Реферат: Инвестиционное предложение

Инвестиционное предложение


Наименование объекта инвестирования

ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ АДСОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ ОТХОДОВ

МЕСТНОГО ПРОИЗВОДСТВА ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ

В ПРОЦЕССАХ ВОДОПОДГОТОВКИ

Назначение, область применения

Данная технология предназначена для получения новых пористых минеральных адсорбентов на основе отходов производства алюминия и угледобычи, а также способов модифицирования адсорбентов на основе нетрадиционного, дешевого сырья местного происхождения. Разработана технология адсорбционной доочистки воды от соединений меди, кадмия и свинца на промышленных предприятиях города и области.

Данная технология может быть использована в производстве адсорбентов и их применения в процессах водоочистки.

^ Краткое описание объекта

Актуальность проблемы обеспечения человека безопасными продуктами питания и питьевой водой обусловлена влиянием на его здоровье загрязненной окружающей среды, причем наибольшую опасность представляют соединения тяжелых металлов, поступающие в организм с питьевой водой.

Нашими учеными разработаны и внедрены в промышленность многие методы механической, физико-механической и биологической очистки сточных вод, позволяющие эффективно обезвреживать сточные воды от вредных примесей. Среди таких методов можно назвать адсорбционную очистку с использованием материалов естественного и искусственного происхождения. Традиционно, в процессе водоподготовки используют различные марки активированных углей. Однако следует отметить, что они дороги и малоустойчивы в агрессивных средах.

Поэтому в последние годы для очистки воды от соединений тяжелых металлов все большее распространение находят минеральные алюмосиликатные адсорбенты: различные глины, опоки, цеолиты, цеолитсодержащие породы и т.д., которые характеризуются высокой поглотительной способностью, устойчивостью к воздействиям окружающей среды и могут служить прекрасными носителями для закрепления на поверхности различных соединений при их модификации. В связи с этим большой практический интерес в технологии очистки природных и сточных вод представляет использование нетрадиционных, доступных и дешевых сорбентов, а также отходов различных производств.

Нами были исследованы два вида адсорбентов: природный материал - горелая порода и адсорбент, полученный методом спекания – KS-C.

Горелая порода месторождения “Дальние горы" г. Киселевска Кемеровской области, являющаяся отходом угольной промышленности, образуется в результате термических процессов, вызванных самовозгоранием угольных терриконов, которые возникают в выработанных пространствах и породных отвалах. После выгорания органической части породы, содержание минерального вещества в рабочей пробе увеличивается до 84,6%.

ООО «Аргеллит» г. Киселевска выпускает дробленую горелую породу различных фракций в соответствии с нормами СниП 2.04.02-84 “Водоснабжение, наружные сети и сооружения” по ТУ 5712 – 001 – 48634843 – 99. В работе использовалась фракция породы с размером зерен 1,5 мм, коэффициентом формы зерна 2,1 и пористостью 52 – 60%, допущенная гигиеническим сертификатом к очистке воды хозяйственно-питьевого назначения. В настоящее время дробленую горелую породу разных фракций применяют в качестве фильтрующих материалов на некоторых водоканалах области без каких либо улучшений ее свойств. Для более эффективного применения горелой породы в процессе очистки воды, применяя ее в качестве носителя, с целью улучшения адсорбционных характеристик, нами разработана технология ее модификации.

Для получения композиционного адсорбента KS – C в качестве основного исходного сырья были использованы отходы, образующиеся при производстве алюминия на Новокузнецком алюминиевом заводе и непрерывно накапливающиеся на его территории. Уже давно назрела экологическая и технологическая необходимость очистки шламовых отстойников и переработки шламов. Второй исходный компонент – глина, являющаяся отходом угледобывающей промышленности. Рассмотрено влияние температуры, времени спекания материала и соотношение компонентов на качество и адсорбционную емкость адсорбентов.

Компоненты – отходы производства алюминия, глину и воду смешивали в определенном массовом соотношении 1:1:0,1 и спекали в муфельной печи. На основании экспериментальных данных и с учетом экономических затрат разработана технология получения адсорбента и выбраны параметры процесса термообработки исходного материала: начальная обработка исходного углеродсодержащего сырья проходит при температуре 1000С в течение 1 часа, высокотемпературная – спеканием при температуре 9000С в течение 3,5 (адсорбент KS – C - 3,5) или 12 часов (адсорбент KS – C - 12). Полученный адсорбент охлаждали, измельчали и выделяли фракцию с размером зерен 1,5 мм по ГОСТ 16190 – 70.

Результатами эксперимента доказана низкая эффективность применения немодифицированных адсорбентов для водоподготовки, степень очистки модельных растворов с концентрацией металлов 10ПДК составляет в среднем 40% для горелой породы, 20% и 60% для KS-C-3,5 и KS-C-12. Однако адсорбенты KS-C проявляли высокую селективность к ионам свинца, степень очистки водных растворов которых составила 80%.

Для улучшения адсорбционных характеристик адсорбентов проводилась их модификация, в результате которой были выбраны модификаторы, после обработки которыми степень очистки растворов концентрации 10ПДК увеличивается до 99,9%. Такими модификаторами являются карбоксиметилцеллюлоза и гидроксид калия.

Так как применение адсорбентов наиболее эффективно в качестве звена доочистки, когда концентрация растворов немного больше ПДК, то степень извлечения ионов металлов в таких растворах достигает почти 100%. Однако надо учитывать, что для извлечения разных ионов металлов следует выбирать соответствующий модификатор – гидроксид калия для горелой породы и карбоксиметилцеллюлоза для адсорбентов KS-C-12.

При подготовке питьевой воды из поверхностных источников с содержанием тяжелых металлов, какой является и вода р. Томь, наиболее чистая вода может быть получена при реализации технологической схемы, включающей адсорбционную доочистку на минеральных адсорбентах.

Предлагаемая нами адсорбционная установка включает в себя адсорбер, емкость для регенерации адсорбента и несколько промежуточных емкостей. Модификацию отработанных адсорбентов предлагается проводить растворами гидроксида калия (натрия) или раствором карбоксиметилцеллюлозы. Адсорбцию целесообразно проводить из разбавленных растворов с учетом рациональной технологии, но в случае высоких концентраций растворов степень очистки можно повысить, варьируя влияющие на процесс адсорбции параметры: температуру адсорбции и модификации, или выбрав в качестве модификатора раствор карбоксиметилцеллюлозы. Но так как это связано с временными и экономическими затратами, то выбор той или иной технологии будет зависеть от потребителя.

^ Сведения о патентной защите

По результатам исследований поданы заявки и получены патенты на изобретение, касающиеся горелой породы. Планируется подать заявку на получение патента по технологии получения композиционного адсорбента на основе отходов местных производств.

1. Патент РФ № 2223143, Кл. В 01 J 20/16. Способ получения сорбента для очистки растворов от тяжелых металлов. / Гельфман М.И., Шевченко Т.В., Тарасова Ю.В. – Опубл. 10.02.2004, бюл. №4

2. Патент РФ № 2216398, Кл. В 01 J 20/16. Способ получения сорбента для извлечения ионов металлов из растворов. / Шевченко Т.В., Гельфман М.И., Мандзий М.Р., Тарасова Ю.В., Амеленко В.П. – Опубл. 20.11.2003, бюл. №32

3. Разработка технологии получения пористых материалов из отходов производства алюминия. / Ю.В. Тарасова, Т.В. Шевченко // Химическая промышленность - 2002, №9, с. 22-28

Преимущества объекта

В настоящее время известны способы извлечения ионов тяжелых металлов из сточных вод с помощью природных минеральных адсорбентов. Недостаток данных способов заключается в невысокой степени очистки сточных вод от соединений тяжелых металлов при применении дорогостоящих технологий и материалов. Предлагаемая технология имеет следующие преимущества:

дешевизна предлагаемых адсорбентов, за счет их местного происхождения;

устойчивость адсорбента к механическому истиранию при загрузке и выгрузке адсорбционных колонн;

высокая адсорбционная способность;

возможность использования адсорбентов для извлечения из воды примесей широкого спектра (неорганические примеси, органические вещества, ионы, красители и т.д.);

дешевизна и доступность метода модифицирования;

охрана окружающей среды, за счет переработки отходов производств;

получение экологически чистой воды.

Стадия освоения объекта

Для реализации поставленной цели решены следующие задачи:

- технология получения адсорбента приготовленного на основе отходов производства алюминия и угледобычи (KS – C);

- определены основные адсорбционные характеристики принципиально новых адсорбентов - горелой породы и композиционного материала на основе отходов электролизного производства алюминия и угледобывающей промышленности (KS – C);

исследована кинетика процесса адсорбции ионов меди, кадмия и свинца на полученных адсорбентах.

- разработаны способы повышения адсорбционной емкости адсорбентов, определив влияние температуры адсорбции и температуры модификации адсорбентов щелочным раствором на степень извлечения соединений кадмия, меди и свинца из растворов их солей;

- изучен способ регенерации отработанных адсорбентов методом десорбции;

- разработана технологическая схема адсорбционной очистки воды;

- проведены опытно-промышленные испытания по очистке водных растворов предлагаемыми адсорбентами при участии специалистов ЗАО НПЦ “Сибпромэкология”;

- готовится внедрение данной технологии водоочистки на минеральных адсорбентах на Ленинск-Кузнецком заводе шахтно-строительного оборудования.

Потребность в инвестициях

Инвестиции не требуются

Объем инвестирования

Инвестиции не требуются

9. Источники инвестирования.

Финансирование из собственных средств.

10. Внутренняя норма доходности (рентабельность).

Объект рентабелен.