196342. lajstromszámú szabadalom • Eljárás folyadékok szűréséhez alkalmazható szövőanyag előállítására
A találmány folyadékok szűréséhez alkalmazható szűrőanyag előállítására szolgáló eljárásra vonatkozik. A találmány szerinti eljárással készült szűrőanyag segítségével elsősorban természetes vizekben levő kolloidális szennyeződések és oldott anyagok egy része távolítható el, vagyis a kémiai kezeléssel módosított felületű szilárd szemcsék által alkotott szűrőanyag (szűrőtöltet) különösen az ivóvíztisztítás területén alkalmazható eredményesen. Amint ismeretes, a természetes felszíni vizek lcbcgőanyag-tartalmának az eltávolítása általában derítéssel, ülepítéssel és homokszűréssel történik. A derítéssel és ülepítéssel kapcsolatos kémiai kezelés kiküszöbölése érdekében újabban olyan szűrési technológiák váltak ismeretessé, amelyekben impregnált — kémiailag kezelt — felületű szemcsés szűrőközeggeí biztosítják a tisztítást. E módszer azon a jelenségen alapul, hogy az egymást taszító, kolloid méretű részecskék elveszítik az elektromos töltésüket, miábal koaguiálas következik be, és végbemegy a mechanikus szűrés. A T/24 402/51. számú román találmányi leírásból például olyan szűrőtöltet-előállítási eljárás ismerhető meg, amely szerint kovaföldhöz szulfátot és fémhidroxidot adnak, és a kovaföldszemcsék felületét ezáltal módosítják. A szulfátnyomokat nátriumhidroxidos formaldehiddel távolítják el. A kovaföldszemcsék felületén kialakított réteg vastagsága mintegy 3 mm. Az eljárás hátránya, hogy egyrészt költséges, másrészt a rákkeltő hatású formaldehid alkalmazása fokozott elővigyázatot igényel. Javasoltak olyan eljárást is, amelynek során termikus bomlás révén mangándioxidot visznek fel zeolit, szilikagél vagy homok felületére, majd savas kezeléssel aktiválják a töltetet, A felhasznált só Mn(N03)2. A termikus kezelést a kellően vastag felületi réteg biztosítása érdekében kettő—öt alkalommal megismétlik. A megoldás hátránya a sok műveleti lépés, vagyis a bonyoiultság, valamint a magas költség, A találmány feladata, hogy olyan eljárást szolgáltasson kémiai kezeléssel aktíváit felületű szemcsés anyag által alkotott szűrőanyag - szűrőtöltet - előállítására, amely eljárás egyszerűét! és alacsony költségszinten, az egészséget nem károsító anyagok alkalmazásával, csekély energiaráfordítással megvalósítható, és az eljárással nyert szűrőtöltet hatékony szűrést biztosít, emellett élettartama hosszú. A találmány az alábbi felismeréseken alapszik: Amennyiben ásványi anyagú szilárd szemcséket lúgos kémhatású oldatba helyezünk, bizonyos várakozási idő eltelte után a szemcsék külső felülete és a szemcsepórusok belseje elektromosan negatív töltést kap, ha pedig a szemcsékhez savas, karakterű oldatot is hozzáadunk, a lúgos kémhatású felületre gél - oldhatatlan csapadék - csapódik ki, amelynek lemosódását a szemcsefelület lúgos tulajdonsága meggátolja. Azonos eredményt kapunk akkor is, ha a lúgos és savas kezelés sorrendjét felcseréljük. További felismerésünk, hogy a gélréteg megfelelő hőkezeléssel tovább stabilizálható. Az ilyen módosított (aktíváit) felületű szűrőanyag felületi elektromos töltései biztosítják az egymást taszító kolloid részecskék aggregációját, és a szűrőanyagon aggregált részecskéket a szűrőréteg visszatartja. E felismerések alapján a kitűzött feladatot a találmány értelmében olyan eljárás segítségével oldottuk meg, amelynek során szilárd szemcsés hordozóanyag- 1 szemcséinek a felületén vegyi úton elektromosan polarizált aktív réteget hozunk létre, és amely eljárásra az jellemző, hogy a szilárd szemcsék felületén lúgos kémhatású anyaggal aiumíniumsót reagáltatunk, és ily módon ott alumíniumoxid és alumínium-hidroxid által alkotott elektromosan polarizált aktív réteget alakítunk ki. Célszerűen lúgos kémhatású anyagként NaOH, NaHCOs vagy Na-C03 vizes oldatával reagáltatjuk az alumíniumsót, illetve alumíniumsóként AI2(S04)3 vagy AlCi3 vizes oldatával reagáltatjuk a lúgos kémhatású anyagot. Az aiumíniumfoszfátot a vízkezelési technológiákban derítéshez tömegesen alkalmazzák, olcsó és egészségre nem veszélyes anyag, cs ugyanez mondható el a lúgos kémhatást biztosító nátriumliidruxidra vagy az enyhén lúgos kémhatású nátriumkaibonátra is. Egy másik találmányi ismérv szerint szilárd szemcsés anyagként — célszerűen 0,5—5 mm átmérőjű — zeolitot és/vagy kvarchomokot és/vagy bazaltzúzaiékot használunk. Ezek közül a legelőnyösebbnek a természetes zeolit mutatkozik, ugyanakkor ennek az ára sem növeli jelentősen a szűrőanyag előállítási költségeit. Az eljárás egy további foganatosítást módja szerint a szilárd szemcsés anyagot annak 1-5 tömeg%-át kitevő mennyiségű aiumíniumsót tartalmazó vizes oldattal keverjük össze, és ezen anyagok reagáltatásával alakítjuk ki a szemcsék felületén az elektromosan polarizált aktív réteget. Előnyös, ha a szilárd szemcsés anyagot legalább 10 g/dmJ koncentrációjú só - és lúgos kémhatású anyag — oldattal keverjük össze, valamint ha előbb az egyik, célszerűen a lúgos kémhatású anyagot tartalmazó vizes oldattal keverjük össze a szilárd szemcsés anyagot, és e részkeverékhez legalább mintegy 60 perc elteltével adjuk hozzá a másik, célszerűen a sóoldatot, majd további legalább 60 pete múlva a felületükön elektromosan polarizált aktív réteget tartalmazó szemcséket - célszerűen szűréssel - a folyékony fázistól elkülönítjük. A szilárd szemcsék lúgos kémhatásává tett felületén a hozzáadott, savas karakterű A12(S04)3 oldatból a szemcse felületére AI(OH)3 gél csapódik ki, amelynek lemosódását a célszerűen zeolitszemcsék felületéről e felület lúgos karaktere - amint már említettük - meggátolja. Egy további találmányi ismérvnek megfelelően a szilárd szemcsék felületén kialakított aktív gélréteget hőkezeléses szárítással stabilizáljuk; célszerű, ha a gélréteget tartalmazó szemcséket legfeljebb mintegy 80 perces időtartamon keresztül legfeljebb mintegy 140 DC-os hőmérsékleten tartva stabilizáljuk. Az Al(OH)3 gélréteg a2: említett hőmérsékleten tovább stabilizálható — vagyis szilárdítható - anélkül, hogy a gél víztartalma teljes egészében eltávoznék. A találmányt a továbbiakban példákon keresztül ismertetjük részletesen. 2 1. példa 40 cm3 10 g/dm3 koncentrál.óiú AI2(S04)3. l2H20 vizes oldatba 20 g 0,8 -1,2 mm szemcseméretű természetes zeolitot adagolunk, majd a rendszert 60 percen keresztül mozgásban tartjuk. A folyadék pH-értéke 3.8—4,0. A 60 perc elteltével a rendszerhez (részkeverékhez) lúgos kémhatást biztosító NaOH vizes oldatot adunk, 196 342 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
