EE01584U1 - Meetod põlevkivituhast kassiliivagraanulite valmistamiseks - Google Patents

Abstract

Käesolev leiutis käsitleb meetodit põlevkivituhast kassiliivagraanulite valmistamiseks. Leiutises käsitletava meetodi eesmärk on valmistada põlevkivituhast graanuleid, mille kasutamise efektiivsus kassi uriini adsorbendina ehk kassiliivana on võrreldav bentoniitsavil põhineva kommertskassiliivaga. Selle meetodi kohaselt valmistatakse karbamiid-formaldehüüdi ja silikageeliga kaetud põlevkivituhast graanulid, mida saab hiljem kasutada ka väetisena. Põlevkivituhast valmistatud graanulid, mis on kaetud silikageeli ja karbamiid-formaldehüüdiga, neutraliseerivad täielikult ammoniaagi lõhna 24 tunni jooksul ja imavad vähemalt 1 g ammoniaagivedelikku 4 g graanulite kohta.

Description

 Tehnikavaldkond

Käesolev leiutis kuulub lemmikloomade hoolduse valdkonda. Täpsemalt on tegemist põlevkivituhast kassiliivagraanulite valmistamise meetodiga.

Tehnika tase

Lemmikloomade pidamisega tubastes tingimustes kaasneb vajadus kasutada kassiliiva. Erinevaid kassiliivasid oh tehnika tasemes mitmeid.

Patendis US2006243212A1 kirjeldatakse kassiliiva valmistamise meetodit taldrikgranulaatoril, kus imava materjalina võib kasutada ükskõik millist imavat savimaterjali, mis sobib kasutamiseks kassiliivana. Vedelikke imavates savimaterjalides võib kasutada täitematerjale nagu ringlusse võetud jäätmed, lubjakivi, zeoliit, jt, mis savimaterjaliga sobivad, et vähendada toote maksumust. Savi lisandiks kasutatakse vermikuliiti, silikageeli ja teisi materjale. Selle meetodi puuduseks on savi kasutamine, kuna savi vähendab adsorptsioonivõimet ja aitab kaasa graanuli kiirele lagunemisele.

Lähimaks lahenduseks saab lugeda patenti US2012024235A1, kus ühe teostusviisi kohaselt kassiliiva valmistamiseks võetakse põlevkivi põletamisel tekkivat tuhka, leeliselist lisandit, mis on vajalik geopolümerisatsioonireaktsiooni algatamiseks ja vett. Toimub geopolümerisatsioonireaktsioon. Segu pannakse granulaatorisse (võib kasutada ka taldrikgranulaatorit), kus see segu granuleeritakse. Edasi kogutakse aglomeeritud segu ning kuivatatakse, mis võib toimuda erinevatel meetoditel nii toatemperatuuril kui ka kuivatis. Seejärel purustatakse ja sõelutakse saadud graanulid ja korratakse protsessi ning võib lisada lisandeid nagu ränidioksiid (silica, silikageel). Selle meetodi puudus on graanulite ebapiisav tugevus.

Leiutise olemus

Käesolev leiutis kirjeldab meetodit, kuidas valmistada põlevkivituhast adsorptsioonivõimega graanuleid, mida saab kasutada kassiliivana. Leiutise

eesmärk on valmistada põlevkivituhast kassiliivagraanuleid, mis on tugevamad kui tehnika tasemest tuntud graanulid.

Põlevkivituhka iseloomustab kõrge pH tase ehk põlevkivituhk on leeliseline. Seetõttu pestakse meetodi kohaselt enne granuleerimist põlevkivituhk korduvalt veega, et vähendada lahustuvate komponentide sisaldust ja leeliselisust. Madalama pH taseme saavutamiseks lisatakse pesemise käigus põlevkivituhale sipelghapet. Järgmiseks tuhk kuivatatakse toatemperatuuril ning seejärel purustatakse ja sõelutakse sõelaga.

Järgmises etapis tuhk granuleeritakse granulaatoril ja kuivatatakse kuivatiga. Vajadusel korratakse purustamise ja granuleerimise etappi, et graanulid saavutaksid eelistatud suuruse.

Sobivas suuruses graanulid võetakse granulaatorist välja, sõelutakse ja kuivatatakse ahjus temperatuuril 60 °C vähemalt 20 minutit ning seejärel toatemperatuuril vähemalt 24 h.

Järgmises etapis toimub graanulite katmine karbamiid-formaldehüüdi lahusega ja silikageeliga, kus graanulite ja karbamiid-formaldehüüdi lahuse massisuhe on 60 : 1 ning graanulite ja silikageeli massisuhe on 50 : 1. Graanulid asetatakse granulaatorile, mida hoitakse pöörlevana ja graanuleid pihustatatakse karbamiidformaldehüüdi ja vee lahusega, massisuhtega 8 : 1, samal aja kandes graanulite pinnale silikageeli.

Viimases etapis kaetud graanulid kuivatatakse uuesti ahjus temperatuuril 60 °C vähemalt 20 minutit ja seejärel toatemperatuuril õhkkuivaks 24 tunni jooksul.

Leiutise eesmärk saavutatakse põlevkivituhast kassiliivagraanulite karbamiidformaldehüüdi lahusega katmisega. Karbamiid-formaldehüüdi lahusega katmine lisab graanulitele tugevust ning hoiab seeläbi ära graanulite lagunemise ja murenemise kassi uriiniga kokku puutumisel.

Teostusnäide

Järgnevalt on meetodit kirjeldatud teostusnäite abil.

Eeltöötluse faasis pestakse põlevkivituhka korduvalt veega. Pesemise käigus lisatakse 40% sipelghapet, massisuhtega 2 kg tuhka ja 40 ml sipleghapet kuni leovee pH jõuab tasemeni 8 - 9. Tuhk kuivatatakse toatemperatuuril, seejärel purustatakse ettevaatlikult ning surutakse läbi sõela, kuna pestud ja kuivatatud tuhk on jämeda fraktsiooniga, kuid eelistatud on peenema fraktsiooniga tuhk.

Järgneb granuleerimise etapp. Tuhk asetatakse granulaatorile, kus hoitakse granulaatorit pöörlemas 15 minutit. Tolmamise vähendamiseks võib tuhaportsjonile pihustada aeg-ajalt vett, kasutades pihustit. Seejärel graanulid kuivatatakse kuivatiga. Vajadusel korratakse purustamise ja granuleerimise etappi, et graanulid saavutaksid eelistatud suuruse, mis on 2-10 mm.

Seejärel võetakse graanulid granulaatorist välja, sõelutakse ja kuivatatakse ahjus temperatuuril 60 °C vähemalt 20 minutit ning seejärel toatemperatuuril õhkkuivaks. Käesolevas kirjelduses ja järgnevas kasuliku mudeli nõudluses viitab fraas "toatemperatuur" temperatuurile, mis jääb vahemikku 20 °C kuni 25 °C.

Seejärel algab graanulite katmise etapp. Graanulid asetatakse uuesti granulaatorile ning granulaator hoitakse pöörlevana. Graanuleid pihustatatakse karbamiidformaldehüüdi lahusega, massisuhtega 60 : 1 ning kaetakse silikageeiiga, massisuhtega 50 : 1. Silikageel on suure poorsusega amorfne hüdratiseerunud ränidioksiid, tahke geel, mis on tavaliselt saadaval pulbrilisel võigranuleeritud kujul. Katmine on vajalik graanulitele tugevuse andmiseks, et need pärast kokkupuudet uriiniga laiali ei laguneks, aga ka silikageeli sidumiseks ja adsorptsioonivõime suurendamiseks ammoniaagi suhtes.

Kõige viimases etapis kaetud graanulid kuivatatakse uuesti ahjus 60 °C juures 20 minuti jooksul ja toatemperatuuril 24 tunni jooksul.

Karbamiid-formaldehüüd on laialt levinud väetisetööstuses, kus seda kasutatakse väetisegraanulite katmiseks, et vältida graanulite paakumist ja pikendada säilivust ja voolavust. Tegemist on biolaguneva ja ohutu materjaliga, mis on valmistatud uureast.

Karbamiid-formaldehüüdi lahust kasutatakse graanulite tugevuse parandamiseks ja samal ajal sideainena silikageeli kihi kinnitamiseks. Silikageelil on hea

adsorptsioonivõime ammoniaagi (uurea komponendi) suhtes. Laborikatsed näitavad, et karbamiid-formaldehüüdi lahuse ja silikageeliga kaetud põlevkivituhast graanulid on ammoniaagi imamiseks kõige tõhusamad. Nende adsorptsioonivõime on vähemalt 1 g ammoniaagivedelikku 4 g graanulite kohta. Need neutraliseerivad lõhna 24 h jooksul ja on pärast kuivamist uuesti kasutatavad.

Kommertskassiliiva adsorptsioonivõime on küll nähtavalt suurem, kuid moodustab vedelikuga kokku puutudes paakunud tüki. Samuti lõhnab kommertskassiliiv tuntavalt ka pärast 24 h möödumist.

Põlevkivituhast valmistatud ja karbamiid-formaldehüüdi lahuse ja silikageeliga kaetud kassiliivagraanulite tugevus on suurem kui kommertskassiliival.

Pärast mitmekordset kasutamist ei saa kaetud põlevkivituhast kassiliivagraanuleid lõhna neutraliseerimise eesmärgi taaskasutada ehk millalgi saavutatakse küllastumine.

Vastava ala asjatundjale on selge, et nõudluses avaldatud leiutise kaitseulatus ei ole piiratud esitatud teostusnäidetega, vaid katab ka lahendusi, mis erinevad kirjeldatust käesoleva leiutise olemuse seisukohalt mitteoluliste tunnuste poolest.

Claims (4)

1. 1. Meetod põlevkivituhast kassiiiivagraanulite valmistamiseks, mis sisaldab põlevkivituha veega segamist, kuivatamist, purustamist, sõelumist ja granuleerimist kahel korral, silikageeliga katmist ja mis erineb selle poolest, et a) enne kuivatamist tuhk pestakse veega ja pesemise käigus lisatakse sipelghapet 20-60 ml 1,8- 2 kilogrammi tuha kohta, kuni leovee pH on 8- 9, b) kuivatamine toimub toatemperatuuril, c) graanulitele kantakse pihusti abil karbamiid-formaldehüüdi ja vee lahus, milles karbamiid-formaldehüüdi ja vee massisuhe lahuses on 6 : 1 - 8 : 1 ning graanulite ja karbamiid-formaldehüüdi lahuse massisuhe on 50 : 1-60 : 1, d) graanuleid kuivatatakse ahjus ja toatemperatuuril.
2. 2. Meetod vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et graanulid purustatakse teist korda ning suunatakse granulaatorile, kus need granuleeritakse ja sõelutakse sobivasse suurusesse.
3. 3. Meetod vastavalt nõudluspunktile 1-2, mis erineb selle poolest, et graanuleid kuivatatakse ahjus 60 °C juures 20 minutit ja seejärel toatemperatuuril 24 tundi kahel korral, enne teist granuleerimist ja pärast karbamiid-formaldehüüdi lahusega katmist.
4. 4. Meetod vastavalt nõudluspunktile 1- 3, mis erineb selle poolest, et graanulite ja silikageeli massisuhe on 40 : 1- 50 : 1.