Водостойкие гранулы для удаления загрязняющих веществ

Изобретение относится к водостойким гранулам для удаления загрязняющих веществ. Способ формирования водостойких гранул включает загрузку порошка в вальцовый пресс при воздействии первой уплотняющей силы с получением формованного изделия, пропускание формованного изделия через размалывающее устройство с формированием гранул, сформированные гранулы являются водостойкими, так, что примерно 30% или меньшее количество гранул распадаются при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде или в воде при перемешивании. Изобретение обеспечивает получение водостойких гранул для применения в водных системах для удаления тяжелых металлов (например, ионов тяжелых металлов) и радионуклидов, для обработки и/или очистки воды, и/или получения питьевой воды с использованием промышленной воды. 3 н. и 7 з.п. ф-лы, 3 ил., 7 табл.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к водостойким гранулам, водостойким таблеткам, к способам их формирования и к способам их применения.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Использование ионообменников, органических и неорганических, таких как, например, кристаллические молекулярные сита - цеолиты, для удаления некоторых металлов из водных растворов известно в данной области техники и в патентной и технической литературе описано множество примеров таких методик. Хотя молекулярные сита обычно являются эффективными для удаления некоторых загрязняющих веществ, в данной области техники сохраняется необходимость в альтернативных экономичных средствах для очистки воды и газа.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения задачей является получение водостойких гранул и/или водостойких таблеток, которые, помимо других случаев применения, могут являться подходящими для применения в водных системах, включая, но не ограничиваясь только ими, удаление загрязняющих веществ, обработку и/или очистку, и/или получение питьевой воды с использованием промышленной воды, для предварительной обработки подаваемой воды по методике обратного осмоса и проведения стадий тонкой очистки, для удаления загрязняющих веществ - тяжелых металлов (например, ионов тяжелых металлов) и загрязняющих веществ - радионуклидов. В некоторых вариантах осуществления водостойкие гранулы и/или водостойкие таблетки могут дополнительно содержать смазывающее вещество.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения задачей является разработка способа формирования водостойких гранул путем вальцового уплотнения и/или способа формирования водостойких таблеток путем прессования в таблетки. В некоторых вариантах осуществления способ формирования водостойких гранул и/или водостойких таблеток не включает стадию нагревания и/или не включает добавление связующего. Таким образом, настоящее изобретение относится к водостойким, не содержащим связующее, минеральным гранулам и таблеткам, полученным путем прессования при высоком давлении.

В некоторых вариантах осуществления настоящего изобретения задачей является разработка способа обработки воды, загрязненной катионами тяжелых металлов, анионами тяжелых металлов и их смесями.

Термин "оксиды" означает любое химическое соединение, содержащее в своей химической формуле по меньшей мере один атом кислорода и один другой элемент. Термин "оксиды металлов" означает любое химическое соединение, содержащее по меньшей мере один атом металла и по меньшей мере один атом кислорода. Атом металла, без наложения ограничений, может быть выбран из группы, состоящей из следующих: Са, Mg, Al, Fe, Mn, Ti, Si, Cu, Ce, Zr, Y, Sn и их смеси.

Термин "гидроксиды" означает любое химическое соединение, содержащее по меньшей мере один атом кислорода и по меньшей мере один атом водорода, связанные вместе ковалентной связью (ОН-). Термин "гидроксиды металлов" означает любое химическое соединение, содержащее по меньшей мере один атом металла и по меньшей мере один атом кислорода и по меньшей мере атом водорода, связанные вместе ковалентной связью (ОН-). Атом металла, без наложения ограничений, может быть выбран из группы, состоящей из следующих: Са, Mg, Al, Fe, Mn, Ti, Si, Cu, Ce, Zr, Y и их смеси.

В вариантах осуществления, относящихся к таблеткам, термин "водостойкие" относится к таблеткам, которые сохраняют примерно 70% или более, примерно 75% или более, примерно 80% или более, примерно 85% или более, примерно 90% или более, примерно 95% или более, примерно 96% или более, примерно 97% или более, примерно 98% или более, или примерно 99% или более их прочности при проведении испытания на раздавливание поставленной на ребро таблетки после ее увлажнения. В испытании на раздавливание поставленной на ребро таблетки определяют максимальное значение сил, необходимых для раздавливания таблетки, помещенной между неподвижной пластиной и движущейся пластиной. В вариантах осуществления, относящихся к гранулам и таблеткам, термин означает, что примерно 30% или меньшее количество, примерно 25% или меньшее количество, примерно 20% или меньшее количество, примерно 15% или меньшее количество, примерно 10% или меньшее количество, примерно 5% или меньшее количество, примерно 3% или меньшее количество, или примерно 1% или меньшее количество, или примерно 0,5% или меньшее количество гранул и/или таблеток распадаются при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде и/или в воде при перемешивании. Распадаемость можно определить по следующей методике: гранулы, обладающие размером в заранее заданном диапазоне, предварительно взвешивают и их массу обозначают, как W1. Затем гранулы помещают на 24 ч в неподвижную воду или и/или в воду при перемешивании. Через 24 ч влажные гранулы сушат в сушильном шкафу при 60°С в течение ночи. Затем высушенные гранулы просеивают с отбором по размеру в заранее заданном диапазоне, и взвешивают. Массу высушенных гранул обозначают, как W2. В заключение выраженную в процентах распадаемость рассчитывают по следующей формуле: (W1-W2)/W1×100%.

При использовании в настоящем изобретении термин "прочность в сухом состоянии" применительно к таблеткам означает прочность на раздавливание таблеток до выдерживания в воде.

При использовании в настоящем изобретении термин "прочность во влажном состоянии" применительно к таблеткам означает прочность на раздавливание таблеток после выдерживания в воде и сушки, проводимой после выдерживания в воде.

Термин "прочность на раздавливание" означает способность материала выдерживать сжимающее усилие. Прочность на раздавливание таблеток, предлагаемых в настоящем изобретении, определяют с помощью испытания на раздавливание поставленной на ребро таблетки, подробно описанного выше.

При использовании в настоящем изобретении термин "повторный цикл" может означать обработку образца частиц с помощью процедуры по меньшей мере второй раз (т.е. второй проход) и в некоторых вариантах осуществления путем проведения нескольких последовательных проходов. Второй и/или последующие проходы все можно независимо проводить с использованием одного и того же устройства (например, одного и того же вальцового пресса и/или одной и той же таблетирующей машины) или с использованием разных устройств (например, разных устройств, соединенных последовательно).

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Приведенные выше и другие особенности настоящего изобретения, их сущность и различные преимущества станут понятнее при рассмотрении представленного ниже подробного описания совместно с прилагаемыми чертежами, в котором:

на фиг. 1 представлена диаграмма для результатов исследования распадаемости в неподвижной воде и в воде при перемешивании водостойких гранул, полученных в соответствии с вариантами осуществления, раскрытыми в настоящем изобретении.

на фиг. 2 представлена диаграмма для содержания свинца в разных образцах выходящих потоков, полученного после пропускания загрязненной свинцом деионизированной воды через слой адсорбента, содержащего гранулы, соответствующие вариантам осуществления.

на фиг.3 представлена диаграмма для содержания свинца в разных образцах выходящих потоков, полученного после пропускания загрязненной свинцом деионизированной воды через слой адсорбента, содержащего гранулы, полученные в соответствии с патентом U.S. №9744518.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение относится к композиции, содержащей водостойкие гранулы. В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение относится к композиции, содержащей водостойкие таблетки. Композиции, раскрытые в настоящем изобретении, могут дополнительно содержать смазывающее вещество и/или они могут не содержать связующие.

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение относится к способу, включающему формирование водостойких гранул путем вальцового уплотнения. В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение относится к способу формирования водостойких таблеток. Композиции, раскрытые в настоящем изобретении, можно сформировать путем вальцового уплотнения и/или путем приложения сжимающего усилия, использующегося, например, при таблетировании. В некоторых вариантах осуществления композиции, раскрытые в настоящем изобретении, можно получить без нагревания.

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение относится к способам обработки загрязненной воды композициями, раскрытыми в настоящем изобретении. Примером является способ удаления загрязняющих веществ - тяжелых металлов из потока воды, включающий введение потока воды в соприкосновение с полученными вальцовым уплотнением и размолотыми водостойкими гранулами и/или с прессованными водостойкими таблетками.

Способы формирования водостойких гранул и/или водостойких таблеток

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение относится к способу формирования водостойких гранул, в котором примерно 30% или меньшее количество гранул распадаются при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде и/или в воде при перемешивании. Способ может включать загрузку порошка в вальцовый пресс при воздействии первой уплотняющей силы с получением формованного изделия. Форма изделия может зависеть от вальцов, использующихся в вальцовом прессе. Так, например, формой изделия может являться одна или большее количество следующих: листы, полоски, брикеты, их смеси и любая другая подходящая форма. Способ может дополнительно включать пропускание формованного изделия через размалывающее устройство с формированием гранул.

Способ может дополнительно включать пропускание гранул через сито с зигзагообразно расположенными ячейками с целью удаления пыли. В сите с зигзагообразно расположенными ячейками ряд пластин может быть помещен под определенным углом в вертикально расположенную колонну. Гранулы можно загрузить в верхнюю часть колонны, пропускать через пластины и собирать в нижней части колонны. Снизу колонны можно осуществлять продувку воздухом при регулируемой скорости, чтобы удалить мелкодисперсные частицы, содержащиеся в гранулах, с помощью воздуха. В других вариантах осуществления способ может дополнительно включать промывку для удаления мелких частиц, образующихся в ходе проведения процедуры формирования гранул. Сформированные гранулы могут не содержать связующее и являться водостойкими.

В некоторых вариантах осуществления относится к способу, включающему прессование порошка при воздействии первой силы с формированием таблеток. Сформированные таблетки могут не содержать связующее и являться водостойкими так, что примерно 0% или меньшее количество таблеток распадаются при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде и/или в воде при перемешивании.

Способ формирования водостойких гранул и/или водостойких таблеток может дополнительно включать смешивание порошка со смазывающим веществом. Смазывающее вещество может быть выбрано из группы, состоящей из следующих: твердое смазывающее вещество, жидкое смазывающее вещество и их смеси. Типичные смазывающие вещества могут включать графит, парафин, углеводородное масло, полиолы (например, этиленоксид, пропиленоксид и их сополимеры), силиконовое масло, перфторированное масло, жирные сложные эфиры, жирные спирты, стеарат магния и их смеси.

В некоторых вариантах осуществления смазывающее вещество можно смешать с порошком непосредственно перед загрузкой порошка в вальцовый пресс для формирования водостойких гранул или непосредственно перед прессованием порошка для формирования водостойких таблеток. В других вариантах осуществления смазывающее вещество можно смешать с оксидами металлов, гидроксидами металлов, силикатами металлов, цеолитами или их смесями, использующимися для получения порошка, до получения порошка. Так, например, жидкое или твердое смазывающее вещество можно смешать с необходимым оксидом (оксидами) металла или гидроксидом (гидроксидами) металла, таким как силикат титана, и получить смесь. Смесь может являться твердой или жидкой. Затем смесь можно подвергнуть дополнительной обработке и получить порошок, который можно подходящим образом загрузить в вальцовый пресс и сформировать водостойкие гранулы или спрессовать (например, таблетировать) и сформировать водостойкие таблетки. Дополнительная обработка смеси может включать, без наложения ограничений, распылительную сушку жидкой смеси с получением высушенного распылением порошка, который можно подходящим образом загрузить в вальцовый пресс или в таблетирующую машину.

Можно использовать любое смазывающее вещество в зависимости от конечного назначения водостойких гранул и/или таблеток. Так, например, если водостойкие гранулы или таблетки применяют для обработки питьевой воды с целью удаления содержащихся в питьевой воде загрязняющих веществ, то смазывающее вещество должно быть утверждено Национальным научным фондом (NSF) для применения для питьевой воды. В вариантах осуществления, в которых используют вальцовое уплотнение, где смазывающее вещество смешивают с порошком непосредственно перед загрузкой в вальцовый пресс, можно использовать твердые смазывающие вещества. Так, например, твердые смазывающие вещества могут быть выбраны из группы, состоящей из следующих: графит, стеараты, такие как стеарат кальция (Са) и магния (Mg), политетрафторэтилен (ПТФЭ) и их смеси. В некоторых вариантах осуществления можно использовать жидкие смазывающие вещества, выбранные из группы, состоящей из следующих: базовые масла, синтетические масла, масла, полученные из биологических источников, такие как растительные масла, водные смазывающие вещества, такие как полиэтиленгликоль, и их смеси. В некоторых вариантах осуществления жидкие смазывающие вещества можно смешать с необходимым оксидом (оксидами) металла или гидроксидом (гидроксидами) металла и получить смесь таким образом, что смесь можно подвергнуть дополнительной обработке до проведения стадии вальцевого уплотнения и/или таблетирования, и/или прессования. В других вариантах осуществления жидкие смазывающие вещества можно смешать с необходимым оксидом (оксидами) металла или гидроксидом (гидроксидами) металла непосредственно перед направлением на стадию вальцевого уплотнения и/или таблетирования, и/или прессования.

Способ формирования водостойких гранул и/или водостойких таблеток может дополнительно включать отделение водостойких гранул и/или водостойких таблеток, обладающих размером в заданном диапазоне, от одной или большего количества мелких или слишком крупных частиц/таблеток. Заданный диапазон размера водостойких гранул и/или таблеток может включать нижнее предельное значение размера и верхнее предельное значение размера. "Мелкие" могут включать гранулы и/или таблетки, обладающие размером, меньшим нижнего предельного значения размера в заданном диапазоне.

"Слишком крупные частицы/таблетки" могут включать гранулы и/или таблетки, обладающие размером, превышающим верхнее предельное значение размера.

Так, например, заданным диапазоном размера водостойких гранул может являться диапазон от примерно 50 мкм, 100 мкм, примерно 200 мкм, примерно 300 мкм, примерно 400 мкм, примерно 500 мкм или примерно 600 мкм до примерно 700 мкм, примерно 800 мкм, примерно 900 мкм, примерно 1 мм, примерно 1,1 мм, примерно 1,2 мм, примерно 1,3 мм, примерно 1,4 мм или примерно 1,5 мм. Заданным диапазоном размера водостойких таблеток являться диапазон от примерно 0,5 мм, примерно 1 мм, примерно 1,1 мм, примерно 1,2 мм, примерно 1,3 мм, примерно 1,4 мм, примерно 1,5 мм, примерно 1,6 мм, примерно 1,7 мм, примерно 1,8 мм, примерно 1,9 мм, примерно 2 мм, примерно 2,5 мм, примерно 3 мм, примерно 3,5 мм, примерно 4 мм или примерно 4,5 мм до примерно 5 мм, примерно 5,5 мм, примерно 6 мм, примерно 6,5 мм, примерно 7 мм, примерно 7,5 мм, примерно 8 мм, примерно 8,5 мм, примерно 9 мм, примерно 9,5 мм, примерно 1 см, примерно 2 см или примерно 3 см.

В некоторых вариантах осуществления мелкие или слишком крупные частицы/таблетки, отделенные от водостойких гранул и/или таблеток, обладающих размером в заданном диапазоне, повторно обрабатывают. В некоторых вариантах осуществления отделенные мелкие или слишком крупные частицы отбрасывают. В других вариантах осуществления отделенные мелкие или слишком крупные частицы используют в случаях, отличающихся от случаев применения водостойких гранул и/или таблеток, обладающих размером в необходимом заданном диапазоне.

В некоторых вариантах осуществления, в которых мелкие или слишком крупные частицы/таблетки повторно обрабатывают, стадия повторной обработки может включать загрузку мелких или слишком крупных частиц обратно в тот же вальцовый пресс или в другой вальцовый пресс при воздействии второй уплотняющей силы с получением повторно сформированного изделия. Стадия повторной обработки может включать пропускание повторно сформированного изделия через размалывающее устройство или мельницу с получением повторно сформированных гранул, которые являются водостойкими. Стадия повторной обработки может включать пропускание повторно сформированных гранул через сито с зигзагообразно расположенными ячейками с целью удаления пыли и/или стадию промывки для уменьшения количества мелких частиц, прилипших к повторно сформированным гранулам. Форма повторно сформированного изделия может быть такой же, как форма изделия, полученного на начальной стадии вальцового уплотнения, или отличаться от нее. Так, например, формой повторно сформированного изделия может являться одна или большее количество следующих: листы, полоски, брикеты, их смеси и любая другая подходящая форма.

В других вариантах осуществления стадия повторной обработки может включать пропускание слишком крупных частиц/таблеток через размалывающее устройство или мельницу для уменьшения размера слишком крупных частиц и обеспечения размера в необходимом заданном диапазоне, с формированием таким образом повторно сформированных гранул, которые являются водостойкими. Эта стадия размола может заменять стадию, включающую пропускание повторно сформированных гранул через сито с зигзагообразно расположенными ячейками с целью удаления пыли, и/или стадию промывки для уменьшения количества мелких частиц, прилипших к повторно сформированным гранулам.

В других вариантах осуществления, в которых мелкие и/или слишком крупные частицы/таблетки повторно обрабатывают, стадия повторной обработки может включать пропускание мелких и слишком крупных частиц/таблеток через размалывающее устройство или мельницу, загрузку одной или большего количества размолотых частиц обратно в тот же вальцовый пресс и/или таблетирующий пресс при воздействии второй силы с получением повторно сформированных таблеток, которые являются водостойкими.

Первая уплотняющая и/или сжимающая сила, прилагаемая к порошку во время начального вальцового уплотнения и/или начального таблетирования (прессования), и вторая уплотняющая сила и/или сжимающая сила, прилагаемая к мелким или слишком крупным частицам при их повторной обработке с помощью вальцового пресса и/или таблетирующего пресса, могут быть одинаковыми или разными. В некоторых вариантах осуществления первая уплотняющая и/или сжимающая сила и вторая уплотняющая и/или сжимающая сила являются одинаковыми. В других вариантах осуществления первая уплотняющая и/или сжимающая сила больше второй уплотняющей и/или сжимающей силы. В других вариантах осуществления первая уплотняющая и/или сжимающая сила меньше второй уплотняющей и/или сжимающей силы. Первая и/или вторая уплотняющая сила может находиться в диапазоне от примерно 20 кН, примерно 25 кН, примерно 30 кН, примерно 35 кН, примерно 40 кН, примерно 45 кН, примерно 50 кН, примерно 55 кН, примерно 60 кН, примерно 65 кН, примерно 70 кН, примерно 75 кН или примерно 80 кН до примерно 85 кН, примерно 90 кН, примерно 95 кН, примерно 100 кН, примерно 110 кН, примерно 120 кН, примерно 130 кН, примерно 140 кН, примерно 150 кН, примерно 160 кН, примерно 170 кН, примерно 180 кН, примерно 190 кН или примерно 200 кН, примерно 210 кН, примерно 220 кН, примерно 230 кН, примерно 240 кН, примерно 250 кН, примерно 260 кН, примерно 270 кН, примерно 280 кН, примерно 290 кН или примерно 300 кН. Первая и/или вторая сжимающая сила может находиться в диапазоне от примерно 3 кН, примерно 5 кН, примерно 10 кН, примерно 15 кН, примерно 20 кН или примерно 25 кН до примерно 30 кН, примерно 35 кН, примерно 40 кН, примерно 45 кН, примерно 50 кН, примерно 55 кН, примерно 60 кН, примерно 65 кН, примерно 70 кН, примерно 75 кН, примерно 80 кН, примерно 85 кН, примерно 90 кН, примерно 95 кН или примерно 100 кН.

Вальцовое уплотнение, таблетирование и размол все можно проводить в течение промежутка времени, составляющего от нескольких миллисекунд до нескольких секунд (например, от примерно 1 мс до примерно 10 с).

Водостойкие таблетки и/или гранулы, сформированные с обеспечением размера в заданном диапазона и до повторной обработки, могут обладать таким же размером и внешним видом, как водостойкие таблетки и/или гранулы, сформированные после повторной обработки.

В некоторых вариантах осуществления гранулы и/или таблетки можно исследовать путем проведения испытания на распадаемость в неподвижной воде и/или в воде при перемешивании. Так, например, в некоторых вариантах осуществления примерно 30% или меньшее количество, примерно 25% или меньшее количество, примерно 20% или меньшее количество, примерно 15% или меньшее количество, примерно 10% или меньшее количество, примерно 5% или меньшее количество, примерно 3% или меньшее количество, примерно 1% или меньшее количество, или примерно 0,5% или меньшее количество полученных гранул и/или таблеток распадаются при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде и/или в воде при перемешивании. В некоторых вариантах осуществления примерно 30% или меньшее количество, примерно 25% или меньшее количество, примерно 20% или меньшее количество, примерно 15% или меньшее количество, примерно 10% или меньшее количество, примерно 5% или меньшее количество, примерно 3% или меньшее количество, примерно 1% или меньшее количество, или примерно 0,5% или меньшее количество полученных гранул и/или таблеток распадаются при проведении испытания на распадаемость в воде при перемешивании. Типичные испытания на распадаемость описаны в приведенных ниже примерах.

В некоторых вариантах осуществления водостойкие таблетки после выдерживания в воде могут сохранять примерно 70% или более, примерно 75% или более, примерно 80% или более, примерно 85% или более, примерно 90% или более, или примерно 95% или более их прочности в сухом состоянии.

Водостойкие гранулы и/или таблетки, раскрытые в настоящем изобретении, можно получить без использования нагревания и/или без включения связующего.

Кроме того, водостойкие гранулы и/или таблетки, полученные в соответствии с любым из способов, раскрытых в настоящем изобретении, могут являться подходящими для обработки воды, загрязненной одним или большим количеством катионов тяжелых металлов, анионов тяжелых металлов или их смесями.

Водостойкие гранулы и/или водостойкие таблетки

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение относится к композиции, содержащей полученные вальцовым уплотнением и размолотые, необязательно обеспыленные гранулы, где гранулы в основном не содержат связующее.

В других вариантах осуществления настоящее изобретение относится к композиции, содержащей прессованные таблетки, где таблетки в основном не содержат связующее.

"В основном не содержащие связующее" означает гранулы, содержащие примерно 10% или меньшее количество, примерно 9% или меньшее количество, примерно 8% или меньшее количество, примерно 7% или меньшее количество, примерно 6% или меньшее количество, примерно 5% или меньшее количество, примерно 4% или меньшее количество, примерно 3% или меньшее количество, примерно 2% или меньшее количество, примерно 1% или меньшее количество, примерно 0,9% или меньшее количество, примерно 0,8% или меньшее количество, примерно 0,7% или меньшее количество, примерно 0,6% или меньшее количество, примерно 0,5% или меньшее количество, примерно 0,4% или меньшее количество, примерно 0,3% или меньшее количество, примерно 0,2% или меньшее количество, или примерно 0,1% или меньшее количество связующего.

Гранулы и таблетки, полученные в соответствии с настоящим изобретением, можно сформировать из порошка. Порошок может являться аморфным или кристаллическим. Порошок, использующийся для формирования водостойких гранул и/или таблеток, может содержать оксиды металлов, гидроксиды металлов, силикаты металлов, цеолиты и их смеси. В некоторых вариантах осуществления порошок может содержать силикат титана (например, силикат титана, обладающий отношением Ti:Si, находящимся в диапазоне от 2:1 до 0,5:1). В некоторых вариантах осуществления силикат титана может быть выбран, поскольку на адсорбцию ионов тяжелых металлов на титаносиликатных гранулах не влияет жесткость воды в присутствии конкурирующих ионов (таких как ионы Са и Mg), как это раскрыто в патенте U.S. №5053139 и патенте U.S. №9744518. Исходный материал - порошок можно получить, например, путем осаждения/промывки и распылительной сушки, сушки в барабанной сушилке, дробления и размола, и т.п. Высушенные распылением частицы можно дополнительно тонко измельчить. Порошок может представлять собой просто мелкие частицы, полученные при проведении процедуры просеивания гранул, и их необязательно можно тонко измельчить. Средний размер частиц исходного материала - порошка может находиться в диапазоне от 10 до 100 мкм.

В некоторых вариантах осуществления гранулы и/или таблетки могут дополнительно содержать смазывающее вещество. Смазывающее вещество может включать, но не ограничиваться только ими, минеральные смазывающие вещества, синтетические смазывающие вещества, смазывающие вещества растительного происхождения, смазывающие вещества животного происхождения, жирные сложные эфиры и жирные спирты. Минеральные смазывающие вещества включают, но не ограничиваются только ими, жидкие смазывающие вещества (масла), такие как парафиновые масла, углеводородное масло, нафтеновые масла, перфторированное масло и ароматические масла, полужидкие смазывающие вещества (жиры) и твердые смазывающие вещества, такие как графит, дисульфид молибдена, нитрид бора, дисульфид вольфрама, ПТФЭ и стеараты (например, стеараты Са и Mg). Синтетические смазывающие вещества включают, но не ограничиваются только ими, поли-альфа-олефины (ПАО), полиалкилгликоли (ПАГ), сложноэфирные масла и силиконы. Смазывающие вещества растительного происхождения могут быть основаны на соевом, кукурузном, касторовом масле, масле канолы, хлопковом масле, рапсовом масле и т.п. Смазывающие вещества животного происхождения вещества могут быть получены из животного жира, такого как твердые жиры и низкоплавкие жиры.

Прессованные таблетки могут обладать прочностью во влажном состоянии, которая составляет примерно 70% или более, примерно 75% или более, примерно 80%) или более, примерно 85% или более, примерно 90% или более, примерно 95% или более, примерно 96% или более, примерно 97% или более, примерно 98% или более, или примерно 99% или более от их прочности в сухом состоянии.

В некоторых вариантах осуществления композиции, раскрытые в настоящем изобретении, можно исследовать путем испытания на распадаемость. Так, например, лишь примерно 30% или меньшее количество, примерно 25% или меньшее количество, примерно 20% или меньшее количество, примерно 15% или меньшее количество, примерно 10% или меньшее количество, примерно 5% или меньшее количество, примерно 3% или меньшее количество, примерно 1% или меньшее количество, или примерно 0,5% или меньшее количество полученных вальцовым уплотнением и размолотых гранул и/или прессованных таблеток могут распадаться при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде и/или в воде при перемешивании. Типичные испытания на распадаемость описаны в приведенных ниже примерах.

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение может относиться к способу формирования композиции или к самой композиции, где композиция содержит полученные вальцовым уплотнением и размолотые гранулы, где гранулы в основном состоят из силиката титана и в основном не содержат связующее, и где примерно 30% или меньшее количество, примерно 20% или меньшее количество, примерно 15% или меньшее количество, примерно 10% или меньшее количество, примерно 5% или меньшее количество, примерно 3% или меньшее количество, примерно 1% или меньшее количество, или примерно 0,5% или меньшее количество гранул распадаются при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде и/или в воде при перемешивании. В некоторых вариантах осуществления гранулы могут в основном состоять из силиката титана и смазывающего вещества и могут все еще в основном не содержать связующее.

В некоторых вариантах осуществления настоящее изобретение может относиться к способу формирования композиции или к самой композиции, где композиция содержит прессованные водостойкие таблетки, где таблетки в основном состоят из силиката титана и в основном не содержат связующее, и где таблетки обладают прочностью во влажном состоянии, которая составляет примерно 70%) или более, примерно 75% или более, примерно 80% или более, примерно 85%) или более, примерно 90% или более, примерно 95% или более, примерно 96%) или более, примерно 97% или более, примерно 98% или более, или примерно 99% или более от их прочности прочность в сухом состоянии. В некоторых вариантах осуществления таблетки в основном состоять из силиката титана и смазывающего вещества и могут все еще в основном не содержать связующее.

Приведенные ниже примеры представлены для облегчения понимания настоящего изобретения и, разумеется, их не следует рассматривать, как специально ограничивающие описанный и заявленный объем настоящего изобретения. Подразумевается, что такие изменения настоящего изобретения, как включающие замену всех эквивалентов, известных в настоящее время или разработанных позднее, которые находятся в пределах компетенции специалистов в данной области техники, и изменения в составах или незначительные изменения схемы эксперимента, входят в объем настоящего изобретения, раскрытого в настоящем описании.

ИЛЛЮСТРАТИВНЫЕ ПРИМЕРЫ

Пример 1: Таблетирование и исследование прочности на раздавливание Содержащие силикат титана (СТ) таблетки получали из порошка СТ (d₅₀ равен 33 мкм). Четыре содержащие СТ таблетки помещали в перемешиваемую воду и выдерживали в течение 24 ч при скорости перемешивания, равной 50 оборотов в минуту (об/мин). Дополнительные четыре содержащие СТ таблетки помещали в неподвижную воду и выдерживали в течение 24 ч. Через 24 ч сопоставляли прочность на раздавливание свежеприготовленных таблеток (т.е. сухих таблеток, которые не выдерживали в воде) с прочностью на раздавливание: (i) таблеток, выдержанных в воде при перемешивании в течение 24 ч и высушенных в сушильном шкафу при 60°С в течение ночи, и (ii) таблеток, выдержанных в неподвижной воде в течение 24 ч и высушенных в сушильном шкафу при 60°С в течение ночи. Результаты представлены в приведенной ниже таблице 1.

Как показано в таблице 1, влажные содержащие СТ таблетки сохраняют не менее 70% их прочности на раздавливание в сухом состоянии, независимо от того, выдерживают ли таблетки в неподвижной воде или в воде при перемешивании.

Пример 2: Формирование гранул путем вальцового уплотнения С помощью процедуры, подробно описанной ниже формировали две порции содержащих силикат титана (СТ) гранул.

1. 5000 г Порошка силиката титана смешивали с 100 г графита.

2. Параметры вальцового пресса - размер зазора скребка: 20, датчик давления: 4-5 кН, сито в грануляторе с ячейками размером 1,25 мм, без использования вакуума.

3. Смешанный материал высыпали в загрузочный ковш.

4. Включали вакуумирование и начинали отбирать образцы.

5. В случае первой порции образцы для исследования отбирали при уплотняющей силе, равной 35 кН, 45 кН, 55 кН, 65 кН, 75 кН и 85 кН. В случае второй порции все образцы получали при уплотняющей силе, равной.

6. Мелкие и слишком крупные частицы, содержащиеся в первой порции, повторно обрабатывали путем второго пропускания через вальцовый пресс при второй уплотняющей силе, равной 85 кН.

7. Мелкие и слишком крупные частицы, содержащиеся во второй порции, повторно обрабатывали путем второго пропускания через вальцовый пресс при второй уплотняющей силе, равной 85 кН.

8. Гранулы, обладающие размером в заданном диапазоне, отделяли от мелких и слишком крупных частиц.

Отбирали образец полосок первой порции, выходящих из вальцового пресса после работы вальцового пресса при уплотняющей силе, равной 45 кН. Кроме того, отбирали образец полосок первой порции, выходящих из вальцового пресса после работы вальцового пресса при уплотняющей силе, равной 85 кН. Работа вальцового пресса при более значительной уплотняющей силе приводила к получению более прочных полосок и меньшего количества мелких частиц.

Отбирали образец полосок первой порции, выходящих из вальцового пресса после первого прохода через вальцовый пресс. Кроме того, отбирали образец полосок первой порции, выходящих из вальцового пресса после второго прохода через вальцовый пресс. Повторная обработка мелких и слишком крупных частиц и их пропускание через вальцовый пресс второй раз приводили к получению более прочных полосок и меньшего количества мелких частиц.

После проведения повторной обработки из первой порции получали множество образцов. Каждый образец содержал частицы, обладающие размером в заданном диапазоне. Первый образец содержал частицы, обладающие размером, равным примерно 300 мкм или менее. Второй образец содержал частицы, обладающие размером, равным от примерно 300 до примерно 500 мкм. Третий образец содержал частицы, обладающие размером, равным от примерно 500 до примерно 840 мкм. Четвертый образец содержал частицы, обладающие размером, равным от примерно 840 мкм до примерно 1,18 мм. Пятый образец содержал частицы, обладающие размером, равным примерно 1,18 мм и более. В представленной ниже таблице 2 приведено выраженное в процентах количество частиц, обладающих размером в каждом из диапазонов.

До проведения повторной обработки из второй порции получали множество образцов. Каждый образец содержал частицы, обладающие размером в заданном диапазоне. Первый образец содержал частицы, обладающие размером, равным примерно 300 мкм или менее. Второй образец содержал частицы, обладающие размером, равным от примерно 300 до примерно 500 мкм. Третий образец содержал частицы, обладающие размером, равным от примерно 500 до примерно 840 мкм. Четвертый образец содержал частицы, обладающие размером, равным от примерно 840 мкм до примерно 1,18 мм. Пятый образец содержал частицы, обладающие размером, равным примерно 1,18 мм и более. В представленной ниже таблице 3 приведено выраженное в процентах количество частиц, обладающих размером в каждом из диапазонов. Кроме того, в таблице 3 приведено сопоставление выраженного в процентах количества частиц, обладающих размером в каждом из диапазонов, до и после повторной обработки второй порции. Представленные в таблице 3 результаты подтверждают, что повторная обработка и пропускание частиц через вальцовый пресс второй раз приводят к уменьшению количества мелких частиц.

Пример 3: Водостойкие гранулы - испытание распадаемости Водостойкие гранулы, сформированные в примере 2, обладающие размером, находящимся в диапазоне от примерно 500 до примерно 840 мкм и от 840 мкм до 1,18 мм, помещали в перемешиваемую воду и выдерживали в течение 24 ч при скорости перемешивания, равной 50 оборотов в минуту (об/мин), и в неподвижную воду и выдерживали в течение 24 ч. На фиг. 1 представлена диаграмма, на которой приведено сопоставление массы сухих гранул до выдерживания в воде с массой сухих гранул после выдерживания в воде. Выраженные в мас. % значения приведены в представленной ниже таблице 4.

В представленной ниже таблице 5 приведено сопоставление массы сухих гранул до выдерживания в воде с массой сухих гранул после выдерживания в воде при перемешивании в течение 24 ч. В таблице 5 также приведены выраженные в мас. % значения для гранул до выдерживания в воде и после выдерживания в воде при перемешивании.

Как показано в таблицах 4 и 5, гранулы, полученные в соответствии с вариантами осуществления, раскрытыми в настоящем изобретении, сохраняют их целостность даже после выдерживания в неподвижной воде и/или в воде при перемешивании в течение 24 ч. Результаты, представленные в таблицах 4 и 5, получены при проведении способа без использования стадии удаления пыли (с использованием сита с зигзагообразно расположенными ячейками).

Пример 4: Водостойкие гранулы - исследование обеспыливания

Дополнительно установлено, что мелкие частицы, обнаруженные в высушенных после выдерживания в воде образцах (т.е. высушенные после выдерживания в воде образцы, размер которых меньше нижнего предельного значения размера в заданном диапазоне) не являются результатом распада водостойких гранул. Полагают, что мелкие частицы прилипают к более крупным водостойким гранулам и высвобождаются при выдерживании в воде более крупных водостойких гранул. Полагают, что мелкие частицы можно удалить путем предварительного выдерживания в воде более крупных водостойких гранул, при этом при последующем выдерживании в воде больше не будет происходить высвобождение мелких частиц. Полагают, что мелкие частицы можно удалить путем проведения стадии удаления пыли с использованием сита с зигзагообразно расположенными ячейками и/или путем проведения стадии промывки. В действительности, выдерживание образцов в воде до удаления пыли приводило к получению мутной воды. В отличие от этого, выдерживание образцов в воде после проведения стадии удаления пыли, включающей удаление мелких частиц, прилипших к водостойким гранулам, с использованием сита с зигзагообразно расположенными ячейками приводило к получению более прозрачной воды. Таким образом, степень распадаемости можно уменьшить путем удаления мелких частиц (например, путем удаления пыли). В некоторых вариантах осуществления по данным испытания на распадаемость, проводимого в неподвижной воде или в воде при перемешивании, распадается меньшее выраженное в процентах количество обеспыленных гранул или обеспыленных таблеток, чем выраженное в процентах количество гранул или таблеток, из которых не удаляли пыль.

Пример 5: Сравнение рабочих характеристик гранул, предлагаемых в настоящем изобретении, и гранул, полученных в соответствии с US 9744518

50 г Гранул, взятых из партии массой примерно 50 кг, полученной в соответствии с настоящим изобретением, т.е. с использованием в качестве сырья высушенного распылением порошка и с проведением обработки путем вальцового уплотнения и размола с добавлением 2% смазывающего вещества - графита, отбирали и промывали водой и помещали в колонну для исследования динамической адсорбции. Диаметр колонны составлял 1,45 см и высота слоя адсорбента составляла примерно 8 см. Деионизированную воду, содержащую 1200 част./млн. свинца (растворенный нитрат свинца), пропускали через колонну при скорости потока, равной 30 мл/мин, и отбирали образцы выходящего потока после выхода каждых 500 мл. Определяли остаточную концентрацию свинца в образцах. Полный объем, который пропускали через колонну, составлял 6000 мл. Результаты, представленные в приведенной ниже таблице 6 и представленные на фиг. 2, показывают, что первый проскок (т.е. наличие свинца в выходящем потоке воды) обнаруживали после того, как 2000 мл загрязненной свинцом воды прошло через слой адсорбента (т.е. через гранулы, предлагаемые в настоящем изобретении). Кроме того, 200 част./млн. свинца обнаруживали в выходящем потоке воды после того, как примерно 4500 мл загрязненной воды прошло через слой адсорбента.

Рабочие характеристик гранул, предлагаемых в настоящем изобретении, сравнивали с рабочими характеристиками гранул, полученных в соответствии с методиками, описанными в патенте US №9744518 (ниже в настоящем изобретении называется патентом ‘518). 50 г Гранул, полученных в соответствии с патентом ‘518, использовали для формирования слоя адсорбента. Рабочие характеристики гранул, полученных в соответствии с патентом ‘518, исследовали так, как описано выше для гранул, предлагаемых в настоящем изобретении. Результаты представлены в приведенной ниже таблице 6 и представлены на фиг. 3. Результаты показывают, что первый проскок обнаруживали после того, как 1000 мл загрязненной свинцом воды прошло через слой адсорбента (т.е. после прохождения через слой адсорбента объема, равного половине объема, определенного в случае гранул, предлагаемых в настоящем изобретении). Кроме того, 200 част./млн. свинца обнаруживали в выходящем потоке воды после того, как примерно 1500 мл загрязненной воды прошло через слой адсорбента (т.е. после прохождения через слой адсорбента объема, равного трети объема, определенного в случае гранул, предлагаемых в настоящем изобретении).

Таким образом, хотя оба продукта, гранулы, предлагаемые в настоящем изобретении, и гранулы, полученных в соответствии с патентом ‘518, обладают одинаковым химическим составом и формой (аморфный силикат титана), гранулы, предлагаемые в настоящем изобретении, обладают лучшими рабочими характеристиками. Лучшие рабочие характеристики гранул, предлагаемых в настоящем изобретении, обеспечены, без наложения ограничений, другой морфологией гранул, которую можно было обеспечить вследствие использования другого способа изготовления.

Пример 6: Исследование мутности для гранул, предлагаемых в настоящем изобретении

Мутность для гранул исследовали путем помещения 10 г гранул в 100 мл ДИ (деионизированной) воды и перемешивания с помощью стержня для перемешивания при низом значении об/мин (также называющееся осторожным перемешиванием) в течение 5 с, при этом в воде наблюдали помутнение. Мутность составляла 950 НЕМ (нефелометрическая единица мутности) и масса суспендированных частиц составляла 0,17 г, что соответствовало степени распадаемости, составляющей 1,7%. Воду декантировали, затем ее заменяли свежей ДИ водой и перемешивали в течение 5 с. Эту процедуру повторяли и в приведенной ниже таблице 7 показано, то выраженное в НЕМ значение уменьшается при уменьшении количества суспендированных твердых веществ.

Настоящее изобретение, раскрытое в настоящем описании, может быть описано, без наложения ограничений, в приведенных ниже пронумерованных параграфах:

1. Способ, включающий:

загрузку порошка в вальцовый пресс при воздействии первой уплотняющей силы с получением формованного изделия; и

пропускание формованного изделия через размалывающее устройство с формированием гранул;

где сформированные гранулы являются водостойкими, так, что примерно 30% или меньшее количество гранул распадаются при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде или в воде при перемешивании.

2. Способ, включающий:

прессование порошка при воздействии первой силы с формированием таблеток, где сформованные таблетки являются водостойкими, так, что примерно 30% или меньшее количество таблеток распадаются при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде или в воде при перемешивании.

3. Способ, включающий:

загрузку порошка в вальцовый пресс при воздействии первой уплотняющей силы с получением формованного изделия; и

пропускание формованного изделия через размалывающее устройство с формированием гранул;

где сформированные гранулы содержат силикат титана и являются водостойкими,

4. Способ, соответствующий любому из параграфов 1-3, дополнительно включающий смешивание порошка со смазывающим веществом, выбранным из группы, состоящей из следующих: твердые смазывающие вещества, жидкие смазывающие вещества и их смеси.

5. Способ, соответствующий параграфу 4, в котором смазывающее вещество включает один или большее количество следующих: графит, стеарат магния, парафин, углеводородное масло, полиолы, силиконовое масло, перфторированное масло, жирные сложные эфиры, жирные спирты.

6. Способ, соответствующий любому из параграфов 1 или 2, в котором порошок содержит оксиды металлов, гидроксиды металлов, силикаты металлов, цеолиты и их смеси.

7. Способ, соответствующий любому из параграфов 1 или 2, в котором порошок содержит силикат титана.

8. Способ, соответствующий любому из параграфов 1 или 3, дополнительно включающий отделение водостойкие гранул, обладающих размером в заданном диапазоне, от одной или большего количества мелких или слишком крупных частиц.

9. Способ, соответствующий любому из параграфов 1 или 3, в котором размер не более 50 мас. % гранул находится в диапазоне от примерно 50 до примерно 500 мкм.

10. Способ, соответствующий параграфу 2, дополнительно включающий отделение водостойких таблеток, обладающих размером в заданном диапазоне, от одной или большего количества мелких и слишком крупных таблеток.

11. Способ, соответствующий параграфу 2, в котором водостойкие таблетки обладают размером, находящимся в диапазоне от примерно 0,5 мм до примерно 3 см.

12. Способ, соответствующий параграфу 8, дополнительно включающий повторную обработку одной или большего количества мелких или слишком крупных частиц.

13. Способ, соответствующий параграфу 10, дополнительно включающий повторную обработку одной или большего количества мелких или слишком крупных таблеток.

14. Способ, соответствующий параграфу 12, в котором стадия повторной обработки включает:

загрузку одной или большего количества мелких или слишком крупных частиц в а вальцовый пресс при воздействии второй уплотняющей силы с получением повторно сформированного изделия;

пропускание повторно сформированного изделия через размалывающее устройство с получением повторно сформированных гранул; где повторно сформированные гранулы являются водостойкими.

15. Способ, соответствующий параграфу 13, в котором стадия повторной обработки включает:

размол одной или большего количества мелких или слишком крупных таблеток в размалывающем устройстве или мельнице с получением размолотых частиц, и прессование размолотых частиц при воздействии второй силы с получением повторно сформированных таблеток,

где повторно сформированные таблетки являются водостойкими.

16. Способ, соответствующий параграфу 14, в котором водостойкие гранулы, сформированные до проведения повторной обработки и отделенные от одной или большего количества мелких или слишком крупных частиц, обладают таким же размером, как повторно обработанные водостойкие гранулы, сформированные после повторной обработки.

17. Способ, соответствующий параграфу 15, в котором водостойкие таблетки, сформированные до проведения повторной обработки и отделенные от одной или большего количества мелких или слишком крупных таблеток, обладают таким же размером, как повторно обработанные таблетки, сформированные после повторной обработки.

18. Способ, соответствующий любому из параграфов 1 или 3, дополнительно включающий удаление пыли из формированных гранул.

19. Способ, соответствующий параграфу 14, дополнительно включающий удаление пыли из повторно сформированных гранул.

20. Способ, соответствующий любому из параграфов 1 или 3, в котором примерно 20% или меньшее количество, примерно 10% или меньшее количество, примерно 5% или меньшее количество, примерно 3% или меньшее количество, или примерно 1% или меньшее количество водостойких гранул распадаются при проведении испытания на распадаемость в воде при перемешивании или в неподвижной воде.

21. Способ, соответствующий параграфу 2, в котором примерно 20% или меньшее количество, примерно 10% или меньшее количество, примерно 5% или меньшее количество, примерно 3% или меньшее количество, или примерно 1% или меньшее количество водостойких таблеток распадаются при проведении испытания на распадаемость в воде при перемешивании или в неподвижной воде.

22. Способ, соответствующий любому из параграфов 1 или 3, в котором первая уплотняющая сила находится в диапазоне от примерно 35 до примерно 300 кН или от примерно 65 до примерно 300 кН.

23. Способ, соответствующий параграфу 14, в котором вторая уплотняющая сила находится в диапазоне от примерно 35 до примерно 300 кН или от примерно 65 до примерно 300 кН.

24. Способ, соответствующий параграфу 14, в котором первая уплотняющая сила и вторая уплотняющая сила являются одинаковыми.

25. Способ, соответствующий параграфу 14, в котором первая уплотняющая сила больше второй уплотняющей силы.

26. Способ, соответствующий параграфу 14, в котором первая уплотняющая сила меньше второй уплотняющей силы.

27. Способ, соответствующий параграфу 2, в котором первая сила находится в диапазоне от примерно 3 до примерно 100 кН.

28. Способ, соответствующий параграфу 15, в котором вторая сила находится в диапазоне от примерно 3 до примерно 100 кН.

29. Способ, соответствующий параграфу 15, в котором первая сила и вторая сила являются одинаковыми.

30. Способ, соответствующий параграфу 15, в котором первая сила больше второй силы.

31. Способ, соответствующий параграфу 15, в котором первая сила меньше второй силы.

32. Способ, соответствующий любому из параграфов 1 или 3, в котором водостойкие гранулы являются подходящими для обработки воды, загрязненной одним или большим количеством катионов тяжелых металлов, анионов тяжелых металлов или их смесью.

33. Способ, соответствующий любому из параграфов 1 или 3, в котором водостойкие гранулы формируют без использования нагревания, без включения связующего или их комбинации.

34. Способ, соответствующий параграфу 2, в котором водостойкие таблетки формируют без использования нагревания, без включения связующего или их комбинации.

35. Способ, соответствующий параграфу 2, в котором водостойкие таблетки после выдерживания в воде сохраняют примерно 70% или более, примерно 80% или более, примерно 85% или более, примерно 90% или более, или примерно 95% или более их прочности в сухом состоянии.

36. Способ удаления загрязняющих веществ - тяжелых металлов из потока воды, включающий:

введение потока воды в соприкосновение с полученными вальцовым уплотнением и размолотыми водостойкими гранулами, соответствующими параграфу 1 или 3.

37. Способ, включающий:

формирование водостойких гранул на основе силиката титана путем вальцового уплотнения.

38. Композиция, включающая: полученные вальцовым уплотнением и размолотые гранулы, где гранулы в основном не содержат связующее и где примерно 30% или меньшее количество гранул распадаются при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде или в воде при перемешивании.

39. Композиция, включающая: полученные вальцовым уплотнением и размолотые гранулы, где гранулы в основном не содержат связующее и где гранулы являются водостойкими.

40. Композиция, соответствующая любому из параграфов 38-39, где примерно 20% или меньшее количество, примерно 15% или меньшее количество, примерно 10% или меньшее количество, примерно 5% или меньшее количество, примерно 3% или меньшее количество, или примерно 1% или меньшее количество гранул распадаются при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде или в воде при перемешивании.

41. Композиция, соответствующая любому из параграфов 38-40, дополнительно содержащая смазывающее вещество, выбранное из группы, состоящей из следующих: твердые смазывающие вещества, жидкие смазывающие вещества и их смеси.

42. Композиция, соответствующая параграфу 41, в которой смазывающее вещество включает один или большее количество следующих: графит, стеарат магния, парафин, углеводородное масло, полиолы, силиконовое масло, перфторированное масло, жирные сложные эфиры, жирные спирты.

43. Композиция, соответствующая параграфу 38, в которой гранулы содержат силикат титана.

44. Композиция, включающая: прессованные таблетки, где таблетки являются водостойкими, где примерно 30% или меньшее количество таблеток распадаются при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде или в воде при перемешивании, и где таблетки обладают прочностью во влажном состоянии, которая составляет примерно 70% или более от их прочности в сухом состоянии.

45. Композиция, соответствующая параграфу 44, в которой таблетки обладают прочностью во влажном состоянии, которая составляет примерно 75% или более, примерно 80% или более, примерно 85% или более, или примерно 90% или более от их прочности в сухом состоянии.

46. Композиция, соответствующая любому из параграфов 44-45, дополнительно содержащая смазывающее вещество, выбранное из группы, состоящей из следующих: твердые смазывающие вещества, жидкие смазывающие вещества и их смеси.

47. Композиция, соответствующая параграфу 46, в которой смазывающее вещество включает один или большее количество следующих: графит, стеарат магния, парафин, углеводородное масло, полиолы, силиконовое масло, перфторированное масло, жирные сложные эфиры, жирные спирты.

48. Композиция, соответствующая любому из параграфов 44-47, в которой таблетки содержит силикат титана.

49. Композиция, соответствующая любому из параграфов 44-48, в которой примерно 20% или меньшее количество, примерно 10% или меньшее количество, примерно 5% или меньшее количество, примерно 3% или меньшее количество, или примерно 1% или меньшее количество таблеток распадаются при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде или в воде при перемешивании.

50. Композиция, включающая полученные вальцовым уплотнением и размолотые гранулы,

где гранулы в основном состоят из силиката титана и в основном не содержат связующее, и

где примерно 20% или меньшее количество гранул распадаются при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде или в воде при перемешивании.

51. Композиция, включающая полученные вальцовым уплотнением и размолотые гранулы,

где гранулы в основном состоят из силиката титана, смазывающего вещества и в основном не содержат связующее, и

где примерно 20% или меньшее количество гранул распадаются при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде или в воде при перемешивании.

52. Композиция, включающая прессованные таблетки,

где таблетки в основном состоят из силиката титана и в основном не содержат связующее, и

где таблетки обладают прочностью во влажном состоянии, которая составляет примерно 70% или более от их прочности в сухом состоянии.

53. Композиция, включающая прессованные таблетки,

где таблетки в основном состоят из силиката титана, смазывающего вещества и в основном не содержат связующее, и

где таблетки обладают прочностью во влажном состоянии, которая составляет примерно 70% или более от их прочности в сухом состоянии.

54. Способ, включающий:

формирование водостойких гранул путем вальцового уплотнения,

где водостойкие гранулы в основном состоят из силиката титана, смазывающего

вещества и в основном не содержат связующее, и

где примерно 20% или меньшее количество гранул распадаются при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде или в воде при перемешивании.

55. Способ, включающий:

формирование водостойких гранул путем вальцового уплотнения,

где гранулы в основном состоят из силиката титана, смазывающего вещества и в

основном не содержат связующее, и

где примерно 20% или меньшее количество гранул распадаются при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде или в воде при перемешивании.

56. Способ, включающий: формирование прессованных водостойких таблеток,

где водостойкие таблетки в основном состоят из силиката титана и в основном не содержат связующее, и

где таблетки обладают прочностью во влажном состоянии, которая составляет примерно 70% или более от их прочности в сухом состоянии.

57. Способ, включающий: формирование прессованных водостойких таблеток,

где таблетки в основном состоят из силиката титана, смазывающего вещества и в основном не содержат связующее, и

где таблетки обладают прочностью во влажном состоянии, которая составляет примерно 70% или более от их прочности в сухом состоянии.

Для простоты объяснения варианты осуществления и способы, предлагаемые в настоящем изобретении, представлены и описаны в виде последовательностей действий. Однако действия, предлагаемые в настоящем изобретения, можно осуществлять в любом порядке и/или одновременно и вместе с другими действиями, не представленными и не описанными в настоящем изобретении. Кроме того, не все проиллюстрированные события могут потребоваться для выполнения способов, соответствующих заявленному объекту. Кроме того, для специалистов в данной области техники должно быть понятно и очевидно, что способы можно альтернативно представить в виде последовательности взаимосвязанных состояний в виде диаграммы состояний или событий.

Для обеспечения полного понимания настоящего изобретения в приведенном выше описании указаны многочисленные конкретные особенности, такие как конкретные материалы, размеры, параметры проведения способов и т.п. Конкретные особенности, структуры, материалы или характеристики можно объединить любым подходящим образом в одном или больших количествах вариантов осуществления. Слова "пример" или "типичный" используются в настоящем изобретении для указания на пример, частный случай или иллюстрацию. Любая особенность или схема, описанная в настоящем изобретении, как "пример" или "типичная" необязательно является предпочтительной или обладает преимуществом по сравнению с другими особенностями или схемами. Использование слов "пример" или "типичный" скорее предназначено для описания представлений определенным образом. При использовании в настоящей заявке, термин "или" означает включающий "или", а не исключающий "или". Это означает, что, если не указано иное или не очевидно из контекста, то "X включает А или В" означает любую обычную включающую перестановку. Это означает, что, если X включает А; X включает В; или X включает и А, и В, то "X включает А или В" означает любой из приведенных выше случаев. Кроме того, при использовании в настоящей заявке и прилагаемой формуле изобретения термины в единственном числе обычно означают "один или большее количество", если не указано иное или из контекста не очевидно указание на единственное число. В настоящем изобретении указание на выражения "вариант осуществления", "некоторые варианты осуществления" или "один вариант осуществления" означает, что конкретная особенность, структура или характеристика, описанная применительно к варианту осуществления, включена по меньшей мере в один вариант осуществления. Таким образом, все выражения "вариант осуществления", "некоторые варианты осуществления" или "один вариант осуществления" в разных частях настоящего описания необязательно означают один и тот же вариант осуществления.

Термин "примерно" применительно к физической величине следует понимать, как включающий погрешности измерения, находящиеся в пределах и включая 2%. Так, например, "примерно 100°С" следует понимать, как означающее "100±1°С".

Настоящее изобретение описано со ссылкой на конкретные типичные варианты его осуществления. Соответственно, описание и чертежи следует рассматривать, как иллюстративные, а не ограничивающие. Различные модификации настоящего изобретения в дополнение к представленным и описанным в настоящем изобретении должны быть очевидны для специалистов в данной области техники и подразумевается, что они входят в объем прилагаемой формулы изобретения.

1. Способ формирования водостойких гранул для удаления загрязняющих веществ, включающий:

загрузку порошка в вальцовый пресс при воздействии первой уплотняющей силы с получением формованного изделия; и

пропускание формованного изделия через размалывающее устройство с формированием гранул;

где сформированные гранулы являются водостойкими, так, что примерно 30% или меньшее количество гранул распадаются при проведении испытания на распадаемость в неподвижной воде или в воде при перемешивании.

2. Способ формирования водостойких гранул для удаления загрязняющих веществ, включающий:

загрузку порошка в вальцовый пресс при воздействии первой уплотняющей силы с получением формованного изделия; и

пропускание формованного изделия через размалывающее устройство с формированием гранул;

где сформированные гранулы содержат силикат титана и являются водостойкими.

3. Способ по любому из пп. 1 или 2, дополнительно включающий смешивание порошка со смазывающим веществом, выбранным из группы, состоящей из следующих: твердые смазывающие вещества, жидкие смазывающие вещества и их смеси, причем смазывающее вещество включает один или большее количество следующих: графит, стеарат магния, парафин, углеводородное масло, полиолы, силиконовое масло, перфторированное масло, жирные сложные эфиры или жирные спирты.

4. Способ по любому из пп. 1-3, в котором порошок содержит неорганические материалы, выбранные из группы, состоящей из следующих: оксиды металлов, гидроксиды металлов, цеолиты, силикаты металлов и их смеси.

5. Способ по любому из пп. 1-4, в котором порошок содержит силикат титана.

6. Способ по любому из пп. 1-5, в котором размер не более 50 мас.% гранул находится в диапазоне от примерно 50 до примерно 500 мкм.

7. Способ по любому из пп. 1-6, в котором водостойкие гранулы формируют без использования нагревания, без включения связующего или их комбинации.

8. Способ удаления загрязняющих веществ - тяжелых металлов, катионов тяжелых металлов, анионов тяжелых металлов или их смеси из потока воды, включающий:

введение потока воды в соприкосновение с полученными вальцовым уплотнением и размолотыми водостойкими гранулами по любому из пп. 1-7.

9. Способ по любому из пп. 1-7, дополнительно включающий удаление пыли из гранул, где по данным испытания на распадаемость, проводимого в неподвижной воде или в воде при перемешивании, распадается меньшее выраженное в процентах количество обеспыленных гранул, чем выраженное в процентах количество гранул, из которых не удаляли пыль.

10. Способ по любому из пп. 1-7 или 9, дополнительно включающий отделение водостойких гранул, обладающих размером в заданном диапазоне, от одной или большего количества мелких или слишком крупных частиц; и повторную обработку одной или большего количества мелких или слишком крупных частиц.