способ получения средства, способного связывать масло

Формула изобретения

1. Способ получения средства, способного связывать масло, при использовании высокопористого натурального силикатного материала и содержащего органику остаточного вещества, отличающийся тем, что высокопористый, натуральный, силикатный материал с исходной зернистостью между 4 и 10 мм смешивают с содержащим органику остаточным веществом, смесь кальцинируют при температуре между 520 и 550°С и после этого измельчают до получения спектра зернистости, составляющего от 4 до 0,125 мм, причем высокопористый натуральный силикатный материал и содержащее органику остаточное вещество используют в массовом соотношении между 75:25 и 95:5 в расчете на сухую массу до кальцинирования.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве высокопористого, натурального, силикатного материала используют пемзу или гранулят пемзы.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве высокопористого, натурального, силикатного материала используют пенистую лаву или пенистую вулканическую породу.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве содержащего органику остаточного вещества используют бумажную ловушечную массу.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве содержащего органику остаточного вещества используют сгущенный шлам.

6. Способ по п.1, отличающийся тем, что в смесь перед кальцинированием примешивают цеолит и/или бентонит в количестве максимально 5% от массы смеси.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу получения средства, способного связывать масло, при использовании высокопористого натурального силикатного материала и содержащего органику остаточного вещества. «Высокопористыми» называются материалы с объемом пор по меньшей мере 60, преимущественно примерно от 70 до 90%.

Из публикации WO 2007/085031 известен способ получения средства, способного связывать масло, гранулированной структуры с открытыми порами и силикат-керамической матрицей при применении бумажной ловушечной массы, сгущенного шлама и глины в сырой массе, при этом получаемую перемешиванием и переработанную в частицы среднего диаметра между 4 и 6 мм сырую массу после сушки кальцинируют при 950-1050°С.

Но в этом документе раскрыто также, что из практики известны различные средства, способные связывать масло, которые состоят из неорганического материала, например, натурального силикатного происхождения, такого как диатомовая земля или кизельгур, или пемза.

В ЕР 0353605 А1 раскрывается использование минерального материала, такого как глина или глинистые минералы, для абсорбции жидкостей, например жидких горючих и смазочных веществ, как бензин и масло. Для этого глину или глинистые минералы кальцинируют при температурах свыше 650°С, но ниже температуры спекания примерно до 1200°С, чтобы таким образом разрушить структуру глинистого минерала и получить, наконец, неспекающийся пористый материал. Для повышения удельного содержания открытых пор в минеральные вещества перед процессом обжига могут быть добавлены также содержащие органику вещества, повышающие пористость.

В документе JP 61000284 А (реферат) раскрыто гранулированное средство, способное связывать масло, которое изготовляют посредством гранулирования и сушки смеси мелкого неорганического порошка, содержащего глину и органическое связующее. Для повышения пористости лишь умеренного капиллярно-пористого гранулята могут добавляться также древесные опилки, вермикулит или перлит.

В реферате JP 07265696 А раскрыто средство, способное связывать масло, которое изготовляют путем смешения органического связующего с сухой гранулированной бумажной ловушечной массой и зеолитом и последующей сушки. В частности, это масляное связующее в связи с высоким содержанием зеолита, во-первых, дорого в изготовлении и, во-вторых, имеет по этой причине лишь ограниченное применение.

Задача изобретения состоит в создании способа простого и недорогого получения средства, способного связывать масло, при использовании высокопористого натурального силикатного материала и содержащего органику остаточного вещества, с целью придания готовому средству, способному связывать масло, заметно более высокой истинной пористости, чем используемый как существенный исходный компонент уже высокопористый материал.

Решение этой задачи по способу изобретения состоит а том, что высокопористый натуральный силикатный материал с исходной зернистостью между 4 и 10 мм смешивают с содержащим органику остаточным веществом, смесь кальцинируют при температуре между 520 и 550°С и после этого измельчают до получения спектра зернистости, составляющего по существу от 4 до 0,125 мм.

Предпочтительным материалом, используемым для получения средства, способного связывать масло, является пористый камень вулканического происхождения, в частности пемза, гранулят пемзы, пенистая лава и обычно пенистый вулканический камень. Но подходящими также являются перлит, а также другие природные высокопористые материалы не вулканического происхождения, такие как диатомовая земля и кизельгур. Указанные материалы являются эквивалентами, так как первоначальная пористая структура будет сохранена при кальцинировании смеси указанного силикатного материала и остаточного материала, содержащего органику (отходы) при температуре между 520 и 550°С. Однако сохранение первоначально пористой структуры указанного силикатного материала является необходимым предварительным условием, что во время спекания тонко измельченные минеральные фракции отходов, содержащих органику, образуют мелкопористые, сильно абсорбирующие жидкость покрытия на зернах, включая поры стенок силикатного материала, так что в результате способность связывать масло высокопористого силикатного природного материала будет значительно увеличена.

Термин «высокопористый», в соответствии с принятой практикой в данной технической области, определяют как пористый материал с внутренней поверхностью более 400 м²/г и объемом пор более 0,2 мл/г.

Термин «остаточный материал, содержащий органику (отходы)» означает все в основном побочные продукты производства, распределения и потребления. В соответствии с этим определением остаточным материалом, содержащим органику (отходы) являются, например, шламы, полученные при очистке сточных вод, и отходы от бумажного производства. Обычно органическая часть в указанных отходах является очень мелкими частицами, например, в диапазоне от 1 до 30 мкм. Более того, остаточным материалом, содержащим органику (отходы), могут быть отходы химического производства, сельского хозяйства, бытовые отходы и/или очистки металла.

Термин «органика» включает понятие любого органического материала, содержащегося в сточных водах или в отходах бумажного производства или других производств помимо неорганических компонентов указанных материалов.

Существенным признаком способа в комбинации отдельных стадий реализации способа является параметр способа, касающийся температуры кальцинирования смеси между 520 и 550°С. Этим обеспечивается то, что пористая структура используемого высокопористого натурального силикатного материала вовсе не ухудшается, более того наложение остатков кальцинированной органической части содержащего органику остаточного вещества на высокопористый, натуральный, силикатный материал обусловливает повышение связующей способности изготовленного таким образом средства, способного связывать масло. Кроме того, богатый органическим веществом остаточный материал позволяет осуществить кальцинирование масляного связующего за счет лишь очень небольшого дополнительного энергопотребления.

В соответствии с изобретением высокопористый натуральный силикатный материал и содержащее органику остаточное вещество используют в массовом соотношении между 75:25 и 95:5 в расчете на сухую массу до кальцинирования.

Способ согласно изобретению отличается далее тем, что используются высокопористый натуральный силикатный материал пемза, гранулят пемзы и/или пенистая лава или пенистая вулканическая порода и как содержащее органику остаточное вещество бумажная ловушечная масса и/или сгущенный шлам.

По одному из вариантов заявленного способа в смесь перед кальцинированием примешивают цеолит и/или бентонит в количестве максимально 5 мас.% от массы смеси, что может иметь место в случае необходимости в связи со связыванием вредной примеси.

В соответствии с принципом заявленного способа изготовления, и в зависимости от типа содержащего органику или богатого по содержанию органики остаточного вещества, этот материал и высокопористый натуральный силикатный материал как два исходных компонента для изготовления средства, способного связывать масло, тщательно перемешивают уже в смесителе перед осуществлением преимущественным образом кальцинирования во вращающейся трубчатой печи или их лишь вместе загружают во вращающуюся трубчатую печь и перемешивают друг с другом в процессе обжига во вращающейся трубчатой печи. Во время обжига очень тонкозернистые минеральные фракции богатых органикой остаточных веществ образуют мелкопористые, сильно абсорбирующие жидкости покрытия на зернах компонента силикатного материала или соответствующую матрицу между частицами компонента силикатного материала, при условии, что этот компонент представлен в виде тонкозернистого материала и перед кальцинированием образует вместе с богатым органикой остаточным веществом гранулят (с желательным распределением частиц по крупности).

Изготовление желательного спектра зернистости масляного связующего происходит либо путем гранулирования смеси перед кальцинированием, либо посредством дробления кальцинированного продукта, при необходимости с просеиванием и удалением пыли. Согласно заявленному способу температуру обжига и атмосферу печи при кальцинировании устанавливают таким образом, что обезуглероживание содержащих СаСО₃ фаз и оксидирование (соединений) хрома до Сr VI не оказывают влияние на свойства готового продукта и соблюдаются предельные значения согласно существующим нормам.

Высокопористые натуральные силикатные материалы, как, например, пемза, благодаря их пористости обладают уже сами по себе существенной способностью связывания масла. По причине их механической прочности такие материалы обеспечивают использование средства, способного связывать масло, на сопрягающихся поверхностях (Verkehrsflächen). Кроме того, эти материалы используют как сырьевые добавки и (при насыщенности маслом) как энергоносители.

Богатое органикой остаточное вещество повышает способность связывания масла и служит одновременно как энергоноситель, который позволяет осуществить кальцинирование смеси средства, способного связывать масло, лишь с небольшим дополнительным энергопотреблением.

Способность связывания масла, так же как и насыпная масса, зависят в равной мере от типа и количества используемого, содержащего органику, остаточного вещества, как и от используемого натурального силикатного компонента. Существенное влияние на эти параметры оказывает также распределение частиц по крупности готового продукта. При выполнении нормы распределения частиц по крупности стандартной формы средства, способного связывать масло, типа III/R, согласно LTwS-Nr. 27 (образец от июня 1999 г.), способность связывания масла, в соответствии с вышеназванными переменными (соотношения смеси), находится в пределах примерно от 0,40 до 0,48 л на литр средства, способного связывать масло.

Для сравнения с заявленным изготовленным средством, способным связывать масло, следует отметить, что сырая натуральная пемза имеет способность связывания масла примерно 0,32 л на литр.

Пример 1 изготовления средства, способного связывать масло, согласно изобретению

Пемза с исходной зернистостью между 4 и 10 мм и бумажная ловушечная масса в массовом соотношении к сухой массе пемза:бумажная ловушечная масса 92:8 загружаются вместе во вращающуюся трубчатую печь и перемешиваются друг с другом в процессе обжига во вращающейся трубчатой печи. Во время обжига (кальцинирования) очень тонкозернистые минеральные фракции содержащих органику (богатых органикой) остаточных веществ образуют мелкопористые, сильно абсорбирующие жидкости покрытия на зернах компонента силикатного материала. Температура обжига находится в пределах 520 и 550°С. При этом органика полностью выжигают, но обезуглероживание минеральной фракции бумажной ловушечной массы практически исключено, что существенно для рН-значения элюата. После кальцинирования желательный спектр зернистости кальцинированного продукта изготовляют посредством дробления на валках.

Свойства полученного таким образом средства, способного связывать масло:

Параметры зернистости:

Грубозернистая фракция > 4 мм = < 0,1 мас.%

Фракция от 4 до 5 мм = 52,0 мас.%

Фракция от 0,5 до 1,125 мм = 45,0 мас.%

Мелкозернистая фракция < 0,125 мм = < 3,0 мас.%

Насыпная масса: 332 кг/м³

Способность связывания масла: 1 литр масляного связующего связывает 0,40 л масла в мас.%

Все предельные значения в соответствии с нормой LTwS 27 i.d. образца июня 1999 г. для средства, способного связывать масло, типа III соблюдены.

Пример 2

Средство, способное связывать масло, получают так же, как уже описано в примерах настоящей заявки, однако исходный силикатный материал содержит пемзу, пенистую лаву, перлит и/или трехслойный силикат (глинистый силикат) и картофельные очистки в качестве материала, содержащего органику, с 97 вес.% воды. Смесь имеет следующий состав: 92% силиката и до 8% органики (вес.% без воды).

Посредством выжигания органики и воды получают ячеистые полости, которые придают указанному материалу примерно 30-кратный объем связывания масла по сравнению, например, с обычным необработанным средством, способным связывать масло, на основе пемзы.

Пример 3.

Средство, способное связывать масло, получают так же, как уже описано в примерах настоящей заявки, однако исходный силикатный материал содержит пемзу, пенистую лаву, перлит и/или трехслойный силикат (глинистый силикат) и шлам от пищевого производства в качестве материала, содержащего органику, с 85 вес.% воды. Состав смеси: 90% силиката и до 10% органики (вес.% без воды).

Поверхность средства, способного связывать масло, увеличивается в 6 раз.

Пример 4.

Средство, способное связывать масло, получают так же, как уже описано в примерах настоящей заявки, однако исходный силикатный материал содержит пемзу, пенистую лаву, перлит и/или трехслойный силикат (глинистый силикат) и шлам сточных вод в качестве материала, содержащего органику, с 70 вес.% воды. Смесь имеет следующий состав: 75% силиката и до 25% органики (вес.% без воды).