнатной температуре и периодическом перемешивании в течение не менее 10 часов с органо-минеральным составом, включающим глауконит, предварительно измельченный до фракции от 0,01 до 0,1 мм, и гуминовые кислоты, взятые в соотношении, вес.%: глауконит 97-99,5, гуминовые кислоты 0,5-3,0.

Согласно п.2 формулы изобретения количество органо-минерального состава определяют лабораторно-расчетным методом, с учетом получения минерального композита не ниже 4 класса опасности.

Ниже приводится обоснование существенности признаков и условий проведения процесса.

Использование в качестве мелиоранта-стабилизатора только глауконита без смеси с гуминовыми кислотами возможно, но необходимое время достижения цели изобретения составляет более суток, а использование органо-минерального состава позволяет сократить время реакции до 10 часов. Увлажнение гальванического шлама, отходов машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности до 80% является оптимальным, так как при меньшей влажности затрудняется перемешивание и уменьшается скорость взаимодействия отходов с органо-минеральным составом. Так как глауконит является сорбентом с развернутой поверхностью, то при увеличении размера частиц его сорбционная способность снижается, поэтому фракция 0,01-0,1 мм является оптимальной.

Вышеперечисленная совокупность существенных признаков позволяет получить следующий технический результат - сокращение времени процесса, полное обезвреживание тяжелых металлов в конечном продукте - минеральном композите, пригодном для использования в качестве изолирующего материала на полигонах ТБО, изолирующего слоя на дорожные покрытия или в качестве компонента для изготовления асфальта.

Способ осуществляют следующим образом: гальванические шламы, отходы машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности засыпаются в емкость с устройством для смешивания, увлажняются до достижения влажности не менее 80%, смешивают при комнатной температуре с сорбционным препаратом, состоящим из смеси природного сорбента глауконита, измельченным до фракции 0,01-0,1 мм, и гуминовых кислот в весовых соотношениях от 99,5 к 0,5 до 97 к 3. Так как гальванические шламы, отходы машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности от разных предприятий содержат разное количество ионов тяжелых металлов, то количество добавляемого препарата определяется лабораторно-расчетным методом чтобы образующийся минеральный композит имел класс опасности по МПР не ниже 4 в соответствии с приказом Министерства природных ресурсов РФ №511 от 15.06.2001 г. об утверждении критериев отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды. Время пребывания веществ в смесительной емкости - не менее 10 часов при периодическом перемешивании.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1

Проводили заявляемым способом получение минерального композита путем обработки при комнатной температуре сорбционным препаратом предварительно увлажненного до не менее 80% гальванического шлама 3 класса опасности по МПР, имеющего следующий состав: СаSO4 - 41,1%; CaO - 12,78%; Аl2О3 - 2,77%; Fе2O3 - 3,17%; К2О - 0,03%; SiO2 - 3,3%; MgO - 0,7%; Na2O - 0,45%; MnO2 - 0,1%; Р2О5 - 1,54%; AgO - 0,00017%; СrО3 -8,64%; NiO - 0,54%; CuO - 0,97%; ZnO - 0,32%; CoO - 0,01%; CdO - 0,07%; PbO - 0,06%; BaO - 0,05%; В2O3 - 0,05%. При добавлении сорбционного препарата состава, вес.%: глауконит - 97,0 (предварительно измельченный до фракции от 0,01-0,1 мм), гуминовые кислоты 3,0 в количестве 10% от массы гальванического шлама, выдержке в смесительной емкости в течение 10 часов и периодическом перемешивании, получили минеральный композит, который исследовали на класс опасности. Констатировали отсутствие острого токсического действия водной вытяжки минерального композита на дафний при концентрации 5% и при всех последующих разбавлениях. Гибель дафний при данной концентрации не превысила 10%. В соответствии с «Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды» (Утверждены приказом МПР РФ от 15 июня 2001 г., №511) полученный минеральный композит относится к 4 классу опасности.

Пример 2

Проводили заявляемым способом получение минерального композита путем обработки при комнатной температуре сорбционным препаратом предварительно увлажненного до не менее 80% отхода металлургической промышленности 3 класса опасности по МПР, имеющего следующий состав: V2O5 - 3,58%; МnO2 - 10,1%; СаО - 30%; Fе2О3 - 0,62%; MgO - 1,03%; TiO2 - 0,5%; Аl2O3 - 0,12%. При добавлении сорбционного препарата состава, вес.%: глауконит - 95,5 (предварительно измельченный до фракции от 0,01-0,1 мм), гуминовые кислоты 0,5 в количестве 15% от массы гальванического шлама, при выдержке в смесительной емкости в течение 10 часов при периодическом перемешивании получился минеральный композит, который исследовали на класс опасности. Констатировали отсутствие острого токсического действия водной вытяжки минерального композита на дафний при концентрации 5% и при всех последующих разбавлениях. Гибель дафний при данной концентрации не превысила 10%. В соответствии с «Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды» (Утверждены приказом МПР РФ от 15 июня 2001 г., №511) полученный минеральный композит относится к 4 классу опасности.

Пример 3

Проводили заявляемым способом получение минерального композита путем обработки при комнатной температуре сорбционным препаратом предварительно увлажненного до не менее 80% отхода металлургической промышленности 3 класса опасности по МПР, имеющего следующий состав: V2O5 - 4%; МnO - 20%; СаО - 20%; Fе2О3 - 2%; MgO - 3%; TiO2 - 0,6%; Аl2O3 - 0,3%; SiO2 - 3%. При добавлении сорбционного препарата состава, вес.%: глауконит - 98,25 (предварительно измельченный до фракции от 0,01-0,1 мм), гуминовые кислоты 1,75 в количестве 10% от массы гальванического шлама, при выдержке в смесительной емкости в течение 10 часов при периодическом перемешивании, получился минеральный композит, который исследовали на класс опасности. Констатировали отсутствие острого токсического действия водной вытяжки минерального композита на дафний при концентрации 5% и при всех последующих разбавлениях. Гибель дафний при данной концентрации не превысила 10%. В соответствии с «Критериями отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды» (Утверждены приказом МПР РФ от 15 июня 2001 г., №511) полученный минеральный композит относится к 4 классу опасности.

Способ прост, а в процессе обработки токсичных гальванических шламов, отходов машиностроительной, металлургической, горнодобывающей, обогатительной отраслей промышленности образуется нетоксичный продукт - минеральный композит, представляющий собой однородную массу темно-коричневого цвета.

Данное описание и примеры рассматриваются как материал, иллюстрирующий изобретение, сущность которого и объем патентных притязаний определены в нижеследующей формуле изобретения, совокупностью существенных признаков и их эквивалентами.

Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-4 of 4 items.
10.04.2013
№216.012.3364

Биореактор

Изобретение относится к анаэробной переработке отходов сельского хозяйства, а также активного ила промышленных и коммунальных очистных сооружений с получением биогаза и органического удобрения. Биореактор содержит корпус, представляющий собой нежесткую емкость с патрубками для подачи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478699
Дата охранного документа: 10.04.2013
20.06.2014
№216.012.d3eb

Способ переработки короотвала и технологическая площадка для его осуществления

Изобретение относится к способу переработки и утилизации короотвала, являющегося продуктом отхода на целлюлозно-бумажных комбинатах. В образованный короотвал вводят осадки сточных вод очистных сооружений, содержащие масс.%: влажность 92-96; массовая доля органических веществ 62-66; массовая...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520022
Дата охранного документа: 20.06.2014
10.08.2014
№216.012.e87a

Способ извлечения ионов тяжелых металлов

Изобретение относится к способам извлечения тяжелых металлов и может быть использовано для выделения, например, ионов меди, цинка, кобальта или никеля из водных растворов. Способ предусматривает извлечение ионов тяжелых металлов из водных растворов экстракцией. В качестве экстрагента используют...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002525307
Дата охранного документа: 10.08.2014
27.02.2016
№216.014.e85f

Композиционный строительный материал "гумиком"

Изобретение относится к созданию композиционного строительного материала, который может быть использован для решения многих проблем, связанных с улучшением экологической обстановки, а именно пересыпки твердых бытовых отходов, восстановления техногенно загрязненных земель, рекультивации шламовых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575950
Дата охранного документа: 27.02.2016
Showing 1-3 of 3 items.
10.04.2013
№216.012.3364

Биореактор

Изобретение относится к анаэробной переработке отходов сельского хозяйства, а также активного ила промышленных и коммунальных очистных сооружений с получением биогаза и органического удобрения. Биореактор содержит корпус, представляющий собой нежесткую емкость с патрубками для подачи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002478699
Дата охранного документа: 10.04.2013
27.02.2016
№216.014.e85f

Композиционный строительный материал "гумиком"

Изобретение относится к созданию композиционного строительного материала, который может быть использован для решения многих проблем, связанных с улучшением экологической обстановки, а именно пересыпки твердых бытовых отходов, восстановления техногенно загрязненных земель, рекультивации шламовых...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002575950
Дата охранного документа: 27.02.2016
10.05.2018
№218.016.4ce0

Способ переработки шлама хроматного производства

Изобретение относится к химической технологии, в частности к способам переработки получаемого в производстве соединений хрома окислительным разложением руд шлама. Способ переработки шлама хроматного производства включает обработку шлама водой с добавлением серной кислоты, озонирование...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002652178
Дата охранного документа: 25.04.2018
+ добавить свой РИД