RU2845392C1 - Liquid deicing agent and method of its production - Google Patents
Liquid deicing agent and method of its productionInfo
- Publication number
- RU2845392C1 RU2845392C1 RU2025103014A RU2025103014A RU2845392C1 RU 2845392 C1 RU2845392 C1 RU 2845392C1 RU 2025103014 A RU2025103014 A RU 2025103014A RU 2025103014 A RU2025103014 A RU 2025103014A RU 2845392 C1 RU2845392 C1 RU 2845392C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sodium
- calcium
- acetates
- magnesium
- liquid
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к химической промышленности, а именно к многокомпонентным противогололедным составам, наносящимся в жидкой форме. Предлагаемый жидкий противогололедный реагент может применяться в качестве эффективного средства для предотвращения скользкости тротуаров, дорожных и аэродромных покрытий, а также для растапливания и удаления снега и льда с дорожных покрытий. Данное изобретение помогает успешно разрушать структуру ледяного покрытия в зимнее время года, а также утилизировать отходы синтеза железооксидного пигмента на основе сталеплавильного шлака, повышая его экономическую эффективность.The invention relates to the chemical industry, namely to multi-component anti-icing compounds applied in liquid form. The proposed liquid anti-icing reagent can be used as an effective means for preventing slipperiness of sidewalks, road and airfield surfaces, as well as for melting and removing snow and ice from road surfaces. This invention helps to successfully destroy the structure of the ice coating in the winter, as well as to utilize waste from the synthesis of iron oxide pigment based on steel slag, increasing its economic efficiency.
Известны традиционные и широко распространенные составы жидких однокомпонентных противогололедных материалов (рассолов, brines) на основе исключительно NaCl, CaCl2 и MgCl2 (NCRPH Report 577, 2007; Kosmatka S.H & Wilson M.L., 2011) с концентрацией 23,3, 29,8 и 21,6 % соответственно. При достаточной дешевизне простоте этих материалов они обладают недостатками: высокая коррозионная активность по отношению к стали, бетону и железобетону, отложение осадка, повышающего скользкость и плохо поддающегося очистке и пр.Traditional and widespread compositions of liquid single-component anti-icing materials (brines) are known based exclusively on NaCl, CaCl2 and MgCl2 (NCRPH Report 577, 2007; Kosmatka SH & Wilson ML, 2011) with concentrations of 23.3, 29.8 and 21.6%, respectively. Despite the relatively low cost and simplicity of these materials, they have disadvantages: high corrosive activity with respect to steel, concrete and reinforced concrete, deposition of sediment that increases slipperiness and is difficult to clean, etc.
Общим с заявляемым изобретением является применение одного из перечисленных выше недорогих веществ (NaCl) в качестве компонента состава.What the claimed invention has in common is the use of one of the inexpensive substances listed above (NaCl) as a component of the composition.
Известна противогололедная жидкость для взлетно-посадочных полос аэродромов описанная в патенте на изобретение RU 2556672, опубликованном 10.07.2015г. Состав включает ацетат калия, формиат калия, бензотриазол, бензоат натрия, дигидрофосфат натрия, тетраборат натрия, диэтаноламид, диэтаноламин, кремнийорганический ПАВ и воду. К недостаткам данного состава можно отнести сложность состава, требуемую высокую точность дозирования отдельных компонентов (до 0,001%).An anti-icing liquid for airport runways is known, described in the patent for invention RU 2556672, published on 10.07.2015. The composition includes potassium acetate, potassium formate, benzotriazole, sodium benzoate, sodium dihydrogen phosphate, sodium tetraborate, diethanolamide, diethanolamine, organosilicon surfactant and water. The disadvantages of this composition include the complexity of the composition, the required high dosing accuracy of individual components (up to 0.001%).
Общим с заявляемым изобретением является применение солей уксусной кислоты в качестве основного компонента.What is common with the claimed invention is the use of acetic acid salts as the main component.
Известен также состав жидкого противогололедного реагента, описанный в патенте на изобретение RU 2370511, опубликованном 20.10.2019г. Состав представляет собой рассолы, получаемые как отходы при опреснении или естественном испарении стока гидромелиоративных систем, включающие хлориды натрия, кальция и магния. Обнаруживаемые недостатки, присущие данному методу: заявляемая концентрация раствора подвержена трудно контролируемой вариации, а также непостоянство его состава.The composition of the liquid anti-icing agent described in the patent for invention RU 2370511, published on 20.10.2019, is also known. The composition is brines obtained as waste during desalination or natural evaporation of runoff from irrigation and drainage systems, including sodium, calcium and magnesium chlorides. The identified disadvantages inherent in this method are: the declared concentration of the solution is subject to difficult-to-control variation, as well as the inconsistency of its composition.
Общим с заявляемым изобретением является использование отхода производства в составе противогололедного реагента.What the claimed invention has in common is the use of production waste as part of an anti-icing agent.
Наиболее близким к заявляемому изобретению относится состав под торговым названием NAAC 40 (https://www.cryotech.com/products/naac40-solid-deicer), состоящий из смеси ацетата натрия NaCH3COO и хлорида натрия NaCl в процентном массовом отношении 40:60. Недостатком данного материала является применение химических реагентов высокой чистоты.The closest to the claimed invention is a composition under the trade name NAAC 40 (https://www.cryotech.com/products/naac40-solid-deicer), consisting of a mixture of sodium acetate NaCH 3 COO and sodium chloride NaCl in a weight percentage ratio of 40:60. The disadvantage of this material is the use of high-purity chemical reagents.
Технической задачей заявляемого изобретения является создание эффективного, технологичного и дешевого противогололедного материала с применением отходов химического производства.The technical objective of the claimed invention is to create an effective, technologically advanced and inexpensive anti-icing material using chemical production waste.
Техническим результатом заявляемого изобретения является получение высококачественного жидкого противогололедного реагента простой рецептуры, обеспечивающего высокоэффективную борьбу с гололедом на основе использования легкодоступных недорогих компонентов, с низким расходом и высокой плавящей способностью. Использование отхода, получаемого при синтезе красного железооксидного пигмента, в качестве компонента противогололедного реагента значительно снизит его накопление, вывоз в отвал, уменьшит захоронения солевых отходов и тем самым улучшит экологическое состояние окружающей среды. Применение противогололедного реагента в жидком виде позволяет наносить его равномерно на обрабатываемую поверхность, а также эффективно плавить с первых секунд применения.The technical result of the claimed invention is the production of a high-quality liquid anti-icing agent of a simple formulation, providing highly effective control of ice based on the use of readily available inexpensive components, with low consumption and high melting capacity. The use of waste obtained during the synthesis of red iron oxide pigment as a component of the anti-icing agent will significantly reduce its accumulation, removal to the dump, reduce the burial of salt waste and thereby improve the ecological state of the environment. The use of the anti-icing agent in liquid form allows it to be applied evenly to the surface being treated, as well as effectively melt from the first seconds of use.
Указанные технические результаты достигаются за счет того, что по п. 1 жидкий противогололедный реагент, включающий комплексную соль ацетатов натрия, кальция и магния, являющуюся высушенным отходом очистки шлакового сырья при синтезе красного железооксидного пигмента, хлорид натрия и воду при следующем соотношении компонентов, мас. %: комплексная соль ацетатов, натрия, кальция и магния 12-15; хлорид натрия 15-18; вода остальное; по п. 2 способ получения жидкого противогололедного реагента по п. 1, включающий последовательно естественную сушку солевого раствора ацетатов натрия, кальция и магния - отхода очистки шлакового сырья при синтезе красного железооксидного пигмента, последующее измельчение полученных кристаллов комплексной соли ацетатов натрия, кальция и магния, их термическую обработку при 80-100°С до получения продукта постоянной массы, дальнейшее смешение 12-15 мас. % комплексной соли ацетатов натрия, кальция и магния с 15-18 мас. % хлоридом натрия и водой до образования раствора концентрации 28-30 мас. %, а смешение компонентов по п. 3 производят при постоянном помешивании при температуре 40-50°С.The specified technical results are achieved due to the fact that according to paragraph 1, a liquid anti-icing agent comprising a complex salt of sodium, calcium and magnesium acetates, which is a dried waste product from cleaning slag raw materials during the synthesis of red iron oxide pigment, sodium chloride and water in the following ratio of components, wt. %: complex salt of acetates, sodium, calcium and magnesium 12-15; sodium chloride 15-18; water is the rest; according to paragraph 2, a method for producing a liquid anti-icing agent according to paragraph 1, comprising sequentially natural drying of a salt solution of sodium, calcium and magnesium acetates - a waste product from cleaning slag raw materials during the synthesis of red iron oxide pigment, subsequent grinding of the obtained crystals of the complex salt of sodium, calcium and magnesium acetates, their heat treatment at 80-100 ° C until a product of constant weight is obtained, further mixing 12-15 wt. % of a complex salt of sodium, calcium and magnesium acetates with 15-18 wt. % sodium chloride and water until a solution of 28-30 wt. % concentration is formed, and the mixing of the components according to item 3 is carried out with constant stirring at a temperature of 40-50°C.
Изобретение осуществляется следующим образом.The invention is carried out as follows.
Одним из компонентов жидкого противогололедного реагента является отход, образуемый в ходе химического разделения и очистки размолотого шлакового сырья от примеси кальция с участием уксусной кислоты и дальнейшим осаждением части перешедшего в раствор железа гидроксидом натрия (по изобретению RU 2740752, опубликованному 20.01.2021г.). Согласно патенту на изобретение RU 2740752 сталеплавильный шлак конвертерного способа производства размалывают до площади удельной поверхности 3000-3200 см2/г, смешивают с раствором 35% уксусной кислоты в реакторе, снабженном мешалкой, со скоростью 100 об/мин в соотношении 1:6 на протяжении 15 мин до температуры 30-35°С при рН=3, затем осуществляют добавление к полученному раствору 1,1 части к массе исходного шлака гидроксида натрия до рН=8-9 с повышением температуры до Т=59±1,5°С, отстаивают в течение 4 часов при выключенной мешалке, удаляют водный раствор ацетатов кальция, натрия, магния. One of the components of the liquid anti-icing agent is waste generated during the chemical separation and purification of ground slag raw materials from calcium impurities with the participation of acetic acid and subsequent precipitation of part of the iron transferred into solution with sodium hydroxide (according to invention RU 2740752, published on 20.01.2021). According to the invention patent RU 2740752, steelmaking slag from the converter production method is ground to a specific surface area of 3000-3200 cm2 /g, mixed with a solution of 35% acetic acid in a reactor equipped with a stirrer at a speed of 100 rpm in a ratio of 1:6 for 15 minutes to a temperature of 30-35°C at pH=3, then 1.1 parts by weight of the original slag of sodium hydroxide are added to the resulting solution to pH=8-9 with an increase in temperature to T=59±1.5°C, settled for 4 hours with the stirrer turned off, and an aqueous solution of calcium, sodium, and magnesium acetates is removed.
Согласно заявляемому изобретению образуемый и удаляемый раствор ацетатов натрия, кальция и магния NaCH3COO+ (Ca,Mg)(CH3COO)2 (≈10-20 % концентрации) подвергается естественной сушке с температурой окружающей среды 20-35°С, при которой образуются кристаллы указанных солей, помолу и термической обработке при 80-100°С до получения продукта постоянной массы - комплексной соли ацетатов натрия, кальция и магния NaCH3COO+ (Ca,Mg)(CH3COO)2. Далее следует соединение компонентов состава в указанном соотношении табл.1, масс. %: комплексная соль ацетатов, натрия, кальция и магния NaCH3COO+(Ca,Mg)(CH3COO)2 - 12-15;According to the claimed invention, the formed and removed solution of sodium, calcium and magnesium acetates NaCH 3 COO+ (Ca,Mg)(CH 3 COO) 2 (≈10-20% concentration) is subjected to natural drying at an ambient temperature of 20-35°C, at which crystals of the said salts are formed, milling and heat treatment at 80-100°C until a product of constant weight is obtained - a complex salt of sodium, calcium and magnesium acetates NaCH 3 COO+ (Ca,Mg)(CH 3 COO) 2 . Next, the components of the composition are combined in the specified ratio of Table 1, mass %: complex salt of sodium, calcium and magnesium acetates NaCH 3 COO+(Ca,Mg)(CH 3 COO) 2 - 12-15;
хлорид натрия NaCl - 15-18;sodium chloride NaCl - 15-18;
вода Н2O - остальное.water H2O - the rest.
Для облегчения и ускорения растворения солей смесь или воду подогревают до 40-50°С при непрерывном перемешивании. После этого раствор фильтруется для удаления не растворившихся частиц и взвеси. В результате получается жидкий противогололедный реагент с концентрацией солей 28-30 %.To facilitate and accelerate the dissolution of salts, the mixture or water is heated to 40-50°C with continuous stirring. After this, the solution is filtered to remove undissolved particles and suspension. The result is a liquid anti-icing agent with a salt concentration of 28-30%.
Полученный состав жидкого противогололедного реагента имеет следующие качественные показатели, соответствующие ГОСТ Р 58427-2020 «Материалы противогололедные для применения на территории населенных пунктов» и приведённые в табл.1.The obtained composition of the liquid anti-icing reagent has the following quality indicators, corresponding to GOST R 58427-2020 “Anti-icing materials for use in populated areas” and given in Table 1.
ГОСТ Р 58427-2020Requirements
GOST R 58427-2020
Таблица 1. Показатели качества полученного жидкого противогололедного реагента Table 1. Quality indicators of the obtained liquid anti-icing reagent
При сочетании данных веществ наблюдается их синергетический эффект, повышающий эффективность противогололедного реагента: усиление положительных характеристик и снижение отрицательных воздействий. Входящие в состав реагента ацетаты биологически дружелюбны, служат источником питания почвенных микроорганизмов и разлагаются ими на СО2 и Н2О. Помимо прочего ацетаты, будучи ингибиторами коррозии, ослабляют агрессивное воздействие хлорида натрия на сталь, а последний в свою очередь урон первых по отношению к цементному бетону. Плавящая способность и температура начала кристаллизации комбинированного реагента превышает таковую у отдельно взятых веществ.When these substances are combined, their synergistic effect is observed, increasing the effectiveness of the anti-icing reagent: enhancing positive characteristics and reducing negative effects. Acetates included in the reagent are biologically friendly, serve as a source of nutrition for soil microorganisms and are decomposed by them into CO 2 and H 2 O. In addition, acetates, being corrosion inhibitors, weaken the aggressive effect of sodium chloride on steel, and the latter, in turn, damage the former in relation to cement concrete. The melting capacity and the temperature of the onset of crystallization of the combined reagent exceed those of individual substances.
Пример 1. Соотношение комплексная соль ацетатов, натрия, кальция и магния к хлориду натрия - 40/60 по массе.Example 1. The ratio of complex salt of acetates, sodium, calcium and magnesium to sodium chloride is 40/60 by weight.
В емкость, снабженную мешалкой, помещают 12 масс. % NaCH3COO+(Ca,Mg)(CH3COO)2, 18 масс % NaCl и доводят до 100 % добавлением подогретой до 40-50°С воды (70 масс. %). В течение 5-10 минут твердые компоненты растворяются, а получившийся солевой раствор фильтруют. В результате получается жидкий противогололедный реагент с концентрацией солей 30 %.Place 12 wt. % NaCH 3 COO+(Ca,Mg)(CH 3 COO) 2 , 18 wt. % NaCl in a container equipped with a stirrer and bring to 100% by adding water heated to 40-50°C (70 wt. %). The solid components dissolve within 5-10 minutes, and the resulting salt solution is filtered. The result is a liquid anti-icing agent with a salt concentration of 30%.
Пример 2. Соотношение комплексная соль ацетатов, натрия, кальция и магния к хлориду натрия - 45/55 по массе.Example 2. The ratio of complex salt of acetates, sodium, calcium and magnesium to sodium chloride is 45/55 by weight.
В емкость, снабженную мешалкой, помещают 12,5 масс. % NaCH3COO+(Ca,Mg)(CH3COO)2, 15,5 масс % NaCl и доводят до 100 % добавлением подогретой до 40-50°С воды (72 масс. %). В течение 5-10 минут твердые компоненты растворяются, а получившийся солевой раствор фильтруют. В результате получается жидкий противогололедный реагент с концентрацией солей 28 %.Place 12.5 wt. % NaCH 3 COO+(Ca,Mg)(CH 3 COO) 2 , 15.5 wt. % NaCl in a container equipped with a stirrer and bring to 100% by adding water heated to 40-50°C (72 wt. %). The solid components dissolve within 5-10 minutes, and the resulting salt solution is filtered. The result is a liquid anti-icing agent with a salt concentration of 28%.
Пример 3. Соотношение комплексная соль ацетатов, натрия, кальция и магния к хлориду натрия – 50/50 по массе.Example 3. The ratio of complex salt of acetates, sodium, calcium and magnesium to sodium chloride is 50/50 by weight.
В емкость, снабженную мешалкой, помещают 15 масс. % NaCH3COO+(Ca,Mg)(CH3COO)2, 15 масс % NaCl и доводят до 100 % добавлением подогретой до 40-50 ºС воды (70 масс. %). В течение 5-10 минут твердые компоненты растворяются, а получившийся солевой раствор фильтруют. В результате получается жидкий противогололедный реагент с концентрацией солей 30 %.Place 15 wt. % NaCH 3 COO+(Ca,Mg)(CH 3 COO) 2 , 15 wt. % NaCl in a container equipped with a stirrer and bring to 100% by adding water heated to 40-50 ºС (70 wt. %). The solid components dissolve within 5-10 minutes, and the resulting salt solution is filtered. The result is a liquid anti-icing agent with a salt concentration of 30%.
При сочетании веществ в пределах указанных интервалов наблюдается хорошая плавящая способность, рабочая температура, температура начала кристаллизации и плотность раствора, умеренная коррозионная активность. При превышении дозировки солей сверх указанных раствор становится пересыщенным и максимальное растворение не достигается. Некоторое снижение концентрации указанных солей приводит к улучшению их растворимости в воде, повышению рН раствора, снижению его коррозионной активности, однако, падает плотность, ослабляется плавящая способность, повышаются температуры работы и начала кристаллизации.When combining substances within the specified ranges, good melting capacity, operating temperature, crystallization onset temperature and solution density, moderate corrosion activity are observed. When the dosage of salts exceeds the specified ones, the solution becomes supersaturated and maximum dissolution is not achieved. Some decrease in the concentration of the specified salts leads to an improvement in their solubility in water, an increase in the pH of the solution, a decrease in its corrosion activity, however, the density decreases, the melting capacity weakens, and the operating and crystallization onset temperatures increase.
Claims (4)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2845392C1 true RU2845392C1 (en) | 2025-08-18 |
Family
ID=
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6436310B1 (en) * | 1998-01-07 | 2002-08-20 | Sears Petroleum & Transport Corporation | Deicing solution |
| RU2264429C1 (en) * | 2004-08-11 | 2005-11-20 | ЗАО "Бенатекс" | Composition of the anti-icing water solution for roads surface treatment |
| RU2293157C2 (en) * | 2004-12-07 | 2007-02-10 | Маргарита Владимировна Ачкеева | Method for pavement slipperiness prevention, method for deicing agent obtaining and deicing agent to prevent pavement slipperiness |
| GB2450406B (en) * | 2007-06-23 | 2010-02-10 | Salt Union Ltd | De-icing method |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6436310B1 (en) * | 1998-01-07 | 2002-08-20 | Sears Petroleum & Transport Corporation | Deicing solution |
| RU2264429C1 (en) * | 2004-08-11 | 2005-11-20 | ЗАО "Бенатекс" | Composition of the anti-icing water solution for roads surface treatment |
| RU2293157C2 (en) * | 2004-12-07 | 2007-02-10 | Маргарита Владимировна Ачкеева | Method for pavement slipperiness prevention, method for deicing agent obtaining and deicing agent to prevent pavement slipperiness |
| GB2450406B (en) * | 2007-06-23 | 2010-02-10 | Salt Union Ltd | De-icing method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6338800B1 (en) | Methods and compositions using lanthanum for removing phosphates from water | |
| CA2391795C (en) | Anti-freezing and deicing composition and method | |
| RU2314329C2 (en) | Anti-icing reagent and a method for preparation thereof (options) | |
| CN100392040C (en) | Environment-friendly deicing agent and preparation method thereof | |
| RU2698684C1 (en) | Environmentally safe snow removal composition containing a porous structure made from starfish | |
| CN100569400C (en) | The processing method of combustion ash | |
| KR102525123B1 (en) | Eco-friendly addtive deicer composition using oyster shell | |
| CN101654611B (en) | Method for manufacturing snowmelt agent by using shells | |
| KR102517358B1 (en) | Eco-friendly deicer composition using oyster shell | |
| GB654917A (en) | Improvements in or relating to a process of removing pollute from sewage | |
| JP3679807B2 (en) | Composition for water treatment and soil readjustment | |
| RU2845392C1 (en) | Liquid deicing agent and method of its production | |
| KR102615376B1 (en) | Eco-friendly snow remover containing calcium magnesium acetate derived from shells and its manufacturing method | |
| JP2002265934A (en) | Environmental affinity type low-corrosive snow-clearing agent and method for producing the same | |
| CN107487952B (en) | Combined treatment method for beneficiation wastewater containing xanthate residues | |
| JP2001520936A (en) | Stabilized lime dispersion for sewage treatment | |
| CN120424621A (en) | Environmentally friendly snow-melting agent | |
| US5851418A (en) | Particulate low corrosion ice melters | |
| RU2221002C1 (en) | Anti-ice-coating composition | |
| JPS6342788A (en) | Cleaning method for water tank | |
| RU2186818C1 (en) | Process of preparation of antislit reagent | |
| EP1190012B1 (en) | Anti-freezing and deicing composition and method | |
| RU2302442C1 (en) | Anti-ice compound and method for producing the same | |
| JPH10309403A (en) | Powder-state flocculant composition and flocculating treatment method | |
| RU2313553C1 (en) | Method of preparing anti-icing composition |