KLINOMANGÁN-BBC-NAE3
Katalitikus oxidatív szűrőanyag – mangán, vas, ammónia szűrésére – Adatlap

Gyártó:
Nyersanyag:
Ásványi nyersanyag:
Hatóanyagok:


Alkalmazás:

GEOPRODUCT KFT. 3909 MÁD, Bartók Béla u.2. Hungary
BBC tipusú zeolitos riolittufa
Rátka-VII fedőnevű bányaterület
1. (K+,Na+, Mn++++)-klinoptilolit = (K,Na,Mn)6+[(AlO2)6(SiO2)30] . 24 H2O
2. felületaktív vulkáni üveg: [SiO2]x,
3. finom eloszlású mangán-oxid: MnO2
Ivóvízkezelés. Vizek szűrése ivóvíz-minőségű víz előállítása céljából. A készítmény alkalmas: mangán, vas, ammónia és arzén eltávolítására.

Fizikai tulajdonságok
Megjelenés:sötétbarna szemcsék, 1-2 mm közötti szemcsemérettel
Sűrűség1,04 kg/dm3
Ammónium ioncsere kapacitás :4000 mg/kg
Mn(II) eltávolító kapacitás12000 mg/kg
Fe(II) eltávolító kapacitás30000 mg/kg
Arzén megkötő kapacitás15 mg/kg (75 micro-g/l oldatból, 10 mg/l Mn(II)-konc. mellett)
Ajánlott szűrési sebesség10-15 m/h
A szemcsék látszólagos sűrűsége a folyadékban1,2 g/cm3
A szemcsékben kötött víztartalom 31,2 tf.%
A szűrőágyban szabadon mozgó víz29,2 tf.%
A szűrőágy teljes víztartalma60,4 tf.%
Vízgőz-abszorpció7.5 m. %
Keménység5-6 Mosh
Belső felület100-120 m2/g
Abszorpciós kötési entalpia, vízre52 J/g
Hőállóság700 K

Az ásványos összetevő vegyi összetétele (zeolitos riolittufa)
SiO272,15 %
Al2O312,86 %
TiO20,10 %
Fe2O31,22 %
FeO0,05 %
CaO1,84 %
MgO0,53 %
Na2O0,26 %
K2O3,72 %
Izzítási veszteség7,11 %

Ásványos összetétel:
Klinoptilolitmin.40 % (átlag: 55 %)
Földpátokmax. 10 %
Krisztobalitmax. 15 %
Montmorillonitmax. 10 %
felületaktív vulkáni üvegmax. 40 %
inert vulkáni üvegmax. 15 %
vas-és mangán oxidokmax. 3 %

A KLINOMANGÁN BBC-NAE3- késztermék mangán-dioxid tartalma: 9 %

Általános technikai leírás
A KLINOMANGÁN- BBC-NAE3- márkajelű készítmény magas mangán-oxid tartalmú zeolit. A mangán-dioxid nagy diszperzitású, egyenletesen finom eloszlású. A mangánnak a zeolitra történő megkötése olyan speciális, saját fejlesztésű vegyi eljárással történik, amely biztosítja azt, hogy az ásványszemcsék mélységükben át legyenek itatva a mangán-dioxiddal és a mangán-dioxid ne oldódjon le a felületről. A mangán négy vegyértékkel van jelen a zeolit kristályrácsában. Ez a négyértékű mangán két formában kötődik a zeolithoz. Egyrészt a mangán-dioxidban, oxidként, másrészt a klinoptilolit kristályrácsába kötve. Minkét forma képes redox folyamatokban részt venni. A nyers, tisztítandó vízzel érkező két vegyértékű mangán - a zeolithoz kötött négy vegyértékűvel reagál, majd mindkét ion három vegyértékűvé alakul. A háromértékű mangán a vízből kicsapódik. A kivált csapadékot az ásványszemcsék kiszűrik. A zeolit szerkezetében kötött mangán szintén három vegyértékűvé alakul, amely regenerálható, azaz újra négy vegyértékűvé alakítható. A regenerálás kálium-permanganátos, vagy nátrium-permanganátos oxidációval történhet. A KLINOMANGÁN- BBC-NAE3 hasonlóan viselkedik a két vegyértékű vassal, mint a kétértékű mangánnal - oxidálja azt. A három vegyértékűvé vált vas-oxid-hidroxid kolloidokat és pelyheket a szűrőanyag szemcséi szintén kiszűrik. A töltetről ezek visszaöblítéssel eltávolíthatók. A nyers vízzel érkező három vagy öt vegyértékű arzén szintén eltávolítható. A három- és öt vegyértékű arzén egymás közti átalakulásának redox reakcióját az alábbi képlet szemlélteti: H3AsO4 + 2H+ + 2e- ---> H3AsO3 + H2O Eo = + 0.56V . A Nernst képlet szerint számított redox potenciál értéke pH 7 mellett, 50-50%-os, arzenit-arzenát arány esetén +0,14 V és 99%-os arzenát aránynál is csak +0,206 V. Ez azt mutatja, hogy az arzenit még oldott oxigénnel is jól oxidálható. Azonban ez reakció kinetikailag lassú, csak 25-30 % 24 óra alatt. A KLINOMANGÁN- BBC-NAE3 alkalmazásával a folyamat gyorsítható, valós idejűvé tehetőUgyanez elérhető ultraibolya fénnyel történő katalitikus oxidációval, vagy a víz direkt ózonos telítésével is. A KLINOMANGÁN- BBC-NAE3 azonban önmaga képes elvégezni az arzén oxidációját, a keletkezett arzenátot vas-és mangán arzenát formában oldhatatlan csapadékká alakítani, és a csapadékot kiszűrni. A vas-arzenát képződéséhez szükséges vas - egyrészt a vízzel együtt érkezhet - ez az előnyösebb eset - ha viszont a nyers víznek nincs elég vastartalma, a KLINOMANGÁN- BBC-NAE3 is rendelkezik vas-oxid tartalommal, amely a szabad arzénsavval rosszul oldódó vas-arzenátot képez (FeAsO4, oldékonysági szorzata:4.0 ×10-36), így bizonyos kapacitást mutat a töltet a kívülről érkező vas nélkül is . A mangán-arzenát, amely szintén kialakulhat a szűrőtöltetben, csökkentheti az arzéntartalmat, bár oldékonysági szorzata kisebb (Mn3(AsO4)2 : 1,9 ×10-11). Másrészt, az arzén oly módon is kiválik a vízből a KLINOMANGÁN- BBC-NAE3 hatására, hogy a vas-kolloidok – amelyeket a Klinomangán kicsap – ko-precipitációval ragadják magukkal az arzént. Ezért, az arzén-megkötés, szűrés szempontjából előnyös, ha a víz vasat is tartalmaz. Magasabb arzén-koncentráció esetén a vízbe 3-10 ppm vas(II)-szulfátot juttatva az arzén mentesítés a KLINOMANGÁN- BBC-NAE3 segítségével teljessé tehető. Mindazonáltal kár a teljes oxidációs folyamatot a KLINOMANGÁN- BBC-NAE3 mangán-dioxid tartalmára bízni, mert egyrészt a töltet hamarabb kimerül, másrészt lassabb lesz a szűrési folyamat. Célszerű előtte levegőztetni a vizet, vagy ózonos - ultraibolya-fényes, katalitikus oxidációt végezni, amikor a vas, a mangán és az arzén is nagyrészt feloxidálódik, így a KLINOMANGÁN- BBC-NAE3 töltet csak kevésbé terhelődik reduktív anyagokkal. Azonban a teljes oxidáció sem előnyös, mert a teljesen oxidált közegben a KLINOMANGÁN- BBC-NAE3 nem képes kifejteni a kívánt hatást, pl. rosszabb lesz a töltet arzén-szelektivitása. Az ózonos-ultraibolya fényes katalitikus oxidáció után elhelyezett KLINOMANGÁN- BBC-NAE3 töltet szerepe nem csak a szűrés és a maradék oxidatív feladat lebonyolítása, hanem az ózonos és ultraibolyás vízkezelés során képződő szabad gyökök rekombinálása is. Az ózon visszaalakulása oxigénné jelentős gázfejlődéssel jár, mivel az ózon kb. 11-szer jobban oldódik a vízben, mint az oxigén. Ezért a töltet gázosodhat, ami fellazulással jár. Ezzel a jelenséggel számolni kell, ha ózonos rendszerben alkalmazzuk - a KLINOMANGÁN- BBC-NAE3 tartály tetejére légtelenítő szelep szerelendő fel, és a vizet a folyamat előtt gáztalanítani kell.

A KLINOMANGÁN- BBC-NAE3 megköti az ammóniát, mégpedig két módon is. Az egyik az abszorpció, amikor a klinoptilolit, azaz a zeolitos hordozóanyag abszorbeálja az ammóniát. Az anyag teljes abszorbciós kapacitása 750 mEq./kg körüli, de a telítődés során az abszorpciós hatásfok egyre romlik. Így – reálisan, ivóvizeknél - 100 mEq./kg értékkel lehet számolni. A másik mód a katalitikus, biológiai oxidáció, amivel a baktériumok a diszperz mangán-dioxid közreműködésével nitrogénné és vízzé, valamint nitritté és nitráttá oxidálják az ammóniát. Ez a módszer az ivóvíz-kezelésben nem előnyös.

Beépítés
A szűrőtöltetet úgy kell beépíteni, hogy a szűrőágy magassága legalább háromszorosa legyen az oszlop átmérőjének. Ha ez nem valósítható meg, a szűrő után finom (néhány mikronos) utószűrőt, nagyobb vízmennyiségnél célszerűen homokszűrőt kell alkalmazni. Ennek az az oka, hogy a szűrőágyon nagyon finom, kolloid méretű részecskék – vas-és mangán hidroxidok, vas-arzenát szemcsék – képesek átjutni, nem megfelelő dimenziójú szűrőágy alkalmazása esetén. Ezek a kilépő víz elemzésekor pozitív mérési hibát okozhatnak, vas- mangán- és arzén esetében. Az történik, hogy ezek az elemek már nincsenek valódi oldatban, de ha nem sikerül a kicsapódott kolloidjaikat kiszűrnünk, ezek az elemzésnél a vegyszerekben visszaoldódnak, és úgy látszik, mintha a szűrőanyag nem működne.
Nagy mennyiségű vas-terhelés esetén a KLINOMANGÁN- BBC-NAE3 szűrőtöltet előtt levegőztetni kell a vizet és a kipelyhesedett vas-hidroxidokat homokszűrővel elő kell szűrni. Ez megnöveli a töltet élettartamát, mivel a nem zárja le az aktív felületét a vas-gél.

Szűrés
A KLINOMANGÁN- BBC-NAE3 szűrőanyag gyors oxidációra képes, nagy szűrési sebességet tesz lehetővé. Finom szemcseeloszlású (0,5-1 mm) szűrőanyag esetén akár 30 m/h is alkalmazható. A nagyobb, 1 mm feletti szemcsézet esetén 10-15 m/h ajánlott, míg 2 mm felett max. 5-10 m/h sebességet és utószűrést javaslunk.

Szelektivitás
A KLINOMANGÁN- BBC-NAE3 nagyon jó szelektivitást mutat mangánra, vasra és ammóniára. Ezekből az ionokból még több 10 mg/l-es koncentrációjú oldatokból is < 0,1 mg/l koncentráció állítható elő. Segédanyagok adagolása (vas, ózon, stb.) és vas-mangán jelenléte nélkül: elérhető alsó határkoncentráció 16 ppb.

Regenerálás
A kimerült töltet oxidációs kapacitásának regenerálása 4%-os kálium-permanganát oldattal lehetséges. Az ammónia megkötő kapacitás regenerálását 5%-os sóoldattal végezhetjük el. Ha a regenerálást nátrium-permanganáttal végezzük, egyúttal az oxidációs kapacitást és az ammónia-megkötő kapacitást is regeneráljuk.

Élettartam
A termék élettartamát nagymértékben meghatározza a tisztítandó víz szennyezettsége, a regenerálások gyakorisága, a víz kémiai jellege. Megfelelő gyakorisággal végzett visszaöblítésekkel a töltet anyaga tiszta marad, így 4-5 évig is alkalmas lehet a szűrési funkciók megfelelő ellátására.

Fertőtlenítés, karbantartás
Hasznos lehet évi egy-két alkalommal, néhány órára 0,1 N sósavval elárasztani a kimerülőfélben lévő töltetet. Ilyenkor klór fejlődik, amely egyrészt kitisztítja a szűrőanyag pórusait, másrészt fertőtleníti a töltetet. A szemcsékre tapadt vas-hidroxid kolloidok fellazulnak és leválnak. Ezután kálium-permanganátos regenerálást kell végezni. Ez az eljárás kismértékű mangán-szivárgást okozhat, ami a visszaöblítés során megszűnik.

Minőségbiztosítás
A "BBC" típusú zeolit minősége a nyersanyag-előfordulás megkutatása alkalmával került meghatározásra. A zeolitot jellemző paraméterek - ammónia-ioncsere kapacitás, rehidratációs entalpia-változás, vízgőz-abszorpció és kristályszerkezeti sűrűség - a bányában, a kutatófúrások adataiból ismertek. Lényeges a megfelelő szemcseméret betartása. Ez gyártásközi ellenőrzéssel történik. Az oldatkészítésekhez felhasználandó sók mennyiségét, az adagok kiszámítását, két személy egymástól függetlenül határozza meg, és a két eredménynek egyeznie kell. Ezzel minimálisra csökkenthető a tévedés veszélye. A szárítási, ill. égetési hőfokok betartásáról a kemencét vezérlő automatika gondoskodik. A késztermék megfelelősége döntően a gyártási körülmények stabilitásától függ. Minden gyártásból egy-egy minta megőrzésre kerül, 5 éven keresztül.

Környezetre gyakorolt hatás
A KLINOMANGÁN felhasználás előtt, gyári állapotában egészségre teljesen ártalmatlan. Nehézfémeket, toxikus anyagokat nem tartalmaz. Szerves anyagokat sem tartalmaz. Nem oldódik vízben. Savak, lúgok hosszabb idő alatt megtámadják. Nem gyúlékony, nem illékony.
A töltetben a használat során jelentősebb mennyiségű vas-és mangán arzenát akkumulálódhat. A vas-arzenát lúgban oldódik, ezért lúgos oldatokkal nem szabad regenerálást végezni.
Az elhasznált töltet a gyártónál regenerálható, ill. újraaktiválható. Egyébként veszélyes hulladékként kezelendő, és megfelelő hulladéklerakóban elhelyezendő.



Oldal tetejére    
Copyright © Geoproduct Kft. - 2008
EN - Product catalogue

D - Produktkatalog

SK - Katalóg výrobkov