RU147403U1 - FILTERING MATERIAL FOR PURIFICATION OF DRINKING WATER FROM IRON AND Manganese Ions - Google Patents
FILTERING MATERIAL FOR PURIFICATION OF DRINKING WATER FROM IRON AND Manganese Ions Download PDFInfo
- Publication number
- RU147403U1 RU147403U1 RU2014123971/05U RU2014123971U RU147403U1 RU 147403 U1 RU147403 U1 RU 147403U1 RU 2014123971/05 U RU2014123971/05 U RU 2014123971/05U RU 2014123971 U RU2014123971 U RU 2014123971U RU 147403 U1 RU147403 U1 RU 147403U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- granules
- manganese
- mno
- glass
- filter material
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 35
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 31
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 16
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 title claims abstract description 9
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 title claims abstract description 9
- 229910001437 manganese ion Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 6
- 238000001914 filtration Methods 0.000 title claims description 5
- 238000000746 purification Methods 0.000 title description 7
- 239000011572 manganese Substances 0.000 claims abstract description 43
- 239000008187 granular material Substances 0.000 claims abstract description 35
- 239000011494 foam glass Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 20
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims abstract description 18
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 13
- 239000004927 clay Substances 0.000 claims abstract description 10
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims abstract description 8
- PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N manganese(2+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[Mn+2] PPNAOCWZXJOHFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 7
- AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L manganese oxide Inorganic materials [Mn].O[Mn]=O.O[Mn]=O AMWRITDGCCNYAT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 6
- 239000006259 organic additive Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000013589 supplement Substances 0.000 claims 1
- 239000002241 glass-ceramic Substances 0.000 abstract description 6
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 6
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 5
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 239000006063 cullet Substances 0.000 description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 4
- 150000002697 manganese compounds Chemical class 0.000 description 4
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 229910021380 Manganese Chloride Inorganic materials 0.000 description 3
- GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L Manganese chloride Chemical compound Cl[Mn]Cl GLFNIEUTAYBVOC-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 3
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 description 3
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011565 manganese chloride Substances 0.000 description 3
- 235000002867 manganese chloride Nutrition 0.000 description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 3
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 229920002748 Basalt fiber Polymers 0.000 description 2
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 2
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 2
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- IPJKJLXEVHOKSE-UHFFFAOYSA-L manganese dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Mn+2] IPJKJLXEVHOKSE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L manganese(2+);methyl n-[[2-(methoxycarbonylcarbamothioylamino)phenyl]carbamothioyl]carbamate;n-[2-(sulfidocarbothioylamino)ethyl]carbamodithioate Chemical compound [Mn+2].[S-]C(=S)NCCNC([S-])=S.COC(=O)NC(=S)NC1=CC=CC=C1NC(=S)NC(=O)OC WPBNNNQJVZRUHP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 239000012286 potassium permanganate Substances 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 2
- 238000010186 staining Methods 0.000 description 2
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910018557 Si O Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 1
- 239000012736 aqueous medium Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000035622 drinking Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M hydroxide Chemical compound [OH-] XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- -1 iron ions Chemical class 0.000 description 1
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 1
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 150000007522 mineralic acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000008239 natural water Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000000047 product Substances 0.000 description 1
- LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N silicon monoxide Inorganic materials [Si-]#[O+] LIVNPJMFVYWSIS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007779 soft material Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 1
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 1
- 239000002349 well water Substances 0.000 description 1
- 235000020681 well water Nutrition 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Catalysts (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Abstract
1. Фильтрующий материал для очистки питьевой воды от ионов железа и марганца, содержащий дисперсный носитель, на поверхности которого образован каталитически активный слой, состоящий из смеси оксидных соединений марганца разной валентности, отличающийся тем, что дисперсный носитель выполнен в виде пористых гранул из пеностеклокерамики.2. Фильтрующий материал по п.1, отличающийся тем, что гранулы пеностеклокерамики имеют диаметр от 0,8 до 2,0 мм, размер пор от 0,036 до 0,135 мм, при толщине межпоровых стенок равной 0,07-0,1 мкм.3. Фильтрующий материал по п.1 или 2, отличающийся тем, что в состав гранул пеностеклокерамики входит глина, стекло и органическая добавка, при следующем соотношении компонентов, мас.%:4. Фильтрующий материал по п.1, отличающийся тем, что на поверхности пеностеклокерамичеких гранул образован каталитически активный слой, состоящий из смеси оксидов марганца разной валентности: МnО, МnOи МnOпри их массовом соотношении, соответственно равном (0,5-1 ):(2-3):(5-6).1. Filter material for purifying drinking water from iron and manganese ions, containing a dispersed carrier, on the surface of which a catalytically active layer is formed, consisting of a mixture of oxide compounds of manganese of different valencies, characterized in that the dispersed carrier is made in the form of porous granules made of foamglassceramics.2 . The filter material according to claim 1, characterized in that the granules of foam glass ceramic have a diameter of from 0.8 to 2.0 mm, a pore size of from 0.036 to 0.135 mm, with an inter-pore wall thickness of 0.07-0.1 μm. The filter material according to claim 1 or 2, characterized in that the composition of the granules of foam glass includes clay, glass and an organic additive, in the following ratio, wt.%: 4. The filter material according to claim 1, characterized in that a catalytically active layer is formed on the surface of the glass-ceramic granules, consisting of a mixture of manganese oxides of different valencies: MnO, MnO and MnO with their mass ratio correspondingly equal to (0.5-1) :( 2-3 ) :( 5-6).
Description
Заявляемая полезная модель относится к области водоподготовки питьевой воды, а именно к фильтрующим материалам, применяемым для очистки воды от марганца и железа.The inventive utility model relates to the field of water treatment of drinking water, namely, filter materials used to purify water from manganese and iron.
Известен неорганический сорбент, используемый в водоподготовке [RU №2229336, МПК B01J 20/12, B01J 20/06, 2003]. Сорбент включает носитель, содержащий бентонитовую глину, подвергнутую последовательно термической и кислотной активации, при этом содержание диоксида марганца в нем составляет 10-14%.Known inorganic sorbent used in water treatment [RU No. 2229336, IPC B01J 20/12, B01J 20/06, 2003]. The sorbent includes a carrier containing bentonite clay, subjected to successive thermal and acid activation, while the content of manganese dioxide in it is 10-14%.
К недостаткам данного сорбента относится то, что бентонитовая глина с течением времени раскисает в воде, что приводит к его разрушению.The disadvantages of this sorbent include the fact that bentonite clay deoxidizes in water over time, which leads to its destruction.
Известен сорбционно-фильтрующий материал для очистки воды [RU №2483798, МПК B01J 20/06, B01J 20/16, B01J 20/32, 2011], используемый преимущественно для очистки питьевой воды от марганца и железа. В качестве материала используют базальтовые волокна, которые предварительно измельчают в водной среде до размеров от 1 до 25 мм и химически активируют с помощью одной из ряда неорганических кислот: соляной, серной или азотной.Known sorption-filtering material for water treatment [RU No. 2483798, IPC B01J 20/06, B01J 20/16, B01J 20/32, 2011], used mainly for the purification of drinking water from manganese and iron. The material used is basalt fiber, which is pre-crushed in an aqueous medium to a size of 1 to 25 mm and chemically activated using one of a number of inorganic acids: hydrochloric, sulfuric or nitric.
Недостатками данного материала является небольшой размер базальтового волокна (1 мм), что может привести к его проскоку в питьевую воду, что сделает ее непригодной для питьевых нужд.The disadvantages of this material is the small size of basalt fiber (1 mm), which can lead to its slip into drinking water, which will make it unsuitable for drinking needs.
Известен гранулированный фильтрующий материал, предназначенный для очистки природных и сточных вод [RU №2162737, B01J 20/02, B01J 20/06, B01J 20/30, B01D 39/02, 2000]. В качестве основы материала используют природный минерал - доломит, который измельчают и обрабатывают при комнатной температуре раствором, содержащим соли ионы двухвалентного марганца.Known granular filter material intended for the purification of natural and waste water [RU No. 2162737, B01J 20/02, B01J 20/06, B01J 20/30, B01D 39/02, 2000]. The basis of the material used is a natural mineral - dolomite, which is crushed and treated at room temperature with a solution containing salts of divalent manganese ions.
Недостатками данного материала является то, что доломит даже после обжига - мягкий материал, и в процессе его использования в качестве фильтрующего материала в фильтрах водоочистных установок происходит его истирание. Как следствие, вода загрязняется частичками доломита, которые увеличивают ее жесткость.The disadvantages of this material is that dolomite, even after firing, is a soft material, and in the process of its use as a filter material in the filters of water treatment plants, its abrasion occurs. As a result, water is contaminated with particles of dolomite, which increase its hardness.
Известен сорбционно-фильтрующий материал для очистки природных вод от соединения железа и марганца [RU №2241535. МПК B01J 20/02, B01J 20/30, 2003]. В качестве гранулированного карбонатного материала используют термически необработанный карбонат кальция, содержащий не более 1% карбоната магния, химически обработанный соединениями марганца.Known sorption-filtering material for the purification of natural waters from compounds of iron and manganese [RU No. 2241535. IPC B01J 20/02, B01J 20/30, 2003]. As granular carbonate material, thermally untreated calcium carbonate is used, containing not more than 1% magnesium carbonate, chemically treated with manganese compounds.
Недостатки - термически необработанный карбонат кальция, как правило, в воде размягчается с течением времени, что приводит к его разрушению. Кроме того, истираемость приведет к появлению в воде мутности и увеличению жесткости.Disadvantages - thermally untreated calcium carbonate, as a rule, softens in water over time, which leads to its destruction. In addition, abrasion will lead to the appearance of turbidity in the water and increase stiffness.
Прототипом заявляемой полезной модели является фильтрующий материал для очистки воды от марганца и железа [RU №2275335, МПК C02F 1/64, B01D 39/06, B01J 20/06, B01J 20/30, C02F 103/04, 2004]. В этом фильтрующем материале в качестве носителя используется зернистый материал природного происхождения - горелая порода, а на поверхности горелой породы образован каталитически активный слой, состоящий из смеси оксидов MnO, Mn2O3 и MnO2.The prototype of the claimed utility model is a filter material for purifying water from manganese and iron [RU No. 2275335, IPC C02F 1/64, B01D 39/06, B01J 20/06, B01J 20/30, C02F 103/04, 2004]. In this filtering material, a particulate material of natural origin, burned rock, is used as a carrier, and a catalytically active layer consisting of a mixture of oxides MnO, Mn 2 O 3 and MnO 2 is formed on the surface of the burned rock.
К недостаткам прототипа можно отнести следующее:The disadvantages of the prototype include the following:
- в горелой породе много пылевидных частиц, которые плохо вымываются и после обработки реактивами образуют грязь и перед использованием необходима продолжительная предварительная промывка.- in a burnt rock there are a lot of dusty particles that are poorly washed out and form dirt after processing with reagents and a lengthy preliminary washing is required before use.
Задачей настоящей полезной модели является разработка фильтрующего материала на основе пеностеклокерамики, пригодного для очистки воды от железа и марганца.The objective of this utility model is to develop a filter material based on foam glass ceramic suitable for purifying water from iron and manganese.
Технический результат - создание эффективного материала, позволяющего очищать воду от железа и марганца, а так же утилизация стеклобоя.The technical result is the creation of an effective material that allows you to purify water from iron and manganese, as well as the disposal of cullet.
Поставленная задача достигается тем, что как известный, предлагаемый фильтрующий материал для очистки питьевой воды от ионов железа содержит дисперсный носитель, на поверхности которого образован каталитически активный слой, состоящий из смеси оксидных соединений марганца.This object is achieved in that, as a well-known, the proposed filter material for purifying drinking water from iron ions contains a dispersed carrier, on the surface of which a catalytically active layer consisting of a mixture of manganese oxide compounds is formed.
Новым является то, что дисперсный носитель, выполнен в виде пористых гранул из пеностеклокерамики.What is new is that the dispersed carrier is made in the form of porous granules of foam glass ceramic.
Предпочтительно, что гранулы пеностеклокерамики имеют диаметр от 0,8 до 2,0 мм, размер пор от 0,036 до 0,135 мм, при толщине межпоровых стенок равной 0,07-0,1 мкм.It is preferable that the granules of foam glass ceramic have a diameter of from 0.8 to 2.0 mm, a pore size of from 0.036 to 0.135 mm, with an inter-pore wall thickness of 0.07-0.1 microns.
Кроме того, в состав пеностеклокерамики входит глина, стекло и органическая добавка, при следующем соотношении компонентов, мас.%:In addition, the composition of foam glass ceramic includes clay, glass and an organic additive, in the following ratio of components, wt.%:
Глина 8-25Clay 8-25
Органические добавки 3-10Organic additives 3-10
Стекло - остальное.Glass is the rest.
Предпочтительно, что на поверхности пеностеклокерамичеких гранул образован каталитически активный слой, состоящий из смеси оксидов марганца: MnO, Mn2O3 и MnO2 при их массовом соотношении, соответственно равном (0,5-1):(2-3):(5-6).It is preferable that a catalytically active layer consisting of a mixture of manganese oxides: MnO, Mn 2 O 3 and MnO 2 is formed on the surface of the foamglass-ceramic granules with a mass ratio of respectively (0.5-1) :( 2-3) :( 5 -6).
Для получения фильтрующего материала, способного очищать воду от железа и марганца, пеностеклокерамические гранулы подвергали последовательной обработке растворами модифицирующих реагентов, содержащих, в том числе соединения марганца.To obtain a filter material capable of purifying water from iron and manganese, glass-ceramic granules were subjected to sequential treatment with solutions of modifying reagents containing, including manganese compounds.
При обработке пеностеклокерамических гранул модифицирующими реагентами, на ее поверхности получали комплекс не только оксидных соединений марганца: Mn2O3, MnO2. но и гидроксидных: Mn(OH)2, что было подтверждено рентгеноструктурными исследованиями, проведенными с помощью дифрактометра ДРОН-УМ1. В дальнейшем после просушивания на поверхности гранул получали комплекс оксидных соединений MnO, Mn2O3, MnO2.When processing foam-glass-ceramic granules with modifying reagents, on its surface a complex of not only oxide compounds of manganese was obtained: Mn 2 O 3 , MnO 2 . but also hydroxide: Mn (OH) 2 , which was confirmed by X-ray diffraction studies using a DRON-UM1 diffractometer. Subsequently, after drying on the surface of the granules, a complex of oxide compounds MnO, Mn 2 O 3 , MnO 2 was obtained.
Экспериментально было установлено, что смесь соединений марганца: MnO, Mn2O3, MnO2 осажденная на пористые гранулы из пеностеклокерамики обусловливает высокую каталитическую активность загрузки заявляемого материала по отношению к различным солям железа и марганца, растворенным в воде.It was experimentally established that a mixture of manganese compounds: MnO, Mn 2 O 3 , MnO 2 deposited on porous glass-ceramic granules causes a high catalytic activity of the loading of the claimed material in relation to various salts of iron and manganese dissolved in water.
Зародышами образования Mn2O3, MnO2 на поверхности гранул пеностеклокерамики служат ионы Mn2+, нейтрализующие центры ≡Si-O. При формировании частиц MnO2 на поверхности гранул пеностеклокерамики двухзарядные катионы Mn2+ служат своеобразными химическими мостиками между алюмосиликатным каркасом и частицами диоксида марганца: ≡Si-O-Mn2+-O2Mn. Мостиковые катионы Mn2+ входят во внешнюю обкладку его двойного электрического слоя. Тем самым через мостиковые катионы Mn2+ обеспечивается взаимодействие алюмосиликат - оксид (так называемый СВАО-эффект). Этот эффект приводит к стабилизации высших форм окисления марганца.The nuclei of the formation of Mn 2 O 3 , MnO 2 on the surface of granules of foam glass ceramic are Mn 2+ ions that neutralize ≡Si-O centers. During the formation of MnO 2 particles on the surface of the glass-ceramic granules, doubly charged Mn 2+ cations serve as a kind of chemical bridges between the aluminosilicate framework and manganese dioxide particles: ≡Si-O-Mn 2+ -O 2 Mn. The bridge cations Mn 2+ enter the outer lining of its double electric layer. Thus, aluminosilicate - oxide interaction (the so-called SVAO effect) is provided through the Mn 2+ bridge cations. This effect leads to the stabilization of higher forms of manganese oxidation.
Высокоактивный диоксид марганца, нанесенный на поверхность гранул пеностеклокерамики, образует с растворимым в воде кислородом промежуточный комплекс MnO2-O2. Реакцию окисления ионов сорбированным диоксидом марганца можно представить в виде следующей общей схемы:Highly active manganese dioxide deposited on the surface of granules of foam glass ceramic forms an intermediate complex MnO 2 -O 2 with water-soluble oxygen. The oxidation of ions by sorbed manganese dioxide can be represented as the following general scheme:
Mn2++O=O→Mn3+,Mn4+ Mn 2+ + O = O → Mn 3+ , Mn 4+
Активным «игроком» в реакции окисления ионов Mn2+ нерастворимыми оксидами марганца являются анион-радикалы кислорода O2-, образующиеся на поверхности гранул пеностеклокерамики при сорбции молекул кислорода.An active “player” in the oxidation reaction of Mn 2+ ions with insoluble manganese oxides is O 2– oxygen radical anions formed on the surface of the foamglass ceramic granules during the sorption of oxygen molecules.
В работе [Губайдулина Т.Α., Мельников А.Г. Зернистый каталитически активный материал для очистки питьевой воды от железа и марганца. // Химия - XXI век: новые технологии, новые продукты: Труды IX Международной научно-практической конференции. - г. Кемерово, 16-17 мая 2006. - С. 204-206.] указывалось, что сорбированный на поверхности гранул загрузки диоксид марганца и сам действует как окислитель, переводя растворимые ионы Mn2+ в нерастворимые оксиды:In the work [Gubaidulina T.Α., Melnikov A.G. Granular catalytically active material for the purification of drinking water from iron and manganese. // Chemistry - XXI century: new technologies, new products: Proceedings of the IX International scientific-practical conference. - Kemerovo, May 16-17, 2006. - S. 204-206.] it was indicated that manganese dioxide adsorbed on the surface of the loading granules also acts as an oxidizing agent, converting soluble Mn 2+ ions to insoluble oxides:
Mn2++MnO2Ц→Mn3O4,Mn2O3Ц,Mn 2+ + MnO 2 C → Mn 3 O 4 , Mn 2 O 3 C,
где Ц - гранулы пеностеклокерамики (алюмосиликаты).where C - granules of foamglass ceramics (aluminosilicates).
Оксид Mn2O3 также обладает окислительными свойствами, и не исключено, что его роль весома при окислении Mn2+.Mn 2 O 3 oxide also has oxidizing properties, and it is possible that its role is significant in the oxidation of Mn 2+ .
Полезная модель иллюстрируется графическими материалами.The utility model is illustrated with graphic materials.
На фиг. 1 а) представлены гранулы, выполненные из пеностеклокерамики диаметром 0,8-2,0 мм.In FIG. 1 a) presents granules made of foam glass ceramic with a diameter of 0.8-2.0 mm
На фиг. 1 б) представлены гранулы в разрезе с толщиной меж поровых стенок 0,07-0,1 мкм.In FIG. 1 b) granules are presented in a section with a thickness between inter-pore walls of 0.07-0.1 μm.
В дальнейшем полезная модель поясняется конкретными примерами изготовления материала.The utility model is further illustrated by specific examples of material manufacturing.
В заявляемой полезной модели предлагается в качестве носителя использовать гранулы пеностеклокерамики, с характеристиками, приведенными в Таблице 1, диаметром гранул от 0,8 до 2,0 мм, имеющих размер пор 0,036-0,135 мм, с толщиной меж поровых стенок 0,07-0,1 мкм (фиг. 1).In the claimed utility model, it is proposed to use foamglass ceramic granules as a carrier, with the characteristics shown in Table 1, granule diameters from 0.8 to 2.0 mm, having a pore size of 0.036-0.135 mm, with a pore wall thickness of 0.07-0 , 1 μm (Fig. 1).
Состав 1 был получен при следующем весовом соотношении компонентов шихты, мас.%:Composition 1 was obtained in the following weight ratio of the components of the mixture, wt.%:
Глина 8,Clay 8,
Кокс 5.Coke 5.
Древесные опилки 3Sawdust 3
Стекло (стеклобой) - остальное.Glass (cullet) - the rest.
Состав 2 был получен при следующем соотношении компонентов, мас.%:Composition 2 was obtained in the following ratio of components, wt.%:
Глина 10,Clay 10,
Кокс 5.Coke 5.
Древесные опилки 3.Sawdust 3.
Стекло (стеклобой)- остальное.Glass (cullet) - the rest.
Состав 3 был получен при следующем соотношении компонентов, мас.%:Composition 3 was obtained in the following ratio of components, wt.%:
Глина 25,Clay 25,
Кокс 5,Coke 5,
Древесные опилки 3Sawdust 3
Стекло (стеклобой) - остальное.Glass (cullet) - the rest.
В дальнейшем для модифицирования поверхности гранул модифицирующими реагентами использовали гранулы пеностеклокерамики, полученные из состава 2.Subsequently, foam-glass ceramic granules obtained from composition 2 were used to modify the surface of the granules with modifying reagents.
Гранулы заливали раствором марганца двухлористого и выдерживали при перемешивании 15-20 мин. Затем раствор марганца двухлористого сливали до исчезновения капель. Подщелачивали едким натром раствор калия марганцовокислого и заливали им гранулы. Для получения оксидной пленки окончательную обработку производили натрием серноватистокислым.The granules were poured with a solution of manganese dichloride and kept with stirring for 15-20 minutes. Then the solution of manganese dichloride was drained until the droplets disappeared. The potassium permanganate solution was made alkaline with sodium hydroxide and granules were poured with it. To obtain an oxide film, the final processing was performed with sodium sulfate.
В таблице 2 представлены данные экспериментов по интенсивности окрашивания для получения фильтрующего материала с заявляемым составом каталитически активного слоя в зависимости от концентрации реагентов.Table 2 presents experimental data on the intensity of staining to obtain a filter material with the claimed composition of the catalytically active layer depending on the concentration of the reagents.
Результаты:Results:
При использовании концентраций реагентов:When using concentrations of reagents:
- эксперимент 1 - получен слой, состоящий из смеси гидроксида марганца: Mn(OH)2 и оксидов марганца: Mn2O3, MnO2 при массовом соотношении компонентов (0,5:2:5).- experiment 1 — a layer was obtained consisting of a mixture of manganese hydroxide: Mn (OH) 2 and manganese oxides: Mn 2 O 3 , MnO 2 with a mass ratio of components (0.5: 2: 5).
- эксперимент 2 - получен слой, состоящий из смеси гидроксида марганца: Mn(OH)2 и оксидов марганца: Mn2O3, MnO2 при массовом соотношении компонентов (0,7:2,5:5,5).- experiment 2 — a layer was obtained consisting of a mixture of manganese hydroxide: Mn (OH) 2 and manganese oxides: Mn 2 O 3 , MnO 2 with a mass ratio of components (0.7: 2.5: 5.5).
После просушивания на поверхности образцов, полученных по примеру 1 и 2, на поверхности гранул из пеностеклокерамики получали каталитически активный слой, состоящий из смеси оксидных соединений марганца: MnO, Mn2O3, MnO2.After drying on the surface of the samples obtained in examples 1 and 2, a catalytically active layer consisting of a mixture of manganese oxide compounds: MnO, Mn 2 O 3 , MnO 2 was obtained on the surface of granules made of foam glass ceramic.
Характеристики заявляемого фильтрующего материала для очистки питьевой воды от ионов железа и марганца приведены в таблице 3.The characteristics of the inventive filter material for the purification of drinking water from iron and manganese ions are shown in table 3.
Испытания проб скважинных вод на очистку от ионов железа и марганца были проведены с использованием фильтрующего материала на основе гранул пеностеклокерамики, полученных в соответствии с экспериментом 2.Testing of well water samples for purification from iron and manganese ions was carried out using filter material based on foamglass ceramic granules obtained in accordance with experiment 2.
В таблице 4 приведены результаты испытаний заявляемого фильтрующего материала.Table 4 shows the test results of the inventive filter material.
Полученные оксидные соединения марганца на поверхности пеностеклокерамических гранул вступают во взаимодействие с соединениями марганца и железа, растворенными в воде, с образованием нерастворимых соединений, которые осаждаются на поверхности гранул.The obtained oxide manganese compounds on the surface of foam-glass ceramic granules interact with manganese and iron compounds dissolved in water to form insoluble compounds that precipitate on the surface of the granules.
Как видно из результатов эксплуатационных испытаний, комплекс оксидных соединений: Mn2O3, MnO2 и MnO, полученный на поверхности пеностеклокерамики, позволяет снизить содержание растворенных в воде железа и марганца в 10-15 раз.As can be seen from the results of operational tests, the complex of oxide compounds: Mn 2 O 3 , MnO 2 and MnO, obtained on the surface of the glass-ceramic, can reduce the content of iron and manganese dissolved in water by 10-15 times.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014123971/05U RU147403U1 (en) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | FILTERING MATERIAL FOR PURIFICATION OF DRINKING WATER FROM IRON AND Manganese Ions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014123971/05U RU147403U1 (en) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | FILTERING MATERIAL FOR PURIFICATION OF DRINKING WATER FROM IRON AND Manganese Ions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU147403U1 true RU147403U1 (en) | 2014-11-10 |
Family
ID=53384534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014123971/05U RU147403U1 (en) | 2014-06-10 | 2014-06-10 | FILTERING MATERIAL FOR PURIFICATION OF DRINKING WATER FROM IRON AND Manganese Ions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU147403U1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109626491A (en) * | 2019-02-25 | 2019-04-16 | 珠江流域水环境监测中心 | A method of removal inhibits algae in eutrophication water |
| CN115279489A (en) * | 2020-02-05 | 2022-11-01 | 国家高等化学学院 | Metal oxide nanoparticles supported on glass foam and/or glass ceramic foam and their use in gas phase and/or liquid phase for heterogeneous catalysis |
-
2014
- 2014-06-10 RU RU2014123971/05U patent/RU147403U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109626491A (en) * | 2019-02-25 | 2019-04-16 | 珠江流域水环境监测中心 | A method of removal inhibits algae in eutrophication water |
| CN115279489A (en) * | 2020-02-05 | 2022-11-01 | 国家高等化学学院 | Metal oxide nanoparticles supported on glass foam and/or glass ceramic foam and their use in gas phase and/or liquid phase for heterogeneous catalysis |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| El-Eswed et al. | Efficiency and mechanism of stabilization/solidification of Pb (II), Cd (II), Cu (II), Th (IV) and U (VI) in metakaolin based geopolymers | |
| Badmus et al. | Removal of copper from industrial wastewaters by activated carbon prepared from periwinkle shells | |
| Al-Degs et al. | Sorption of lead ions on diatomite and manganese oxides modified diatomite | |
| JP2008284520A (en) | Supported catalyst-type magnetic adsorbent and method for treating peroxide-containing wastewater | |
| JP6372849B2 (en) | Method for producing porous functional material and method for removing environmental pollutants using porous functional material | |
| CN101913676A (en) | Method for removing phosphorus in water by modifying eggshell with iron salt | |
| Wattanasiriwech et al. | Adsorption efficiency and photocatalytic activity of fly ash-based geopolymer foam mortar | |
| RU147403U1 (en) | FILTERING MATERIAL FOR PURIFICATION OF DRINKING WATER FROM IRON AND Manganese Ions | |
| CN106076248A (en) | A kind of preparation method of rare earth modified flyash | |
| CN104829008A (en) | Water treatment method for removing ammonia nitrogen | |
| RU2111172C1 (en) | Method for sorption purification of water | |
| Kaewmee et al. | Adsorptive reduction of water hardness by a highly porous and regenerative geopolymer fabricated from coal fly ash waste with low-temperature calcination | |
| RU2617492C1 (en) | Catalytic sorbent for purification of water medium | |
| KR20150020595A (en) | Means for purifying fluids, method of its preparation and its use | |
| Ivanchenko et al. | REMOVAL OF FERRUM (III) AND ZINC FROM AQUEOUS ENVIRONMENTS BY CHEMICALLY ACTIVATED SORBENTS FROM NATURAL RAW MATERIALS | |
| RU2275335C2 (en) | Filtering material for treatment of water from manganese and iron, method for it preparing and method for treatment of water from manganese and iron | |
| RU2447922C1 (en) | Filtration material for cleaning water of iron, manganese and hydrogen sulphide and method of its production | |
| CN111054304A (en) | Method for modifying natural zeolite by sodium nitrate combined roasting, product and application thereof | |
| JPS6259973B2 (en) | ||
| RU2358799C1 (en) | Method of sorbent preparation for sewage waters purification of formaldehyde | |
| Apkarian et al. | Sintering of silica-alumina granular materials and its catalytic properties. | |
| CN116586052A (en) | A kind of preparation method of ozone oxidation catalyst of refractory organic wastewater | |
| RU2574754C1 (en) | Filtering material for drinking water purification | |
| RU2483798C1 (en) | Method of making water treatment sorbent | |
| RU2676977C1 (en) | Method of obtaining filtering material for water purification from manganese and hydrosulfide ion |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190611 |