Трепел для очистки воды от железа

Уважаемые Господа. Можно ли использовать трепел для очистки воды от окислов железа в бытовых условиях? Если - да, то пожалуйста подскажите простейший способ использования трепела для этих целей.

Владимир.


Здравствуйте, Владимир.

Насколько мне известно, исследования по использованию минерала трепела для очистки воды находятся на стадиях экспериментальных разработок. Имеется много экспериментальных данных, свидетельствующих об эффективности использования природных органических сорбентов (трепелов, диатомитов, шунгитов и др.) в водоочистке. Сейчас обсуждаются вопросы, связанные с возможностями внедрения в промышленное производство апробированных технологий изготовления готовой продукции на основе фильтров с использованием трепела.

Трепел – это природный осадочный минерал, аналогичный диатомиту, содержащий до 80% активного кремнезема SiO2, но содержащий меньше органических остатков. Химический состав трепелов и диатомитов почти одинаков, однако микроструктура разная. Это объясняется различием в геологическом возрасте отложений. Диатомиты относятся к более поздним, а трепелы — к более ранним отложениям. Диатомиты состоят из обломков панцирей диатомовых простейших, сохранивших свою структуру в минерале.

Трепелы — более плотная порода, в которой исходное вещество целиком утратило свою первоначальную форму. Диатомиты более пористые, чем трепелы. В зависимости от количества органических примесей и наличия оксидов железа цвет трепела и диатомита колеблется от белого до светло-желтого.

Трепел состоит из мелких сферических опаловых, иногда халцедоновых глобул, размером 0,01—0,02 мм. Обычно в небольшом количестве трепел содержит глинистое вещество, зёрна глауконита, кварца, полевых шпатов. Пластичность трепела зависит от содержания в них глинистых примесей. Средняя плотность трепелов в зависимости от месторождения колеблется от 2000—3000 кг/м3; пористость 60,2—64%; твёрдость 1—3. Крупнейшее в России Зикеевское месторождение трепела расположено в Жиздринском районе Калужской области.

Сравнительно высокая пористость и низкая средняя плотность этих пород (пористость диатомита в куске 85 %, пористость трепелов ниже) определила использование трепелов и диатомитов в качестве изоляционных, фильтровальных, строительных материалов, а также в качестве поглотителей, катализаторов, наполнителей и адсорбентов.

Химический состав трепела в (%): SiO2 - 42-67, А12О3 - 5-8, Fe2O3 - 2-3, СаО -11—24, MgO — 0,6—1,2, прочие компоненты — 11—21. Химический состав этого минерала, его строение и адсорбционные свойства позволяют использовать трепел в качестве сорбента для очистки сточных вод от нефти, нефтепродуктов, масел, взвешенных частиц и др. Эксперименты по использованию трепела для очистки воды свидетельствуют о высокой эффективности задержания взвешенных веществ в фильтрах на основе трепела. Предварительные данные очистки водопроводной воды трепелом показали, что с его помощью можно так же эффективно, как и угольными сорбентами очищать воду.

Например, существует патент на очистку воды от нефтепродуктов с помощью трепела. Изобретение относится к области экологии и предназначено для борьбы с загрязнениями окружающей среды нефтепродуктами. Способ очистки воды включает изготовление пористого сорбционного материала на основе природных минералов (шунгит, перлит, трепел, диатомит, опоки) с размером частиц менее 500 мкм и термопластичных гидрофобных полимеров с размером частиц менее 300 мкм. Природный минерал смешивают с термопластичным полимером в соотношении на 100 вес. ч. минерала 25-130 вес.ч. полимера, полученной смесью заполняют пресс-формы определенной конфигурации (диски, цилиндры, ленты, пластины) и подвергают термообработке при температуре плавления полимера в течение 5-40 мин. Для осуществления способа диски, цилиндры или ленты вращают в водной среде, загрязненной нефтепродуктами, в процессе вращения налипающие на поверхность нефтепродукты постоянно снимают скребковыми устройствами. Сорбирующий материал в виде пластин погружают в воду, загрязненную нефтепродуктами, и выдерживают столько времени, пока концентрация нефтепродуктов в воде не достигнет допустимого значения (0,05 мг/л). После насыщения сорбента нефтепродукты из сорбирующего материала удаляют вакуумированием или центрифугированием, после чего сорбционный материал используют вновь. Эффективность непрерывного способа очистки воды от нефтепродуктов составляет 99,6-99,8%. 8 з.п. ф-лы.

См. ссылку:

ru-patent.info/21/80-84/2182118.html

Также была определена сорбционная емкость трепела по ионам: Ca2+, Ni2+, Fe3+, Pb2+, F--. Установлено, что трепел является эффективным сорбентом фенола и бензапирена из водных сред. Исследовались способы модификации трепела с целью улучшения его сорбционных свойств.

См. ссылку:

watchemec.enjournal.ru/journals/issue_view/

Также была измерена максимальная адсорбция ионов железа (III), марганца (II), меди (II) и сульфат-ионов на трепеле. Выяснено, что в случае с трепелом адсорбция ионов железа (III) и меди (II) протекает одинаково – максимальная адсорбция составляет 2,88±0,02 мг/г и 2,17±0,03 г/г соответственно. Последний факт позволяет использовать трепел в качестве сорбента для очистки от железа.

Однако, есть один существенный недостаток трепела. Обладая достаточно развитой внешней поверхностью, трепел характеризуется низкой пористостью и невысокими ионообменными свойствами. Следовательно, прежде чем использовать природный трепел, его необходимо активировать, для того чтобы повысить его адсорбционные и ионнообменные свойства. Это можно достичь, например, облучая трепел ионизирующим излучением. Разработка новых способов модифицирования трепела с целью получения на его основе высококачественных сорбентов является актуальной задачей для водоочистки.

С уважением,

к.х.н. О. В. Мосин