191047. lajstromszámú szabadalom • Eljárás szemcsézett, kémiailag kezelt adszorbensek előállítására
1 191047 2 A találmány tárgya eljárás szemcsézett, kémiailag kezelt adszorbensek előállítására, melyek a környezetvédelemben, főleg a víztisztításban számos szennyező elem szelektív eltávolítására alkalmasak. A környezetvédelmi kutatásokban valamint a levegőt és vizet szennyező toxikus elemek eltávolításában jelentős szerepe van az adszorpciós eljárásoknak. Az adszorbensek a vegyipar legkülönbözőbb ágazataiban használatosak, előállításukra számos eljárás ismeretes. Adszorpciós víztisztítási eljárásokban használatos szervetlen alapú adszorbenseket ismertet a Vesely, V., Pekárek, V., Talanta Review L, 19 219-262, 1972. II., 19 1245-1283. 1972, közlemény, amely részletesen foglalkozik az adszorbens anyagok előállításával, tulajdonságaikkal és alkalmazási területeikkel. Az ivóvíztisztításban néhány évtized óta széles körben alkalmazzák adszorbensként a granulált aktív szenet. Velük főleg a szerves humin anyagokat és a víz illatát, ízét befolyásoló szennyező komponenseket távolítják el megfelelően megtervezett és épített adszorberekben. A kimerült adszorbensek regenerálhatok és ismét felhasználhatók. A természetes vizek Hg(II) tartalma hatékonyan eltávolítható Mn02-n történő adszorpcióval (Lockwood, R. A., Chen, K. Y.: Environmetal Science and Technology 7(11), 1028. 1973). Megállapították, hogy 6-8 pH tartományban az adszorpció Freundlich izotermával jellemezhető és a MnÓ2 akár természetes környezetben, akár vízkezelésben alkalmas a Hg(II) eltávolítására. Amorf vas(III)oxi-hidroxidot (göhtitet) használtak fel réz és ólomionok vízből való szorpciójára amerikai kutatók (K. C. Swallow, D. H. Hume, F. M. M. More: Environmental Science and Technology, 14 (II) 1223. 1980). Megállapították, hogy az adszorpciós hatás a tömeghatás törvényen alapul. Az adszorbenst úgy állították elő, hogy sztöchiometrikus mennyiségű karbonátmentes NaOH és Fe(N03)3 oldatokat elegyítettek. Az így kapott oldatot használták fel az adszorpciós izotermák elkészítéséhez. Az amerikai Aluminium Company által gyártott, 210 m2/g fajlagos felületű alumínium-oxid adszorbenst használtak fel Neufeld és munkatársai ortofoszfátok vízből való eltávolítására (D. Neufeld G. Thodos: Environmental Science and Technology, 3 (7) 661,1969). Langmuir típusú izotermával jellemezték az adszorpciós folyamatot. Kevert foszfátokat távolított el szennyvízből Yee három, különböző minőségű és fajlagos felületű aktivált alumínium-oxiddal (W. C. Yee, J. Amer. Water Works Assoc., 58 (2) 239. 1966). A statikus kísérletek mellett laboratóriumi és félüzemi dinamikus kísérleteket is végeztek. A különbözőképpen aktivált alumínium-oxidokat számos víztisztítási eljárásban, széleskörűen használják. Az ivóvíztisztításban fluorid és arzenát ionok eltávolítására is dolgoztak ki eljárásokat. Savinelli és munkatársai aktív szenet, hidroxil-apatitot, magnéziumot, finomra őrölt csontot, természetes és szintetikus ioncserélőket és aktivált alumínium-oxidot alkalmaztak laboratóriumi adszorbens oszlopokban fluoridok eltávolítására (F. A. Savinelli, A. P. Black, J. Amer. Water Works Assoc., 50 (1) 33. 1958). Alumínium-szulfáttal kezelt alumínium-oxiddal történő fluorid ion eltávolításának mechanizmusára vonatkozóan megállapították, hogy ioncsere zajlik le. 90%-os tisztítási hatásfokot értek el amerikai kutatók 0,06 mg/1 arzén tartalmú víz arzén tartalmának eltávolításában alumínium-oxiddal töltött adszorbens oszloppal való kezelés után (E. Bellack, J. Amer. Water Works Assoc., 63 454 1971). Ismeretesek olyan adszorbensek is, amelyek előállítására 50-80 m/m% mennyiségben titánvegyületeket és/vagy cirkóniumvegyületeket és/vagy zeolitokat, 2-50 pm közötti szemcseméretű 20-50 m/ m% mennyiségű röntgenamorf alumínium-oxidot, y-alumínium-oxidot és böhmitet tartalmazó 0,2-5 mm közötti szemcseméretű iners magra szemcséznek, és az így előállított granulátumot savas, előnyösen koncentrált kénsavas kezeléssel és/vagy illékony szerves anyaggal, előnyösen melaminnal porózussá teszik. Az ismertetett eljárásokban laboratóriumi körülmények között előállított, különböző kémiai összetételű csapadékokat, vagy kereskedelemben kapható adszorbenseket használtak fel vizek szennyező komponenseinek eltávolítására. Az ismertetett adszorbensek a vizek arzéntartalmának eltávolítására korlátozott mértékben alkalmasak, mert arzénre vonatkoztatott adszorpciós kapacitásuk csekély. A koagulációs eljárások során használt vas(III)hidroxid koaguláló szer alkalmazásának hátránya, hogy a tisztításnál nagy mennyiségű mérgező iszap keletkezik, melynek elhelyezéséről gondoskodni kell. A találmány célja a környezetvédelemben, különösen a víztisztításban használatos szervetlen alapú adszorbensek előállítására szolgáló eljárás kialakítása. Az így előállított adszorbensek kel vizek szennyező komponenseit szelektíven eltávolíthatjuk, és az adszorbensek a tisztítandó vízzel szemben ellenállóak és ezenkívül hosszú ideig hatásosak, ezért gazdaságos a felhasználásuk. A találmány tehát eljárás szemcsézett, kémiailag kezelt adszorbensek előállítására. Az eljárás során ismert módon előállított, 0,2-5,0 mm szemcseméretü, 20-50 m/m% röntgenamorf alumínium-oxidot, y-alumínium-oxidot és/ vagy böhmitet tartalmazó iners magra szemcsézzük az aktív komponenseket, előnyösen 50-80 m/m% titánvegyületeket és/vagy cirkóniumvegyületeket és/vagy zeolitokát és az így előállított granulátumokat savas, előnyösen koncentrált kénsavas kezeléssel és/vagy illékony szerves anyaggal, előnyösen melaminnal, porózussá tesszük, majd a porózus szemcsék felületét a találmány szerint kémiailag kezeljük úgy, hogy a szemcsék felületére közvetlen csapadékképzéssel vastartalomra vonatkoztatva előnyösen 1-10 m/m% relatív mennyiségű vas(III)hidroxidot viszünk fel vagy a szemcsék felületét kalcium-magnézium ionformára alakítjuk kalcium és magnézium vegyietekkel való kezeléssel. Előnyösen a találmány szerint a vas(III)-hidroxidot a szemcsék felületére vas(III)kloridból ammónium-hidroxiddal választjuk le. Végezetül a találmány szerint a szemcsék felületének kalcium és magnézium ionformára történő 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 55 2
